Determinación Experimental del Calor de Reacción Mediante Calorimetría de Bomba
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En muchas reacciones, el calor de reacción puede medirse con aparatos llamados calorímetros. La bomba calorimétrica está Rodeada de paredes adiabáticas. En su interior hay un recipiente Donde tiene lugar la reacción, cuyas paredes son buenas conductoras del calor. Entre ambas paredes se coloca una cierta cantidad De agua con un agitador y un termómetro.
Al producirse la reacción se observa un cambio en la T del agua. Una primera estimación Del calor de reacción podría hacerse suponiendo que sólo se intercambia calor con el Agua. Sin embargo, no sólo el agua desprende o absorbe calor, Sino también todo el calorímetro. + preciso es calibrar el calorímetro, para Determinar su capacidad calorífica, puede hacerse 2 formas: haciendo que Tenga lugar una reacción de calor conocido o suministrar un calor conocido mediante El paso a través de una resistencia situada dentro del agua de una corriente eléctrica De intensidad conocida. Este último caso. El proceso que tiene lugar es: R(T1) + K(T1) → P(T2) + K(T2) ∆UT = 0
es decir, los (R) se transforman en (P) y a la vez, la Temperatura pasa de T1 a T2 para el conjunto del calorímetro. Idealmente Descomponemos el proceso global en dos, reacción y cambio de temperatura:
Es claro que la suma de estos dos Procesos da el global, por lo que la Variación de cualquier función de Estado, ∆U, ∆H debe ser la Misma por los dos caminos. El calor involucrado en la 1 etapa es el calor de reacción a T1 y el de la 2, el calor necesario para llevar los (P) y el Resto del calorímetro de T1 a T2. Llamamos ∆U1 y ∆U2 a las variaciones de energía internaencada Etapa.
El proceso global es adiabático, es decir, Q=0 y el trabajo Es prácticamente 0, puesto que el volumen casi no cambia. Por tanto, según el 1 de la termodinámica, ∆UT = 0. Al ser la energía Interna una f.Estado, su variación depende sólo de los estados inicial y nal, Por lo que: ∆UT =∆U1 +∆U2 =0 ∆U1 =−∆U2
Para determinar ∆U1 basta medir el calor necesario para llevar la T de los (P) de T1 a T2. Puede hacerse haciendo pasar una corriente eléctrica de intensidad I A través de una resistencia eléctrica (R) sumergida en el agua, con una diferencia de Potencial φ, durante el tiempo necesario (t) para que la T pase de T1 a T2. Según la ley de Joule, el calor disipado por la corriente eléctrica es: Qelect. = ∆U2 = I2.R.T = I.φ.T