Calor De Combustión

Practica 9
CALOR DE COMBUSTION

Objetivos

Poder determinar el calor de combustión de un sólido a partir de la información obtenida al usar la bomba calorimétrica

Introducción
La combustión es una reacción química de oxidación, en la cual generalmente se desprende una gran cantidad de calor y luz. En toda combustión existe un elemento que arde (combustible) y otro que produce lacombustión (comburente), generalmente oxígeno en forma de O2 gaseoso. Los explosivos tienen oxígeno ligado químicamente por lo que no necesitan el oxígeno del aire para realizar la combustión.
Los tipos más frecuentes de combustible son los materiales orgánicos que contienen carbono e hidrógeno. En una reacción completa todos los elementos tienen el mayor estado de oxidación. Los productos que se formanson el dióxido de carbono (CO2) y el agua, el dióxido de azufre (SO2) (si el combustible contiene azufre) y pueden aparecer óxidos de nitrógeno (NOx), dependiendo de la temperatura y la cantidad de oxígeno en la reacción.

La reacción de combustión se define como aquella entre un elemento o compuesto y el oxígeno, para formar ciertos productos de combustión. Para compuestos orgánicos formadossólo por carbono, hidrógeno y oxígeno, los productos son dióxido de carbono y agua; ésta última puede ser vapor o líquido. Entonces, la cantidad de energía que se libera por mol de hidrocarburo que se quema se conoce como calor de combustión.

La bomba calorimétrica es un dispositivo utilizado para estimar el poder calorífico de un combustible cuando éste se quema a volumen constante. Se inyectael combustible a analizar y la cantidad de oxígeno necesaria para que ocurra la combustión, que inicia mediante ignición por medio de un conductor eléctrico en cortocircuito.  Con el fin de absorber el calor liberado, la bomba se sumerge en una camisa de agua; el sistema debe estar aislado térmicamente con el fin de evitar pérdidas de calor. El calor liberado se mide teniendo en cuenta ladiferencia de temperaturas del agua del calorímetro, la masa del combustible, la masa de la bomba calorimétrica, y después de aplicar algunos factores de corrección.

Registro de datos bibliográficos
Ecuación que representa la reacción de combustión del Ac. Benzoico:
2C6H5COOH(s)+15O2(g) 14CO2(g)+6H2O(l)

ΔHm 0 = ΔUm 0 + ΔngasesRT
Masa molar del acido benzoico (C7H6O2) = 122 g mol-1ΔUalambre = -1400 cal g-1
c agua = 1cal g-1 oC-1
ΔH0 298 para la combustión del Ac. Benzoico = -766 kcal mol-1
ΔH0 298 para la combustión del Ac. Benzoico = -3218 kJ/mol

Calor de combustión de la sustancia problema reportado: -6319 cal/g°C

Registro de datos experimentales calibración:
Tiempo (min) | Temperatura (°C) | Tiempo (min) | Temperatura (°C) |
0.5 | 28.2 | 6.00 | 30.56 |1.0 | 29.2 | 6.30 | 30.54 |
1.5 | 29.8 | 7.00 | 30.52 |
2.0 | 30.2 | 7.30 | 30.52 |
2.5 | 30.3 | 8.00 | 30.52 |
3.0 | 30.46 | 8.30 | 30.52 |
3.5 | 30.5 | | |
4.0 | 30.54 | | |
4.5 | 30.54 | | |
5.0 | 30.54 | | |
5.5 | 30.54 | | |
Tabla 1: registro de temperaturas tomadas del calorímetro por un termómetro de mercurio
m agua = 2000 g
m ac.ben.= .979 g
minicial alambre= .015 g
m final alambre = .013g

Comportamiento de la temperatura tomada dentro del calorímetro hasta llegar al equilibrio.

Respuesta al problema propuesto:
Calor de combustión de la muestra problema

Reflexionar y responder
1.- ¿Por qué es necesario usar un exceso de oxígeno?
Para asegurarnos de que la reacción se produzca por completo y se consuma toda la pastilla,es decir, el oxígeno tiene que ser el reactivo en exceso para que se produzca la reacción total de la pastilla.
2.- ¿Por qué es pequeña la variación de temperatura durante la reacción de Combustión?
La variación de la temperatura es debido al rompimiento de enlaces y es muy poco al variación por que la reacción no es lo suficientemente fuerte como dar grandes cambios de temperatura.
3.-...