CALORIMETRÍA DE COMBUSTIÓN I CAPACIDAD CALORÍFICA DEL CALORÍMETRO

CALORIMETRÍA DE COMBUSTIÓN I

CAPACIDAD CALORÍFICA DEL CALORÍMETRO

Objetivo:

Aprender a manejar el calorímetro de combustión y determinar su capacidad calorífica.

Guía de estudios

1.- Explique qué es un calorímetro de combustión.

Es un aparato especialmente diseñado para realizar la combustión completa de sustancias sólidas y liquidas, reteniendo todos los productos de la reacción para que pueda evaluarse todo el calor liberado.

2.- ¿Qué es la capacidad calorífica del calorímetro?

Podemos definir la capacidad calorífica del calorímetro, que es la cantidad de energía necesaria para elevar en un grado Celsius la temperatura del conjunto del calorímetro.

3.- Demuestre que para un sistema cerrado en el que solo podría realizarse trabajo de expansión o de compresión a volumen constante

ΔU= QV.Cuando el volumen es cte W=0

∆U+∆Ep+∆Ek=Q+WdU=Qv

dU=dQ+dW

dW=-Pdv ∆U=Qv

dU=dQ-Pdv.

4.- Escriba la reacción de combustión completa para el ácido benzoico.

〖 C〗_(6 ) H_(5 ) COOH(s)+15/2 O_(2(g)) 7 〖CO〗_(2 (g) )+〖 3 H〗_2 O_((l))

5.- Consulte en la literatura las entalpias de formación 〖∆H〗_(f^o )del C_6 H_5 COOH_((S)), el 〖CO〗_2 y el H_2 O_((I)) a 25°C. Calcule con ellas el cambio de entalpia de la reacción del punto 4.

〖∆H〗_(reacción= ) 〖∆H〗_P-〖∆H〗_R

∆H=7〖∆H〗_(°f) 〖CO〗_(2 )+〖 3〖∆H〗_(°f) H〗_2 O - 〖 〖∆H〗_(°f) C〗_(6 ) H_(5 ) COOH

∆H= 7 (- 94.05 kcal/mol )+3 (-68.315 kcal/mol ) - (-92.03(kcal )/mol )

∆H=-771.65 kcal/mol

6.- Utilizando los resultados 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 en la combustión de 1 g de ácido benzoico en un recipiente a volumen constante, a la misma temperatura.

∆U=∆H+∆_n RT 〖 ∆〗_n=n_P-n_R

T(K)=25°C+273.15=298K ∆_n= n_(〖CO〗_2 )- n_(O_2 )

∆U= (-771265 cal/mol )-(0.5mol)(1.987 cal/(mol.k ))(298k) ∆_n=7-15/2=0.5 mol

∆U=-771561.06 ( Cal)/mol 〖Pm〗_(c_(6H_(5 ) OOH )= 122 g/mol)

n=1g/(122 g/mol) =8.19672〖x10〗^(-3) mol

∆U=Q_V=(-771.561 kCal/mol ) ( 8.19672〖x10〗^(-3) mol)

〖 Q〗_V=-6.3237 kcal

...