crioscopia

Objetivos
Determinar el calor de combustión a volumen constante de una muestra asignada, luego de hallar la capacidad calorífica de la bomba calorimétrica en un proceso adiabático a volumen constante empleando el ácido benzoico como muestra patrón.
Hallar el calor de formación de la muestra asignada (metanol) empleando el valor del calor de combustión determinado previamente.
Conocer laoperación de una bomba calorimétrica y la preparación de esta para un proceso de combustión.

1. DATOS TEÓRICOS
Tabla 1. Datos teóricos
Compuesto
Propiedad
C6H5COOH (l)

-26,44 kJ/g
CO2 (g)

-393,509 KJ/mol
O2 (g)

0
H2O (l)

-285,830 KJ/mol
Alambre fusible
Calor de ignición, Q
-9,62 J/cm
HNO3 (l)

-57,75 KJ/mol
CH3OH
Densidad (
0,79 g/ml
Calor de combustión delmetanol.

723,904 KJ/mol

2. Datos experimentales
2.1 Determinación de la capacidad calorífica de la bomba con ácido benzoico como sustancia patrón.


Tabla 2. Datos de la operación de la bomba calorimétrica.
Masa (g)
0,9166
Longitud incial alambre (cm)
10
Longitud final alambre (cm)
2
Molaridad NaOH
0,1
Volumen NaOH (ml)
4,9
Temperatura antes de la ignición (°C)
23,5

Tabla 3.Temperatura y tiempo después de la ignición
Tiempo (s)
Temperatura (°C)
0
23,7
15
24,3
30
24,9
45
25,2
60
25,5
75
25,7
90
25,8
105
25,9
120
25,9
135
26
150
26
165
26
180
26
195
26,1
210
26,1
225
26,1
240
26,1
255
26,1
270
26,1

2.3 Determinación del calor de combustión de la muestra problema
Tabla 4. Datos de operación de la bomba calorimétrica en ladeterminación del calor de combustión de la muestra problema.
Muestra
Metanol
Volumen (ml)
1
Longitud inicial alambre (cm)
10
Longitud final alambre (cm)
1,5
Molaridad NaOH
0,1
Volumen NaOH (ml)
5,6
Temperatura antes de la ignición (°C)
25

Tabla 5. Temperatura y tiempo después de la ignición para el metanol
Tiempo (s)
Temperatura (°C)
0
25,1
15
25,5
30
26
45
26,2
60
26,475
26,5
90
26,6
105
26,7
120
26,7
135
26,7
150
26,8
165
26,8
180
26,8
195
26,8
210
26,8
225
26,8

3. MODELO DE CÁLCULO
3.1 Determinación de la capacidad calorífica de la bomba
Sustancia patrón: ácido benzoico
Proceso adiabático a volumen constante
(1)
(2)
Se considera el agua dentro de la bomba como parte de esta.(3)
(4)
Q = calor de ignición del alambre fusible
L = longitud del alambre fusible consumido en la combustión.
(5)
M = molaridad del NaOH empleado en la titulación del ácido nítrico
V= volumen de NaOH gastado en la titulación
(6)
T = temperatura de combustión

R=8,317 J/mol.K
Sustituyendo las ecuaciones 3 a la 6 en la ecuación 2, se obtiene:
(7)
(8)
Para la reacción de combustión del ácido benzoico se tiene la siguiente ecuación química:
C6H5COOH (l) + O2 (g) → 7CO2 (g) +3H2O (l)
= - 0,5 moles
Con la masa de ácido benzoico de la Tabla 2, se determina el calor de combustión
= 0,9166 g. (- 26,44 KJ/g)
= - 24,23 KJDe la Tabla 3, se obtiene la diferencia de temperatura durante la combustión del ácido benzoico
= 2,3 K
Sustituyendo estos datos en la ecuación 8, se obtiene la capacidad calorífica de la bomba a volumen constante
= -10656,09 J/K

3.2 Determinación del calor de combustión del metanol
La reacción para la combustión del metanol es la siguiente:
2CH3OH (l) + 3O2 (g) → 2CO2 (g) + 4H2O (l)= -1 mol
De la Tabla 5 se obtiene la diferencia en la temperatura durante la combustión
= 1,7 K
Con el valor de la capacidad calorífica de la bomba calorimétrica a volumen constante y de la ecuación 7 se obtiene:
(9)

Con los datos de las tablas 4 y 5 se obtiene el valor del calor de combustión
= 15748,92 J
Para el volumen de metanol adicionado se obtiene:
= 637,93...