“Termoquímica y Calorimetría”

[pic 1]

FACULTAD DE CIENCIAS NATURALES Y MATEMÁTICAS

LABORATORIO DE QUÍMICA GENERAL

[pic 2]

[pic 3]

1. Título del Informe

“Termoquímica y Calorimetría”

1. Objetivos:

1. Objetivo General:

Aplicar los principios termoquímicos de la calorimetría para la identificación total de un sistema.

1. Objetivos Específicos:

• Analizar las variaciones de la energía interna de un sistema, para entender el comportamiento que éste tendrá al ponerlo en contacto con otra sustancia.
• Identificar las características de una reacción exotérmica y endotérmica, para establecer la relación que guardan con la variación de calor y energía.
• Comparar los valores obtenidos mediante la práctica con los resultados producto de los cálculos teóricos de termoquímica para determinar los factores que influyen en los resultados y que pueden generan un porcentaje de error.

1. Marco teórico:

Un sistema es una proporción de materia extraída -real o imaginariamente- del ambiente que la rodea, cuando esto ocurre nuestro sistema queda inscrito en un entorno el cual inicia desde y hacia el exterior de las paredes del sistema. Podemos clasificar los sistemas en:

• Sistema abierto: Permite el intercambio (ingreso y/o salida) de materia y energía entre él y su entorno.
• Sistema cerrado: Únicamente da lugar a la transición de energía entre el sistema y el entorno.
• Sistema aislado: Es aquel que no permite interacción alguna entre el sistema y el ambiente.

En estas proporciones de materia separadas para estudio generalmente se provocan reacciones con fines investigativos y éstas pueden ser de dos tipos: Endotérmicas, que son las que absorben energía -generalmente en forma de calo y/o radiación- y las Exotérmicas que al contrario expulsan energía; de modo que el sistema pierde o gana energía respectivamente, (Instituto Superior Experimental de Tecnología Alimentaria, 2015).

[pic 4]

Figura 1: Diagrama de Tipos de Sistemas.

Fuente: www.fullquimica.com

El estado de un sistema se lo define en termodinámica se define por algunas de las propiedades macroscópicas como lo son: Temperatura, presión, volumen y composición química del elemento, compuesto o mezcla objeto de estudio; las cuales toman el nombre de Variables Termodinámicas. La calorimetría en conjunto con conceptos de termoquímica contribuye al análisis de las trasformaciones, variaciones y de calor -entalpia- dentro de las reacciones que ocurren en un sistema.  Dentro de estos cambios aparecen dos casos, la variación de calor a volumen contante,  que es equivalente a la variación interna del sistema ; y la variación de calor a presión constante  que se relaciona con la energía interna del sistema con la expresión:[pic 5][pic 6][pic 7]

[pic 8]

Donde  es el trabajo realizado del sistema; por definición también obtenemos que:  y que , (Domingo, 2015). [pic 9][pic 10][pic 11]

[pic 12]

Figura 2: Diagramas Entálpicos.

Fuente: https://lidiaconlaquimica.wordpress.com

1. Materiales, equipos y reactivos:

Materiales:

• Soporte universal.
• Aro de calentamiento.
• Malla de calentamiento.
• Calorímetro de poliestireno.
• Vasos de precipitación de 250mL
• Cápsula de porcelana.
• Espátula metálica.
• Probetas de 10 ± 0.05 mL.
• Termómetro de mercurio (Rango de -10 a 150°C)
• Mechero de Bunsen.

Equipos:

• Balanza granataria con un decimal de precisión, Marca ADAMS.

Reactivos:

• [pic 13]
• [pic 14]
• Lejía.
• Vinagre.
• Polvo de hornear.

1. Procedimiento:

Procedimiento:

Ensayo 1: Verificación de la ley de conservación del calor

1. Tomar un vaso de precipitación de 250mL y pesar aproximadamente 30g de hielo.
2. Medir la temperatura inicial del hielo y meter en el calorímetro.
3. Tomar otro vaso de precipitación de 250mL y agregar 150ml de agua.
4. Someter a calentamiento con el mechero de Bunsen hasta que el líquido alcance temperatura entre 55 a 60°C.
5. Con mucho cuidado medir 80mL de agua caliente y agregarlo al calorímetro.
6. Rápidamente colocar la tapa y agitar hasta que la temperatura se mantenga constante por 10s.
7. Registrar la temperatura final y determinar la temperatura teórica de equilibrio del sistema tomando en cuenta las temperaturas iniciales.
8. Calcular el porcentaje de error entre la temperatura experimental y la temperatura teórica.

Ensayo 2: Tipos de reacciones según su interacción con el calor

1. Reacción exotérmica

1. Pesar en una capsula de porcelana 25g de lejía
2. Medir 25mL de agua destilada y agregue dentro del calorímetro.
3. Registrar la temperatura inicial del agua
4. Añadir cuidadosamente el sólido pesado y agitar hasta q se disuelva por completo.
5. Realizar los cálculos para determinar la cantidad de calor del proceso.

1. Reacción endotérmica

1. Pesar en una capsula de porcelana 25g de polvo de hornear
2. Medir 25mL de vinagre y agregue dentro del calorímetro.
3. Registrar la temperatura inicial del vinagre.
4. Añadir cuidadosamente el sólido pesado y agitar hasta q se disuelva por completo.
5. Realizar los cálculos para determinar la cantidad de calor del proceso.

1. Reacciones involucradas:

• Reacción Exotérmica:

[pic 15]

• Reacción Endotérmica:

[pic 16]

1. Resultados:

1. Datos iniciales

Tabla n.-1. Datos iniciales del Ensayo 1

...