PRÁCTICA 3. TEMA. DETERMINACION DEL CALOR LATENTE DE FUSION DEL HIELO OBJETIVOS. OBJETIVO GENERAL.
Medir el calor latente de fusión del hielo por calorimetría
OBJETIVOS ESPECÍFICOS. Capacitarse en el manejo de un calorímetro Entender la importancia y aplicaciones del calor latente de fusión de una sustancia.
INTRODUCCIÓN. El calor latente de fusión, L f , es la cantidad de calor requerido para que 1 gramo de una sustancia pura pase del estado sólido al estado líquido a su temperatura de fusión. La tabla II contiene valores de esta propiedad para algunas sustancias. Si la presión es constante, la fusión tiene lugar a una temperatura constant e. La cantidad de calor necesaria para producir el cambio de fase se llama calor latente. Existen también calores latentes de sublimación, fusión y vaporización. Si se funde el hielo en un recipiente abierto a la presión de 1 atmósfera, la temperatura no aumenta por encima de los 0 °C por mucho calor que se suministre hasta que todo el hielo se convierta en agua líquida. El calor que se absorbe sin cambiar la temperatura del hielo es el calor latente. Éste no se pierde, sino que se emplea en transformar el hielo en agua y se almacena como energía en el líquido. El calor latente de fusión es muy importante para propósitos prácticos pues nos indica cuanto calor se debe suministrar para fundir completamente una cantidad dada de una sustancia a la temperatura de fusión de la misma. Mientras más alto es el calor latente de fusión de una sustancia mayor cantidad de calor debe suministrarse para fundir completamente la misma. TABLA II. Calores latentes de fusión de algunas sustancias puras
MATERIALES, REACTIVOS Y EQUIPOS. Calorímetro Termómetro Vaso de precipitación de 250 mL Hornilla eléctrica Hielo Agua Balanza
PROCEDIMIENTO. 1. Caliente 100 g de agua (m1) a aproximadamente 80ºC, viértalos en el calorímetro y tápelo, espere unos dos minutos y mida la temperatura del agua y regístrela como T1. 2. Adicione inmediatamente 100 g de hielo (m2) previamente secado con toalla de papel al calorímetro y homogenice la mezcla. Registre la temperatura final T2 de la mezcla hielo y agua después de aproximadamente cinco minutos. Calcule el calor de fusión del hielo sabiendo que:
En esta ecuación, C es la constante del calorímetro obtenida en la práctica No. 1 y el calor específico del agua.
2 es
RESULTADOS. 1. Calcule el valor de usando la ecuación para tal efecto 2. Repita el procedimiento para obtener un segundo valor del calor latente de fusión del hielo. 3. Reporte el promedio de ambas determinaciones. DISCUSIÓN DE RESULTADOS. Discutir los resultados obtenidos, fundamentados en el marco teórico
CONCLUSIÓN. Detallar conclusiones en base a los objetivos propuestos
RECOMENDACIONES Sugerir recomendaciones referentes a la práctica realizada y a los resultados obtenidos
CUESTIONARIO. 1. Qué es el calor latente de fusión? Para propósitos prácticos, cuál es la utilidad de conocer el calor latente de fusión de una sustancia? 2. La entalpía de fusión del hielo es la cantidad de calor requerida para fundir 1 mol de esta sustancia a presión de 1 atmósfera y a temperatura de fusión (0 °C). Calcule la entalpía de fusión del hielo a partir del valor obtenido para el calor latente de fusión. 3. De la tabla II se observa que el calor latente de fusión del plomo es 5.5 cal/g y el del aluminio es 94.5 cal/g. Suponga que un experimento se calienta muestras de ambos metales y se alcanzan sus temperaturas de fusión. A partir de este momento, cuál de los dos se funde completamente en menor tiempo? Razone su selección. Cuál de los dos metales sería mejor para propósitos de construcción?
