Determinación DEL Calor Específico DE UN Metal Informe 2 Grupo 5 PDF

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ESCUELA SUPERIOR POLTÉCNICA DE CHIMBORAZO

FACULTAD: CIENCIAS CARRERA: BIOQUÍMICA Y FARMACIA GUÍA DE LABORATORIO DE QUIMICA FISICA PRÁCTICA No. 2: DETERMINACIÓN DEL CALOR ESPECÍFICO DE UN METAL 1. DATOS GENERALES: NOMBRE(S):

CODIGO(S):



Marielena García

3761



Katherin Villarroel

3629



Alexandra Pichazaca

3738



Rony Chérrez

3725



Adriana Ganchozo

3746



Jeniffer Ayol

3818



Hamilton Morales



Nataly Anguizaca



Paulina Zamora GRUPO No: 5 DOCENTE: NIVEL:

Tercero

PARALELO:

LUGAR DE REALIZACIÓN: LABORATORIO DE QUIMICA ANALITICA FECHA DE REALIZACIÓN: 30/07/2021

FECHA DE ENTREGA: 06/08/2021

“A”

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2. OBJETIVO(S): 2.1. GENERAL Determinar el calor específico de un metal por calorimetría. 2.2. ESPECÍFÍCOS 

Someter agua a ciertas temperaturas para determinar su temperatura real.



Obtener datos de masa y temperatura para calcular la constante del calorímetro.



Determinar qué tiempo se debe tener el termómetro en el agua para saber su temperatura.

3. MARCO TEÓRICO: El calor específico de un material es característico para cada sustancia y depende de su estructura interna. El calor específico de una sustancia dada puede ser determinado mediante la entrega de una cantidad de calor conocida a una cantidad de masa determinada de la sustancia y con un apropiado registro del cambio en su temperatura. [ CITATION Den17 \l 3082 ] Una variación ∆T en la temperatura de una sustancia es proporcional a la cantidad de calor Q que se agrega o extrae de esta, o sea: Q ∝ ∆T y escrito en forma de ecuación Q = C·∆T. Donde la constante de proporcionalidad C es la capacidad calorífica de la sustancia. Por lo tanto, es conveniente definir la cantidad de la capacidad calorífica específica c (o calor específico):

c=

C , m

esta fórmula representa la capacidad

calorífica por unidad de masa de la sustancia. Así, la ecuación puede ser escrita como: Q = m· c ·∆T [ CITATION Jim08 \l 3082 ]

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Donde el calor específico es la cantidad de calor (en calorías) necesaria para incrementar la temperatura de 1 gramo de sustancia en 1 grado Celsius. De hecho, la caloría es la unidad de calor definida como la cantidad de calor requerido para incrementar la temperatura de 1 gr de agua en 1 ◦C. Por definición, el agua tiene un calor específico de 1 cal/g°C.[ CITATION Ing14 \l 3082 ]

Donde: C agua=

∆Q cal =1 g°C m (∆ T )

Un calor especifico de una sustancia, denotado por s, es un parámetro físico que corresponde al calor requerido para aumentar la temperatura de 1 gramo de la sustancia en 1°C de (14.5°C a 15.5°C). El calor especifico es una propiedad intensiva ya que no depende de la cantidad de sustancia presente. Cuando se conoce el calor especifico y la cantidad de una sustancia, entonces el cambio de temperatura de la muestra

(∆ T )

se

relaciona con la cantidad de calor absorbido o liberado en un proceso dado. Para determinar la cantidad de del calor requerido se utiliza la siguiente formula: q=m s ∆T El calor específico de un material puede ser determinado experimentalmente midiendo el cambio de temperatura que presenta una determinada masa del material al entregarle una cierta cantidad de calor. Esto puede ser realizado indirectamente por un procedimiento de calorimetría conocido como el método de mezclas. Varias sustancias a diferentes temperaturas se ponen en contacto térmico, las sustancias calientes entregan calor a las sustancias frías hasta que todas las sustancias alcanzan una temperatura de equilibrio común. Si el sistema está aislado de manera que no pueda intercambiar calor con sus alrededores, por conservación de energía, la cantidad de calor que pierden las sustancias calientes es la misma que ganan las sustancias frías. La tabla que se incluye a continuación lista los calores específicos de algunas sustancias comunes.

