miércoles, 19 de octubre de 2016

CONSTRUCCIÓN DE UN CALORIMETRO CASERO

integrantes: Andrea Torres
                      Lisa Castellanos 
                      David Valdes
                      Infernada Ducuara
                      Erika Castro  

RESUMEN


Bienvenidos a nuestro blog, encontraran diferentes informes de laboratorio de termodinámica, primero que todo vamos a contarles hacer de como hacer un calorimetro casero fácil de hacer y ademas no muy costoso. el calorimetro  es un instrumento que sirve para medir las cantidades de calor suministradas o recibidas por los cuerpos. Es decir, sirve para determinar el calor específico de un cuerpo, así como para medir las cantidades de calor que liberan o absorben los cuerpos. este tipo de calorimetro consiste en un envase cerrado y perfectamente aislado con agua, un dispositivo para agitar y un termómetro. Se coloca una fuente de calor en el calorímetro, se agita el agua hasta lograr el equilibrio, y el aumento de temperatura se comprueba con el termómetro. Si se conoce la capacidad calorífica del calorímetro (que también puede medirse utilizando una fuente corriente de calor), la cantidad de energía liberada puede calcularse fácilmente. Cuando la fuente de calor es un objeto caliente de temperatura conocida, el calor específico y el calor latente pueden ir midiéndose según se va enfriando el objeto. Luego de realizar el calorimetro con dos latas, yeso, papel aluminio, agregamos acetato de sodio con  250 ml de agua y calculamos la temperatura a ciertos minutos. Así sucesivamente hicimos con el  HCl  y el Naoh pero sin agua, y observamos que paso con la temperatura si aumento o disminuyo al agregar hidroxido de sodio (NaOH).
                                                             fuente:propia 
ABSTRACT

Welcome to our blog, find different laboratory reports of thermodynamics, first of all we will tell you how to make an easy home calorimeter to do and also not very expensive. The calorimeter is an instrument used to measure the amounts of heat supplied or received by the bodies. That is, used to determine the specific heat of a body as well as to measure the amounts of heat release or absorb the bodies. this type of calorimeter is a closed and perfectly isolated with water container, a device for stirring and a thermometer. a heat source in the calorimeter is placed, the water is stirred to achieve balance, and the temperature rise is checked with the thermometer. If known heat capacity of the calorimeter (which also can be measured using a current heat source), the amount of energy released can easily be calculated. When the heat source is a hot object of known temperature, specific heat and latent heat they can be measured as the object cools. After performing the calorimeter with two cans, plaster, foil, add sodium acetate with 250 ml of water and calculate the temperature at certain minutes. So on we did with HCl and NaOH but without water, we note that if step with temperature increase or decreased by adding sodium hydroxide (NaOH).

PALABRAS CLAVES: calorimetro, temperatura, calor, calor especifico, HCl, NaOH, reacción , termómetro

INTRODUCCIÓN


En este laboratorio se realizo la construcción de un calorímetro a partir de elementos caseros, se va a conocer y comprobar su funcionamiento; Un calorímetro idealmente puede ser insensible a la distribución espacial de las fuentes de calor dentro de él .Si este objetivo es alcanzado, entonces la potencia puede en principio ser medida a cualquier frecuencia por disipación en el calorímetro y determinar la correspondiente potencia que da la misma lectura que la potencia no conocida. Por supuesto la tarea de diseñar un calorímetro que sea completamente insensible a la distribución de calor, no es posible y lo mejor que puede alcanzarse es construir un instrumento el cual tenga un conocido factor de corrección, estos factores de corrección son evaluados de una combinación de mediciones y cálculos

OBJETIVOS
• Realizar un calorímetro lo más térmico posible para ponerlo en uso • Calcular la variación de temperatura en las diferentes reacciones químicas y analizar por qué aumenta o disminuye • Relacionar los términos de calor especifico y latente durante el laboratorio

MARCO TEÓRICO


calorimetro:
Es un instrumento que sirve para medir las cantidades de calor suministradas o recibidas por los cuerpos. Es decir, sirve para determinar el calor específico de un cuerpo, así como para medir las cantidades de calor que liberan o absorben los cuerpos. El tipo de calorímetro de uso más extendido consiste en un envase cerrado y perfectamente aislado con agua, un dispositivo para agitar y un termómetro. Se coloca una fuente de calor en el calorímetro, se agita el agua hasta lograr el equilibrio, y el aumento de temperatura se comprueba con el termómetro.

