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I
ÍNDICE GENERAL
ÍNDICE DE ILUSTRACIONES ........................................................................... III
LISTA DE SÍMBOLOS ........................................................................................ V
GLOSARIO ....................................................................................................... VII
RESUMEN ......................................................................................................... IX
OBJETIVOS ....................................................................................................... XI
INTRODUCCIÓN ............................................................................................. XIII
1. RESULTADOS ....................................................................................... 15
1.1. Capacidad calorífica del calorímetro ....................................... 15
1.2. Calor de neutralización ............................................................ 15
1.3. Calor de fusión ........................................................................ 16
1.4. Eficiencia del calorímetro......................................................... 16
2. DISCUSIÓN DE RESULTADOS ............................................................ 17
3. CONCLUSIONES ................................................................................... 21
4. RECOMENDACIONES .......................................................................... 23
5. BIBLIOGRAFÍA ...................................................................................... 25
6. ANEXOS ................................................................................................ 27
6.1. Datos originales (ver Hoja de Datos Originales adjunta) ......... 27
6.2. Muestra de cálculo .................................................................. 27
6.2.1. Cálculo de la masa de un compuesto líquido ......... 27
II
6.2.2. Capacidad calorífica del calorímetro ....................... 27
6.2.3. Calor de neutralización ............................................ 28
6.2.4. Calor de fusión ........................................................ 29
6.2.5. Eficiencia del calorímetro ........................................ 30
6.3. Datos calculados ...................................................................... 30
6.4. Análisis de error ....................................................................... 32
6.4.1. Muestra de cálculo .................................................. 32
6.4.1.1. Error de Incertezas ............................... 32
6.4.1.2. Error máximo de incertidumbre
porcentual ............................................. 33
6.4.1.3. Error máximo de exactitud
porcentual ............................................. 33
6.4.1.4. Error de precisión ................................. 34
6.4.2. Datos calculados ..................................................... 36
6.4.3. Conclusiones ........................................................... 39
6.4.4. Fuentes de error ...................................................... 40
III
ÍNDICE DE ILUSTRACIONES
TABLAS
I. Capacidad calorífica del calorímetro .................................................... 15
II. Capacidad de neutralización de una reacción química entre ácido
clorhídrico e hidróxido de sodio a concentraciones 1.0 M .................... 15
III. Calor de fusión del hielo ....................................................................... 16
IV. Eficiencia del calorímetro ..................................................................... 16
V. Cálculos de Calibración del Calorímetro: Capacidad calorífica ............ 30
VI. Cálculos de Calor de neutralización de una reacción química ............. 31
VII. Cálculos de Calor de fusión del hielo ................................................... 31
VIII. Cálculos de Eficiencia del calorímetro .................................................. 31
IX. Constantes necesarias para el cálculo de la incerteza e
incertidumbre de la capacidad calorífica del calorímetro (C) ................ 36
X. Errores de incerteza y errores de incertidumbre porcentual :
Capacidad calorífica del calorímetro .................................................... 36
XI. Constantes necesarias para el cálculo de la incerteza e
incertidumbre del calor de neutralización ............................................. 37
XII. Errores de incerteza y errores de incertidumbre porcentual: Calor
de neutralización .................................................................................. 37
XIII. Constantes necesarias para el cálculo de la incerteza e
incertidumbre del calor de fusión ......................................................... 38
XIV. Errores de incerteza y errores de incertidumbre porcentual: Calor
de fusión ............................................................................................... 38
XV. Errores máximos de exactitud .............................................................. 39
XVI. Errores de precisión por desviación ..................................................... 39
IV
V
LISTA DE SÍMBOLOS
Símbolo Significado
ρ Densidad
mWc Masa de agua caliente
mWf Masa de agua fría
mHCl Masa de solución de ácido clorhídrico
mNaOH Masa de solución de hidróxido de sodio
VWc Volumen de agua caliente
VWf Volumen de agua fría
TWc Temperatura agua caliente
TWf Temperatura agua fría
Te Temperatura de equilibrio
Cpw Calor específico del agua
C Capacidad calorífica del calorímetro
Ɛ Eficiencia del calorímetro
∆Hn Calor de neutralización
∆Hf Calor de fusión
# Número de corrida
Dt Dato teórico
De Dato experimental
Ee Error por exactitud
Σ Sumatoria
N Número de datos
σ Desviación estándar
CV Coeficiente de variación
VI
g Gramos
ml Mililitros
∆ Incerteza
°C Grados Celsius
kJ Kilojoule
J Joules
mol mol
VII
GLOSARIO
Calor especifico Es la capacidad calorífica de un gramo de sustancia.
