Estudiante

CALOR DE COMBUSTION

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 termoquímica?
* Estudia los cambios en la energía cuando ocurre una reacción química, es decir, cuando existe un cambio en la estructura interna de la materia.
2. Definir calor de combustión,combustible y comburente.
* Calor de combustión: es el cambio térmico que sufren los reactivos (combustible y comburente) al estar a temperatura y presión ideales para la combustión transformándose en productos
Combustible: Combustible es cualquier material capaz de liberar energía cuando se quema, y luego cambiar o transformar su estructura química.
Comburente: Se denomina comburente a lasustancia que participa en la combustión oxidando al combustible
3. ¿Qué es una reacción exotérmica y una endotérmica?
* Una reacción exotérmica es un proceso que emite calor a sus alrededores en el cual ΔH es negativa. Una reacción endotérmica es un proceso que absorbe energía de sus alrededores en la cual ΔH es positiva.
4. Indicar cuándo es conveniente trabajar con la bomba calorimétrica
*Cuando se trabaja con gases y a volumen constante, también cuando se trabaja con materiales que pueden llegar a ser muy explosivos y violentos, ya que el término “bomba calorimétrica” denota la naturaleza explosiva de la reacción (en pequeña escala) en presencia de exceso de oxigeno gaseoso.
5. Si se trabaja con la bomba calorimétrica, ¿cuál es la función termodinámica que nos indica la energíaasociada a la reacción que se lleva a cabo y que propiedad se mantiene constante?
La función es:
ΔU=q+W, ΔU=q-PΔV como ΔV= 0 entonces ΔU=q
H=MsCvs∆T-e1-e2Mc
H: calor de combustión del combustible
Ms: masa del calorímetro
Cvs: capacidad térmica del calorímetro
e1: energía de ácidos de nitrógeno y azufre
e2: energía de combustión del filamento de ignición, e2=mh

Introducción:

Mediante lacalorimetría se puede medir el calor en una reacción química o un cambio físico usando un instrumento llamado calorímetro. Pero también se puede emplear un modo indirecto calculando el calor que los organismos vivos producen a partir de la producción de dióxido de carbono y de nitrógeno (urea en organismos terrestres), y del consumo de oxígeno.
Donde:
ΔU = cambio de energía interna
Comola presión no se mantiene constante, el calor medido no representa el cambio de entalpía.
Calorimetría a presión constante
El calor medido es igual al cambio en la energía interna del sistema menos el trabajo realizado:

Como la presión se mantiene constante, el calor medido representa el cambio de entalpía.

Problema

Determinar el calor de combustión de la sustancia problema.

Equipo yReactivos

Por Equipo | |
Un calorímetro de volumen constante (Bomba Parr)con accesoriosUna unidad de igniciónUna probeta de 1000 mLUna pipeta volumétrica de 1 mLUn vaso de precipitados de 250 mL Un cronómetroUna broca de 1.5 mm Dos vidrios de reloj Una espátula | Oxígeno10 cm de alambre de ignición Ni-Cr1.5 g de ácido benzoico1.5 g de naftalenoAgua destilada |

Por grupo
Un cilindro de oxígenoUna prensa pastilladora Indicador universal de pH

Manejo del equipo:

El calorímetro consiste en un recipiente adiabático que contiene una cubeta metálica con una cantidad conocida de agua (2000 g), en cuyo interior se introduce la cámara de reacción, que se conoce como bomba calorimétrica, dentro de la cual se pone un peso determinado de la sustancia que se va a quemar (1g ), se introduceoxígeno a una presión de 20 a 25 atm, y por medio de unos electrodos y un alambre de ignición ( 10 cm de longitud) se enciende la mezcla y el calor producido por la reacción eleva la temperatura del agua, la cual se mantiene en agitación a fin de uniformar la temperatura en todos sus puntos. Partiendo de esta elevación de temperatura y conociendo la cantidad de calor requerido para elevar en un...