Cómo calcular el calor ganado por un calorímetro
Escrito por Jack Brubaker ; última actualización: February 01, 2018
Los químicos y físicos utilizan una técnica conocida como la calorimetría para medir la cantidad de calor desprendida o absorbida durante una reacción química (mira la Referencia 1). El calorímetro generalmente consiste de un contenedor lleno de líquido, normalmente agua, un termómetro para controlar la temperatura y un dispositivo para agitar el agua. El calorímetro puede ser tan simple como una taza de espuma de poliestireno. Los cálculos de la calorimetría se basan en la primera ley de la termodinámica, que establece que la energía no puede ser creada ni destruida (mira la referencia 2). Aplicado a la calorimetría, esto significa que cualquier calor producido durante una reacción química debe ser transferido al calorímetro o, más específicamente, al agua en el interior del calorímetro (mira la referencia 3, ecuación 4). Por lo tanto, si el químico o físico puede medir el calor absorbido por el agua, entonces sabe la cantidad de calor desprendido por la reacción.
Calcula el cambio en la temperatura, delta (T), del agua en el calorímetro de acuerdo con la ecuación de delta (T) = temperatura final - temperatura inicial. Suponiendo que la reacción era exotérmica, es decir, libera calor, delta (T) debe exhibir un valor positivo. Si la reacción era endotérmica, es decir, que absorbe el calor, entonces delta (T) debe ser negativo. Por lo tanto, si la temperatura inicial fue de 24,0 grados Celsius y la temperatura final fue de 33,4 grados Celsius, a continuación, delta (T) = 33,4-24,0 = 9,6 grados Celsius.
Calcula la masa de agua en el calorímetro. Si estabas siguiendo una serie de instrucciones, como por ejemplo un procedimiento de laboratorio en un libro de texto, en el manual incluye una etapa en la que se midió, ya sea un volumen fijo de agua, por ejemplo, un cilindro graduado, o la copa del calorímetro fue pesada en una balanza antes y después de que el agua fue añadida. Si mediste un volumen fijo de agua, entonces la masa en gramos será igual al volumen en mililitros. Si pesas el calorímetro antes y después de la adición de agua, entonces la masa de agua será igual a la masa del calorímetro sumada con la masa del agua menos la masa de la copa. Por ejemplo, si la copa del calorímetro vacía pesó 4,65 g y el calorímetro más agua pesaba 111,88 g, entonces la masa de agua era 111,88-4,65 = 107,23 g.
Calcula el calor ganado por el calorímetro, Q, de acuerdo con la ecuación Q = m_c_delta (T), donde m representa la masa de agua calculada en el Paso 2, c representa la capacidad calorífica del agua, o 4.184 julios por gramo por grado Celsius, J/GC, y delta (T) representa el cambio en la temperatura calculada en el Paso 1 (mira la Referencia 3, ecuación 1). Continuando con el ejemplo de los pasos 1 y 2, Q = 107.23 g * 4,184 J/gC * 9.6 C = 4,3x10^3 J o 4,3 kJ. Esto representa el calor absorbido por el calorímetro.