Calor de Fusión Cantidad de energía necesaria para hacer que
un mol de un elemento que se encuentre en su punto
de fusión pase del estado sólido al líquido, a presión
constante. En otras palabras, es la cantidad de
energía que un sistema puede intercambiar con su
entorno.
Calor de Neutralización Es definido como el calor producido cuando un
equivalente gramo de ácido es neutralizado por una
base. El calor de neutralización tiene un valor
aproximadamente constante, en la neutralización de
un ácido fuerte con una base fuerte.
Calor latente Energía requerida por una cantidad de sustancia
para cambiar de fase.
Calor sensible Cantidad de calor que absorbe o libera un cuerpo sin
que en el ocurran cambios en su estado físico.
VIII
Calorimetría Instrumento que sirve para medir las cantidades
de calor suministradas o recibidas por los cuerpos.
Es decir, sirve para determinar el calor específico de
un cuerpo, así como para medir las cantidades de
calor que liberan o absorben los cuerpos.
Capacidad calorífica Es la cantidad de calor requerido para que un cuerpo
pueda elevar su temperatura a 1 K
Punto de fusión Temperatura a la cual un cuerpo sólido pasa al
estado líquido.
Punto de ebullición Temperatura en la cual la presión de vapor del
líquido iguala a la presión de vapor del medio en el
que se encuentra.
Reacción de
Neutralización Reacción entre un ácido y una base. Cuando en la
reacción participan un ácido fuerte y una base fuerte
se obtiene sal neutra y agua. Mientras que si una de
las especies es de naturaleza débil se obtiene su
respectiva especie conjugada y agua.
Termoquímica Estudio de las transformaciones que sufre la energía
calorífica en las reacciones químicas, surgiendo
como una aplicación de la termodinámica a la
química
IX
RESUMEN
En el proceso experimental realizado en el laboratorio se determinó la
capacidad calorífica de un calorímetro para calcular el calor de neutralización y
de fusión de los procesos llevados a cabo.
Mediante la calibración con agua fue posible calcular la capacidad
calorífica promedio del calorímetro por medio de un balance de energía. De
igual manera, el calor de neutralización y fusión fueron calculados a partir de un
balance de energía tomando en cuenta el calor que el calorímetro absorbe
durante las reacciones químicas o procesos físicos.
A pesar de que el calorímetro resultó eficiente mediante la comparación de
las temperaturas de equilibrio del agua dentro del mismo teórica y experimental,
los calores calculados de fusión y neutralización presentan errores elevados de
exactitud y precisión, invalidando así los resultados. Los errores de
incertidumbre fueron aceptables para la calibración y la neutralización,
demostrando que el equipo es efectivo para llevar a cabo estos procesos; los
errores de incertidumbre del calor de fusión fueron elevados (mayores al 100%)
indicando que la metodología y/o los instrumentos empleados no son los
adecuados para los cálculos respectivos.
El error empírico principal en la práctica fue la pérdida de calor durante el
experimento con los alrededores tanto de parte del calorímetro como de las
soluciones en sí, así como la baja versatilidad del instrumento para realizar
correctamente los experimentos.
X
XI
OBJETIVOS
General
Calcular el calor de neutralización y fusión por medio de un calorímetro,
utilizando un balance de energía para determinar su eficiencia y el impacto en
las mediciones.
Específicos
1. Analizar los flujos de calor en un calorímetro por medio de un balance de
energía.
2. Determinar la eficiencia de un calorímetro y analizar el impacto en las
mediciones.
3. Determinar experimentalmente el calor de neutralización de una reacción
química.
