Practica de calorimetria, Apuntes de Química

¡Descarga Practica de calorimetria y más Apuntes en PDF de Química solo en Docsity! LABORATORIO INTEGRADO DE QUIMICA | INGENIERIA QUIMICA INDUSTRIAL Práctica 1 CALORIMETRÍA, CALOR ESPECIFICO DE UN SÓLIDO Y CALOR DE UNA DISOLUCIÓN. [NOMBRE DEL AUTOR] 1 Índice: 1. Calorimetría: 1. Introducción y objetivos. 2. Material a utilizar. 3. Procedimiento. 4. Datos obtenidos. 5. Errores cometidos. 6. Resultado final. 7. Conclusión. 2. Calor específico de un sólido: 1. Introducción y objetivos. 2. Material a utilizar. 3. Procedimiento. 4. Datos obtenidos. 5. Análisis de datos y error. 6. Conclusiones. 3. Calor de una disolución: 1. Introducción y objetivos. 2. Material a utilizar. 3. Procedimiento. 4. Datos obtenidos. 5. Análisis de datos y error. 6. Conclusiones. [NOMBRE DEL AUTOR] 4 4. Cálculos: PRUEBA A Vacío Lleno Calorímetro 1364.48g 1608.95g → 𝑚𝑓 = 𝑚𝐶𝑎𝑙. 𝑙𝑙𝑒𝑛𝑜 − 𝑚𝑐𝑎𝑙𝑜𝑟í𝑚𝑒𝑡𝑟𝑜 𝑚𝑓 = 244.47𝑔 V. precipitado 97.34g 341.53g → 𝑚𝑐 = 𝑚𝑉𝑃. 𝑙𝑙𝑒𝑛𝑜 − 𝑚𝑉.𝑃𝑟𝑒𝑐𝑖𝑝𝑖𝑡𝑎𝑑𝑜 𝑚𝑐 = 244.19𝑔 Temperaturas: 𝑇𝑓 = 22º𝐶 𝑇𝑐 = 40.1º𝐶 𝑇𝑒𝑞 = 30. 𝟐ºC Sustituyendo en la fórmula: 𝐸𝑞 = (𝑚𝑐 ∗ 𝑐𝑝 ∗ 𝑇𝑐−𝑇𝑓 𝑇𝑒𝑞−𝑇𝑓 ) − 𝑚𝑓 ∗ 𝑐𝑝 𝐸𝑞 = (244.19𝑔 ∗ 1 𝑐𝑎𝑙 𝑔∗º𝐶 ∗ ( 40.1−30.2 30.2−22 ) º𝐶) − 244.47 ∗ 1 𝑐𝑎𝑙 𝑔∗º𝐶 → PRUEBA B Vacío Lleno Calorímetro “ “ 1609.19g → 𝑚𝑓 = 𝑚𝐶𝑎𝑙. 𝑙𝑙𝑒𝑛𝑜 − 𝑚𝑐𝑎𝑙𝑜𝑟í𝑚𝑒𝑡𝑟𝑜 𝑚𝑓 = 244.71𝑔 V. precipitado “ “ 343.54g → 𝑚𝑐 = 𝑚𝑉𝑃. 𝑙𝑙𝑒𝑛𝑜 − 𝑚𝑉.𝑃𝑟𝑒𝑐𝑖𝑝𝑖𝑡𝑎𝑑𝑜 𝑚𝑐 = 246.2𝑔 Temperaturas: 𝑇𝑓 = 22.5º𝐶 𝑇𝑐 = 40.2º𝐶 𝑇𝑒𝑞 = 30.6ºC Sustituyendo en la fórmula: 𝐸𝑞 = (𝑚𝑐 ∗ 𝑐𝑝 ∗ 𝑇𝑐−𝑇𝑓 𝑇𝑒𝑞−𝑇𝑓 ) − 𝑚𝑓 ∗ 𝑐𝑝 𝐸𝑞 = (246.2𝑔 ∗ 1 𝑐𝑎𝑙 𝑔∗º𝐶 ∗ ( 40.2−30.6 30.6−22.5 ) º𝐶) − 244.71𝑔 ∗ 1 𝑐𝑎𝑙 𝑔∗º𝐶 → Eq=50.34 𝑐𝑎𝑙 𝑔∗º𝐶 Eq=47.08 𝑐𝑎𝑙 𝑔∗º𝐶 [NOMBRE DEL AUTOR] 5 PRUEBA C Vacío Lleno Calorímetro “ “ 1611.02g → 𝑚𝑓 = 𝑚𝐶𝑎𝑙. 𝑙𝑙𝑒𝑛𝑜 − 𝑚𝑐𝑎𝑙𝑜𝑟í𝑚𝑒𝑡𝑟𝑜 𝑚𝑓 = 246.54𝑔 V. precipitado “ “ 342.18g → 𝑚𝑐 = 𝑚𝑉𝑃. 𝑙𝑙𝑒𝑛𝑜 − 𝑚𝑉.𝑃𝑟𝑒𝑐𝑖𝑝𝑖𝑡𝑎𝑑𝑜 𝑚𝑐 = 244.84𝑔 Temperaturas: 𝑇𝑓 = 22.7º𝐶 𝑇𝑐 = 39.8º𝐶 𝑇𝑒𝑞 = 30.5ºC Sustituyendo en la fórmula: 𝐸𝑞 = (𝑚𝑐 ∗ 𝑐𝑝 ∗ 𝑇𝑐−𝑇𝑓 𝑇𝑒𝑞−𝑇𝑓 ) − 𝑚𝑓 ∗ 𝑐𝑝 𝐸𝑞 = (244.84𝑔 ∗ 1 𝑐𝑎𝑙 𝑔∗º𝐶 ∗ ( 39.8−30.5 30.5−22.7 ) º𝐶) − 246.54 ∗ 1 𝑐𝑎𝑙 𝑔∗º𝐶 → 5. Análisis de datos, errores cometidos: Observamos que el equivalente en agua nos da distinto en la prueba A, en la B y en la C, cuando deberían dar aproximadamente iguales en todos los casos ya que usamos el mismo calorímetro y termómetro. Esta diferencia de resultados se puede deber a muchos factores; en