UNIVERSIDAD DE CARTAGENA FACULTAD DE CIENCIAS EXACTAS Y NATURALES N ATURALES ENTALPÍA DE FUSION DEL HIELO Lidys Paola Atencia Velasco. Mileidis Carmona. Yulena Tuiran Dávila.
RESUMEN La entalpía de fusión del hielo, ΔHf, Podemos determinarla midiendo cómo varía la temperatura de una mezcla de agua y hielo cuando éste se funde. Este procedimiento se denomina método de las mezclas y se utiliza para determinar el ΔHf , una vez conocida (K) el equivalente en agua del calorímetro, esta mezcla debe hacerse dentro de un calorímetro, el cual es, simplemente, un recipiente cerrado y térmicamente aislado con el exterior.
OBJETIVOS
Determinar la entalpía de fusión del hielo utilizando el método de las mezclas. Determinar el equivalente en agua del calorímetro, k, para cuantificar su aporte al balance energético.
M a = M (cal + agua1) - M cal .
1) En el calorímetro tenemos el agua que queda de la primera parte de la práctica. Se tomó 40.02112 g de hielo granizado
Donde M (cal + agua1) = 612.705
2) Se introduce el hielo en el calorímetro, se Ma= 36.005 g 5) Se agito el calorímetro y con ayuda de un termómetro se observó que la temperatura T1= 33 ºC era estable hasta este punto. 6) se tomó aparte otra cantidad de agua y se enfrió hasta unos 10ºC por debajo de la temperatura ambiente añadiendo un poco de hielo picado, cuando el hielo se derritió totalmente la temperatura T2 obtenida fue de: 14 ºC y la cantidad de agua H2O[2] fue de: 40.8627. Después la agregamos al calorímetro y se tapó. La masa de agua fría añadida, Mb, se obtiene pesando de nuevo el calorímetro con el agua caliente y fría. La masa total es ahora:
tapa y se observa atentamente la evolución de la temperatura del sistema (calorímetro más mezcla de hielo y agua), cada 30 segundos durante varios minutos, hasta que todo el hielo se haya fundido. Para comprobar que el hielo se ha fundido, no se debes destapar continuamente el calorímetro. Se anota esta temperatura, que denominaremos T'final. La cual nos dio 7 ºC.
3) Se mide la masa de hielo, M H , pesando una vez más el calorímetro con todo lo que contiene, y su masa M (cal + agua[1] + agua[2] + hielo fundido); Es entonces:
M H = M (cal + agua1 + agua 2 + hielo fundido) – M (cal + agua1
M (cal + agua1+ agua2) = 653.57 g
+ agua2)
La masa de agua fría es entonces:
M H = 40.03
Atendiendo al principio de conservación de la
gaseosa o viceversa), la sustancia debe intercambiar calor con su entorno. No obstante, mientras ocurre el cambio de fase la temperatura de la sustancia permanece constante. La razón, en términos más o menos simples, es que el calor que se suministra a un sólido que se funde o a un líquido que se evapora, se invierte fundamentalmente en vencer las fuerzas atractivas que unen a las moléculas en el estado inicial. Al momento de calcular las masas de agua a diferentes temperaturas nos dimos cuenta que la cantidad de agua a temperatura ambiente de 26 ºC que fue de 39.206 disminuyo cuando esta se calentó a una temperatura de T1 = 33 ºC, la masa de agua caliente es de 36.005 pero al enfriarla a una temperatura de T2 = 14 ºC, la masa de agua fría fue de 40.863 aumento. También la temperatura del agua caliente T1 > temperatura ambiente y la temperatura del agua fría T2
parece lógico tu obtenido para K?
resultado
experimental
Respuesta: El equivalente en agua y la masa del calorímetro se pueden relacionar mediante la ecuación:
K
M b (T final (T 1
T 2 )
T final
)
M a
De donde Ma = M (cal + agua1) - Mcal Por esto se sabe que el equivalente en agua y la masa del calorímetro no coinciden, ya que relacionando sus ecuaciones no se obtiene K = Mcal. 3) Por qué es preciso no tener hielo cuando se determina el equivalente en agua del calorímetro? (ver ec.14.5)
2) Si el equivalente en agua del calorímetro es tal que K = 50 g, ¿significa esto que la masa del calorímetro es igual a 50 gramos?. ¿Te parece lógico tu resultado experimental obtenido para K?
6) ¿Podría estar un trozo genérico de hielo a una temperatura inferior a la de fusión? Si hubiera sido así en nuestro experimento, ¿sería exacto el balance calorimétrico de la ecuación (4.8)?
Respuesta:
Respuesta:
El equivalente en agua y la masa del calorímetro se pueden relacionar mediante la ecuación:
K
M b (T final (T 1
T 2 )
T final )
M a
De donde Ma = M (cal + agua1) - Mcal Por esto se sabe que el equivalente en agua y la masa del calorímetro no coinciden, ya que relacionando sus ecuaciones no se obtiene K = Mcal. 3) Por qué es preciso no tener hielo cuando se determina el equivalente en agua del calorímetro? (ver ec.14.5)
7) Usa las ecuaciones (4.1) y (4.2) para explicar por qué un cubito de hielo con una temperatura de –3ºC que se introduzca en una piscina de dimensiones olímpicas con agua a una temperatura de unos 23º apenas altera la temperatura de ésta. Respuesta:
CONCLUSIÓN Al concluir este laboratorio se pudo estudiar experimentalmente dos propiedades de las sustancias que intervienen en los cambios de estado como lo son el calor específico y el calor