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Tabla I. Calores específicos de algunas sustancias Sustancia Agua Aire seco Aluminio Bronce Concreto Hielo (a 0°C) Plomo Vidrio Zinc

S [J/(g

S [cal/(g

°C)] 4.182 1.009 0.385 0.385 0.92 2.09 0.13 0.779 0.389

°C)] 1.0 0.241 0.092 0.092 0.22 0.5 0.031 0.186 0.093

4. METODOLOGÍA 1. Vierta 75 mL de agua a temperatura ambiente en un vaso de precipitación y pese. Vierta el agua en el calorímetro, espere un par de minutos y mida la temperatura (T1= temperatura ambiente). Pese el vaso y obtenga por diferencia, la masa de agua a temperatura ambiente (m1). 2. Pese el trozo de metal (m2). Sumérjalo en un vaso de precipitación con agua y caliéntelo hasta ~100°C. Cuando alcance tal temperatura apague la hornilla y mida la temperatura del agua (regístrela como T2). De inmediato, usando la pinza, transfiera el metal caliente al calorímetro y tápelo. Agite suavemente el contenido del calorímetro para obtener una temperatura uniforme. Espere hasta que la temperatura llegue a un valor estable (unos 3 minutos) y registre esta temperatura como Tf. 3. Repita los pasos anteriores para obtener un segundo dato. Para determinar el valor del calor especifico del metal usado, se utiliza el criterio de adiabaticidad del instrumento, como sigue: q agua +q metal + q calorímetro=0 m 1 C H O ( T f −T 1 ) +m 2 C metal ( T f −T 2) +C ( T f −T 1 ) =0 2

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C es la constante del calorímetro (calculada en la primera práctica) 4. Calcule el error porcentual cometido en su determinación comparando el valor experimentalmente obtenido, Cmetal, con el valor que aparece en tablas, Cteórico, (consulte este valor en la tabla I) usando la ecuación

(

% error=

)

C teorico−C metal × 100 % C teorico

5. EQUIPOS Y MATERIALES: 

Calorímetro



Termómetro



Vaso de precipitación de 250 mL



Hornilla eléctrica



Balanza



Trozo de metal



Pinza



Agua

6. RESULTADOS Y DISCUSIÓN: 

Cálculos y tablas de resultados



Análisis, observación, gráficos e interpretación de resultados

7. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES: 7.1 CONCLUSIONES 

Se logro cumplir de manera satisfactoria la variación de las temperaturas, ya que pudimos someter cierta cantidad de agua a cambios térmicos, lo cual nos permitió obtener datos para el cálculo de la constante del calorímetro y así también obtener el calor específico de un metal. No se obtuvo datos 100%

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exactos al someter el agua a ciertas temperaturas ya que se presentaron ciertos errores en el proceso. No se obtuvieron datos de masa exactos, pero si se logró obtener datos



aproximados al medir está en la balanza analítica. Se logró determinar los datos aproximados de la temperatura al dejar el



termómetro el tiempo indicado y así tener cálculos más exactos.

7.2 RECOMENDACIONES Para lograr una mejor práctica se debe tener en cuenta que el uso de los implementos de laboratorio deben estar organizados para así reducir el tiempo y no demorarse al obtenerlos resultados deseados; también se debe tratar de ser más exactos en el momento de la medición de las sustancias en la balanza para que esto no difiera con los resultados que deben obtenerse. 8. BIBLIOGRAFÍA:

Hernández., I. E. (2014). Calor Específico. Calor Específico, 1-12. Jiménez-Carballo. (2008). Calor Especifico de un Metal. Laboratorio Introduccion a la Fisica. Siles, D. (2017). "CALOR ESPECÍFICO DE UN METAL ". Fisico-Quimica , 2-330.

