Calor de combustión

Calor de combustión
Objetivo: Determinar el calor de combustión de un sólido a partir de la información obtenida al usar la bomba calorimétrica.
Cuestionario previo:
1.¿Qué estudia la termodinámica?
La termoquímica estudia los cambios energéticos ocurridos durante las reacciones químicas.
2.Definir calor de combustión, combustible y comburente
Calor de combustión: es la razón entre lacantidad de calor (Q) suministrada por determinada masa (m) de un combustible al ser quemada, y la masa considerada.
Qc...calor de combustión (en cal/g)
Qc = Q/m
Se denomina comburente a la sustancia que participa en la combustión oxidando al combustible (y por lo tanto siendo reducido por este último). El comburente por antonomasia es el [dioxígeno|oxígeno] atmosférico, que se encuentranormalmente en el aire con una concentración porcentual en volumen aproximada del 21%. Todos los comburentes tienen en su composición oxígeno disponible, ya sea en forma de oxígeno molecular, como se ha dicho, o bien como ozono, o diversos óxidos u oxácidos que ceden el oxígeno al momento de la combustión.
Combustible es cualquier material capaz de liberar energía cuando se quema, y luego cambiar otransformar su estructura química. Supone la liberación de una energía de su forma potencial a una forma utilizable (por ser una energía química). En general se trata de sustancias susceptibles de quemarse, pero hay excepciones que se explican a continuación.
Hay varios tipos de combustibles. Entre los combustibles sólidos se incluyen el carbón, la madera y la turba.
Entre los combustibles fluidos, seencuentran los líquidos como el gasóleo, el queroseno o la gasolina (o nafta) y los gaseosos, como el gas natural o los gases licuados de petróleo (GLP), representados por el propano y el butano. Las gasolinas, gasóleos y hasta los gases, se utilizan para motores de combustión interna.
La principal característica de un combustible es su poder calorífico, que es el calor desprendido por lacombustión completa de una unidad de masa (kilogramo) de combustible. Este calor o poder calorífico, también llamado capacidad calorífica, se mide en julio (joule en inglés), caloría o BTU, dependiendo del sistema de unidades.
Tabla de poderes caloríficos de sustancias combustibles
Combustible | MJ/kg | kcal/kg |
Gas natural | 53,6 | 12 800 |
Acetileno | 48,55 | 11 600 |
Propano
GasolinaButano | 46,0 | 11 000 |
Gasoil | 42,7 | 10 200 |
Fueloil | 40,2 | 9 600 |
Antracita | 34,7 | 8 300 |
Coque | 32,6 | 7 800 |
Gas de alumbrado | 29,3 | 7 000 |
Alcohol de 95º | 28,2 | 6 740 |
Lignito | 20,0 | 4 800 |
Turba | 19,7 | 4 700 |
Hulla | 16,7 | 4 000 |
Hulla | 17,7 | 4 000 |

3.¿Qué es una reacción endotérmica y una exotérmica?
El calor que se transfiere durante unareacción química depende de la trayectoria seguida puesto que el calor no es una función de estado. Sin embargo, generalmente las reacciones químicas se realizan a P=cte o a V=cte, lo que simplifica su estudio. La situación más frecuente es la de las reacciones químicas realizadas a P=cte, y en ellas el calor transferido es el cambio de entalpía que acompaña a la reacción y se denomina "entalpía dereacción". La entalpía es una función de estado, luego su variación no depende de la trayectoria.
* Las reacciones donde la variación de entalpía es positiva (calor absorbido en la reacción) son llamadas reacciones endotérmicas, mientras que aquellas cuya variación de entalpía es negativa (calor cedido por el sistema durante la reacción) son llamadas reacciones exotérmicas.
4.Indicar cuandoes conveniente trabajar con la bomba calorimétrica
La Bomba Calorimétrica se usa para determinar el Poder Calorífico de un Combustible cuando se quema a volumen constante. A continuación se explica de manera resumida su funcionamiento. El combustible cuyo Poder Calorífico se desea determinar se coloca en un crisol para combustible (si el combustible es sólido, deberá colocarse en forma de...