4. Determinar experimentalmente el calor de fusión del hielo.
5. Analizar el efecto que los errores empíricos tienen sobre los resultados y
la forma de manejarlos e interpretarlos.
XII
XIII
INTRODUCCIÓN
En el laboratorio, los cambios de calor de los procesos físicos y químicos
se miden con un calorímetro, recipiente diseñado específicamente para este
propósito. El estudio de la calorimetría, la medición de los cambios de calor,
depende de la comprensión de los conceptos de calor específico y capacidad
calorífica.
Todas las sustancias cambian de temperatura cuando se les calienta, pero
la magnitud del cambio de temperatura varia acorde a la sustancia que se esté
analizando. El cambio de temperatura que experimenta un objeto cuando
absorbe cierta cantidad de calor se puede determinar mediante su capacidad
calorífica.
El calorímetro más utilizado para las prácticas de laboratorio es el
calorímetro a presión constante. Si se asume que el calorímetro evita
perfectamente la ganancia o pérdida de calor de la disolución, el calor ganado
por la disolución debe producirse por la reacción química en estudio.
Se utilizan calorímetros para determinar las entalpías de reacción de
procesos químicos deseables así como el calor de combustión de diversos
combustibles fósiles.
XIV
15
1. RESULTADOS
1.1. Capacidad calorífica del calorímetro
Tabla I. Capacidad calorífica del calorímetro
C (kJ/mol) 1.1350
∆C (kJ/mol) 0.1012
Error de incertidumbre máximo 6.88%
Error de precisión máximo 50.65%
Fuente: Anexos, Datos Calculados, Tabla V; Análisis de errores, Datos calculados, Tabla X, XVI
1.2. Calor de neutralización
Tabla II. Capacidad de neutralización de una reacción química entre
ácido clorhídrico e hidróxido de sodio a concentraciones 1.0 M
∆Hn (kJ/mol) -384.63
∆(∆Hn) (kJ/mol) 0.2791
Error de incertidumbre máximo 0.04%
Error de exactitud máximo 1038.8%
Error de precisión máximo 41.90%
Fuente: Anexos, Datos Calculados, Tabla VI; Análisis de errores, Datos calculados, Tabla XII,
XV y XVI
16
1.3. Calor de fusión
Tabla III. Calor de fusión del hielo
∆Hf (kJ/mol) 26.41
∆(∆Hf) (kJ/mol) 13.131
Error de incertidumbre máximo 63.43%
Error de exactitud máximo 509.0%
Error de precisión máximo 32.67%
Fuente: Anexos, Datos Calculados, Tabla VII; Análisis de errores, Datos calculados, Tabla XIV,
XV y XVI
1.4. Eficiencia del calorímetro
Tabla IV. Eficiencia del calorímetro
Eficiencia del calorímetro (%) Coeficiente de variación
91.81 3.18%
Fuente: Anexos, Datos Calculados, Tabla VII; Análisis de error: Tabla XVI
17
2. DISCUSIÓN DE RESULTADOS
Al analizar el comportamiento de los flujos de calor calculados en las
reacciones físicas y químicas dentro del calorímetro se puede observar que
éste posee una capacidad calorífica de 1.1350 kJ/°C, lo que significa que el
calorímetro absorbe esa cantidad de energía para aumentar un grado
centígrado su temperatura. Esta capacidad calorífica es una medida del calor
perdido que se dio durante la experimentación; idealmente no existe un flujo de
calor entre el calorímetro y los alrededores, únicamente entre el sistema y el
calorímetro, por lo que se le atribuyen todas las pérdidas al mismo.
En comparación con el calor de neutralización esta cantidad de energía
perdida es baja (∆Hn= -56.2 kJ/mol), mientras que en comparación con el calor
de fusión se toma un valor significativo para los cálculos (∆Hf = 6.01 kJ/mol);
esto se refleja en los errores de incertidumbre altos para el calor de fusión
(mayores al 100%).
