LABORATORIO DE FISICOQUIMICA

Laboratorio N°02

“Mediciones Termoquimicas”

Integrantes:Peña Tinoco Jazmín

Bolívar Huayna MoisesRoiro Cisneros JuanSección: C11-3-AB

Profesor: Cantaro Sotelo, Roosvelth

Semana 7Fecha de entrega: 14 de setiembre

Año:

2015 – II

1. INTRODUCCIÓN:

2. OBJETIVOS:

Evaluar y determinar la capacidad calorífica normal a presión constante de un sistema calorimétrico (C p

o).

Evaluar y determinar la capacidad especifica (C) de los metales (zinc, cobre, estaño)

Evaluar y determinar el calor normal de neutralización (∆ H No ).

3. ESTUDIO DEL ARTE (parte teórica):

La termometría se encarga de la medición de la temperatura de cuerpos o sistemas. Para este fin, se utiliza el termómetro, que es un instrumento que se basa en el cambio de alguna propiedad de la materia debido al efecto del calor; así se tiene el termómetro de mercurio y de alcohol, que se basan en la dilatación, los termopares que deben su funcionamiento al cambio de la conductividad eléctrica, los ópticos que detectan la variación de la intensidad del rayo emitido cuando se refleja en un cuerpo caliente.

Para poder construir el termómetro se utiliza el Principio Cero de la Termodinámica que dice: "Si un sistema A que está en equilibrio térmico con un sistema B, está en equilibrio térmico también con un sistema C, entonces los tres sistemas A, B y C están en equilibrio térmico entre sí".

Propiedades Termométricas

Una propiedad termométrica de una sustancia es aquella que varía en el mismo sentido que la temperatura, es decir, si la temperatura aumenta su valor, la propiedad también lo hará, y viceversa.

Sistema aislado térmicamente

Se denomina sistema a cualquier conjunto de materia limitado por una superficie real o imaginaria. Todo aquello que no pertenece al sistema pero que puede influir en él se denomina medio ambiente.

Se puede definir el calor como la energía transmitida hacia o desde un sistema, como resultado de una diferencia de temperaturas entre el sistema y su medio ambiente. Así como se define un sistema aislado o sistema cerrado como un sistema en el que no entra ni sale materia, un sistema aislado térmicamente o S.A.T. se define como un sistema en el que no entra ni sale calor. Un ejemplo clásico que simula un sistema aislado térmicamente es un termo que contiene agua caliente, dado que el agua no recibe ni entrega calor al medio ambiente.

Una propiedad importantes de un S.A.T. es que, dentro de él, la temperatura siempre se mantiene constante después de transcurrido un tiempo suficientemente largo. Si dentro del S.A.T. hay más de una temperatura, al cabo de dicho tiempo, el S.A.T. tendrá sólo una temperatura llamada temperatura de equilibrio, y se dirá entonces que el sistema llegó al equilibrio térmico. En general, un sistema está en equilibrio térmico cuando todos los puntos del sistema se hallan a la misma temperatura, o dicho de otra forma, cuando las propiedades físicas del sistema que varían con la temperatura no varían con el tiempo.

4. PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL:

Experimento 2: Determinación de la capacidad calorífica especifica de un metal.

1. Pesar el metal.

2. En un vaso de precipitado calentarlo hasta que el agua hierva.

3. Medir la temperatura cuando el metal esta en caliente.4. Introducir el metal al calorímetro y medir la temperatura cada minuto.

Metal Cobre Estaño ZincTemperatura al calentarse

92 °C 90 °C 90 °C

Peso metal 35,36 gr. 39,30 gr. 19,72 gr.1° 24 °C 25 °C 26 °C2° 23.5 °C 24,5 °C 25.5 °C3° Temperatura Cte.

23 °C 23 °C 24 °C

Experimento 3: Determinación del calor de neutralización

1. Se determinó la capacidad calorífica de su sistema calorimétrico.

2. Se Calculó las cantidades de NaOH 0.2 N y HCl 0.8 N que se requirió para la neutralización, según el volumen de su calorímetro y considerando las siguientes relaciones:

V NaOH x N NaOH=V HCl x N HCl

V NaOH+V HCl=V calorimetro

3. Se secó el calorímetro con cuidado y se puso la cantidad calculada de NaOH 0.2 N, se agito y anoto la temperatura.

4. Seguidamente se midió en una probeta el volumen de HCl 0.8 N calculado. Se agito la

mezcla y se anotó la temperatura cada 30 segundos hasta que sea constante.

5. CALCULOS Y RESULTADOS:

Experimento 2: Determinación de la capacidad calorífica especifica de un metal.

Se pesó el cobre, zinc y estaño.

Wcobre = 35,36gWzinc= 39,30g

Westaño= 19,72g Fue calentado en Baño María hasta alcanzar aproximadamente la

temperatura de 100° C.