CARACTERÍSTICAS

La temperatura de los alrededores permanece constante, mientras que la temperatura del sistema varía con el tiempo.
Se usa una resistencia térmica de magnitud definida entre la celda y los alrededores. 

TIPOS DE CALORIMETRO

Calorímetro Isoperibólico

 No permite el intercambio de energía en forma de calor entre la celda y los alrededores. 
Sistema aislado permite hacer la relación calor generado y diferencia de temperatura.
Existen 3 métodos que evitan el intercambio de calor entre el sistema y los alrededores:
La generación rápida de calor,el uso de una resistencia térmica y el control de la temperatura de los alrededores.

Calorímetro de carga seca

Consiste en una carga térmicamente aislada donde se disipa la potencia, una línea de transmisión poco conductora del calor que conecta la entrada con la carga y un termómetro

Bomba calorimétrica

Está dividida en dos cámaras:En una de ellas se pone una cantidad conocida y determinada de agua pura y en la otra se pone una pequeña cantidad de los reactivos a analizar.
Ambas cámaras están separadas por una pared metálica, de modo que los componentes no tienen contacto.

Calorímetro de titulación isotérmica
Puede determinarse la constante de equilibrio, la estequiometría y la entalpía de interacciones entre dos moléculas en disolución. Con frecuencia, esas moléculas son una proteína y un ligando.

El calor específico

Es la cantidad de calor que se necesita por unidad de masa para elevar la temperatura un grado Celsio. La relación entre calor y cambio de temperatura, se expresa normalmente en la forma que se muestra abajo, donde c es el calor específico. Esta fórmula no se aplica si se produce un cambio de fase, porque el calor añadido o sustraído durante el cambio de fase no cambia la temperatura El calor latente es el cambio de temperatura de una sustancia conlleva a una serie de cambios físicos. Casi todas las sustancias aumentan de volumen al calentarse y se contraen al enfriarse (latente: cantidad de energía bajo la forma de calor lanzado o absorbido en un cambio de fases)

MATERIALES:

 Dos latas con tapa (mediana y pequeña)  Yeso  Agitador  Termómetro METODOLOGÍA
• Creación del calorímetro: 1. Limpiar el interior de la lata mediana 2. Preparar el yeso de tal manera que pueda manipularse 3. Realizar una base de yeso en la lata mediana para sobreponer la lata de menor proporción 4. Luego de tener las dos latas sobrepuestas se terminan de llenar los espacios alrededor de la lata pequeña con yeso 5. Realizar dos agujeros en la tapa de la lata mediana para poner allí el termómetro y agitador
Uso del calorímetro (cálculo de temperaturas) 1. Se pesa 1 g de bicarbonato de sodio y se le agregan 50 ml de agua 2. En una constante agitación se toma la temperatura de la reacción a los 0, 5, 10 y 15 minutos 3. Se lava muy bien la lata para proceder a la siguiente reacción 4. Se miden 10 ml de HCl y una vez llevados al calorimetro se le toma la temperatura a los 0 minutos 5. A los 10 ml de HCl se le adicionan 10 ml de NaOH y se disuelven 6. En una constante agitación se toma la temperatura de la reacción a los 0, 5, 10 y 15 minutos

ANÁLISIS 

Una vez puesta el agua y la muestra de compuesto a analizar, se tapa el calorímetro, de modo que haya la menor cantidad de disipación posible.Se observa el termómetro de cerca, la temperatura comenzará a disminuir, o aumentar, según sea el caso.
Dado que es imposible diseñar un calorímetro que no disipe nada de calor, es necesario, o bien introducir un buen factor de corrección (la eficiencia efectiva), o procurar que la temperatura del calorímetro sea tan parecida a la de su entorno, tanto como sea posible. 

