Quimica

El calor de combustión es la energía liberada en una reacción de combustión de compuestos orgánicos generando como únicos productos resultantes dióxido de carbono (CO2) y agua (H2O). Ésta práctica se fundamentó en la determinación del calor de combustión de una sustancia problema, cuyo valor sería útil para identificarla. Se sometió a combustión una muestra de ácido benzoico (C7H6O2) en uncalorímetro adiabático, se tituló el ácido nítrico (HNO3) formado, con hidróxido de sodio (NaOH) y se pesó el hierro (Fe) fundido durante la reacción, con la finalidad de obtener la capacidad calorífica de la bomba calorimétrica, para luego proceder a incinerar la muestra problema y determinar su calor de combustión mediante un balance de energía en el calorímetro. La muestra problema identificada es elNaftaleno, su calor de combustión es: (11,2 ± 0,6) kcal/g y sus calor de formación es: (-48 ± 3) kcal/g.
Palabras clave: calor de combustión, sustancia problema, calorímetro, naftaleno, calor de formación.


INTRODUCCIÓN

Casi todas las reacciones químicas absorben o producen (liberan) energía, generalmente en forma de calor [1]. En el laboratorio, los cambios de calor de los procesosfísicos o químicos se miden con un calorímetro, el cual es el equipo principal utilizado para alcanzar el objetivo general de la experiencia práctica realizada, es decir, el de determinar el calor de combustión de una muestra problema, usando como muestra patrón el ácido benzoico y como herramienta teórica, la Primera Ley de la Termodinámica, teniendo como variables intermedias ó adicionales, el cálculode la capacidad calorífica del equipo y el calor de formación de la sustancia problema.

El estudio de la calorimetría tiene múltiples aplicaciones, entre ellas la calorimetría isotérmica de titulación, la calorimetría diferencial de barrido, en donde ambas radican su importancia en sistemas de interés biológico, además del el diseño de incineradores de desechos sólidos y líquidos, motores decombustión interna, producción de arrabio y de energía para aviones y cohetes [1]

METODOLOGÍA

Antes de comenzar con la experiencia práctica, se lavaron con agua y jabón y se enjuagaron con agua destilada todos los instrumentos utilizados.
Para la determinación del calor de combustión de la muestra problema se procedió a pesar un aproximado de (1,000± 0,001)g de ácido benzóico en un vidrio dereloj previamente tarado en una balanza digital. Con la ayuda de un troquel y de una prensa, utilizando la muestra anterior, se hizo la pastilla mediante la presión ejercida por la prensa, la cual se introdujo en la cápsula de la bomba calorimétrica, colocándole un hilo de hierro que hiciera contacto tanto con la pastilla como con los puntos de ignición, y en el fondo de dicha bomba se añadió(1,0 ± 0,1) mL de agua destilada. Una vez cerrada la bomba calorimétrica, se le inyectó oxígeno (O2), primero a una presión de 15 atm y luego con 10 atm, dejando escapar la presión por cada adición de oxígeno. Luego, ésta se introdujo dentro de la vasija del calorímetro, a la cual previamente se la añadió (500 ± 15) mL de agua de chorro; éste sistema se introdujo en el calorímetro, al cual se leconectaron los electrodos en los terminales de la bomba, para luego cerrar el equipo. Consecutivamente, se introdujo el termómetro digital y se encendió el agitador para posteriormente esperar el equilibrio inicial del sistema. Una vez estabilizada e igualada la temperatura del agua de la vasija y la de la camisa del calorímetro, se inició la ignición, tomando nota de la variación de la temperaturadel agua de la vasija a partir de ese momento y por intervalos de (10,00 ± 0, 1) s.
Cuando se mantuvo la temperatura constante, el proceso de combustión ya había finalizado la reacción de combustión del ácido benzóico, por lo que se extrajo la bomba del calorímetro y se despresurizó, dejando escapar los gases generados durante la combustión en la campana extractora. Luego, se abrió la bomba...