Thermochemistry — Measuring Heat in Chemical Reactions
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10 experimentos
Thermochemistry experiments quantify the heat absorbed or released during chemical and physical processes. Using calorimeters ranging from simple coffee-cup designs to sophisticated bomb calorimeters, students measure enthalpy changes and verify Hess's law — that enthalpy change depends only on initial and final states, not the reaction pathway.
Learning Objectives
Determine enthalpy of neutralization, dissolution, and combustion experimentally. Verify Hess's law using multi-step reactions. Calculate specific heat capacities. Understand the difference between system and surroundings, exothermic and endothermic processes, and calorimeter calibration.
Key Techniques
Coffee-cup calorimetry: mix reactants in an insulated container, measure temperature change, and calculate q = mcDeltaT. Bomb calorimetry: combust samples in a sealed oxygen-filled vessel and measure the water temperature rise. Calibrate calorimeters with a known reaction (e.g., benzoic acid combustion). Plot temperature vs. time to extrapolate the maximum temperature change.
Equipment Overview
Required: nested polystyrene cups (coffee-cup calorimeter), thermometer or temperature probe, magnetic stirrer, graduated cylinder, analytical balance. Advanced: bomb calorimeter, oxygen cylinder, ignition wire, Parr press for pellet formation.
Calor de Combustión del Magnesio
Determinación de ΔH usando la ley de Hess y óxido de magnesio
Determinar la entalpía de combustión del magnesio indirectamente usando la ley de Hess, ya que la medición directa es impráctica.
Calorimetría en Vaso de Café
Medición de la entalpía de neutralización usando un calorímetro simple
Determinar la entalpía de neutralización de HCl y NaOH usando un calorímetro de vaso de poliestireno.
Capacidad Calorífica Específica de Metales
Comparación de capacidades caloríficas de aluminio, cobre y hierro
Determinar la capacidad calorífica específica de varios metales usando el método de mezclas y comparar con los valores aceptados.
Cristalización Exotérmica de Acetato de Sodio
Medición del calor liberado durante la cristalización instantánea
Cuantificar el calor liberado durante la cristalización de acetato de sodio supersaturado usando calorimetría.
Demostración de Reacción Endotérmica
Reacción fría de hidróxido de bario y tiocianato de amonio
Demostrar una reacción dramáticamente endotérmica donde la mezcla se vuelve lo suficientemente fría como para congelar agua en el exterior …
Entalpía de Fusión del Hielo
Medición de la energía necesaria para fundir hielo
Determinar la entalpía de fusión del hielo añadiendo una masa conocida de hielo a agua caliente y midiendo el cambio …
La Disolución No Siempre Es Exotérmica
Comparación de cambios de temperatura de diferentes disoluciones de sales
Comparar la entalpía de disolución de diferentes sales (NaOH, CaCl₂, NH₄NO₃, KNO₃) para mostrar que la disolución puede ser exotérmica …
Química de las Bolsas de Frío
Estudio de la disolución endotérmica del nitrato de amonio
Medir el cambio de temperatura cuando el nitrato de amonio se disuelve en agua, demostrando un proceso de disolución endotérmico …
Simulación de Calorimetría en Bomba
Medición del contenido energético de alimentos mediante calorimetría
Medir el contenido energético (calórico) de diferentes alimentos quemándolos y midiendo el calor transferido al agua.
Verificación de la Ley de Hess
Confirmación de que la entalpía es una función de estado usando tres reacciones
Verificar la ley de Hess midiendo los cambios de entalpía de tres reacciones relacionadas y mostrando que ΔH₁ + ΔH₂ …