Practica 9 Termodinamica

Practica # 9 y 10

Calor de combustión

Calor de combustión es aquel calor desprendido en un proceso de combustión es decir es la energía que se libera en una reacción de oxidación de un combustible con un comburente bajo ciertas condiciones para llevar a cobo este proceso y obtener el calor desprendido se puede utilizar una bomba calorimétrica, un instrumento que con paredes metálicas resistentes, donde se introduce una muestra de alguna sustancia, la cual se mezcla con oxígeno a diferentes presiones en la cual el calor que se desprende del proceso de combustión se mide por la elevación de la temperatura del agua del calorímetro contenido dentro de la bomba.

El objetivo de esta práctica fue determinar la energía liberada de una sustancia solida utilizando una bomba calorimétrica.

Datos

A. Determinación de la constante del calorímetro

Ecuación que representa la reacción de combustión del Ac. Benzoico:

C_6 H_5 COOH+15/2 O_2 □(→┴ )〖7CO〗_2+〖3H〗_2 O

Masa molar del acido benzoico (C7H6O2) = 122 g mol-1

ΔU alambre = 1400 cal g-1

C agua = 1 cal g-1 oC-1

ΔH para la combustión del Ac. Benzoico = -771.27 kcal mol-1

ΔU Ac. Benzoico = ΔH + ΔngasesRT

ΔU=((-771.27 kcal/mol)(1000cal/1kcal))-[(-1/2 mol)(1.987 cal/(mol k))(298k)]=770973.49cal/mol (1mol/122g)=6319.45(cal/g)

ΔH para la combustión del Ac. Benzoico =- 6319.45(cal/g)=-6.31945kcal/g

QCOMBUSTION= ΔUm=(-6.31945 kcal/g)(0.792g)=5.005kcal

m agua g 2000 g

m inicial alambre g 0.019 g

m ac. Ben. g 0.792 g

m final alambre g 0.005 g

Calor de combustión de la sustancia problema reportado: 5.005 kcal

Tiempo(min) Temperatura(°C) Tiempo(min) Temperatura(°C)

0.5 26 6.15 27.8

1 26 6.30 27.9

1.5 26.3 6.45 27.9

2 26.6 7 27.9

2.5 26.8 7.17 27.9

3 27 7.30 27.5

3.5 27.1 7.45 27.5

4 27.2 8 27.5

4.5 27.7 8.15 27.5

5.5 27.8

6 27.8

B. Determinación del calor de combustión de la sustancia problema (panditas)

m agua g 2000 g

m alambre g 0.001 g

m pandita g 1.175 g

K calorímetro 380.002cal/(°c)

〖Δt〗_(Calorimetro Y" agua" ) 1.64 °C

Determinación de k del calorímetro

Q_(Ac.Benzoico)+Q_Alambre=Q_Agua 〖+Q〗_Calorimetro

(〖mΔU〗_(Ac.Benzoico)+〖mΔU〗_Alambre-〖mcΔt〗_Agua)/( 〖Δt〗_Calorimetro )=k_Calorimetro

K calorímetro=(((0.792 g)(6319.45 cal/g)_(Ac.Benzoico)+((0.005 g)( 1400 cal/g))_Alambre-((2000 g )(1 cal/(g °c))(2.1°c))_Agua)/( (2.1°c)_Calorimetro )

K calorímetro= 380.002cal/(°c) ((4.18 joules)/(1 cal)) = 1588.40joules/(°c)

B. Determinación del calor de combustión de la sustancia problema (panditas)

ΔUpanditas= (((380.002 cal/(°c))(1.64)_calorimetro+((0.001 g)( 1400 cal/g))_Alambre+ ((2000 g )(1 cal/(g °c))(1.64°c))_Agua)/(1.175gpandita)

ΔUpanditas= 3323.06cal/g=3.32kcal/g

Según el paquete contiene 175(kcal) en 50 g por lo tanto 3.5 kcal/g

%error=(3.5-3.32)/3.5 (100)=5.14%

Análisis

En la práctica primero se determinó la constante K del calorímetro (bomba calorimétrica) es decir la capacidad térmica del mismo, ya que el calor que esta cede o absorbe interviene posteriormente para determinar el calor de la muestra problema (pandita)

Se hicieron mediciones de temperatura del agua contenida en la cubeta metálica del calorímetro en función del tiempo, donde se observó que la temperatura la mayor parte del tiempo se mantuvo

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