La eficiencia del calorímetro se calculó encontrando la temperatura de
equilibrio si no existieran pérdidas de energía dentro del sistema. Al
compararlas con las temperaturas de equilibrio experimentales se presenta una
variación que no es significativa, por lo que se obtiene una eficiencia (91.81%)
muy cercana a la ideal (100%). A pesar de la buena eficiencia del calorímetro
durante la calibración, éste presentó errores en el cálculo de las magnitudes de
los calores de neutralización y fusión, debido a pérdidas de energía durante la
manipulación del experimento. Esto se refleja en los errores máximos de
exactitud para ambos cálculos, 1038.8% para el calor de neutralización y
509.0% para el calor de fusión.
18
Se calculó el calor de neutralización molar para la reacción:
( ) ( ) ( ) ( ) ∆H = -56.2 kJ/mol
El calor de neutralización depende directamente de la cantidad de materia
que reacciona, por lo cual se calcula la cantidad de calor por unidad de materia
para una reacción dada. El resultado obtenido posee una magnitud negativa
puesto que la reacción es exotérmica, y el signo indica la dirección del flujo de
calor (del sistema hacia el entorno, en este caso el agua y el calorímetro).
En las diferentes corridas hubo variaciones significativas en el error de
precisión (mayores al 10% aceptable) debidas a la capacidad calorífica del
calorímetro. La capacidad calorífica varía con respecto a la temperatura, y se
tomó un valor promedio cuando se debió hacer una correlación gráfica o bien,
una integral para obtener valores puntuales.
El calor de fusión se representa por el siguiente cambio físico:
( ) ( ) ∆H = 6.01 kJ/mol
El signo positivo indica que la reacción absorbe esa cantidad de energía
para generar el cambio físico (proceso endotérmico). La magnitud calculada
también debe ser molar porque es una propiedad extensiva del sistema, que
depende de los moles de hielo presentes.
El error experimental principal se debió a que no existió una manera
práctica de introducir el hielo al baño térmico por lo que se tuvo que invertir el
orden de introducción dentro del calorímetro. Esto afectó en que el calorímetro
19
cedía calor al hielo mientras se introducía el agua, modificando así la cantidad
de hielo derretido que pudo medirse. Lo ideal es que el hielo esté a
temperaturas menores a 0°C para que no fusione inmediatamente, o durante la
realización de la práctica.
20
21
3. CONCLUSIONES
1. Por medio de un balance de energía fue posible calcular la capacidad
calorífica del calorímetro que refleja el flujo de calor perdido.
2. Por medio de un balance de energía fue posible calcular el calor de
neutralización y fusión durante la práctica.
3. El calorímetro presenta una eficiencia muy cercana a la idealidad.
4. A pesar de que el calorímetro es eficiente, los datos calculados no son
exactos.
5. Se pudo determinar experimentalmente el calor de neutralización molar
para la reacción entre el ácido clorhídrico y el hidróxido de sodio.
6. Se pudo determinar experimentalmente el calor de fusión molar del
agua.
7. El calor de neutralización y de fusión no pudieron determinarse de
manera exacta por medio del calorímetro utilizado en la práctica.
8. Los cálculos del calor de neutralización y de fusión presentan una
variación mayor al 10% de precisión.
22
23
4. RECOMENDACIONES
1. Utilizar un calorímetro más adiabático.
2. Utilizar un calorímetro más versátil en su manipulación.
3. Obtener una función de la capacidad calorífica del calorímetro respecto
a la temperatura para su integración.
