los calorímetros miden el calor de una reacción química o un cambio físico, como el hielo que se derrite en agua líquida. El calor de la reacción es importante para comprender la termodinámica de las reacciones químicas y predecir qué tipo de reacciones ocurrirán espontáneamente. Un calorímetro básico es muy fácil de construir: todo lo que necesita es un par de tazas de café de poliestireno, una tapa y un termómetro. Sin embargo, antes de usar su calorímetro, necesita calibrarlo y determinar su constante de calorímetro. Para encontrar la constante de calorímetro para su dispositivo, siga los pasos que se describen a continuación.
ponerse bata de laboratorio, gafas y guantes.
ensamble el calorímetro de la taza de café insertando una taza de café de espuma de poliestireno en la otra y colocando la tapa. Puede parecer simple, pero si se calibra correctamente, este calorímetro en taza de café puede ser sorprendentemente útil para detectar calores de reacción.
medir aproximadamente 50 ml de agua fría con el cilindro graduado. No hay necesidad de ser exacto en esta etapa.
mida el peso de su calorímetro de taza de café vacío a los 0.01 gramos más cercanos (o lo más cerca que pueda). Ahora, agregue los 50 ml de agua fría, vuelva a colocar la tapa y vuelva a pesar el calorímetro. La diferencia entre los pesos vacíos y llenos es el peso del agua fría. Registre este valor (a los 0.01 gramos más cercanos).
pese el vaso de precipitados y registre su peso (a los 0.01 gramos más cercanos). agregue aproximadamente 50 ml de agua y vuelva a pesar el vaso. La diferencia entre los pesos vacíos y llenos es el peso del agua caliente. Registre este valor (a los 0.01 gramos más cercanos).
Usando el soporte de anillo y la abrazadera, asegure el vaso de manera que quede sobre la malla de alambre de gasa sobre el quemador Bunsen. La malla de alambre de gasa evita que la llama entre en contacto directo con el vidrio. coloque uno de los dos termómetros en el vaso de precipitados y asegúrelo con una pinza para que quede suspendido en el agua, pero no toque el fondo del vaso de precipitados.
encienda el mechero Bunsen y caliente suavemente el agua caliente a aproximadamente 80 grados c. es mejor calentarlo lentamente que calentarlo demasiado rápido y hervirlo.
inserte el segundo termómetro en el calorímetro a través de la tapa. remueva el agua dentro del calorímetro durante cuatro minutos y registre su temperatura a intervalos de un minuto hasta los 0.1 grados más cercanos c. la temperatura debe permanecer más o menos constante; Si no lo está, deje reposar el agua fría durante al menos dos minutos más.
justo antes del quinto minuto, apague el mechero Bunsen si aún no lo ha hecho y registre la temperatura del agua caliente y del agua fría. Vierta rápida y cuidadosamente toda el agua caliente en el calorímetro, luego vuelva a colocar la tapa y reanude la agitación con el termómetro.
mida y registre la temperatura en el calorímetro a intervalos de 30 segundos hasta que haya transcurrido un total de cinco minutos.
Abra Excel u otro programa de hoja de cálculo. ingrese el tiempo como los valores de x y las temperaturas como los valores de y y grafique sus datos. use el programa de hoja de cálculo para encontrar una línea que se ajuste mejor a los datos después de agregar el agua caliente. No incluya los puntos de datos de antes de agregar el agua caliente a su línea de mejor ajuste. La línea de tendencia debe ser lineal.
anota la línea de mejor ajuste de tu gráfica. conecte 5 minutos para x y calcule y (la temperatura extrapolada a los 5 minutos). Llamaremos a esta temperatura extrapolada tf.
reste tf de la temperatura del agua caliente justo antes de agregarla al calorímetro. esto te dará el cambio en la temperatura del agua caliente, th. multiplique th por 4.184 y la masa del agua caliente para averiguar cuánta energía perdió el agua caliente en julios.
restar la temperatura del agua fría de tf; Esto te dará tc, el cambio de temperatura del agua fría. multiplíquese por la masa del agua fría y 4.184 para encontrar la cantidad de energía ganada por el agua fría en julios.
reste la energía ganada por el agua fría de la energía perdida por el agua caliente. Esto te dará la cantidad de energía ganada por el calorímetro.
Divida la energía obtenida por el calorímetro por tc (el cambio de temperatura del agua fría). Esta respuesta final es tu constante calorimétrica.
propina
la constante de calorímetro nunca puede ser negativa; si lo es, ha cometido un error ... intente realizar varias pruebas y promedie los resultados de esas pruebas para reducir su error. la incertidumbre en su promedio final será más / menos 2x la desviación estándar.
advertencia
Siempre tenga mucho cuidado cuando trabaje con una llama abierta. nunca permita que su cabello, ropa o cualquier material inflamable se acerque al fuego. apague el quemador cuando ya no esté en uso. Tenga mucho cuidado al trabajar con agua caliente; El agua a 80 grados C puede causar quemaduras desagradables o escaldaduras si se derrama sobre la piel.