Caloría de combustión I xplique qué es un calorímetro de combustión
Enviado por Giloscuro • 29 de Octubre de 2017 • Prácticas o problemas • 1.085 Palabras (5 Páginas) • 187 Visitas
1 Explique qué es un calorímetro de combustión.
Es un aparato diseñado para realizar la combustión completa de sustancias sólidas y líquidas, reteniendo todos los productos de la reacción para que pueda evaluarse todo calor liberado.
2 ¿Qué es la capacidad calorífica del calorímetro?
Es la cantidad de calor que recibirá el calorímetro cada ocasión que su temperatura se eleve
3 para un sistema cerrado en donde solo puede realizarse trabajo de expansión o de compresión, demuestre que a volumen constante
ΔU=QV
ΔU= Q + W W=0
ΔU=Q
4 Escriba la reacción de combustión completa para el ácido benzoico.
C6H5COOH + 15/2 O2 → 7CO2 + 3H2O
5 Consulte en la literatura las entalpías de formación del C6H5COOH, CO2 y H2O a 25°C. Calcule con ellas el cambio de entalpía de la reacción del punto 4.
∆𝐻𝑅𝑥𝑛 = ∆Hp − ∆Hr
∆𝐻𝑅𝑥𝑛 = [7(−94.05kcal/mol + 3(−68.315 kcal/mol )] − [−92.03]
∆Hrxn = −771.265 Kcal/mol
6 Utilizando el resultado del punto 5, calcule el cambio de energía interna, para la reacción de combustión del ácido benzoico a 25 °C, así como el calor liberado de en la combustión de 1 g de ácido benzoico en un recipiente de volumen constante, a la misma temperatura.
∆𝑈 = ∆𝐻 + ∆𝑛. 𝑅𝑇
Δn= 7mol – 15/2 mol = -0.5mol = 5X10-4 Kmol
Δ= (-771.265kcal/mol) – (5X10-4 kmol* 1.9872kcal/mol*298.15 K)
Δ= -771.5612418 Kcal/mol= -771561.2418 cal/mol
n= (1g/122 g*mol-1)= 8.1967X10-3 mol
Δu= QV = (-771561.2418 cal/mol*8.1967X10-3 mol)= -6324.3052 cal
7 Estime el aumento de temperatura que sería observado en el calorímetro en la combustión de 1 g de ácido benzoico, considerando que el calorímetro está constituido por 2 litros de agua y 3 Kg de acero inoxidable. Considere la densidad del agua como 1 g/cm3 y los calores específicos del agua y del acero inoxidable como 1 cal/ (g °C) y 0.12 cal/ (g °C) .
∆𝑈 = 𝐻2(𝑚. 𝐶𝑝. ∆𝑇) + 𝐴𝑐𝑒𝑟𝑜 𝑖𝑛𝑜𝑥(𝑚. 𝐶𝑝. ∆𝑇)
𝑚𝐻2𝑂 = (1 g 𝑐𝑚3 ) (2000 𝑐𝑚3 ) = 2000𝑔
∆𝑇𝐻2𝑂 = ∆𝑈 𝑚. 𝐶𝑝 = 6324.305211𝑐𝑎𝑙 (2000𝑔) (0.12 cal g ºC) = 26.35127°𝐶
∆𝑇𝑎𝑐𝑒𝑟𝑜 𝑖𝑛𝑜𝑥. = ∆𝑈 𝑚. 𝐶𝑝 = 6324.305211𝑐𝑎𝑙 (3000𝑔) (1 cal g ºC) = 2.1081°𝐶
∆𝑇 = 28.45937345°C
8 La formación del HNO3 en el calorímetro se debe a la presencia de N2 en el aire inicial (excepto que la muestra lo contenga). El cálculo del calor proporcionado se puede hacer con base en la reacción
H2O + N2 + 5/2 O → 2HNO3
Consulte en la literatura la entalpía de formación del HNO3 en solución acuoso 1m, determina la entalpía de reacción y el calor liberado por la formación de 1 mmol de HNO3
∆𝐻𝑅𝑥𝑛 = ∆Hp − ∆Hr
∆𝐻𝑅𝑥𝑛 = [(∆𝐻 𝐻2O) + (∆𝐻 𝑁2) + 5/2 (∆𝐻 𝑂2)] − [2(∆𝐻 𝐻𝑁𝑂3)]
∆𝐻𝑅𝑥𝑛 = (−68.315𝐾𝑐𝑎𝑙/𝑚𝑜𝑙) − 2(−49.56 𝐾𝑐𝑎𝑙/𝑚 ) = −167.435𝐾𝑐𝑎𝑙/𝑚𝑜l
Bibliografía:
1-Wiley L. (1999) Introducción a la Químicia, Segunda Edición, St. Louis, Missouri, EE. UU. Limusa Editores.
2- Universidad Autónoma de San Luis Potosí, Facultad de Ciencias Químicas, Laboratorio de Fisicoquímica (2017) Manual de Prácticas de Laboratorio de Termodinámica 1, San Luis Potosí, México.
3- Ballús P. (Editor) (2000) Guía Estudiantil, León, Guanajuato, México, Rezza Editores.
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