¡Descarga Determinación Experimental del Calor Específico de un Sólido Metálico y más Guías, Proyectos, Investigaciones en PDF de Química Analítica solo en Docsity!
Índice
- Objetivo:......................................................................................................................................................
- Introducción:...............................................................................................................................................
- Marco teórico..............................................................................................................................................
- Parte experimental o metodología..............................................................................................................
- Cálculos y Resultados..................................................................................................................................
- Observaciones.............................................................................................................................................
- Conclusiones..............................................................................................................................................
- Bibliografía:................................................................................................................................................
Parte experimental o metodología. Calorimetría Det. Del cp del líquido problema Verter agua caliente al vaso Dewar
M
Verter los 100mL de agua en el calorímetro Colocar el termómetro en el tapón de corcho y fijar el tapón en el vaso Dewar T Cuidar que la punta del termómetro toque el agua Calcular la masa con la tabla de densidades M Poner a calentar agua para baño maría Det. Del cp de solido problema Medir 100 mL de agua destilada con probeta. Calcular K Calcular masa del agua caliente con la tabla Calcular s
T
Agitar suavemente y tomar temperatura Verter Etanol en el vaso Dewar Calcular s Verter virutas del Estaño al vaso Dewar, tapar y agitar cuidadosamente Registrar temperatura Pesar una cantidad de Estaño Det. Del cp del calorimetro Pasar a t.d.e. , tapar y poner a B.M. por 10min
T
Calentar 150mL de agua en baño maría hasta llegar a los 60°C
T
M
Tapar el vaso Dewar con el tapón y el termómetro en consiguiente agitar cuidadosamente
T
T
T
M Medir mediante fórmulas la masa el etanol a T Medir 150 mL de Etanol y calentar a 50°C en B.M.
Cálculos y Resultados Determinación de la capacidad calorífica del calorímetro (“termo”) Datos: V (^) 1 = 100 ml 1 x 10 6 =.0001^ m 3 V (^) 2 = 150 ml 1 x 10 6 =.00015^ m 3 T1=22ºC T2=60ºC T3=43ºC Tabla 1.0 Datos del agua a 22ºC y 60ºC. Temperatura Densidad (tablas) Volumen Masa(Calculada) T (^) 1 = 22 º C
kg m 3 .0001 m (^3) 99.77 g T (^) 2 = 60 ºC
kg m 3 .00015 m (^3) 147.48 g T (^) 3 = 43 ºC ( Mezcla agua fría _________________− caliente )
________________
_____
__________________
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Fórmulas: m 1 = ρ 1 v 1 …(Ec.1) m 2 = ρ 2 v 2 …(Ec.1.1) ∆ T (^) 1 = T (^) 3 − T (^) 1 ∆T (^) 2 = T (^) 2 − T (^) 3 …(Ec.2)
( K^ + m 1 s 1 ) ∆^ T 1 =( m 2 s 2 ) ∆^ T^ 2 …(Ec.3)
ρ =
C 1
C 2
[^1 +(^1 −^ T C 3 ) C^4 ] ….(Ec.4) ρagua ( tablas )=997. kg m 3 a^^22 ºC ρagua ( tablas )=983. kg m 3 a^^60 ºC s 1 =1. cal gºC s 2 =1. cal gºC
Masas: m 1 ( agua )=99.77 g m 2 ( estaño )=5.0059 g Capacidad Calorífica: Kagua =19. cal ºC Calor Específico: s 1 =1. cal g ºC Usando la (Ec.2) obtenemos ∆^ T^ 1 y^ ∆^ T^ 2 : ∆ T (^) 1 =( 23 − 22 ) ºC = 1 ºC ∆ T (^) 2 =( 40 − 23 ) ºC = 17 ºC Con la (Ec. 3) despejamos s 2 : s 2 =
( K^ + m 1 s 1 ) ∆^ T 1
m 2 ∆ T 2 Sustituyendo valores: s 2 = (19.^ cal ºC
( 1 ºC )
( 5.0059 g ) ( 17 ºC )
cal gºC Donde s 2 es el calor específico del estaño. Tabla 2 tabla de resultados del punto 4. ∆ T (^) 1 1ºC ∆ T (^) 2 17ºC s 2
cal g ºC 4.3 Calor Específico de un líquido. Datos: T (^) 1 =¿ 24 ºC T 2 = 50 ºCT (^) 3 = 39 ºC ¿
V (^) agua = 100 ml 1 x 10 6 ⇒^ .0001^ m 3 V (^) etanol = 150 ml ⇒ 150 c m 3 ρagua ( 24 ºC )=997. kg m 3 Constantes : C 1 =1.648 C 2 =.27627 C 3 =513.92 C 4 =. Kagua =47. cal ºC s 1 =1. cal g ºC Calculamos m 1 con la (Ec. 1):
(Ec.1) … m 1 = ρ 1 v 1 =(997.^
kg m
3 )(^ .0001^ m
3
)=.0997296 kg ( 1000 ) ⇒ 99.7296 g
Calcular ρetanol con la (Ec. 4) sustituyendo las constantes. (ec.4) ρetanol =
[^1 +(^1 −^
50 +273. 513.92 ) .