Se llenó el termo hasta la cuarta parte de volumen con agua 120ml y se agregó cuidadosamente el cobre caliente para luego formar un sistema de equilibrio y así se siguió el mismo paso con una temperatura ambiente de 23ºC con los 3 distintos metales.

TABLA N° 1: TEMPERATURAS INICIALESTermo con agua 23,0° CCobre caliente 100° C

TABLA N° 2: TEMPERATURA DE EQUILIBRIO DEL Cu,Zn,SnMedida Temperatura de

equilibrio del CuTemperatura de equilibrio del Sn

Temperatura de equilibrio del Zn

1 24° C 25.0° C 26° C2 23.5° C 24.5° C 25.5° C3 23° C 23° C 24° C

PROMEDIO 23.5° C 24.16ºC 25.16ºC

A continuación, se procederá a hallar el calor específico del cobre mediante la siguiente fórmula:

- (csólido x masasólido x Δtsólido) = cagua x masaagua x Δt

Donde: csólido : Es el calor específico del cobre, zinc y estaño que queremos hallar por ende utilizaremos la misma fórmula para cada sólido.

CALOR ESPECIFICO EN EL COBRE:

Reemplazando los datos:

Csólido =? Masa cobre = 35,36g Variación T cobre = 23.5ºC – 100ºC = - 76.5° C Cagua a 23,0° C = 0,999 cal/°C.g (dato extraído de tablas) Masa de agua a 23,0 °C = Densidad x volumen = 0,99795 g/ml x

120ml = 119,754g (la densidad fue extraída de tablas) Variación T agua = 24,33 – 23,0 = 1,33° C

-(C x 35,36g x -76.5ºC) = 0,999 cal/ºC.g x 120.0g x 1,33ºCC = 0.05894 cal/°C.g

CALOR ESPECIFICO EN EL ZINC:

Reemplazando los datos:

Csólido =? Masa zinc = 29,30g Variación T zinc = 24.16ºC – 100ºC = - 75,84° C Cagua a 23,0° C = 0,999 cal/°C.g (dato extraído de tablas) Masa de agua a 23,0 °C = Densidad x volumen = 0,99795 g/ml x

120ml = 119,754g (la densidad fue extraída de tablas) Variación T agua = 24,33 – 23,0 = 1,33° C

-(C x 29,30g x -75,84ºC) = 0,999 cal/ºC.g x 120.0g x 1,33ºCC = 0.07175 cal/°C.g

CALOR ESPECIFICO EN EL ESTAÑO:

Reemplazando los datos:

Csólido =? Masa estaño = 19,72g Variación T estaño = 23,16ºC – 100ºC = - 75,84° C Cagua a 23,0° C = 0,999 cal/°C.g (dato extraído de tablas) Masa de agua a 23,0 °C = Densidad x volumen = 0,99795 g/ml x

120ml = 119,754g (la densidad fue extraída de tablas) Variación T agua = 23,90 – 23,0 = 0,9° C

-(C x 19,72g x -75,84ºC) = 0,999 cal/ºC.g x 120.0g x 0,9ºCC = 0.10660 cal/°C.g

Experimento 3: Determinación del calor de neutralización

hallando cantidades del ácido y base para su neutralización:

V NaOH x N NaOH=V HCl x N HCl

V NaOHV HCl

=N HCl

NNaOH

V NaOHV HCl

=0.8N0.2N

V NaOH+V HCl=V calorimetro

4 k+k=420ml

k=84ml

Entonces:

V NaOH 336 ml

V HCl 84 ml

hallando ∆ H °neutralizacion:

∆H °neutralizacion=−C∆ tN °≡¿¿

Dónde:

C Capac. calorífica del calori. 28.39∆ t t equilibrio−tNaOH 27 ℃- 22 ℃N °≡¿ V NaOH x N NaOH 336 x 0.2

∆ H °neutralizacion=−28.39 x 567.2

∆H °neutralizacion=−2.11

6. OBSERVACIONES:

Experimento 1: determinación de la capacidad calorífica del sistema calorimétrico. Al momento de hacer las mediciones de la temperatura en el sistema,

se debe esperar hasta que se haga constante. Se debe mantener cerrado el sistema para evitar una pérdida de calor.

- Experimento 2: Determinación de la capacidad calorífica especifica de un metal.

Al momento de llenar el metal en el calorimétrico debe hacerse cuidadosamente para no dañarlo por el golpe.

Se debe llenar el metal y cerrar el sistema rápidamente para tomar la temperatura.

- Experimento 3: Determinación del calor de neutralización Aunque aparentemente el ácido y la base tengan una misma

temperatura inicial, al momento de llevarse a cabo la neutralización se generara una liberación de energía.

Por trabajar con ácidos todos los procedimientos se deben llevar a cabo en la campana de extracción, con guantes y lentes.

7. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES: Llegamos a comprobar que a medida que la presión aumenta el

volumen disminuye,

8. CUESTIONARIO:

9. BIBLIOGRAFIA: