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• Christian Marcelo Macías Aguiar

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FACULTAD DE CIENCIAS NATURALES Y MÁTEMATICAS. LABORATORIO DE QUIMICA GENERAL INFORME: TÍTULO DE LA PRÁCTICA “Calorimetría”

ESTUDIANTE: QUIMI VÉLEZ STEPHANIE PRISCILLA.

PARALELO: 212

PROFESOR: ING. CHRISTIAN MACIAS FECHA DE PRESENTACIÓN: 16-06-2020.

2020 - 2021

ESPOL - FCNM – DCQA

Fecha:

LABORATORIO DE QUÍMICA GENERAL PAO 1 2020 CALORIMETRÍA

16/ 06 / 2020

Paralelo: 212 Informe # 1

Nombre: QUIMI VELEZ STEPHANIE PRISCILLA Profesor: Ing. CHRISTIAN MACIAS

Calificación:

Objetivo General:

1. Aplicar los principios de la calorimetría mediante un calorímetro para la identificación del tipo de reacción en función del calor absorbido o emitido dentro de un sistema a presión constante.

Objetos Específicos: 1. 2. 3.

Establecer la capacidad calorífica del calorímetro para observar la correlación del calor proporcionado al cuerpo y el aumento de la temperatura que experimentará. Medir las cantidades de calor que liberan o absorben los cuerpos. Verificar mediante la observación que se obtiene como conclusión y emitir un criterio.

Marco Teórico. 1.

La colorimetría es la técnica de medición del cambio del calor, estas mediciones son posibles de ejecutar con el apoyo de su respectivo instrumento el cuál es el calorímetro, dicha herramienta determina el calor especifico de un cuerpo en particular, por lo general es un envase cerrado y aislado. Los cálculos calorímetros tienen un principio básico que nos indica lo siguiente: ‘‘Si el calor fluye calor entre los cuerpos de sus alrededores, el calor perdido por un cuerpo debo ser igual al ganado por el otro’ 2. El calor especifico es la cantidad de calor necesaria para variar la temperatura de una masa (m) de una sustancia que es proporcional al cambio de temperatura (ΔT) y a su 𝐽 𝐽 masa (𝑄 = 𝑚𝑐Δ𝑇), sus respectivas unidades son: ⁄𝐾𝑔°𝐶 o ⁄𝐾𝑔𝐾 3. Cuando ofrecemos energía térmica a una substancia, su temperatura no varía, pero su estado de agregación se modifica esto es el calor latente, para un cambio de fase de sólido a liquido se denomina calor latente de fusión (LF) y el cambio de fase de liquido a fas se conoce como calor latente de vaporización (Lv). Es común llamar a estas cantidades simplemente calos de fusión y vaporización. 4. Siempre que se tenga cambios de fase no se va a tener cambios de temperatura (De manera ideal)

INTRODUCCIÓN A LA PRACTICA

1. Primero ingresamos al simulador virtual para realizar nuestra práctica. https://media.pearsoncmg.com/bc/bc_0media_chem/chem_sim/calorimetry/Calor.php

2. Hacer click en “Experiment” y luego en “Run Experiment”.

3. Colocamos nuestros respectivos datos de acuerdo a la simulación a efectuarse. 4. Como recomendación la primera sustancia debe ser un liquido.

5. Anexando: la primera sustancia escogida debe tener mayor temperatura.

6. Realizar práctica.

NOTA: En el marco teórico esta explicado los debidos conceptos de calor especifico, capacidad especifico, calor latente, calor sensible,

DATOS RECOPILADOS INICIALES: SIMULACIÓN CALOR ESPECIFICO: DATOS INICIALES PARTE A: Masa (g)

Temperatura (°C)

Agua fría

120g

20°C

Agua caliente

120g

70°C

Temperatura de 45°C equilibrio

CÁLCULOS: 

