Calor de Combustión



Calor de Combustión

Jhony Ramírez, Duván Esteban González Gómez
Grupo de trabajo N0 3
Instituto de Química, Universidad de Antioquia

1. Objetivos:
1.1 Determinar la capacidad calorífica de la bomba calorimétrica adiabática a volumen constante. Para ello se usará una sustancia patrón (C6H5OOH(s))
1.2 Calcular el calor de combustión de una muestra problema, formada de C, H y O avolumen y presión constante.

2. Datos y/u observaciones: Las siguientes tablas resumen los datos, necesarios para poder llevar a cabo la práctica, y los resultados experimentales:

Tabla 1, Instrumentos y apreciación
Instrumento
Apreciación
Termómetro
±0.01 °C
Bureta
±0.1 ml*
Pipeta volumétrica de 2 ml
±0.01 ml
Pipeta volumétrica de 1 ml
±0.1 ml**
Balanza analítica
±0.0001 gRegla
±0.1cm

*La bureta no reporta la apreciación así sé que toma como el valor más pequeño que se puede leer en ella.

**Se determinó que la apreciación de la pipeta volumétrica de 1 milímetro era de un 10% debido a que esta no lo reporta.






Tabla 2, Reactivos usados
Reactivos
Formular Molecular
Estado de Agregación
Concentración o densidadAcido Benzoico
C6H5OOH
Sólido
----------
Oxigeno
O2
gaseoso
----------
Hidróxido de Sodio
NaOH
acuoso
0,1028 M
Muestra problema: Metanol
CH3OH
Líquido
0.79
Fenolftaleína
C20H14O4
acuoso
----------

Resultados experimentales: Determinación de Cv del calorímetro

Masa de la pastilla de ácido benzoico = 0,9912 g
Longitud del alambre de ignición= 6 cm
Molaridad delNaOH(ac) empleado en la titulación= 0,1028 M
Volumen de NaOH gastado en la titulación = 5,1 ml

Tabla 3 Resultados muestra patrón
Antes de Ignición
Después de la Ignición
Tiempo(S)
15
30
45
60
15
30
45
60
75
90
105
120
135
150
165
Temperatura (0C)
25,5
25,5
25,5
25,5
25,5
26,3
27
27,5
27,8
28
28
28,1
28,3
28,3
28,3

















15
30
4560
75
90
105
120








28,3
28,3
28,4
28,4
28,4
28,4
28,4
28,4








Determinación del H de combustión de la muestra problema (Metanol)
Volumen de la muestra: 1 ml
Longitud del alambre de ignición: 7,4 cm
Volumen de NaOH gastado en la titulación: 4ml

Tabla 4 Resultados muestra problema
Antes de Ignición
Después de la Ignición
Tiempo(S)
15
30
45
60
1530
45
60
75
90
105
120
135
150
165
Temperatura (0C)
27,5
27,5
27,6
27,5
27,8
28,5
28,8
29
29,2
29,3
29,4
29,4
29,4
29,4
29,4

















15
30
45
60
75
90
105
120








29,5
29,5
29,5
29,5
29,5
29,5
29,5
29,5








Tabla 5
Valores constantes
 
 -57.75
 (l)
 -285.84
 (g)
 -393.52
 Q
 -9,62
 R
 8,314Las desviaciones de las constantes de tomaron en su último digito

3. Cálculos y Resultados:
La siguiente reacción explica el proceso de combustión, de un mol de ácido benzoico
C6H5COOH(S) + O2(g) → 7CO2g + 3H2O(l)
Sabemos que en una bomba calorimétrica adiabática libera calor: la reacción de combustión, el alambre fusible, y la formación de ácido nítrico (El oxígeno del aire contienevarios gases, entre ellos el nitrógeno del aire que reacciona con el oxígeno y el agua formada) y absorben calor la bomba calorimétrica, el agua, y los productos de reacción. La bomba calorimétrica es un sistema donde = =0, luego podemos hacer las respetivas sumatorias para obtener:


=0 (ecuación 1)
(Ecuación 2) donde consideramos Cv constante en el rango de temperatura trabajado(Ecuación 3), remplazando la ecuación 3 y 2 en la ecuación 1podemos encontrar una expresión en términos de constantes conocidas y reportadas por la literatura.


(ecuación 4)

En donde:
L: Longitud del alambre de ignición, tablas 3 y 4 respectivamente
= cambio de las moles gaseosas
=Temperatura en Kelvin
=Volumen de NaOH (ac) utilizado, tablas 3 y 4 respectivamente
= Molaridad NaOH...