Termoqumica

CalorimetraEn el laboratorio, los cambios de calor de los procesos fsicos y qumicos se miden con un calormetro, recipiente cerrado diseado especficamente para este propsito. La calorimetra, la medicin de los cambios de calor, depender de la compresin de los conceptos de calor especfico y capacidad calorfica, por lo cual se considerara en primer trmino.Calor especfico y capacidad calorficaEl calor especfico (s) de una sustancia es la cantidad de calor que se requiere para elevar un grado Celsius la temperatura de un gramo de la sustancia. Sus unidades son J/g. C .La capacidad calorfica (C) de una sustancia es la cantidad de calor que se requiere para elevar un grado Celsius la temperatura de determinada cantidad de sustancia. Sus unidades son J/C. El calor especfico es una propiedad intensiva, en tanto que la capacidad calorfica es una propiedad extensiva. La relacin entre capacidad calorfica y calor especfico de una sustancia suele ser C = ms

Donde m es la masa de la sustancia en gramos. Por ejemplo, el calor especifico del agua es 4.184 J/g. C, y la capacidad calorfica de 60.0 g de agua es(60.0 g) (4.184 J/g. C) = 251 J/C

En la tabla 6.2 se muestra el calor especfico de algunas sustancias comunes. Si conocemos el calor especfico y la cantidad de una sustancia, entonces el cambio en la temperatura de la muestra ( indicara la cantidad de calor (q) que se ha absorbido o liberado en un proceso en particular. Las ecuaciones para calcular el cambio da calor estn dadas por

q = msq = C

Donde es el cambio de temperatura:

La convencin para el signo q es igual que para el cambio de entalpia; q es positivo para procesos endotrmicos, y negativos para procesos exotrmicos.

CalormetroEl calormetro es un instrumento que funciona para medir las cantidades de calor suministradas o recibidas por los cuerpos. Es decir, sirve para determinar el calor especfico de un cuerpo, as como para medir las cantidades de calor que liberan o absorben los cuerpos. El tipo de calormetro de uso ms utilizado consiste en un envase cerrado y perfectamente aislado con agua, un dispositivo para agitar y un termmetro. Se coloca una fuente de calor en el calormetro, se agita el agua hasta lograr el equilibrio, y el aumento de temperatura se comprueba con el termmetro. Si se conoce la capacidad calorfica del calormetro, la cantidad de energa liberada puede calcularse fcilmente. Cuando la fuente de calor es un objeto caliente de temperatura conocida, el calor especfico y el calor latente pueden ir midindose segn se va enfriando el objeto. El calor latente, que no est relacionado con un cambio de temperatura, es la energa trmica desprendida o absorbida por una sustancia al cambiar de un estado a otro, como en el caso de lquido a slido o viceversa. Cuando la fuente de calor es una reaccin qumica, como sucede al quemar un combustible, las sustancias reactivas se colocan en un envase de acero pesado llamado bomba. Esta bomba se introduce en el calormetro y la reaccin se provoca por ignicin, con ayuda de una chispa elctrica.