4. Utilizar el hielo a una temperatura menor a su temperatura de fusión.
5. Utilizar un termómetro negativo para el calor de fusión.
6. Utilizar un termómetro con menor escala para la recolección de datos.
7. Estandarizar las soluciones.
24
25
5. BIBLIOGRAFÍA
1. SO física. Calorimetría. [09 de abril de 2013]. Disponible en Web:
www.sofisica.com.br/contenidos/Termologia/Calorimetria/calor.php
2. Rafaelino. Calorimetrí. [09 de abril de 2013]. Disponible en Web:
www.slideshare.net/rafaelino/calorimetria
3. Física10y11. Calorimetría. [09 de abril] Disponible en web:
https://sites.google.com/a/colegiocisneros.edu.co/fisica10y11/hom
e/termodinamica/calorimetria
4. GREEN, Don W. & Perry, Robert H. Perry’s Chemical Ebgineer’s
handbook. United States of America. McGraw-Hill Companies,
2008. ISBN0071422943
26
27
6. ANEXOS
6.1. Datos originales (ver Hoja de Datos Originales adjunta)
6.2. Muestra de cálculo
6.2.1. Cálculo de la masa de un compuesto líquido
[ ] [ ] [ ]
Corrida 1: Cálculo de la masa de agua a 96 °C
[ ]
6.2.2. Capacidad calorífica del calorímetro
Balance de energía dentro del calorímetro:
( ) [
( )] [ ( )]
Despejando la capacidad calorífica C:
[ ] [
( ) ( )]
( )
28
Corrida 1: Cálculo de la capacidad calorífica del calorímetro al mezclar
agua a temperatura y a punto de ebullición:
[
]
( ) [( )( ) ( )( ) ]
( )
6.2.3. Calor de neutralización
Balance de energía en el calorímetro
[ ] [( ) ( )] [ ( )]
[
]
( ) [ ( ) ]
Corrida 1: Calor de neutralización con ácido clorhídrico e hidróxido de
sodio con cama de agua:
[
]
( ) [ ( ) ( ) (
)]
29
6.2.4. Calor de fusión
Balance de energía en el calorímetro
[ ( )] [ ( )] ( ( ))
Despejando el calor de fusión
( ) [( ( )) ( ( ))] [ ( )]
( ) [(
( )) ( ( ))] [ ( )]
Corrida 1: Calor de fusión del hielo
(
)
[( ( ) ) ( ( ) )] [
( )]
30
6.2.5. Eficiencia del calorímetro
Comparando las temperaturas de equilibrio en el calorímetro asumiendo
que no se pierde calor dentro del mismo:
Corrida 1: Eficiencia del calorímetro en la calibración con agua
inicialmente a temperatura ambiente
6.3. Datos calculados
Tabla V. Cálculos de Calibración del Calorímetro: Capacidad calorífica
# CpW (J/g°C) TWc (°C) mWc (g) TWf (°C) mWf (g) Te (°C) C (kJ/°C)
1
4.184 96 48.0455
22 199.572 32 0.4515
2 32 247.618 38 0.9072
3 38 295.663 43 0.8938
4 43 343.709 46 1.9123
5 46 391.754 49 1.5103
Fuente: Anexos, Muestra de cálculo: Ecuación 1 y 2
31
Tabla VI. Cálculos de Calor de neutralización de una reacción química
# CpW
(J/g*°C) Tw (°C) mWc (g) mHCl (g) mNaOH (g) Te (°C) C (J/°C) moles
∆Hn (kJ/mol)
1
4.184 22 99.79
49.893 49.89 27
1135
0.05 -197.00
2 19.9572 19.96 26 0.02 -343.90
3 14.9679 14.97 25 0.015 -335.55
4 9.9786 9.979 24.5 0.01 -409.00
5 4.9893 4.989 24 0.005 -637.71
Fuente: Anexos, Muestra de cálculo: Ecuación 1 y 3
Tabla VII. Cálculos de Calor de fusión del hielo
# Cpw
(J/g*°C) Tw (°C) mwc (g) Th (°C) mh (g) Te (°C) C (J/°C)
Moles hielo
∆Hf (kJ/mol)
1
4.184 40 99.225 0 5
33
1135.01 0.2776
36.60
2 36 19.62
3 33.5 33.77
4 35 25.28
5 36.5 16.79
Fuente: Anexos, Muestra de cálculo: Ecuación 1 y 4
Tabla VIII. Cálculos de Eficiencia del calorímetro
Corrida Teq Real (°C) Teq Teórica (°C) Eficiencia (%)
1 32 36.36 88.01
2 38 42.40 89.62
3 43 46.11 93.26
4 46 49.50 92.93
5 49 51.46 95.22
Fuente: Anexos, Muestra de cálculo: Ecuación 1 y 5
32
6.4. Análisis de error
6.4.1. Muestra de cálculo
6.4.1.1. Error de Incertezas
Dada una función matemática cuyas variables sean todas variables
experimentales del cálculo expresado como:
( )
Se puede derivar sus variables para obtener una ecuación que permita
calcular la incertidumbre de la misma. La incertidumbre de la medida R está
dada por:
( ) |(
) | |(
) | |(
) | (Ref. 2, pp.1-123)
Aplicando la ecuación anterior para las variables a determinar:
((
) (
) (
) (
) (
)) Ec. 6
( ) ((
) (
) (
) (
) (
) (
)) Ec. 7
( ) ((
) (
) (
) (
) (
) (
)) Ec. 8
33
Ejemplo: Cálculo de la incerteza de la capacidad calorífica del calorímetro
en la corrida 1:
((
) (
) (
) (
) (
))
Nota: Se sustituyeron los valores correspondientes en las demás
ecuaciones y corridas.
