CIENCIA    BÁSICA

EXPERIMENTAL    PARA

ESTUDIANTES    DE

INGENIERÍA    QUÍMICA

 

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Primer Proyecto Experimental

   
   

          Calibración  de  un  Calorímetro

    (método del calor de dilución del ácido sulfúrico)

 

 

Introducción:

En los grandes procesos industriales no es raro que sea necesario transferir cantidades relativamente grandes de energía térmica entre el sistema y el medio ambiente o entre distintas partes de un sistema dado. En el caso de los cambiadores de calor, equipos cuyo propósito principal es transferir el calor entre dos fluidos, estos no pueden caracterizarse a través de un solo diseño; ya que las variedades de tal equipo son prácticamente ilimitadas, aquí uno de los problemas resultantes es el cálculo de los coeficientes para la transferencia de calor. En los calorímetros, dispositivos que nos permiten medir el calor de un sistema reaccionante, el problema fundamental de la caracterización, es la determinación de la constante del calorímetro, obviamente no son el mismo problema, pero en ambos dispositivos es necesario conocer las cantidad de calor presente en el proceso y en ambos podemos encontrar los tres mecanismos clásicos de la transferencia de calor, y en cada uno de los equipos el uso, tratamiento y control es diferente. Por lo anterior la construcción y calibración del calorímetro es una buena introducción al estudio y manejo de los mecanismos de la transferencia de calor como una de las formas de la energía y de importancia fundamental para la industria química.

          Objetivo: Determinar experimentalmente el valor de la constante de un calorímetro.

 

 

 
 

 

Actividades a desarrollar por el alumno:

  1. Buscar información acerca de la calibración de un calorímetro y de los mecanismos de transferencia de calor

  2. Establecer claramente el uso correcto de materiales y sustancias

  • Hacer una revisión bibliográfica de las propiedades físicas, químicas y toxicológicas de los reactivos, que se van a emplear en el experimento

  • Conocer anticipadamente las medidas preventivas, de seguridad y primeros auxilios en caso de accidentes.

  1. Clasificar y analizar la información para diseñar un experimento.

  2. Elaborar el proyecto, basándose en la utilización del método científico y el tratamiento estadístico de datos para realizar la calibración de un calorímetro, por el método del calor de dilución del ácido sulfúrico.

Para llevar a cabo la elaboración del proyecto, basarse en la sección "Cómo elaborar un Proyecto de Investigación" y en la siguiente guía para realizar la misma:

  • Plantear la importancia del fenómeno de transferencia de calor

  • Definir el concepto de calibración del calorímetro

  • Investigar los factores que afectan a la transferencia de calor

  • Investigar como controlar la transferencia de calor en sus diferentes mecanismos de transmisión.

  • Construir un calorímetro

  • Consultar referencias bibliográficas que detallen explícitamente la parte experimental

  • Realizar prolijamente la experimentación el número de veces que sea necesario hasta alcanzar reproducibilidad en los resultados.

  • Determinar las fuentes de error

  • Realizar el registro de los datos

  • Realizar la contabilidad de los resultados

  • Investigar qué parámetros estadísticos proporcionan información pertinente a la calibración del calorímetro

  • Realizar el tratamiento estadístico de los datos

  • Realizar el trazado correcto de la gráfica y la determinación del incremento de la temperatura (DT) ♣

  • Deducir la ecuación para determinar la constante del calorímetro, basándose en el balance térmico.

  • Interpretar el significado físico de la constante del calorímetro

  • Investigar las aplicaciones industriales de la calorimetría.

  1. Después de haber concluido el experimento, realizar en grupo una discusión de los resultados de cada sección y establecer la generalidad del mismo

  2. Elaborar el Informe (conforme a los lineamientos de la sección "Cómo Elaborar un Informe de Investigación")

              

 

 

Bibliografía sugerida:

 

 
  1. Alan S. Foust, Leonard A. Wenzel, Curtis W. Clump, L. Bryce Andersen, Principios de Operaciones Unitarias, 3ª. Edición, Compañía Editorial Continental, S. A., México, 1969.

  2. J. R. Welty, R.E. Wilson, C.E. Wicks, Fundamentals of Momentum, Heat and Mass, Wiley I International Edition, USA. 1969.

  3. Ralph H. Petrucci, Química General, Fondo Educativo Interamericano, E. U. A., 1977.

  4. Samuel H. Maron y Carl F. Prutton, Fundamentos de Fisicoquímica, Décima edición, editorial Limusa, México 1979. Pagina # 25.

  5. E. Arriaga García, Registro y manejo de datos experimentales Laboratorio de Ciencias Básicas Unidad II, Preparación de Gráficas (*)

  6. Burmistrova, O.A., Prácticas de Química Física, Editorial MIR, Moscú

 

 
  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. Palmer, W. G. Química Física Experimental. EUDEBA, Buenos Aires, 1966. Para descargar el  Capítulo V , has "clic" en el siguiente hipervínculo: archivo de Word

  4. Exp. 10: Hess's Law
    ...insulated container called a bomb calorimeter can be used to limit...
    ...experiment, the calorimeter absorbs so little heat that q bomb is...

  5. CALORIMETRY. The Columbia Encyclopedia: Sixth Edition. 2000
    ...accurately in the so-called bomb calorimeter, which consists of a...
    ...in heat measurement is called a calorimeter. The measurement given by the...
    http://www.bartleby.com/65/ca/calorimtry.html

  6. ombCalorimeter
    ...NJIT Chemistry Division Bomb Calorimeter HEAT OF COMBUSTION:...
    ...experiment by means of a bomb calorimeter. Apparatus Parr...
    http://www-ec.njit.edu/~grow/Bombcal/BombCalorimeter.html

  7. http://www.umr.edu/~gbert/animation.html
    ...Oxygen Bomb Calorimeter Fire Bomb Apparatus Burn Heat Cap...
    http://www.umr.edu/~gbert/animation.html

  8. ADFS::Bluebottle.$.Files.Chemistry.MainProj
    ...The bomb calorimeter 2.1 The operation of the calorimeter A...
    ...the calorimeter A bomb calorimeter (diagram 1) works by the...
    http://www.acornusers.org/education/Thesis/BombCalorimetry.html

  9. Bomb Calorimetry
    ...THEORY In this experiment a bomb calorimeter is employed to...
    ...denoted by the symbol S. In a bomb calorimeter experiment the...
    http://carbon.cudenver.edu/public/chemistry/classes/chem4518/calorimetry.htm

  10. Slide 1-2
    ...Page Next Use of the Bomb Calorimeter A multimedia instruction...
    ...parts and operation of the bomb calorimeter. This version deals...
    http://www.chem.orst.edu/ch361-464/ch362/bomb/bomb1t.htm

  11. HEATS OF COMBUSTION
    ...purity oxygen. The bomb is placed in the calorimeter and the...
    ...(l) (6) Figure 1. Typical Bomb Calorimeter Procedure The...

  12. Calorimetry
    ...reaction is H = -58 kJ/mol The Bomb Calorimeter A type of...
    ...of reaction is called the bomb calorimeter. It is used to measure...
    http://www.ucdsb.on.ca/tiss/stretton/chem2/enthal06.htm

Web Bibliografía sugerida:

 

 

Termodinámica Calorimétrica

Calor de Disolución

Calor de Reacción

Guía de examen

 

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Última modificación:  28 de Mayo de 2014