DETERMINACIÓN DE LA CAPACIDAD CALORÍFICA DEL CALORÍMETRO. 𝑸𝒔𝒊𝒔𝒕𝒆𝒎𝒂=𝟎 𝑸𝑔𝑎𝑛𝑎𝑑𝑜 +

𝑸𝒑𝒆𝒓𝒅𝒊𝒅𝒐

=0

𝑸𝒈𝒂𝒏𝒂𝒅𝒐 = − 𝑸𝒑𝒆𝒓𝒅𝒊𝒅𝒐 𝑸𝒂𝒈𝒖𝒂 𝒇𝒓𝒊𝒂 + 𝑸𝒄𝒂𝒍𝒐𝒓𝒊𝒎𝒆𝒕𝒓𝒐 = −𝑸𝒂𝒈𝒖𝒂 𝒄𝒂𝒍𝒊𝒆𝒏𝒕𝒆 𝒎𝒂𝒈𝒖𝒂 𝒇𝒓𝒊𝒂 ∗ 𝚫𝐓 ∗ 𝑪𝒄𝒂𝒍𝒐𝒓𝒊𝒎𝒆𝒕𝒓𝒐 ∗ 𝚫𝑻 = −(𝒎𝒂𝒈𝒖𝒂 𝒄𝒂𝒍𝒊𝒆𝒏𝒕𝒆 ∗ 𝑪𝒑𝒂𝒈𝒖𝒂 ∗ 𝚫𝑻) 𝒎𝒂𝒈𝒖𝒂 𝒇𝒓𝒊𝒂 ∗ (𝑻𝒆− 𝑻𝒂𝒈𝒖𝒂 𝒇𝒓𝒊𝒂 ) + 𝑪𝒄𝒂𝒍𝒐𝒓𝒊𝒎𝒆𝒕𝒓𝒐 ∗ (𝑻𝒆 − 𝑻𝒂𝒈𝒖𝒂 𝒇𝒓𝒊𝒂 ) = −(𝒎𝒂𝒈𝒖𝒂 𝒄𝒂𝒍𝒊𝒆𝒏𝒕𝒆 ∗ 𝑪𝒑𝒂𝒈𝒖𝒂 ∗ (𝑻𝒆 − 𝑻𝒂𝒈𝒖𝒂 𝒄𝒂𝒍𝒊𝒆𝒏𝒕𝒆)

*Despejando 𝑪𝒄𝒂𝒍𝒐𝒓𝒊𝒎𝒆𝒕𝒓𝒐 : 𝑪𝒄𝒂𝒍𝒐𝒓í𝒎𝒆𝒕𝒓𝒐 =

−(𝑚𝐻2𝑂𝑐𝑎𝑙𝑖𝑒𝑛𝑡𝑒 ∗ 𝐶𝑝

𝐻2𝑂

∗ (𝑇𝑒 − 𝑇𝑜𝐻2 𝑂𝑐𝑎𝑙𝑖𝑒𝑛𝑡𝑒 ) − 𝑚𝐻2 𝑂𝑓𝑟í𝑎 ∗ 𝐶𝑝

𝐻2 𝑂

∗ (𝑇𝑒 − 𝑇𝑜𝐻2 𝑂𝑓𝑟í𝑎 )

(𝑇𝑒 − 𝑇𝑜𝐻2 𝑂𝑓𝑟í𝑎 )

𝐽 𝐽 −(120𝑔 ∗ 4.183 𝑔℃ (70 − 45)℃ − 120𝑔 ∗ 4.183 𝑔℃ ∗ (45 − 20)℃

𝑪𝒄𝒂𝒍𝒐𝒓í𝒎𝒆𝒕𝒓𝒐 =

(45 − 20)℃

𝐶

𝑐𝑎𝑙𝑜𝑟𝑖𝑚𝑒𝑡𝑟𝑜=

−12549−12548 𝐽 = −1003.92 =0.24 𝐾𝑐𝑎𝑙/°𝐶 25 °𝐶

De acuerdos a los datos a comparar: Capacidad calorífica: 10 Kcal/°C Capacidad calorífica obtenida: -0.24 kcal/°C

DATOS INICIALES: SIMULACION: CALOR DE NEUTRALIZACIÓN:

DATOS INICIALES PARTE B: Masa (g) Reactivo 1 3.646 (HCI) Reactivo 4 2(NaOH) Temperatura 28.81°C de equilibrio

Temperatura (°C)

Volumen (ml)

Concentracción (M)

