fisicoquimica

Calorimetría de combustión I. capacidad calorífica del calorímetro

Objetivo:
El alumno aprenderá a manejar el calorímetro de combustión y determinara su capacidad calorífica.

Guía deestudios
1. Explique que es un calorímetro de combustión
Aparato para realizar la combustión completa de sustancias sólidas y liquidas, reteniendo todos los productos de la reacción para que puedaevaluarse todo el calor liberado

2. ¿Qué es la capacidad calorífica del calorímetro?
El calor de combustión de una sustancia por el aumento de temperatura provocado por el calorímetro

3. Demuestreque para un sistema cerrado, solo podría realizarse trabajo de expansión (o de comprensión) a volumen constante ΔU = Qv.
∆U+∆Ep+∆Ek=Q+W dU=Qv
dU=dQ+dW
dW=-Pdv ∆U=Qv
dU=dQ-Pdv

4. Escriba lareacción de combustión completa para el ácido benzoico.
C6H5COOH(S) + 15/2 O2(g) 7 CO2(g) + 3 H2O(l)

5. Consulte en la literatura las entalpias de formación ΔHf° del C6H5COOH(s), el CO2 y el H2O(l) a25°C. Calcule con ellas el cambio de entalpia de la reacción del punto 4.
∆H=∆Hp-∆Hr
∆H=7∆H°f CO + ∆H°f HO -∆H°f CHCOOH
∆H=7-94.05kcalmol )+ 3-68.315kcalmol--92.03kcalmol
∆H=-771.265kcalmol

6.Utilizando resultados del punto 5, calcule el cambio de energía interna, para la reacción de combustión del ácido benzoico a 25°C, asi como el calor liberado en la combustión de 1 g de ácidobenzoico en un recipiente de volumen constante, a la misma temperatura.
∆H=∆U+∆nRT ∆n=nprog-nreacg
∆U=∆H-∆nR ∆n=7-15/2=0.5 moles
T(k)=25°C+273=298k
∆U=(-771265calmol )--0.5mol(1.987calmolk)(298k)PMC6H5COOH =122 g/mol
∆U=-771561.06calmol n=1g/(122g/mol)=8.196x10-3mol
∆U=Qv=-771.561kcalmol(8.196x10-3mol ) Qv=-6.3237 kcal

7. Estime el aumento de temperatura que sería observado en el calorímetrodurante la combustión de 1 g de ácido benzoico, considerando que el calorímetro está constituido por 2 l de agua y 3 kg de acero inoxidable. Considere la densidad del H2O como 1 g/cm3 y los calores...