Calor De Combustion

MARCO TEÓRICO
Primera Ley de la Termodinámica
“Aunque la energía adopta muchas formas, la cantidad total de energía es constante, y cuando la energía desaparece de una forma, aparecerá simultáneamente en otras formas”. (Smith J. M. et al, 2007)
La energía interna se define como la suma de todas las energías de las moléculas contenidas, por lo tanto se espera que la energía interna aumente sise realiza trabajo sobre el sistema o si se le agrega calor. A partir de esto se propuso la primera ley de la termodinámica; expresada mediante la siguiente ecuación:
ΔU=Q-W (1)
Donde Q es el calor neto agregado al sistema y W el trabajo realizado por el sistema. (Giancoli, 2006)
Calor de combustión
La energía desprendida o absorbida durante una reacción se leconoce como calor de formación. Cuando esta reacción es de combustión, es decir, la oxidación de un elemento o compuesto para producir dióxido de carbono (CO2) y agua (H2O) en su mayoría, y dependiendo de la sustancia que se oxide y también de las condiciones de la reacción se le conoce como calor de combustión. Por lo tanto el calor de combustión es la energía desprendida por la formación de losproductos en una reacción de combustión. (Himmelblau, 1994)
Tipos de combustión
Los productos de la reacción de combustión varían de acuerdo a las condiciones en las que se produce la reacción. Así, además de dióxido de carbono y agua (ya sea en fase líquida o vapor) se pueden tener otros productos. Para combustibles orgánicos, conocidos como hidrocarburos, libres de nitrógeno y azufre (casoideal), se pueden tener dos tipos de reacciones de combustión: la completa e incompleta. (Brown, 2004)
En la combustión completa, las sustancias combustibles se queman por completo, hasta el grado de oxidación máximo. En este tipo de reacción, por lo tanto, no se encontrarán sustancias combustibles en los humos o gases de combustión. Sus productos básicamente serán dióxido de carbono y agua.
Por otrolado la combustión incompleta sucede cuando las sustancias combustibles no se oxidan hasta el grado máximo, y como resultado en los productos se puede tener monóxido de carbono (CO), hidrógeno (H2) y pequeñas cantidades de combustible. (Brown, 2004)
Además existe la reacción de combustión estequiométrica, la cual es una reacción ideal a partir de un hidrocarburo en la que los únicos productosson nitrógeno (N2), dióxido de carbono y agua, es decir, en esta reacción no aparece monóxido de carbono y no sobra oxígeno (O2), y no hay disociación.
La reacción que se produce con una cantidad de aire superior al mínimo necesario, es conocida como combustión con exceso de aire. El exceso de aire provoca que no se tiendan a producir sustancias combustibles en los gases de reacción. La presenciade oxígeno en los gases de combustión es típica. (Textos Científicos, no hay año)
Por último, la combustión con defecto de aire es la reacción que se produce con una cantidad menor de aire necesario. Este tipo de reacción evidencia la presencia de sustancias combustibles en los gases o humos de reacción. (Textos Científicos, no hay año)
Calibración de la bomba calorimétrica
A la hora de calibrarla bomba calorimétrica se debe calcular el factor equivalente de energía, el cual denota la cantidad de energía requerida para elevar la temperatura del calorímetro en un grado (Δ = 1°C). Para ello se rodea la bomba con una resistencia calefactora, además es posible realizar una serie de pruebas utilizando muestras puras con un calor de combustión conocido, como el ácido benzoico. Todo esto seobtiene aplicando la siguiente ecuación: (Parr Instrument Company)
W= Hm+ e1+ e2t (2)
Correcciones dependiendo el reactivo de trabajo
Corrección por formación de ácido: Cuando se quema carbón en la bomba de oxígeno, se da la oxidación de sulfuro a trióxido de azufre (SO3), el cual se combina con el vapor de agua para formar ácido sulfúrico (H2SO4). Además, una pequeña...