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Arriba Cte. de un calorímetro Calor de disolución Calor de reacción Guía de examen

 

 

Quinta Unidad

     
   

       Termodinámica

             Calorimétrica

 

 

Introducción

"La energía no se crea ni se destruye, solo se transforma", la aplicación específica de la Primera Ley de la Termodinámica al estudio de las reacciones químicas ha dado origen a  la Termoquímica, La cuál es una rama de la fisicoquímica que trata de los cambios térmicos asociados a las transformaciones químicas y físicas. su objetivo es la determinación de las cantidades de energía calorífica cedida o captada en los distintos procesos a fin de ayudar a su remoción o de suministrar la que sea necesaria, así como desarrollar métodos de calculo basados en los principios termodinámicos para dichos reajustes sin recurrir a la experimentación, sin embargo se pueden comprender mejor los métodos utilizados en la termoquímica si se consideran, ciertos aspectos de su metodología y el desarrollo de las técnicas experimentales de uso más frecuentes para determinar la variación del calor como una forma de la energía comprendida en una reacción, y es aquí donde la calorimetría nos permite  experimentalmente tal determinación con la utilización del calorímetro, que consiste en un recipiente aislado y lleno de agua en la cual se sumerge la cámara de reacción. Conociendo la cantidad de agua, su calor específico y la variación de temperatura se calcula el calor de la reacción después de tener en cuenta también algunas correcciones por radiación, velocidad de enfriamiento del calorímetro, aumento de la temperatura de los recipientes, agitadores, etc.

 

Torre de enfriamiento: Instalación compleja, pues en ella no se usa como reservorio la propia pileta de la Torre, sino dos cisternas una para el agua proveniente de las cargas térmicas y otra para la enfriada.

Imagen tomada de: http://www.dziula.com.ar/productos_es.htm

Propósito

Estudiar la parte de la termodinámica denominada calorimetría y a través de ella familiarizar al estudiante con la determinación experimental de los cambios energéticos y la forma de cuantificarlos.

 

  

 

Objetivos:

Al concluir esta unidad el alumno será capaz de:

  1. Definir con sus propias palabras los conceptos de los términos enunciados a continuación.

    • Calor y sus formas de propagación

    • Temperatura

    • Calor específico

    • Entalpía

    • Energía interna

    • Trabajo

    • Calor de reacción

    • Calor de formación

    • Calor de combustión

    • Calor de disolución

    • Calor de vaporización

  2. Diferenciar entre cada uno de los términos enunciados en el inciso anterior

  3. Representar por medio de formulas la ecuación matemática más importante que rige cada uno de los conceptos presentados en el inciso No. 1 y como mínimo las formulas descritas en esta unidad.

  4. Resolver problemas que se le presenten referidos a los términos escritos en el inciso No. 1 y como mínimo problemas semejantes a los problemas presentados en la unidad.

  5. Interpretar verbal o por escrito el funcionamiento adecuado del calorímetro

  6. Diferenciar entre cada uno de los tres calorímetros presentados en esta unidad, en cuanto a su funcionamiento.

  7. Escribir adecuadamente, como señala en la unidad, las ecuaciones termodinámicas y su significado en cuanto a emisión y absorción de calor.

  8. Saber aplicar las operaciones fundamentales (suma, resta, multiplicación y división) sobre las ecuaciones termoquímicas.

  9. Aplicar a los experimentos realizados en esta unidad, los conceptos listados anteriormente.

  10. Interpretar los resultados de los experimentos conforme a los objetivos de los incisos 1, 2, 3, y 5.

  11. Realizar los experimentos indicados en esta unidad a fin de integrar en esta unidad teoría y práctica.

      Contenido Teórico
  1. Calor y Temperatura

    • Calor

    • Propagación del calor

    • Conducción

    • Convección

    • Radiación

    • Temperatura

    • Determinación de la temperatura

    • Escalas termométricas

  2. Calor y cambios de estado

  3. Calor específico y caloría

  4. Ecuaciones Termoquímicas y Ley de Hess

    • Calor de reacción

    • Calor de Combustión

    •  Proceso de combustión

    • Calor de Neutralización

    • Calor de Disolución

  5. Entalpía y Energía Interna

  6. Calorimetría

    • Calorímetros

    • Tipos de calorímetros

  7. Ejercicios

 