9. ANEXOS ANEXO I CUESTIONARIO 1. ¿Qué es el calor específico? Para propósitos prácticos, ¿qué utilidad tendría conocer el calor específico de un material? El calor específico mide la cantidad de calor necesaria para producir esa variación de la temperatura en una unidad. La utilidad de conocer el calor especifico nos ayudaría para encontrar la cantidad calorífica de ese material.

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2. Suponga que debe construir la cubierta de un artefacto que estará sometido a altas temperaturas y para su construcción dispone de láminas de los metales A y B. Se conoce que A tiene un calor especifico de 0.13 J g-1 °C-1 y el de B es 0.89 J g-1 °C-1. ¿Cuál metal usaría? Razone su selección. El metal que se usaría es el metal B ya que la cantidad que absorbe es de de ese metal y por ende es mayor que la cantidad de calor que absorbe

0.89

0.13

J g°C

J . g°C

3. De la tabla I se observa que el calor específico del agua líquida es prácticamente dos veces mayor que el del hielo. Encuentre una explicación química a este hecho. Esto significa que la cantidad de calor que absorbe 1g de agua es mayor que la cantidad de calor que absorbe 1g de hielo para elevar su temperatura en 1ºC.

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ANEXO II DIAGRAMA DE FLUJO DE LA PRÀCTICA

DETERMINACIÓN DEL CALOR ESPECÍFICO DE UN METAL INICIO

1.Vierta 75 mL de agua a temperatura ambiente en un vaso de precipitación y pese.

2. Vierta el agua en el calorímetro, espere un par de minutos y mida la temperatura (T1= temperatura ambiente).

3.Pese el vaso y obtenga por diferencia, la masa de agua a temperatura ambiente (m1).

6.Agite suavemente el contenido

5.Cuando alcance tal

del calorímetro para obtener una

temperatura apague la hornilla y

4.Pese el trozo de metal

mida la temperatura del agua

(m2). Sumérjalo en un vaso

hasta que la temperatura llegue a

(regístrela como T2. De

de precipitación con agua y

un valor estable (unos 3 minutos)

inmediato, usando la pinza,

caliéntelo hasta ~100°C.).

temperatura

uniforme.

Espere

y registre esta temperatura como

transfiera el metal caliente al

Tf.

7.Repita los pasos anteriores para obtener un segundo dato. Para determinar el valor del calor especifico del metal usado, se utiliza el criterio de adiabaticidad

q agua +q metal + q calorímetro=0 m 1 C H O ( T f −T 1 ) +m 2 C metal ( T f − 2

8.Calcule el error porcentual cometido en su determinación comparando el valor experimentalmente obtenido, Cmetal, con el valor que aparece en tablas, Cteórico, C −Cmetal % erro= teorico ×100 % Cteorico

(

)

del instrumento como sigue:

FIN

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ANEXOS III IMÁGENES DE EVIDENCIA DEL TRABAJO ANEXO V-1 c) d)

e)

NOTAS: a) b) c) d) e) f)

f)

CATEGORIA DEL DIAGRAMA: Colocación del agua al vaso de precipitación Pesaje del agua a temperatura ambiente Pesaje del agua en el calorímetro Medición de la temperatura Pesaje del metal Pesaje para obtener la diferencia de la masa del agua

o Aprobado o Certificado aprobar o Información

o Preliminar o Por þ Por calificar

ESCUELA SUPERIOR POLITECNICA DE CHIMBORAZO FACULTAD DE CIENCIAS LÁMINA ESCALA CARRERA DE BIOQUÍMICA Y 1 1:1 FARMACIA ELABORADO POR: A.Ganchozo, M.Garcìa, K.Villarroel, A.Pichazaca, R.Chèrrez, J.Ayol, H.Morales, N.Anguizaca, P.Zamora

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