Calor De Combustion

Objetivos:

Obtener el calor de combustión de un sólido (goma panditas) a partir de los datos obtenidos sobre la bomba calorimétrica que trabaja a presión constante.

Introducción

La termoquímica es un área experimental de la termodinámica que se encarga del estudio y la cuantificación de la cantidad de calor cedida o absorbida en una reacción química.

Una de las reacciones más estudiadas es la reacción de combustión. Una reacción de combustión es la reacción asociada a una sustancia o mezcla de sustancias llamada combustible con el oxígeno. La reacción de combustión puede llevarse a cabo directamente con el oxigeno o bien con una mezcla de sustancias que contengan oxígeno, llamada comburente, siendo el aire atmosférico el comburente más habitual.

La reacción del combustible con el oxígeno origina sustancias gaseosas entre las cuales las más comunes son CO2 y H2O. Se denominan en forma genérica productos, humos o gases de combustión.

El calor de combustión de una sustancia es aquel asociado a la reacción de un mol de esta sustancia con oxígeno. El calor de combustión de una sustancia es la energía liberada en forma de calor por una reacción de combustión cuando ésta ocurre a presión constante. Esta energía es igual al cambio de entalpía ΔH que sufre el sistema durante el proceso.

Q= ΔH

Así, se dice que una reacción es exotérmica cuando libera energía en forma de calor o energía térmica.

Q<0

Cuando se suministra energía del entorno para que se lleve a cabo una reacción se denomina reacción endotérmica.

Q>0

Para medir el calor de combustión de cualquier sustancia se utiliza un dispositivo llamado calorímetro. El calorímetro es un instrumento que sirve para medir las cantidades de calor suministradas o recibidas por los cuerpos. En un caso ideal de transferencia de calor se puede hacer una simplificación: que únicamente se consideren como sustancias intervinientes a las sustancias calientes y frías entre las que se produce la transferencia de calor y no los recipientes, que se considerarían recipientes adiabáticos ideales, cuyas paredes con el exterior serían perfectos aislantes térmicos (calorímetro).

Material, equipo y reactivos empleados:

Calorímetro a volumen constante(Bomba Parr) Cronómetro 10 cm de alambre de ignición

Unidad de ignición Broca de 1.5mm 1.5g de acido benzoico

Probeta de 1000mL Dos vidrios de reloj 1.5g de naftaleno

Pipeta volumétrica de 1mL Una espátula Agua destilada

Vaso de precipitados de 250mL oxigeno

Toxicidad de los reactivos empleados:

Acido benzoico: Sólido inflamable, puede encender por calor, chispas o llamas, el polvo puede formar mezclas explosivas con el aire, el incendio produce gases tóxicos e Irritantes.

Oxigeno: : Altas concentraciones de este gas (80% o más) ocasiona al individuo después de 17-24 horas de exposición congestión nasal, náusea, mareo, tos, dolor de garganta, hipotermia, problemas respiratorios, dolor en el pecho y pérdida de la visión. Respirar oxígeno puro a presión baja puede causar daño a los pulmones; afecta al sistema nervioso causando mareo, mala coordinación, sensación de hormigueo, molestia en los ojos y oídos, contorsiones

Riesgo general: Gas no inflamable. El oxígeno acelera la combustión. Materiales combustibles y algunos no combustibles se queman fácilmente en ambientes ricos en oxígeno. Cuando los cilindros se exponen a intenso calor o llamas pueden explotar violentamente.

Medios de extinción: El oxígeno no es inflamable, pero sí es comburente. Se pueden utilizar todos los elementos extintores conocidos

DIAGRAMA DE FLUJO:

Datos y resultados:

Acido benzoico

Masa del agua: 2000g temperatura inicial: 24.5°C

Masa del acido benzoico: 0.9820g

Masa inicial del alambre: 0.0160g masa del alambre= 0.0044

Masa final del alambre: 0.0116g

TIEMPO(min) TEMPERATURA(°C) TIEMPO(min) TEMPERATURA(°C)

0.50 24.500 8.15 26.732

1.00 24.528 8.30 26.783

1.50 24.520 8.45 26.805

2.00 24.527 9.00 26.840

2.50 24.505 9.15 26.858

3.00 24.509 9.30 26.881

3.50 24.494 9.45 26.895

4.00 24.484 10.0 26.910

4.50 24.480 10.15 26.914

5.00 24.474 10.30 26.922

5.50 IGNICIÓN 10.45 26.926

5.45 24.593 11.00 26.917

6.00 24.621 11.15 26.925

6.15 24.772 11.30 26.926

6.30 25.337 11.45 26.926

6.45 25.659 12.00 26.929

7.00 26.067 12.15 26.926

7.15 26.295 12.30 26.930

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