 

 

 

 

Bibliografía sugerida:

 

 

  1. Ayres, G. H., Análisis Químico Cuantitativo, Harla México,1978.

  2. Brescia, et al. Métodos de laboratorio Químico, CECSA México,

  3. Castellan, Fisicoquímica. Fondo de Cultura Interamericano,1976

  4. Crockford. Fundamentos de Fisicoquímica. CECSA. México,1975.

  5. Daniels, F. Experimental Physical Chemistry, Mc. Graw-Hill, México 1970.

  6. Fischer, R. B. Peter D. G, Compendio de Análisis Químico Cuantitativo, Interamericana, México, 1971.

  7. Flaschka, Barward and Sturrock, Química Analítica Cuantitativa Vol. I. II. Continental, México, 1973.

  8. Burnistrova, O. A, Prácticas de Química Física. Editorial Mir, Moscú

  9. Hess y Kask, Química General Experimental, CECSA, México, 1973.

  10. Masterton, Química General Superior, Interamericana, México, 1979.

  11. Maron y Prutton, Fundamentos de Fisicoquímica, LIMUSA Wiley, México, 1973.

  12. O’Connor, Problemas de Química Aplicada, Harla México, 1976.

  13. Orozco, D. F., Análisis Químico Cuantitativo, Porrúa México, 1978.

  14. Palmer, W. G. . Química Física Experimental. EUDEBA, Buenos Aires, 1966. Para descargar el  Palmer: Capítulo V , haz "clic" en cualquiera de los siguientes hipervínculos: archivo en PDF o archivo de Word

  15. Pierce, B. J. ,Química de la materia 1ª edición. México, 1973.

  16. Rivas Villareal y Butrille, Experimentos de química. Parte III, ANUIES, México,1975.

  17. Rose, Experimentos de Química Física Superior.

  18. Sears y Zemansky, Física General. Aguilar Madrid, 1970.

  19. Sears y Zemansky, Mecánica, Calor y Sonido.

  20. Ureta, Barrón Fisicoquímica, Limusa Wiley, México,1945

  21. Urquiza, Fisicoquímica Experimental. Instituto Tecnológico de Monterrey, México, 1965.

  22. Vogel, Arthur I., Química Analítica Cuantitativa Vol. Ikapeluz, Argentina,1960.

 

 

  1. La Seguridad en los Laboratorios de Prácticas, Universidad de Alcalá, 1995 http://www2.uah.es/edejesus/seguridad.htm

  2. Etiquetas para el manejo de residuos en el laboratorio de Ciencia Básica  http://ciencia-basica-experimental.net/2o-curso/etiquetas/etiquetaresiduos.doc

  3. http://www.chm.davidson.edu/java/calorimetry/calorimetry.html

  4. Calorimetry Experiments
    ... Calorimetry Activities Calorimetry is an experimental method used...
    ...principles that can be applied to all calorimetry experiments. Heat flow...
    http://www.hn.psu.edu/Faculty/DMencer/calorimetry/calorexp.htm [More results from www.hn.psu.edu]

  5. http://www.harsnet.de/library.htm

  6. Author: Gallagher, Patrick K (editor)
    Title: Handbook of thermal analysis and calorimetry. Vol. 1. Principles and practice
    Information:
    http://www.elsevier.com/

  7. http://www.elsevier.nl/inca/publications/store/6/0/1/2/7/3/

  8. http://gttserv.lth.rwth-aachen.de/~sp/tt/index.htm

  9. Available in terms of thermochemical data, both as data-files for ChemSage and ChemApp, as well as in form of databases. It's currently available for download as an MS-DOS program. The same information can also be obtained from the Web version of it, DataGuideOnline.

Web Bibliografía sugerida:

 

 

CONTENIDO EXPERIMENTAL

Propósito

Propiciar experiencias de aprendizaje para que los alumnos apliquen una metodología científica al estudio de fenómenos relacionados con el calor y su forma de cuantificarlo.

 

Calibración de un Calorímetro

Calor de Disolución

Calor de Reacción

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Última modificación: 13 de Junio de 2016