                1)     acetato de sodio + agua

                 
CH3COONa + H20 

                                TIEMPO           TEMPERATURA

                                          0                            28º
                                          5                            28,5º
                                          10                           29º
                                          15                           29,5º

                  2)       10 ml HCl   a 0 = 30º

                  3)         HCl + NaOH

                                    TIEMPO          TEMPERATURA

                                          0                            33º
                                          5                            32,5º
                                          10                           32º
                                          15                           31,5º


CUESTIONARIO 

1.   1) A partir de las temperaturas registradas en el laboratorio y las reacciones que se llevaran a cabo en el calorímetro. Describe que variables termodinámicas se pueden calcular:
a.    Calor especifico
b.  Entalpia  de reacción

c.    Calor de reacción.

Respuesta:De acuerdo a las temperaturas registradas en el laboratorio y a las reacciones que se utilizaron para la realización del calorímetro las variables que se lograron calcular variables termodinámicas un ejemplo claro es cuando la temperatura de la reacción llega a un máximo o mínimo estable es importante tener en cuenta el cambio de temperatura y de agua usada, ya que el rol del agua es el estándar para determinar el cambio de energía, puesto que una caloría se define como la cantidad de energía necesaria para aumentar en 1°C la temperatura de 1 G de agua lo cual se define como la capacidad calorífica especifica. El cambio de entalpía del sistema cuando la reacción ocurre a presión constante. En general, este calor de reacción depende no sólo de la naturaleza química de cada producto y cada reactivo, sino también de sus estados físicos.
El calor estándar de reacción, puede ser considerado como una propiedad característica de la reacción, y a partir de la cual se puede calcular calores de reacción bajo otras condiciones. Se define el calor estándar de reacción como el cambio de entalpía resultante del proceso de la reacción 


1.  2) De acuerdo a la reacción de neutralización, acido (HCl) y base NaOH. Explique:
a.    Variación de la temperatura

b.    Reacción exotérmica y endotérmica

respuesta 

     Variación de temperatura: La neutralización de soluciones acuosas diluidas de un ácido por medio de una solución acuosa diluida de una base, es un tipo particular de reacción química; es una reacción de neutralización. La neutralización de una solución acuosa de HCl con una solución de NaOH puede ser representada por la siguiente ecuación:
HCl (ac) + NaOH (ac) → NaCl (ac) + H2O
Los calores de neutralización pueden determinarse por mediciones calorimétricas directas, a partir de mediciones en serie efectuadas sobre soluciones de concentraciones finitas que progresivamente se van diluyendo y extrapolando a dilución infinita
Reacción exotérmica: son aquellas que desprenden energía, en la reacción de neutralización del ácido clorhídrico con hidróxido de sodio desprende calor y a media que se forman los productos, cloruro de sodio y agua, la disolución se calienta.

Reaccion endotermica: son aquellas que absorben energia en forma de calor. La entalpía de los productos es mayor que la entalpía de los reactivos, pues una determinada cantidad de energía fue absorbida por los reactivos en forma de calor, durante la reacción, quedando contenida en los productos. 

3) Con el reactivo acetato de sodio disuelto en agua y la variación de la temperatura describa
a) Existe un calor de dilución
b) Existe entalpia de dilución
c) La variación de T fue positiva o negativa
Respuesta:
a) Si porque cuando se le adiciona un disolvente a una solución ,para disminuir la concentración de soluto es normal que se libere o absorba calor adicional     
b) está asociado a la dilución de una sustancia a un disolvente a presión constante
c) aumento fue positiva 

 CONCLUSIONES 

-Pudimos elaborar de manera segura y correcta un calorimetro con elementos caseros.
-Observamos que los cambio químicos y de temperatura de las sustancias que utilizamos(acetato de sodio y ácido clorhídrico con agua) se deben a la variación del ambiente y de factores con el sistema en el que se encontraba.

- De acuerdo a los tiempos en que tomamos las muestras pudimos determinar que sustancias ya sea con agua o con NaoH aumentaba y cual disminuía.

BIBLIOGRAFIA :

http://saul309fisica.blogspot.com.co/2010/11/el-calor-especifico-y-latente.html
 Libro: fundamentos de termodinámica, Ivan Wylen
https://www.quimicayalgomas.com/fisica/que-es-la-calorimetria/
 Guía de laboratorio, Propia


ANEXOS

Resultado de imagen para calorimetro con lata
 fuente: Aplicación de calorimetro .wmv by Alejo Paz - 2016-05-10