▷ Calorimetría ejercicios resueltos paso a paso

2 Ejercicios básicos para resolver problemas de calorimetría

1. Se calienta una muestra de agua de 466 g de 8.50 °C a 74.60 °C. Calculese la cantidad de calor absorbido por el agua.

Fórmula

q = msΔt

Donde:

m = masa

s = calor especifico

Δt = Incremento de la temperatura

Datos

m = (4.66 g) (4.184 J/g °C)(74.60 °C - 8.50 °C)

m = (4.66 g) (4.184 J/g °C)(66.1 °C)

m = 129.073 X 10⁵ J

Multiplicamos por 1000 (1000 J = 1 KJ)

m = 1.29 KJ

 

2. Una cantidad de 1.435 g de naftaleno (C₁₀H₈) se quema en una bomba calorimétrica a volumen constante. En consecuencia, la temperatura del agua aumenta de 20.17 °C a 25.84 °C. Si la cantidad de agua que rodea al calorímetro es exactamente 2000 g y la capacidad calorífica de la bomba calorimétrica es de 1.80 KJ/°C, calculase el calor de combustión de naftalina con base molar, esto es, encontrase el calor molar de combustión

Primero debemos calcular el cambio de calor del agua y de la bomba calorimétrica;

Cambio de calor del agua

Fórmula

q_agua = msΔt

Donde 

m = 2000 g

s = 4.184 J/g °C

t_Final = 25.84 °C

t_Inicial = 20.17 °C

q_agua = (2000 g) (4.184 J/g °C) (25. 84 °C - 20.17 °C)

q_agua = (2000 g) (4.184 J/g °C) (5.67 °C)

q_agua = 4.7446 X 10⁴ J

Cambio de calor de la bomba

Fórmula

q_bomba = CΔt

Donde

C = 1.80 KJ/°C = 1800 J/°C

t_Final = 25.84 °C

t_Inicial = 20.17 °C

q_bomba = (1800 J/°C) (25. 84 °C - 20.17 °C)

q_bomba = (1800 J/°C) (5.67 °C)

q_bomba = 1.0206 X 10⁴ J

Reacción química

C₁₀H₈ + 12O₂ → 10CO₂ + 4H₂O

Fórmula calor de la reacción  "q_rxn"

q_rxn = -(q_agua + q_bomba)

Datos

q_agua = 4.7446 X 10⁴ J

q_bomba = 1.0206 X 10⁴ J

q_rxn = -(4.7446 X 10⁴ J + 1.0206 X 10⁴ J)

q_rxn = -5.7652 X 10⁴ J 

-5.7652 X 10⁴ J Es el calor que produce 1.435 g de naftaleno (C₁₀H₈), calculamos los moles C₁₀H₈ con la fórmula de "número de moles"

n = a/PM

Datos:

a = 1.435 g

PM del C₁₀H₈

C : 12.01 x 10 = 120.1 g/mol

H: 1.007 x 8 = 8.056 g/mol

PM = 128.15 g/mol

n = 1.435 g / 128.15 g/mol

n = 0.01119781506 mol

Ya que -5.7652 X 10⁴ J es el calor generado de  0.01119781506 mol de C₁₀H_{8 ,}podríamos dividir -5.7652 X 10⁴ J entre 0.01119781506 mol de C₁₀H₈ para saber cuanto se ha quemado por cada mol;

= -5.7652 X 10⁴ J / 0.01119781506 mol

= -5.1485 X 10⁶ J/mol 

convertimos a KJ dividiendo entre 1000 J

= -5.1485 X 10³ KJ/mol