20°C

100ml

1M

20°C

100ml

1M

CÁLCULOS: DETERMINACIÓN DEL CALOR DE NEUTRALIZACION: 𝑴=

𝒈 𝒎𝒐𝒍𝒆𝒔𝒔𝒐𝒍𝒖𝒕𝒐 (𝒎𝒐𝒍) 𝑽𝒔𝒐𝒍𝒖𝒄𝒊ó𝒏 (𝑳)

1𝐿

𝒎𝒐𝒍𝒆𝒔 𝑯𝑪𝒍 = (1𝑀)(100𝑚𝑙) ∗ 100 𝑚𝑙 = 0.1 moles 1𝐿

𝒎𝒐𝒍𝒆𝒔 𝑵𝒂𝑶𝑯 = (1𝑀)(100𝑚𝑙) ∗ 100𝑚𝑙 = 0.1 moles 𝑷𝑴 =

𝒎𝒂𝒔𝒂(𝒈) 𝒎𝒐𝒍𝒆𝒔(𝒎𝒐𝒍)

𝒎𝒂𝒔𝒂 𝑯𝑪𝒍 = (0.1𝑚𝑜𝑙𝑒𝑠) (36.46

𝑔 ) = 3.646𝑔 𝑚𝑜𝑙

𝒎𝒂𝒔𝒂 𝑵𝒂𝑶𝑯 = (0.1𝑚𝑜𝑙𝑒𝑠) (40

𝑔 )=4 𝑚𝑜𝑙

𝑸𝒔𝒐𝒍𝒖𝒄𝒊ó𝒏 = 𝒎𝒔𝒐𝒍𝒖𝒄𝒊ó𝒏 ∗ 𝑪𝒑 𝒔𝒐𝒍𝒖𝒄𝒊ó𝒏 ∗ ∆𝑻

𝑄𝑠𝑜𝑙𝑢𝑐𝑖ó𝑛 = (𝑚 𝐻𝐶𝑙 + 𝑚 𝑁𝑎𝑂𝐻) ∗ 𝐶𝑝 𝑠𝑜𝑙𝑢𝑐𝑖ó𝑛 ∗ (𝑇𝑒 − 𝑇𝑜) 𝑄𝑠𝑜𝑙𝑢𝑐𝑖ó𝑛 = (4𝑔 + 3.646𝑔) ∗ 4200

𝐽 ∗ (26.81 − 20)℃ 𝐾𝑔℃

𝑄𝑠𝑜𝑙𝑢𝑐𝑖ó𝑛 = 7.46𝑔 ∗ 4200

𝐽 ∗ 6.81 𝐾𝑔

𝑄𝑠𝑜𝑙𝑢𝑐𝑖ó𝑛 = 0.0076𝐾𝑔 ∗ 4200

𝐽 ∗ 6.81 𝐾𝑔

𝑄𝑠𝑜𝑙𝑢𝑐𝑖𝑜𝑛=218.52 𝐽

𝑸𝒔𝒐𝒍𝒖𝒄𝒊ó𝒏 = −𝑸𝒓𝒆𝒂𝒄𝒄𝒊ó𝒏

∆𝐻 =

𝑄𝑟𝑒𝑎𝑐𝑐𝑖ó𝑛 𝑚𝑜𝑙𝑒𝑠 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙𝑒𝑠

𝛥𝐻 = 𝟏𝟎𝟗𝟐. 𝟔

=

𝑱 𝒎𝒐𝒍

218.52 0.2

𝐽

= 1092.6 𝑚𝑜𝑙 -

𝑹𝑬𝑨𝑪𝑪𝑰𝑶𝑵 𝑬𝑵𝑫𝑶𝑻É𝑹𝑴𝑰𝑪𝑨

DATOS INICIALES: SIMULACIÓN: CALOR ESPECIFICO DE UN METAL:

DATOS INICIALES PARTE C: Masa (g)

Temperatura (°C)

METAL (Fe)

32g

100°C

AGUA (H2O)