primer lugar, podemos observar como la temperatura del agua fría a aumentado en cada prueba: A) 𝑇𝑓 = 22º𝐶 , B) 𝑇𝑓 = 22.5º𝐶 y en C) 𝑇𝑓 = 22.7º𝐶, lo que refleja este aumento de temperatura es que el calorímetro ha absorbido algo de calor ya que sus paredes aislantes minimizan la conducción de calor pero no es un caso ideal y por ello pueden producirse pequeñas variaciones de temperaturas o bien, el caso más probable es por el termómetro, que tras hacer el caso A y que en este se hayan tomado temperaturas más altas pues pudo haber ocurrido que al realizar la siguiente prueba el termómetro aún no haya adquirido la temperatura ambiente y siga algo caliente y por ello cometa fallos decimales. Por otro lado, existe diferencia entre la prueba A y la B en cuanto a la masa de agua caliente, A) 𝑚𝑐 = 244.19𝑔 mientras que en B) 𝑚𝑐 = 246.2𝑔, y ocurre igual con la masa fría donde en A y B son aproximadas (244.47g y 244.71g), pero en C) 𝑚𝑓 = 246.54𝑔, esto puede deberse a que no hayamos sido lo suficientemente precisos para tomar 250ml de agua y/o que no hayamos secado bien el material y hayan quedado restos de agua y se mezclen. Eq=45.38 𝑐𝑎𝑙 𝑔∗º𝐶 [NOMBRE DEL AUTOR] 6 6. Resultado final: Finalmente, el equivalente en agua del calorímetro asociado es 47.08 𝑐𝑎𝑙 𝑔∗º𝐶 , ya que dicho valor se encuentra en medio de la prueba A y C. 7. Conclusión: Los pasos a seguir para realizar la práctica son bastantes sencillos, pero tras hacer los cálculos para obtener el equivalente en agua del calorímetro vemos como no coinciden en los 3 casos realizados, por tanto, aunque parezca sencilla de realizar hay que ser bastante preciso y riguroso con cada paso para que nos salga bien. Resultados obtenidos 𝑬𝒒𝑨 50.34 𝑐𝑎𝑙 𝑔∗º𝐶 𝑬𝒒𝑩 47.08 𝒄𝒂𝒍 𝒈∗º𝑪 𝑬𝒒𝑪 45.38 𝑐𝑎𝑙 𝑔∗º𝐶 [NOMBRE DEL AUTOR] 9 𝐶𝑝 = (342.09𝑔 ∗ 1( 𝐶𝑎𝑙 𝑔 ∗ º𝐶 ) + 47.07( 𝐶𝑎𝑙 𝑔 ∗ º𝐶 )) (23.7 − 23.4)º𝐶 13.36𝑔(99.5 − 23.7)º𝐶 = 0.231 𝐶𝑎𝑙 𝑔 ∗ º𝐶 Prueba C Peso Calorímetro (350ml de agua) 1706.45g magua = mCal. lleno − mcal.vacio magua = 341.97𝑔 Sólido 13.36g 𝑚solido = 13.36𝑔 Temperaturas: 𝑇𝑎𝑔𝑢𝑎 = 22.6ºC 𝑇solido = 99.6º𝐶 𝑇𝑒𝑞 = 23.4º𝐶 𝐶𝑝 = (341.97𝑔 ∗ 1( 𝐶𝑎𝑙 𝑔 ∗ º𝐶) + 47.07( 𝐶𝑎𝑙 𝑔 ∗ º𝐶)) (23.4 − 22.6)º𝐶 13.36𝑔(99.6 − 23.4)º𝐶 = 0.305 𝐶𝑎𝑙 𝑔 ∗ º𝐶 5. Análisis de datos y errores: Observando la tabla periódica vemos que el Magnesio tiene un calor especifico de 0.2436 𝐶𝑎𝑙 𝑔∗º𝐶 , por tanto