]
kmol m 3 ρetanol =16. kmol m
3 ∗46.^
g mol 1000
g c m 3 Sustituimos en la (Ec. 1.1) la densidad y el volumen del etanol para obtener su masa.
(Ec. 1.1) m 2 = ρ 2 v 2 =(.^
g c m
3 )(^150 c^ m
3
) =114.36 g
Utilizando las temperaturas T^ 1 ,^ T^ 2 y^ T 3 calculamos ∆^ T^ 1 y^ ∆^ T^ 2_._
Conclusiones Analizando los resultados podemos ver que la constante de la conductividad térmica de vaso Dewar, es de 47.703 cal/m.seg.°C la cual es muy alta esto significa que el material del termo es un muy buen metal para mantener el calor u el frio ya que la conductividad térmica es el calor que se propaga en los materiales según la facilidad que éstos permitan hacerlo. El calor específico es la cantidad de calor necesaria a agregar para que la sustancia eleve su temperatura 1°C y al comparar esto con los resultados obtenidos tenemos que el Etanol tiene una “resistencia” mínima a elevar su temperatura al encontrarse con una fuente de calor, sin embargo el Estaño es el caso contrario, este material tiene un alto calor especifico y esto significa que se va a tomar mucho más tiempo para elevar su temperatura al estar en contacto con una fuente de calor. Bibliografía: Raymond Chang; química general, 6th. Edición, Editorial McGraw-Hill; 203-213; (2008). O.A. Burmístrova et-al., Practicas de química física., Editorial Mir, (1977). Nelson, Jhon H., Kenneth C., Laboratory Experiements., 7th Ed., Editorial Mir, (1977). https://sites.google.com/a/colegiocisneros.edu.co/fisica10y11/home/termodinamica/calorimetria https://books.google.com.mx/books?id=3V1Kr- FXwcsC&pg=PA72&dq=calor+especifico&hl=es&sa=X&ved=0ahUKEwiCpuqelt_nAhUMCa wKHX5NDCIQ6AEIKDAA#v=onepage&q=calor%20especifico&f=false
s 2 =1. cal gºC %Error =
x 100 =144.17 % Esta gran diferencia entre los calores específicos se pueden deber a diversos factores, los que consideramos principales son: Cambio repentino en la temperatura ambiente durante el desarrollo de la práctica. (1 o 2 grados), ya sea por corrientes de aire. La mezcla entre el agua fría y el etanol caliente pudo generar algún cambio significativo en el cálculo del calor específico del etanol. Que el termómetro no tocará correctamente la mezcla de fluidos mientras generábamos la agitación del “termo”. Posibles impurezas en el agua o en el etanol. 3.- De los calorímetros (“termos”) utilizados por los equipos durante la sesión, ¿Cuál considera que es el mejor? Y explique en que se basa su afirmación. R= Nos parece que el mejor termo era uno con mejor un volumen menor al nuestro y se miraba más recubierto que los demás. Al ser de menor volumen conserva mejor el calor que los otros además de que al estar mejor recubierto las posibilidades de tener una “fuga” son menores ya que se le puede considerar un recipiente adiabático.
