Entalpía de reacción de una reacción redox con Cobra SMARTsense

Principio

En la reacción del sulfato de cobre con zinc se forman cobre elemental e iones de zinc. Esta reacción redox es fuertemente exotérmica: se libera una cantidad considerable de energía. En un experimento, el alumnado puede medir esta energía liberada como un aumento de temperatura utilizando un calorímetro. La misma reacción es también la base de la pila de Daniell (P7400469), que convierte la energía química en energía eléctrica. Así, el alumnado reconoce que la energía almacenada químicamente puede transformarse en diferentes formas de energía – por ejemplo, térmica o eléctrica – según el montaje experimental. A continuación, calculan la entalpía molar de reacción y comparan el valor obtenido con el valor de la literatura.

El experimento puede realizarse con la varilla agitadora suministrada o, alternativamente, con un agitador magnético (véase accesorios recomendados).

Tareas

1. El alumnado monta un calorímetro escolar sencillo.
2. Mide el cambio de temperatura tras añadir polvo de zinc a una disolución de sulfato de cobre.
3. Calcula la entalpía molar de reacción y compara el valor obtenido con el valor de la literatura, discutiendo las posibles causas de las desviaciones.

Objetivos de aprendizaje

Con este experimento, el alumnado profundiza en sus conocimientos de química redox y aprende a relacionar los procesos químicos con la entalpía de reacción. Monta un calorímetro sencillo y analiza la reacción química exotérmica del zinc con el sulfato de cobre mediante la medición de la temperatura. El alumnado también debe reconocer las posibles causas de las desviaciones entre los valores experimentales y los valores de la literatura.

Beneficios

• Ejecución sencilla y fomento de la comprensión técnica con un calorímetro autoensamblable a partir de equipos de laboratorio estándar.
• Fomenta la comprensión de las transformaciones de energía en las reacciones redox.
• Alta relevancia cotidiana (p. ej., explicación de la liberación de energía al encender una cerilla).
• Experimento relevante para el bachillerato en termodinámica.
• Evaluación cuantitativa mediante sensores digitales (Cobra SMARTsense).
• Combinación de experimento clásico y registro moderno de datos.
• Posibilidad de discutir desviaciones de medición en comparación con los valores de la literatura.
• Preparación rápida y sencilla del experimento (instrucciones y evaluación de riesgos disponibles).