120g

20°C

Temperatura de equilibrio

22.23°C

CÁLCULOS: DETERMINACION DEL CALOR ESPECIFICO DE UN METAL: 𝑚𝐻2 𝑂𝑓 ∗ 𝐶𝑝𝐻2 𝑂𝑓 ∗ ∆𝑇 + 0 = −(𝑚𝑚𝑒𝑡𝑎𝑙 ∗ 𝐶𝑝 𝑚𝑒𝑡𝑎𝑙 ∗ ∆𝑇) 120𝑔 ∗ 4200

𝐽 ∗ (22.23 − 20)℃ = −(32𝑔 ∗ 𝐶𝑝 𝑚𝑒𝑡𝑎𝑙 ∗ (22.23 − 100)℃) 𝑘𝑔 ℃

0.12𝐾𝑔 ∗ 4200

𝐽 ∗ 2.23 ℃ = − (0.032𝑘𝑔 ∗ 𝐶𝑝 𝑚𝑒𝑡𝑎𝑙 ∗ (−77.77)℃) 𝐾𝑔 ℃ 1123.92𝐽 = − (−2.488 𝑘𝑔℃ ∗ 𝐶𝑝 𝑚𝑒𝑡𝑎𝑙 ) 𝐶𝑝 𝑚𝑒𝑡𝑎𝑙 =

𝐶𝑃𝑚𝑒𝑡𝑎𝑙 = 451. 74

1123.92𝐽 2.488𝑔℃

𝐽 𝑘𝑐𝑎𝑙 = 0.10789675 𝑘𝑔°𝐶 𝑘𝑔°𝐶

Calcular el Porcentaje de error

𝑽𝒕𝒆𝒐𝒓𝒊𝒄𝒐 − 𝑽𝒆𝒙𝒑𝒆𝒓𝒊𝒎𝒆𝒏𝒕𝒂𝒍 %𝑬𝒓𝒓𝒐𝒓 = | | × 𝟏𝟎𝟎% 𝑽𝒕𝒆𝒐𝒓𝒊𝒄𝒐

450 − 451.74 %𝐸𝑟𝑟𝑜𝑟 = | | × 100% 450 %ERROR= 0.38%

ANALISIS DE RESULTADOS:



En esta practica se hizo tres experimentaciones con sus respectivos objetivos: La primera tuvo como objetivo buscar la temperatura de equilibrio del sistema, para luego calcular el calor especifico del calorímetro.

La segunda práctica se realizó una reacción exotérmica con NaOH y H2O amos compuestos comparten datos iguales, su concentración, la temperatura, y su volumen. Por último, el tercer experimento virtual que realizamos una practica para dar a conocer nuestro margen de error en la determinación del calor específico

CONCLUSIONES: 

Se pudo determinar como un sistema absorbe calor, si nos da un resultado positivo diríamos que es una reacción endotérmica y por lo contrario si es negativo exotérmico.



Al calcular el valor del calor especifico del metal se obtuvo un 0.38% de error comparado con el valor teórico, los errores en toda práctica son normales por lo que se puede concluir que a pesar del porcentaje de error que la practica fue exitosa y de gran aprendizaje.



Sin acotar mucho más diré que fue una práctica productiva de cual se despeja dudas de la diferencia de los conceptos.

RECOMENDACIONES: Se debe verificar el volumen adecuado de aquel reactivo, dado que luego puede haber un margen de error mucho mayor.

Ser precisos al realizar los debidos cálculos finales añadiendo decimales y no truncando cantidades.

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Links de referencia.

http://recursostic.educacion.es/newton/web/materiales_didacticos/term oquimica/calorimetria.html https://iquimicas.com/calorimetro-de-laboratorio/ http://laplace.us.es/wiki/index.php/Calor_y_calorimetr%C3%ADa

Wilson, J.D., Buffa, A.J. y Lou, B. (2007).Física. 6ta Edición. México:Pearson educacion https://quimica.laguia2000.com/conceptos-basicos/el-calor-latente

Brown, T. L., LeMay, H. E., Bursten, B. E., Murphy, C. J., Woodward, P. M., & Hernández, A. E. G. (2014). Química (12.a ed., Vol. 1). Hallbergmoos, Alemania: Pearson.

Universidad Nacional Autónoma de México. (2020c, mayo 3). RDU - UNAM. Recuperado de https://www.revista.unam.mx/