Práctica #5: Medición de calor liberado en reacciones químicas y determinación de calor especifico de metales. Universidad Autónoma Autónoma de Ciudad Juárez - Instituto de Ciencias Biomédicas - Ciudad Universitaria. Lic. Químico Farmacéutico Biólogo - e!artamento de Ciencias Biológicas. La"oratorio de Fisico#uímica I I.Q.A $lsa $. Camac%o &olinares &aría Fernanda Amézaga 'onzález ()*()) Resumen: En esta práctica se elaboró un calorímetro con dos vasos de nieve seca, diseñándole una tapadera con dos agujeros con el tamaño exacto para el termómetro y el tubo de ensaye. En el experimento se le agregó al tubo de ensaye un metal solido (previamente pesado) con 3 ml de !l, para "ue surgiera una reacción "uímica y de este modo poder colocarlo en el calorímetro (tomando la temperatura inicial y #inal de la reacción), así mismo se determinó el calor producido o absorbido por el agua. $inalmente se calculó la capacidad calorí#ica de cada metal sólido y así poder determinar su calor especi#ico. Introducción: +$l calor es un ,lu-o de energía de un cuer!o a alta alta tem! tem!er erat atur ura a %aci %acia a uno uno con con "a-a "a-a tem!eratur tem!eratura a cuando cuando se !onen en contacto contacto térmico. /Bro0n1 23()4. $5isten di,erentes ti!os de calor como 6!alor de reacción7 reacción7 $s la cantidad de energía calo calorí rí,i ,ica ca #ue #ue el sist sistem ema a %a de cede cederr o a"sor"er !ara #ue la tem!eratura !erm !erman anez ezca ca cons consta tant nte e dura durant nte e todo todo el !roceso de la reacción #uímica. 6!alo !alorr de #orm #ormac ació ión% n% +$s la energía involu involucra crada da en la ,ormac ,ormación ión de un mol de com!uesto a !artir de sus elementos en su estado estado estándar. estándar. 8i este calor calor es medido en condiciones standard de !resión 9 tem!eratura /( atm1 2:;C4. /
o> la com" com"us usti tión ón es una una reac reacci ción ón e5otérmica #ue !roduce calor al #uemar 9 luz al arder. /
sistema a"sor"e energía se llama endotrmica. $n endotrmica. $n las reacciones exotrmicas1 exotrmicas1 se necesi necesita ta menos menos calor calor !ara !ara rom!er rom!er los enlaces del #ue se des!render al ,ormar los nuev nuevos os11 9 en las las reac reacci cion ones es endotrmicas1 endotrmicas1 ocurre ocurre al contra contrario rio11 se necesi necesita ta más calor calor !ara rom!er los enlaces del #ue se des!re des!rende nde al ,ormar ,ormar los nuevos nuevos.. /C%an /C%ang1 g1 233?4. &!al &!alor oría ía es la unid unidad ad de ener energí gía> a> es la cantidad de energía necesaria !ara elevar la tem! tem!er erat atur ura a de ( gr de agua agua en (;C (;C de ().:;C a (:.:;C. Una unidad relacionada es -oule7 ( cal@).() J. !apacidad !alorí#ica es !alorí#ica es la cantidad de calor re#uerida re#uerida !ara elevar la tem!eratu tem!eratura ra de una muestra de materia en (;C o ( . !alor especí#ico especí#ico es la ca!acidad es!ecí,ica de ( gr de una sustanci sustancia1 a1 calor calor re#uer re#uerido ido !ara elevar a la tem!eratura de un ( gr de sustancia en (;C. /Bro0n1 23()4. a"la a"la de calor es!eci,ico de algunos elementos #uímicos 9Do sustancias. ustancia Agua Aire 8eco Aluminio Bronce Co"re Concreto ielo /3;C4 Glomo Hidrio inc
c!cal"$%& ( .2)( .2(? .3*2 .3*E .22 .: .3E( .( .3*E
Alco%ol ierro &ercurio Glata Ha!or de Agua
.: .(( .3EE .3: .)
a"la ( 'b(eti)os: 6eterminar el calor a"sor"ido !or el agua al generar una reacción #uímica. 6eterminar el calor es!ecí,ico de di,erentes metales. *ipótesis: 68e o"tendrá el calor a"sor"ido !or el agua a l generar una reacción #uímica con otra sustancia1 "asándonos en la masa del agua1 el calor 9 las tem!eraturas antes 9 des!ués de la reacción1 !ara sa"er si la reacción ,ue endotérmica o e5otérmica. 68e calculara el calor es!ecí,ico de di,erentes metales1 tomando como "ase la ca!acidad calorí,ica. Materiales y Reacti)os: -Materiales: 6( ermómetro 6 u"os de ensa9e 6( 'radilla 6( Balanza 6( Gi!eta de : ml 6( Gro!i!eta 62 Hasos de nieve seca 6a!adera !ara los vasos 6( $s!átula -Reacti)os: 6Aluminio 6Co"re 6inc 6Hidrio 6Cl 6Agua destilada Metodoloía: +&edición de calor li"erado en reacciones #uímicas Grimeramente se ela"oró un calorímetro con dos vasos1 se colocó uno so"re otro 9 ,ue ta!ado con una ta!adera diseKada con dos ori,icios /uno del tamaKo del termómetro 9 otro !ara el tu"o de ensa9e4. 8e le vertieron al calorímetro (:3 ml de Agua estilada 9 se
o"tuvo su masa. 8e colocó el termómetro 9 la ta!adera !ara o"tener la tem!eratura inicial del agua. es!ués se colocó el tu"o de ensa9e con aluminio /!reviamente !esado4 9 se le aKadieron E ml de Cl1 se de-ó re!osar un tiem!o !ara #ue se llevara a ca"o la reacción 9 se anotó la tem!eratura ,inal del agua al terminarse la reacción. 8e re!itió todo el !roceso con los metales inc 9 Co"re. +Calor es!eci,ico de un sólido metálico. $n un cristalizador se le vertieron !artes de agua con agua %irviendo 9 se colocó un tu!o de ensa9e ta!ado1 cuando la tem!eratura ,ue esta"le se le retiro la ta!adera al tu"o de ensa9e 9 se le agrego aluminio /!reviamente !esado41 se volvió a ta!ar el tu"o 9 ,ue llevado al calorímetro !ara tomar su tem!eratura ,inal. Resultados: $5!erimento7 +&edición de calor li"erado en reacciones #uímicas 6atos o"tenidos en la e5!erimentación l e d l a n i ó i c i c I n c a % e R + ' , *
' , * l e d l a n i % +
' , * l e d p %
' , * l e d a s a M
l a t e M l e d a s a M
o o c i m r / t o d n . o c i
l A M l C F
22 C
2 C
.2(? calD g;C
()2.( 23 gr
. E( ) gr
$5o.