6.4.1.2. Error máximo de incertidumbre porcentual
( )
( ) Ec. 9
Dónde:
Ei: Error máximo de incertidumbre porcentual
∆f(x): incerteza de la variable
f(x): variable
Ejemplo: Cálculo del error máximo de incertidumbre porcentual de la
capacidad calorífica del calorímetro:
El mismo procedimiento se realiza para el calor de neutralización y de
fusión.
6.4.1.3. Error máximo de exactitud porcentual
| |
Ec. 10
34
Ejemplo: Cálculo del error máximo de exactitud del calor de neutralización.
| ( )|
El mismo procedimiento se realiza para el calor de fusión.
6.4.1.4. Error de precisión
Promedio
∑
Corrida 1: Cálculo del promedio de las medidas de la capacidad calorífica
del calorímetro
( )
Desviación estándar
√∑( )
35
Corrida 1: Cálculo de la desviación estándar de las medidas de la
capacidad calorífica del calorímetro
√∑(( ) ( ) ( ) )
Coeficiente de variación
Corrida 1: Cálculo del coeficiente de variación de las medidas del ascenso
del agua a 35°C
36
6.4.2. Datos calculados
Tabla IX. Constantes necesarias para el cálculo de la incerteza e
incertidumbre de la capacidad calorífica del calorímetro (C)
Cpw (J/g*°C) 4.184
Twc (°C) 96
∆Twc (°C) 1
ρ (g/ml) 0.9609
Vwc (ml) 50
∆Vwc (ml) 0.5
mwc (g) 48.05
∆Twf (°C) 0.5
ρ (g/ml) 0.9979
Vwf (ml) 200
∆Vwc (ml) 2
∆Te (°C) 0.5
Fuente: Tabla V; Datos Originales
Tabla X. Errores de incerteza y errores de incertidumbre porcentual :
Capacidad calorífica del calorímetro
Corrida Twf (°C) mwf (g) Te (°C) C (kJ/°C) ∆C (kJ/°C) Ei (%)
1 22 199.5720 32 0.4515 0.0311 6.8769
2 32 247.6175 38 0.9072 0.0537 5.9200
3 38 295.6630 43 0.8938 0.0493 5.5202
4 43 343.7085 46 1.9123 0.1012 5.2914
5 46 391.7540 49 1.5103 0.0778 5.1490
Fuente: Tabla V, Muestra de cálculo: Ecuaciones de incerteza
37
Tabla XI. Constantes necesarias para el cálculo de la incerteza e
incertidumbre del calor de neutralización
Cpw (J/g*°C) 4.184
Tw (°C) 22
∆Tw (°C) 0.5
ρ (g/ml) 0.9979
Vw (ml) 100
∆Vw (ml) 0.5
mwc (g) 99.79
∆Vhcl (ml) 0.5
∆Vnaoh (ml) 2
∆Te (°C) 0.5
C (J/°C) 1135
∆C (J/°C) 101.2
∆moles R 0.0005
Fuente: Tabla VI; Datos Originales
Tabla XII. Errores de incerteza y errores de incertidumbre porcentual:
Calor de neutralización
# mhcl (g)
mnaoh (g)
Te (°C) ∆Hn (J) ∆∆Hn (J)
molde R
∆Hn (kJ/mol)
∆∆Hn (kJ/mol)
Ei (%)
1 49.89 49.89 27 9850.10 1530.68 0.05 197.00 0.03 0.02
2 19.96 19.96 26 6878.07 1280.07 0.02 343.90 0.07 0.02
3 14.97 14.97 25 5033.30 1024.50 0.02 335.55 0.08 0.02
4 9.979 9.979 24.5 4090.04 970.51 0.01 409.00 0.12 0.03
5 4.989 4.989 24 3188.53 1076.80 0.01 637.71 0.28 0.04
