Bomba calorimétrica

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DETERMINACIÓN DE LA CAPACIDAD CALORÍTICA DE LA BOMBA CALORIMÉTRICA Y DEL CALOS DE COMBUSTIÓN DE UN PRODUCTO ALIMENTICIO

Resumen

La Bomba Calorimétrica se usa para determinar el calor de combustión de una muestra, quemándose a un volumen constante; donde el calor de combustión es la máxima cantidad de calor cuando su combustión es completa. En la práctica, se determinó la capacidadcalorífica de la bomba calorimétrica, quemando una muestra exactamente medida de ácido benzoico que produce una cantidad de calor conocido, y seguidamente se determinó el calor de combustión para una muestra de chocolate. . La capacidad calorífica obtenida para el calorímetro fue de 4423 ± 17 cal/°C, el calor de combustión para el chocolate de la primera muestra fue de 7,6 ± kcal con un porcentaje deerror de 4% y 6,4± kcal para la muestra 2 con un porcentaje de error de 5%. La bomba calorimétrica permite determinar los calores de combustión para productos alimenticios, se recomienda seguir el método en su totalidad.

Palabras clave: bomba calorimétrica, combustión, capacidad calorífica.

Introducción Teórica

La termoquímica es conocida como el estudio de los intercambios caloríficosexperimentales, que acompañan las reacciones químicas. Generalmente estos intercambios son determinados a una temperatura y volumen constante. Esta rama de la termoquímica está vinculada a la utilización de un calorímetro conocido como bomba calorimétrica, que es un recipiente adiabático. Toda reacción está asociada con intercambios caloríficos que pueden ser positivos o negativos, clasificadoscomo endotérmicos y exotérmicos. [6] El calor específico de una sustancia es definido como el calor que debe de tomar un cuerpo para aumentar su temperatura en un grado Celsius, manteniendo el volumen constante. [6]

La entalpía estándar de combustión de una sustancia se define como el cambio de entalpía ΔH°T que acompaña un proceso en el cual una sustancia dada experimenta una reacción con elgas oxígeno para formar productos de combustión especificados (tales como CO2(g), H2O(l), N2(g), SO2(g)), estando todos los reactivos y productos en sus estado estándar correspondiente a la temperatura dada. Así, la entalpía estándar de combustión del ácido benzoico a 298,15°K es ΔH°298,15° para el proceso: [2]

C6H5CO2H(s) + 15 O2 (g) → 7CO2(g) + 3H2O (l)

Sehan determinado cuidadosamente los calores desprendidos en la combustión completa con oxígeno de muchos compuestos orgánicos. El método consiste en quemar la sustancia en una bomba de combustión y medir el calor liberado. Como los de combustión se obtienen a volumen constante, los valores de ΔE medidos se convierten y corrigen a ΔH [3]. Durante la combustión de la muestra se eleva la temperatura deesta agua a medida que aumente la temperatura del agua que rodea dicha bomba. Esto previene las pérdidas de calor al exterior. Esta disposición se denomina adiabática, y un calorímetro que funcione de este modo se llama calorímetro adiabático. Por lo general se emplea ácido benzoico de gran pureza, donde hay una elevación de la temperatura por la combustión y se obtiene el número de caloríasproducidas por medio de la
capacidad calorífica [1].

Sección Experimental

En esta práctica de laboratorio se siguió el procedimiento descrito en el Manual de
Laboratorio de Fisicoquímica. (Pereira et al., 2010, “Práctica: Calor de Combustión. Bomba Calorimétrica”, pp. 25-32).
Inicialmente, se pesó cerca de 1,0000 g de ácido benzoico en pastillas, una cápsula y el alambre de ignición,luego se colocó la pastilla de ácido benzoico en una cápsula, se sujetó el alambre a los extremos de los electrodos, procurando no que el alambre no tocara la cápsula sino solo la pastilla. Seguidamente se introdujo la cápsula en la bomba, y se cerró con seguridad, para añadir oxígeno a una presión de 25 atm. Se añadieron 2 L de agua al recipiente de agua del calorímetro, y se introdujo la bomba...
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