u C M l C F
22 C
2) C
.3*E calD g;C
()2.( 23 gr
. )E: * gr
$5o.
n J M l C F
22 C
2) C
.3*E calD g;C
()2.( 23 gr
(. E3) gr
$5o.
°
°
°
°
°
°
a"la 2 Fórmula !ara determinar el Calor.
Q= ∆T ∗ M ∗Ce 6eterminación del calor a"sor"ido !or el
agua 9 la ca!acidad calorí,ica calorímetro de cada sustancia. Reacción l A M l C F
en
el
%alor absorbido por el 1ua
Q =( 26 ℃ −22 ℃ )∗( 142.12
6eterminación del Calor $s!eci,ico de cada sustancia. ustanci %alor specifico a Aluminio .2746 Calorias
Ce=
Co"re u C M l C F
Q =( 24 ℃ −22 ℃ )∗( 142.1 Hidrio
n J M l C F
Q =( 24 ℃ −22 ℃ )∗( 142.1
Reacción l A M l C F u C M l C F n J M l C F
o i r d i H
%apacidad calorífica del %alorímetro de cada sustancia.
Q =( 26 ℃ −22 ℃ )∗( .3164
Ce=
.0810 Calorias
( 1.0334 gr ) (26 ºC −22
.8102 Calorias
( 2.178 gr ) (24 ºC −22 º
a"la : 3iscusión: $l calor es la energía #ue se trans,iere de un cuer!o a otro1 esto se de"e a la di,erencia de tem!eraturas. Gor esta razón1 al !oner los dos cuer!os en contacto1 el #ue se encuentra a ma9or tem!eratura trans,iere calor al otro %asta #ue se logre un e#uili"rio térmico.
Q =( 24 ℃ −22 ℃ )∗( .4359
$l e#uili"rio térmico se esta"lece entre dos cuer!os o sustancias en contacto térmico /!or la trans,erencia de energía41 en este caso calor.
Q =( 24 ℃ −22 ℃ )∗( 1.830
Las sustancias tienen di,erentes ca!acidades !ara almacenar energía al igual #ue !ara a"sor"er1 9a #ue la energía aumenta el movimiento de las moléculas siendo res!onsa"le del aumento de tem!eratura.
Q=( 24 ℃ −22 ℃ )∗( 2.178
a"la E $5!erimento7 +Calor es!eci,ico de un sólido metálico. 6atos o"tenidos en la e5!erimentación. ustanci +2 +, Peso a Aluminio 22;C 2);C .*) gr Co"re 22;C 2;C (.3EE) gr Hidrio 22;C 2);C 2.(? gr a"la ) Fórmula !ara determinar el Calor $s!eci,ico.
Ce=
Ce=
( .8946 gr ) (24 ºC −22 º
Q m ( ∆ T )
%onclusión: 8e determinó el calor a"sor"ido del agua utilizando el calorímetro1 tam"ién se logró calcular el calor es!ecí,ico utilizando los sólidos metálicos 9 se !udo tomar las distintas tem!eraturas en la !ráctica. Al determinar el calor es!eci,ico de los sólidos metálicos1 se tuvieron !ro"lemas !or encontrar los datos es!erados1 9 así mismo1 se !resentaron errores de cálculos en la ,ormula1 %aciendo erróneos nuestros resultados. 8e esta"leció la utilización del calorímetro !ara la determinación del calor es!ecí,ico1 siendo un instrumento #ue sirve !ara medir las cantidades de calor suministradas o reci"idas a los cuer!os 9 tam"ién se utilizó
!ara medir las cantidades de calor #ue li"eran o a"sor"en dic%os cuer!os. 4ibliorafía: 6Bro0n. /23()4. Quimia1 la ciencia central. /(2da ed.4. &é5ico7 Gearson. 6C%ang1 N. /233?4. Química I. /? na ed.4. &é5ico7 &c'ra06ill Internacional. 6Anónimo. /23(E4. Calor de Neacción. Necu!erado el 2? de Fe"rero del 23(1 de
%tt!7DD000.(33cia#uimica.netDtemasDtema:D! unto).%tm 6Anónimo. /23(34. Calor de
