Trabajo Calorimetría

1. Objetivo general

Determinar la capacidad calorífica de un calorímetro, el calor de neutralización en una reacción ácido-base y el calor específico de un metal, mediante el uso de un simulador de calorímetro, para la demostración de los principios de la calorimetría.

1. Objetivos específicos

1. Comparar los cálculos obtenidos con los valores teóricos del simulador, para determinar el porcentaje de error experimental.
2. Identificar el tipo de reacción que se produzca, aplicando la primera ley de la termodinámica.

1. Datos recopilados

Tabla 1: Datos iniciales- Determinación de la capacidad calorífica del calorímetro.

 Fuente: Elaboración propia del autor.

Tabla 2: Datos iniciales-Determinación del calor de neutralización.

Fuente: Elaboración propia del autor.

Tabla 3:Datos iniciales- Determinación del calor específico de un metal.

 Fuente: Elaboración propia del autor.

1. Algoritmo de resolución

• Capacidad calorífica del calorímetro

1. Objetivo principal: Calcular la capacidad calorífica de un calorímetro, mediante el uso de un simulador de calorimetría.
2. Entrar al simulador Pearson.org de calorimetría.
3. Ir al recuadro Expirement y seleccionar la opción Run experiment.
4. Seleccionar la primera sustancia a usar con su respectiva masa y temperatura: 100 g de H2O a 30 °C.
5. Seleccionar la segunda sustancia a emplear con su masa y temperatura: 100 g de H2O a 90 °C.
6. Dar inicio al experimento en el botón start y esperar al resultado de la temperatura final o de equilibrio (Te) del sistema (reactivos y calorímetro).
7. Se determina el valor teórico considerando las condiciones de presión y temperatura estándar: 1 atm y 25° C, respectivamente.
8. Para el cálculo del calor total, usamos la ecuación de la ley cero de la termodinámica.

[pic 1]

[pic 2]

[pic 3]

)[pic 4]

1. De la ecuación, se despeja la capacidad calorífica del calorímetro Ccalorímetro para determinar su valor.

• Calor de neutralización

1. Objetivo principal: determinar el calor de neutralización de una reacción ácido-base, para la identificación del tipo de reacción termoquímica.
2. Entrar al simulador Pearson.org de calorimetría.
3. Ir al recuadro Expirement y seleccionar la opción Run experiment.
4. Seleccionar el primer reactivo a usar: 100 ml de HCl con concentración de 1 M.
5. Seleccionar el segundo reactivo a emplear: 100 ml de NaOH con concentración de 1 M.
6. Dar inicio al experimento en el botón start y esperar al resultado de la temperatura final o de equilibrio (Te) del sistema (reactivos).
7. Se determina el valor obtenido considerando las condiciones de presión y temperatura estándar: 1 atm y 25° C.
8. Para el cálculo del calor de la reacción usamos la expresión:

[pic 5]

[pic 6]

• Calor específico de un metal

1. Objetivo principal: Calcular el calor específico de un metal aplicando la ley cero de la termodinámica.
2. Entrar al simulador Pearson.org de calorimetría.
3. Ir al recuadro Expirement y seleccionar la opción Run experiment.
4. Seleccionar el primer componente a usar: 30 g de Ag a 90°C.
5. Seleccionar el segundo componente a emplear: 100 g de agua a 20° C.
6. Dar inicio al experimento en el botón start y esperar al resultado de la temperatura final o de equilibrio (Te) del sistema (metal y agua).
7. Se determina el valor obtenido considerando las condiciones de presión y temperatura estándar: 1 atm y 25° C
8. Para calcular el calor específico del metal, se usa la expresión de la ley cero de la termodinámica, y se despeja Cp metal.

[pic 7]

[pic 8]

[pic 9]

1. Se determina el porcentaje de erro del calor específico del metal con la expresión:

[pic 10]

1. Resultados obtenidos

1. Capacidad calorífica del calorímetro.

Tabla 4: Resultado de la capacidad calorífica del calorímetro.

[pic 11]

[pic 12]

...