Ejercicio 3. Calorímetro isocórico

Ejercicio 3. Calorímetro isocórico.

Para determinar el calor de combustión de los azúcares o edulcorantes que evidencia la energía necesaria para oxidar completamente un compuesto, el estudiante utiliza una bomba calorimétrica, teniendo en cuenta las siguientes indicaciones:

1. El calorímetro utilizado en el laboratorio debe ser adiabático, por ello se realiza el cálculo de la constante de la bomba calorimétrica como primera medida. Para iniciar el experimento, el estudiante pesa 0.594 g de ácido benzoico (C6H5CO2H) y 0.015 g de alambre, luego del montaje de la bomba (capacidad 2 L de agua) y quema de la muestra con oxígeno grado 4, produce un aumento de temperatura de 1.282 K. Teniendo en cuenta los anteriores datos, utilizando la densidad del agua y Ce del agua. Determinar la constante del calorímetro y concluir si el recipiente es totalmente adiabático.

1. Luego de calcular la constante de la bomba en el procedimiento anterior, se procede a determinar el calor de combustión. Para ello, el estudiante pesa 0.573 g del azúcar o edulcorante y 0.012 g de alambre, luego del montaje de la bomba y quema de la muestra con oxígeno grado 4, produce un aumento de temperatura de 1.587 K. Determinar para el experimento el calor de combustión molar del azúcar o edulcorante y la entalpia de combustión molar si se realiza una combustión completa, ¿Qué podemos concluir de los resultados? Compare el resultado con el calculado por tablas dinámicas.

Parte A

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Datos conocidos

Hallo la masa del agua a partir de su densidad y de los 2 L de agua en la bomba

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Reemplazamos  los valores anteriores en la ecuación principal

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Despejo [pic 11]

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Adiabático en el que no hay intercambio de calor con el entorno, la variación de entalpía debida al proceso se transferirá a los productos de la reacción y a los elementos materiales del calorímetro y se manifestará por un cambio en la temperatura.

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Parte B.[pic 15]

Datos conocidos

Hallo la masa del agua a partir de su densidad y de los 2 L de agua en la bomba

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Reemplazamos  los valores anteriores en la ecuación principal

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Concluimos que es una reacción exotérmica, es decir, el sistema desprende calor. Comparando con las tablas termodinámicas, el valor hallado de la entalpia  es mucho  mayor  que el de las tablas lo que nos indica que la reacción en tablas desprende menor energía en el entorno.

Ejercicio 4. Funciones de estado termodinámicas en cambio de fase, equilibrio químico y ecuación de Van’t Hoff.

Para evaluar el efecto de la temperatura y el cambio de fase en el grado de conversión o el avance de la reacción, al igual que la factibilidad de formación de productos que tiene la fermentación del azúcar o edulcorante elegido con trazas de alcohol y formación de burbujas en diferentes temperaturas (reacción del primer ejercicio) utilizamos el equilibrio químico. Para ello realizaremos lo siguiente:

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