Fuente: Tabla VI; Análisis de error: Ecuaciones de incerteza
38
Tabla XIII. Constantes necesarias para el cálculo de la incerteza e
incertidumbre del calor de fusión
Cpw (J/g*°C) 4.184
Tw (°C) 40
∆Tw (°C) 1
ρ (g/ml) 0.99225
Vw (ml) 100
∆Vw (ml) 0.5
mwc (g) 99.225
Th (°C) 0
∆Th (°C) 0.5
mh (g) 5
∆mh (g) 0.005
C (J/°C) 1135
∆C (J/°C) 101.2
∆Te (°C) 0.5
moles hielo 0.2776
∆moles 0.0003
Fuente: Tabla VII; Datos Originales
Tabla XIV. Errores de incerteza y errores de incertidumbre porcentual:
Calor de fusión
Corrida Te (°C) ∆Hf (J) ∆∆Hf (J) ∆Hf (kJ/mol) ∆∆Hf (kJ/mol) Ei (%)
1 33 -3.524E+04 2.239E+04 -2.838E-08 -9.545E-07 3.364E+03
2 36 -3.995E+04 2.533E+04 -5.006E-08 -9.328E-07 1.863E+03
3 33.5 -3.603E+04 2.288E+04 -8.328E-08 -9.828E-07 1.180E+03
4 35 -3.838E+04 2.435E+04 -1.042E-07 -9.780E-07 9.384E+02
5 36.5 -4.074E+04 2.582E+04 -1.227E-07 -9.738E-07 7.934E+02
Fuente: Tabla VII; Análisis de Error: Ecuaciones de incerteza
39
Tabla XV. Errores máximos de exactitud
Dato teórico Dato real Error máximo de
exactitud
∆Hn (kJ/mol) -56.2
-197.00 251.8%
-343.90 514.1%
-335.55 499.2%
-409.00 630.4%
-637.71 1038.8%
∆Hf (kJ/mol) 6.01
36.60 509.0%
19.62 226.5%
33.77 461.9%
25.28 320.7%
16.79 179.4%
Fuente: Tabla VI y VI; Análisis de Error: Ecuaciones de Exactitud
Tabla XVI. Errores de precisión por desviación
Medición Media Desviación estándar
Coeficiente de variación
C (kJ/mol) 1.1350 0.5749 50.65%
∆Hn (kJ/mol) 384.6337 161.18 41.90%
∆Hf (kJ/mol) -16.1054 3.8388 23.84%
Ɛ (%) 91.81 0.029 3.18
Fuente: Tabla V, VI, VII; Análisis de Error: Ecuaciones de Precisión
6.4.3. Conclusiones
1. Los instrumentos utilizados para la calibración y el calor de
neutralización presentan el rango de incertezas correcto para su
manipulación.
40
2. Los instrumentos utilizados en el cálculo del calor de fusión fueron
imprecisos debido a que se obtuvieron errores de incertidumbre
porcentual mayores al 100%.
3. Los errores de exactitud son mayores al 10% aceptable, por lo que
los resultados no pueden tomarse como válidos.
4. Los errores de precisión son mayores al 10% aceptable debido a la
metodología de cálculo utilizada.
6.4.4. Fuentes de error
El calorímetro no es el adecuado para las mediciones tomadas.
Falta de termómetros de menor escala
Incerteza de los instrumentos, específicamente del termómetro.
Pérdida del calor en el ambiente al trasladar el agua y/o reactivos a
temperaturas específicas
La capacidad calorífica del calorímetro varía con la temperatura, y ésta
se tomó constante.
.
