Calor De Combustion

Calor de combustión
Introducción
Cuando un material se oxida fácilmente en presencia de un comburente al
aplicársele una energía de activación y se libera gran cantidad de energía en
forma de luz y calor (de combustión) principalmente, se dice que se tiene un
material combustible y ocurre una reacción de combustión en presencia de un
comburente. Este proceso implica un cambio químico, esdecir que el material que
en principio se tenía, experimenta cambios internos que dan lugar a nuevas
sustancias. Este tipo de reacciones son exotérmicas, ya que a pesar de requerir
cierta energía de activación (que puede ser una chispa, por ejemplo), “devuelven”
por así decir, o liberan más energía de la que les invirtió.
Una combustión completa se tiene cuando todas las especies involucradasalcanzan el mayor grado de oxidación, lo cual sería un caso ideal. En este caso se
supone que todo el carbono del combustible se transforma en CO 2(g), todo el
hidrógeno en H2O(l), todo el azufre en SO2(g), y todo el nitrógeno en N2(g) (cuando
están presentes estos elementos). Sin embargo, en la práctica es difícil observar
fenómenos de esta índole, y se produce casi siempre una combustiónincompleta,
que puede ser causada por que el combustible y el comburente no se encuentran
en la proporción adecuada; es en este caso cuando se obtienen como productos
compuestos como el CO, muy dañino para la salud. Cuando la reacción es
completa tiene la siguiente forma general (para hidrocarburos): C(n)H(2n+2) +
(3n+1)/2O2 → (n)CO2 + (n+1)H2O
¿Cuál es la importancia de las reacciones decombustión? Tan sólo en
nuestro organismo dependemos de una de ellas que se lleva a cabo durante la
respiración celular, donde es fácil identificar al menos 4 de los compuestos
involucrados: agua (en forma de vapor), CO2, O2, y C6H12O6 (glucosa). Asimismo,
las combustiones son empleadas en ámbitos tan diversos como lo son: la industria
química, el transporte, la preparación de alimentos,darse un baño, protección
contra el frío, fabricación de materiales, farmacéutica, etc. Es por todo esto que
resulta tan importante estudiar y conocer más acerca de este proceso y aprender
a calcular e interrelacionar y comprender todos los conceptos involucrados en él,
específicamente el de calor de combustión, ya que es pieza cl ave para calcular
cuánta energía brindará una determinadareacción de combustión bajo ciertas
condiciones.
Objetivo
Determinar el calor de combustión de un sólido a partir de la información obtenida al
usar la bomba calorimétrica.

Datos obtenidos
Medidos:
masa ácido benzoico=0.810g
masa inicial alambre=0.014g
masa final alambre=0.007g
masa agua=2000g
TiH2O=Tik=28.88°C
TfH2O=Tfk=31°C

Tiempo
(min)
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
3.5
4.0
4.55.0
5.5

Temperatura
(°C)
28.89
28.88
28.87
28.87
28.86
28.86
28.86
28.86
28.86
28.86
Ignición

Tiempo
(min)
5.45
6.00
6.15
6.30
6.45
7.00
7.15
7.30
7.45
8.00
8.15
8.30
8.45
9.00
9.15
9.30
9.45
10.00
10.15
10.30
10.45
11

Temperatura
(°C)
25.85
25.88
29.19
29.40
29.78
30
30.20
30.40
30.50
30.64
30.72
30.80
30.84
30.88
30.92
30.94
30.9630.98
30.98
30.98
31
31

ɳác.benz.=6.63x10-3mol
masa alambre quemado=0.007g

Reacción de combustión:
C7H6O2(s) + 15/2 O2(g)  7CO2(g) + 3H2O(l)
ΔU=ΔH-ΔɳgRT

Masa molar del ácido benzoico (C7H6O2)= 122g/mol
∆Ualambre= -96362970 cal/g
C agua = 1cal/g°C
∆H°298 para la combustión del Ac. Benzoico = -771.5 Kcal/mol
∆H°298 para la combustión del Ac. Benzoico = -1400Kcal/g
Calor decombustión de la sustancia problema reportado:-5.05713 Kcal/g
Δɳg=7-15/2=-1/2
ΔH°25=-771200cal/mol
Manejo de datos y/cálculos.

Temperatura

A. Determinar la capacidad térmica de la bomba calorimétrica:
1. Con los datos obtenidos del experimento trazar una gráfica de
temperatura vs tiempo y obtener la variación de temperatura para obtener
K.

Temperatura vs Tiempo
32
31
30
29
28...