Registro de datos con sensores: gráficas, suavizado y cálculo de ΔH
QuímicaQuímica aplicada y prácticaEdades 15–16
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Un sensor de temperatura registra en el tiempo la disolución de una sal en agua. Ajusta la masa de sal, la frecuencia de muestreo y el ruido del sensor para ver cómo la computadora representa los datos, los suaviza, encuentra el extremo y calcula la entalpía de disolución ΔH, siguiendo el procedimiento habitual de las prácticas de química asistidas por computadora.
Lección: Prácticas de química con apoyo de las tecnologías de la información
Qué muestra
Cuando una sal se disuelve en agua, absorbe o libera calor, de modo que la disolución se enfría o se calienta. Una sonda de temperatura conectada a un registrador de datos recoge este cambio a lo largo del tiempo, y el software convierte las lecturas en un resultado: representa los datos, suaviza el ruido con una media móvil, encuentra la temperatura extrema y calcula la entalpía de disolución con ΔH = −m·c·ΔT/n. Como el vaso intercambia calor con el ambiente, extrapolar la curva de enfriamiento hasta el momento de la mezcla da un ΔT más fiable. Tanto el equipo como el tratamiento de datos influyen en la exactitud.
Cómo usarla
Elige un Soluto y pulsa Volver a medir; compara el sentido del cambio de temperatura del NH₄NO₃ con el de las otras dos sales. Aumenta el Ruido del sensor y activa o desactiva Suavizar (media móvil) para ver cómo el extremo puede quedar fijado en un único punto ruidoso. Baja la Frecuencia de muestreo para mostrar datos irregulares y luego activa la corrección de la pérdida de calor y compara el error con el valor de referencia.
Parámetros que puedes cambiar
- Soluto NH₄NO₃ (endotérmico), CaCl₂ anhidro (exotérmico), NaOH sólido (exotérmico)
- Masa de soluto 2–20 g
- Frecuencia de muestreo 1–10 muestras/s
- Ruido del sensor 0–1 °C
Preguntas para explorar
- Al disolver NH₄NO₃, ¿cómo cambia la temperatura y qué signo tiene ΔH?
- ¿Por qué conviene suavizar los datos con ruido antes de leer la temperatura extrema?
- ¿Cómo influye aumentar la Masa de soluto en el cambio de temperatura y en el ΔH calculado por mol?