Practica 6 Determinación de calor especifico de Metales PDF

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La calorimetría es una rama de la termodinámica que se encarga de la medición del calor en una reacción química o un cambio de estado usando un instrumento llamado calorímetro.
La capacidad calorífica se puede expresar como la cantidad de calor requerida para elevar en 1ºC, la temperatura de u...

Description

Benemérita Universidad Autónoma de Puebla Asignatura: Laboratorio de Química General I Docente: Ana María Cervantes Tavera Practica 6“Determinacion de calor especifico de Metales” Alumno: Jonathan Valencia Hernández Lugar: Facultad de Ciencia Químicas de la B.U.A.P. Laboratorio de Química General I Fecha de entrega: 18 de octubre de 2017

Introducción La calorimetría es una rama de la termodinámica que se encarga de la medición del calor en una reacción química o un cambio de estado usando un instrumento llamado calorímetro. La capacidad calorífica se puede expresar como la cantidad de calor requerida para elevar en 1ºC, la temperatura de una determinada cantidad de sustancia. Cuanto mayor sea la capacidad calorífica de una sustancia, mayor será la cantidad de calor entregada a ella para subir su temperatura. Objetivo Determinar el valor específico de diferentes metales y los valores aproximados de los pesos atómicos Repasar la ley de Dulog-Petit Materiales Agua destilada Probeta graduada Balanza digital Termómetro Vasos de precipitado Muestras de Aluminio, Cobre y Plomo Calorímetro Estufa Pinzas Parte experimental Agregar 80ml de agua al calorímetro. Medir la temperatura (t2). Pesar el metal escogido en la balanza y anotar su masa. Amarrar el metal a un hilo para sumergirlo en el agua. Colocar en un vaso de precipitados el metal con mucho cuidado y llenar el vaso de agua destilada hasta que cubra completamente el metal. Calentar hasta punto de ebullición. Se detiene el calentamiento y después de 4 minutos se determina la temperatura (t1) antes de efectuar la mezcla.

Inmediatamente se sumerge el metal en el agua del calorímetro; esperar 3 minutos hasta alcanzar la temperatura final de equilibrio y registre la temperatura como (t3). Anotar los resultados en una tabla. Repetir el experimento con distintos metales. Recordar las formulas: Calor especifico* peso atómico= 6.2 Cal/g * g/at-g= cal/at-g P.A * c= 6.2 cal −g) at cal ) c( g

6.2( P . A=

t 1−t 3 ) C1 =m 2 1(t 3−t 2)/ m 1 ¿ Datos experimentales

Masa del metal (m1) Masa del agua (m2) Temperatura del metal (t1) Temperatura del agua (t2) Temperatura de la mezcla (t3) Calor especifico cal/g Peso atómico

Muestra 1 aluminio 196.5

Muestra 2 cobre

Muestra 3 plomo

188.4

2523.3

80

80

80

85

87

87

24

27

24

41

33

31

0.1572

0.0471

0.0396

39.4156

131.63

156.4274

Capacidad calorífica Muestra

C teórica

Aluminio Cobre Plomo

0.215 0.0924 0.0305

C experimental Error absoluto 0.157 0.057 0.0471 0.045 0.0396 0.3658

Error relativo 5.7 4.53 36.58

Peso especifico Muestra

teórica

experimental

Aluminio Cobre Plomo

28.83 67.099 203.27

39.4156 131.63 156.4274

Error absoluto 10.58 64.53 44.308

Error relativo 36.7 96.17 21.79

Discusión El gran porcentaje de error se debió a la pérdida de calor por parte de los metales al sacarlos del agua caliente y ponerlos en contacto con el medio ambiente antes de introducirlos al calorímetro. El calorímetro no se encontraba totalmente aislado del medio ambiente. Falta de precisión al tomar el registro de los pesos de los metales, el calorímetro y el agua. Tal vez en el transporte de meter y sacar los metales al calorímetro no fueron precisos si no tardados. Conclusión Se comprobó el principio de la conservación de la energía, el cual establece que la energía total inicial de un sistema es igual a la energía final total del mismo sistema. El calor es energía que es transferida de un sistema a otro, debido a que se encuentran a diferentes niveles de temperatura. Por esta razón, al poner los dos cuerpos en contacto, el que se encuentra a mayor temperatura transfiere calor al otro hasta que se logra el equilibrio térmico. Distintas sustancias tienen diferentes capacidades para almacenar energía interna al igual que para absorber energía ya que una parte de la energía hace aumentar la rapidez de traslación de las moléculas y este tipo de movimiento es el responsable del aumento en la temperatura.

