Practica- Capacidad calorífica de un calorímetro

Capacidad calorífica de un calorímetro

Objetivo

Elaborar un calorímetro para trabajar a presión constante y determinar su capacidad calorífica para utilizarlo en posteriores estudios de calor de reacción.

Resumen teórico

La capacidad calorífica (C) de una sustancia es la cantidad de calor requerido para elevar en un grado Celcius la temperatura de una cantidad dada de sustancia.

Si se conoce el valor de C y la cantidad de sustancia, entonces el cambio de temperatura (T) de la muestra indicará la cantidad de calor (q) que ha sido absorbido.

La ecuación para calcular el cambio de calor liberado en un proceso específico está dada por:

Resumen teórico

La capacidad calorífica (C) de una sustancia es la cantidad de calor requerido para elevar en un grado Celcius la temperatura de una cantidad dada de sustancia.

Si se conoce el valor de C y la cantidad de sustancia, entonces el cambio de temperatura (T) de la muestra indicará la cantidad de calor (q) que ha sido absorbido.

La ecuación para calcular el cambio de calor liberado en un proceso específico está dada por:

Donde:

m = masa de la muestra

T = cambio de temperatura (T2 -T1)

Cp = capacidad calorífica másica a presión constante

Un dispositivo muy sencillo para determinar la cantidad de calor liberado o absorbido en una reacción es el calorímetro a presión constante. Se puede construir con dos vasos desechables de espuma de poliestireno, rellenando el espacio entre los vasos con fibra de vidrio para un mejor aislamiento, como se muestra en la figura 5.

Este calorímetro se puede utilizar para medir el calor liberado o absorbido en una variedad de reacciones y procesos físicos, tales como: neutralización (ácido-base), dilución y solución. Dado que las mediciones se efectúan en condiciones de presión atmosférica constante, el cambio de calor del proceso es igual al cambio de Entalpía (H).

Materiales

1 Vaso de poliestireno de 1 L

1 Vaso de poliestireno de 125 mL

2 Termómetros 100oC

1 Tela de asbesto

1 Navaja grande con filo

Fibra de vidrio

1 Probeta 50 mL

1 Placa de poliestireno 20x20 cm

1 Mechero de Bunsen

1 Vaso de precipitados 100 mL

1 Tripié

Procedimiento experimental

1. Construir el calorímetro mostrado en la figura 5. Perforar la tapa de poliestireno para colocar el termómetro en el centro, éste también hará las veces de agitador.

2. Destapar y verter en él 50 mL de H2O destilada (m1) a temperatura ambiente. Agitar hasta que la lectura de temperatura sea constante (T1).

3. Calentar en el vaso agua destilada hasta 60°C aproximadamente y luego medir en una probeta exactamente 50 mL (m2), registrar su temperatura (T2), rápidamente, verter al calorímetro.

4. Inmediatamente después y con cuidado, agitar el calorímetro y registrar la temperatura más alta que observe (T3).

5. Corregir las masas de agua agregadas considerando la densidad del agua en cada temperatura. Calcular la capacidad calorífica del calorímetro, mediante el siguiente balance termodinámico:

-q perdido por el agua caliente = q ganado por agua fría + q ganado por el sistema calorimétrico

-H perdida por el agua caliente = H ganada por agua fría + H ganada por el sistema calorimétrico

- m Cp (T3 -T2) agua caliente = m Cp (T3 -T1)agua fría + m Cp (T3 -T1)sistema calorimétrico

- m Cp (T3 -T2)agua caliente = m Cp (T3 -T1)agua fría + Cp total (T3 -T1)sistema calorimétrico

Registro de datos y resultados:

No. de

veces

m1

T1

H2OT1

m2

T2

H2OT2

T3

...