vamos a calcular el porcentaje de error cometido en los 3 casos: 𝐸 = | 𝑉𝑎𝑙𝑜𝑟 𝑟𝑒𝑎𝑙 − 𝑉𝑎𝑙𝑜𝑟 𝑎𝑝𝑟𝑜𝑥𝑖𝑚𝑎𝑑𝑜 𝑉𝑎𝑙𝑜𝑟 𝑟𝑒𝑎𝑙 | ∗ 100 Analizando los datos obtenidos podemos apreciar que entre la prueba A y B hay un mínimo de error y esto puede deberse a como se comenta en la anterior práctica; a la precisión, exactitud del termómetro, no limpiar o secar bien. Además, el equivalente en agua obtenido en la práctica anterior es un valor aproximado y una media de lo obtenido por tanto no es un valor del todo cierto para que el calor específico del sólido nos diese exacto. Error Prueba A (0.228 𝐶𝑎𝑙 𝑔∗º𝐶 ) 6.4% Prueba B (0.231 𝐶𝑎𝑙 𝑔∗º𝐶 ) 5.17% Prueba C (0.305 𝐶𝑎𝑙 𝑔∗º𝐶 ) 25.20% [NOMBRE DEL AUTOR] 10 6. Conclusión: Esta práctica dado que el equivalente en agua obtenido no fue un valor exacto si no una media de las 3 pruebas, pues se sobreentiende que el calor especifico del sólido no iba a dar del todo correcto. Pero a pesar de ello, nos ha dado bastante aproximado por lo que se deduce que el equivalente en agua calculado en la primera práctica tiene un pequeño porcentaje de error y, por tanto, no estábamos mal encaminados. [NOMBRE DEL AUTOR] 11 CALOR DE DISOLUCIÓN 1. Introducción y objetivos: En esta práctica vamos a estudiar el calor de disolución de una sal mediante un proceso calorimétrico. Estudiaremos el calor integral de la disolución, que hace referencia al calor generado o absorbido cuando cierta cantidad de soluto se disuelve en cierta cantidad de disolvente. 2. Material:  Calorímetro.  Termómetro.  Probeta.  Agua destilada.  Plancha calefactora.  Soluto.  Granatario.  Balanza analítica.  Plato de vidrio. 3. Procedimiento: Comprobamos que todo esté limpio y seco. Comenzamos la práctica vertiendo 350ml de agua destilada en el calorímetro. La pesamos para así obtener la masa de disolvente y tomamos su temperatura. A continuación, hay que calcular la cantidad de sal que necesitamos. Teniendo en cuenta que nuestra sal escogida ha sido el cloruro de amonio y, esta tiene una relación 1/200. Una vez calculada la cantidad de soluto hacemos uso del plato de vidrio y de la balanza analítica para tomar la cantidad calculada. Vertemos el soluto en el calorímetro y vamos agitando con el termómetro hasta que se disuelva. Y tomamos su temperatura final cuando se estabilice. Repetimos el proceso tres veces.