Cuando la temperatura del sistema aumenta Q y ∆T se consideran positivas, lo que corresponde a que la energía térmica fluye hacia el sistema, cuando la temperatura disminuye, Q y ∆T son negativas y la energía térmica fluye hacia fuera del sistema

Cuestionario 1.-Definir y proporcionar un ejemplo de cada uno de los siguientes términos: energía térmica, energía química, energía potencial y energía cinética. La energía térmica (también energía calórica o energía calorífica) es la manifestación de la energía en forma de calor. En todos los materiales los átomos que forman sus moléculas están en continuo movimiento ya sea trasladándose o vibrando. Ejemplo: hervir el agua. La Energía química es la que se produce en las reacciones químicas Ej.: La que posee el carbón y que se manifiesta al quemarlo. La energía potencial es la energía mecánica asociada a la localización de un cuerpo dentro de un campo de fuerzas (gravitatoria, electrostática, etc.) o a existencia de un campo de fuerzas en el interior de un cuerpo (energía elástica). La energía potencial de un cuerpo es una consecuencia de la que el sistema de fuerzas que actúa sobre un cuerpo sea conservativo. Ejemplo: un resorte. La energía cinética es la energía que posee un objeto cuando está en movimiento y su velocidad es constante. Se define como el esfuerzo que se necesita para acelerar a un cuerpo con una masa determinada, haciéndolo pasar del estado de reposo a un estado con movimiento. Ejemplo el movimiento de un coche. 2.- ¿Qué es calor específico y capacidad calorífica? La capacidad calorífica se puede expresar como la cantidad de calor requerida para elevar en 1ºC, la temperatura de una determinada cantidad de sustancia. Cuanto mayor sea la capacidad calorífica de una sustancia, mayor será la cantidad de calor entregada a ella para subir su temperatura. Por ejemplo, no es lo mismo calentar el agua de un vaso que el agua de toda una piscina: requerimos mayor calor para calentar el agua de toda una piscina puesto que su capacidad calorífica es mucho mayor. El calor específico es una propiedad intensiva, no depende de la materia, y es un valor fijo para cada sustancia. Así, el agua tiene un valor fijo de calor específico, el cual debemos entenderlo como la cantidad de calor que puede absorber una

sustancia: cuanto mayor sea el calor específico, mayor cantidad de calor podrá absorber esa sustancia sin calentarse significativamente. 3.- Definir el concepto de peso atómico El peso atómico es una cantidad física adimensional, definida como la razón del promedio de las masas de los átomos de un elemento (de una muestra dada o fuente) con respecto a la doceava parte de la masa de un átomo de carbono-12 (conocida como una unidad de masa atómica unificada). 4.-Un trozo de metal de 40g de masa fue calentado hasta 79.2 C y al sumergirlo en 80g de agua a 17.1 C, esta se calentó hasta 20 C. Determinar el peso atómico del metal por la ley de Dulong y Petit. DATOS M1=40g, m2=80g, t1=79.2 C, t2=17.1C, t3=20C t 1−t 3 Formulas ) C1 =m 2 1(t 3−t 2)/ m 1 ¿

cal −g) at cal c( ) g

6.2( P . A=

Sustitucion y resultado C1 =80∗1(20−17.1 )/ 40 (79.2 −20 ) =0.09797 cal −g) at P . A= cal 0.09797 g

cal g

6.2(

( )

=63.2846

5.- ¿Cómo crees que nuestro cuerpo autorregula su consumo energético tanto en invierno como en verano para mantener su temperatura constante? La temperatura corporal se mantiene mediante la dilatación o la contracción de los poros de la piel. En calor los poros se dilatan para expulsar agua y esta a su vez refresca el cuerpo humano. En frío los poros se contraen para así no dejar escapar el calor interno del cuerpo. El consumo energético depende del clima, en el calor el consumo energético será menor, mientras que en frío el consumo energético será mayor debido a que en un clima frío la sangre circula a mayor velocidad para mantener caliente el cuerpo. 6.-Sabes que temperatura mínima (en el medio externo) ha soportado un ser humano y no ha muerto La Base Vostok es una estación rusa en la Antártida a 3.488 m de altitud. Es, según los registros, el lugar más frío de la Tierra. Allí se ha alcanzado la

TEMPERATURA MAS BAJA DE NUESTRO PLANETA = –92,2ºC el 21 de julio de 1983. La temperatura media anual es de –61ºC y oscila entre los –37,0ºC de enero y los –73,9 ºC de agosto. Las precipitaciones son muy escasas, de 12 mm anuales, todos en forma de nieve. . Los que han escalado el Everest y han sobrevivido para contarlo. En Enero, el mes más frío, la temperatura promedio en la cumbre es de -36° C pudiendo llegar incluso a los -60° C. En Julio, el mes más cálido, la temperatura promedio en la cumbre es de -20° C.

7.- ¿Cuáles son las partes y funciones de un calorímetro? RECIPIENTE con aislante (similar a un termo), la REACCION (agua, por ejemplo), un REGULADOR DE PRESION (que es como una válvula que libera la presión dentro del termo y la libera gradualmente para que ésta no altere los datos del último componente del calorímetro, que es el TERMOMETRO. Sirve para determinar el calor específico de un cuerpo así como para medir las cantidades de calor que liberan o absorben los cuerpos. 8.- ¿Cuál es la diferencia entre calor y temperatura? El calor es una cantidad de energía que está asociada al movimiento de los átomos y moléculas que componen un cuerpo. Al entrar calor en un cuerpo, se produce calentamiento, y al salir, enfriamiento. La temperatura es la medida de calor de un cuerpo. El calor es lo que hace que la temperatura aumente o disminuya. Si añadimos calor, la temperatura aumenta, y si quitamos calor, la temperatura disminuye.

Bibliografía https://es.wikipedia.org/wiki/Calor%C3%ADmetro http://legacy.spitzer.caltech.edu/espanol/edu/thermal/differ_sp_06sep01.html https://respuestas.tips/diferencias-entre-calor-y-temperatura/...