¿Cómo funciona un calorímetro y una bomba calorimétrica?

1. Calorímetro (presión constante)

1.2. ¿Cómo se utiliza un calorímetro?

Muchos de los calorímetros usados en los centros educativos de nuestro país no tienen resistencia como se observa en la siguiente imagen. 

Por ejemplo para conocer el calor absorbido o cedido en un cambio físico a presión constante como la mezcla de dos volúmenes de agua a distinta temperatura:

Se coloca la muestra de agua 1 a temperatura ambiente (se debe conocer con exactitud su masa) dentro del calorímetro y luego de unos minutos se mide la temperatura de la misma utilizando un termómetro.

Luego se coloca la muestra de agua 2 (también se debe conocer su masa con exactitud) que está a mayor temperatura que la 1, por ejemplo, se mezcla con la anterior utilizando el agitador y finalmente se mide la temperatura final del sistema.

Este procedimiento puede servir para determinar la constante térmica de los materiales que forman al calorímetro como se describe en el siguiente capítulo de este material.

Para poder utilizar un calorímetro las reacciones tienen que ser rápidas, completas y no involucrar reactivos o productos en estado gaseoso. Además el valor de la variación de la entalpía de la reacción debe ser suficiente para que el valor de la variación de la temperatura (ΔT) pueda medirse tomando en cuenta la precisión del termómetro empleado. 

Por ejemplo podemos determinar el calor liberado o absorbido a presión constante cuando reaccionan una solución de ácido clorhídrico (HCl) con una solución de hidróxido de sodio (NaOH). La siguiente ecuación química representa el proceso ocurrido (neutralización):

NaOH _(ac) + HCl _(ac) → NaCl _(ac) + H₂O _(l)

En el recipiente contenedor se introduce un volumen (V₁) de la solución de hidróxido de sodio de concentración conocida y manteniendo la agitación constante se controla la temperatura del sistema hasta conseguir su estabilización. Con una pipeta se adicionan un volumen (V₂) de solución de ácido clorhídrico de concentración conocida y se controla el cambio de temperatura que se produce hasta conseguir la nueva temperatura de estabilización.

Se registran todos los datos obtenidos.