Calor de combustión de sólidos

Facultad de Ingeniería Departamento de Ingeniería Química Universidad de Concepción

Informe de laboratorio

Calor de combustión de sólidos
Curso: Laboratorio de procesos químicos Profesor: Ximena García Practicante: Karol Peredo Grupo: H Integrantes: Sebastián Barra Manuel Figueroa (Expositor) Francisco Flores Sebastián Lara Martín Rabbia (Líder)

Nomenclatura
Cs: cx: cz: mi: P: Q: R:T: t: V: W: H formación i: H Reacción i: Ek: Capacidad calorífica del sistema [kJ/K] Coeficiente estequiométrico de reactivos Coeficiente estequiométrico de productos Muestra i Presión [atm] Flujo de calor debido a gradientes de temperatura [J] Constante universal de los gases [atm*L/mol*K] Temperatura [K] Tiempo [s] Volumen [L] Trabajo debido a cualquier fuerza impulsora [J] Entalpía deformación de la muestra i [J] Entalpía de combustión de la muestra i [J] Variación energía cinética [J]

nVariación de moles [mol] Ep: (T) i: U alambre U combustión: Variación energía potencial gravitatoria [J] Cambio de temperatura debido a la combustión del compuesto i [J] Cambio en la energía interna provocado por combustión del alambre [J] Variación energía internadebido a las reacciones globales [J]

U formación ácidos: Variación energía por la formación de ácidos, debido a la combustión [J] URxi: Variación de energía interna debido a la combustión del componente i [J]

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1. Sumario
Este laboratorio tuvo como objetivo determinar el calor de combustión y el calor de formación de dos muestras sólidas de identidad desconocida, una correspondía a unasustancia pura mientras que la segunda se trataba de una mezcla, para luego complementar esta información con el análisis elemental de dichas muestras y determinar su identidad. Se comenzó calibrando el calorímetro con una muestra de ácido benzoico, cuyo calor de combustión es un dato bibliográfico, lo que permitió obtener la capacidad calorífica del calorímetro. Con el calorímetro adiabático seobtuvieron diferencias de temperatura con respecto a una referencia del equipo en función del tiempo y mediante el criterio de compensación de áreas de Maxwell se determinó el tiempo óptimo para medir la diferencia de temperatura de la reacción. Por otro lado, también se obtuvo el calor de combustión de las muestras en un calorímetro isoperibólico con el propósito de tener un punto de comparación.Con la diferencia de temperatura y la capacidad calorífica del equipo conocidas, y aplicando la primera ley de la termodinámica en el sistema, se calculó el calor de combustión de las muestras, que fue esencial para determinar la identidad de los compuestos. Además, el personal de laboratorio entregó el análisis elemental de carbono, hidrógeno, nitrógeno y oxígeno que determina la composiciónmásica de las muestras mediante mecanismos de adsorción y análisis infrarrojo en un equipo Leco CHN 2000. Con esta fracción másica y las masas molares se determinó la composición molar y la fórmula empírica. Conocida la fórmula empírica y el calor de combustión de las muestras, además de los datos bibliográficos de calor de formación de los compuestos que participan en la combustión, mediante la ley deHess se determinó el calor de formación de las muestras, y con estos valores la fórmula real, por tanto, la identidad de las muestras. Finalmente, se logró determinar los calores de combustión y formación para ambas muestras y su identidad. Los calores de combustión y formación para la muestra 7 en el calorímetro adiabático fueron -5532,9 kJ/mol y 2225,56 kJ/mol respectivamente, mientras que en elcalorímetro isoperibólico se le determinó un calor de combustión de 5684,99 kJ/mol y un calor de formación de -2073,46 kJ/mol. Para estos calores y la fórmula empírica C12H6O11, se determinó muestra era azúcar sulfatada. Por otro lado, para la muestra 11 en el calorímetro adiabático se determinó un calor de combustión de 2371,8 kJ/mol y un calor de formación de -956,6 kJ/mol, mientras que en...