Descripción Ilustración

Nombre Descripción Ilustración

Bomba calorimétrica tipo Phywe completa Una bomba calorimétrica es un recipiente de paredes metálicas resistentes, que se puede cerrar herméticamente, y donde se introduce una muestra de masa conocida de la sustancia, mezclada con oxígeno a una presión de varias atmósferas, después de eliminar el aire, para garantizar la total combustión de la muestra.

Bureta de 25 ml montada en un soporte Mide volúmenes en forma más exacta; también se utiliza para titular soluciones.

Matraz Erlenmeyer de 100 ml Recipiente de vidrio de paredes delgadas, cuerpo en forma cónica, de base circular y boca ancha. Se utiliza para hacer titulaciones.

Pipeta graduada de 1 ml Es un tubo cilíndrico que se ensancha formando un bulbo. Su extremo inferior termina en punta y el superior presenta un aforo. Mide volúmenes determinados.

Balanza electrónica Es un instrumento para pesar cuya capacidad va desde un gramo hasta algunos kilogramos con una precisión comúnmente de una cienmilésima de su capacidad máxima.

Espátula La espátula es una herramienta que se utiliza en el laboratorio para recoger sólidos y poder verterlos en otro sitio.

Vidrio de reloj Utensilio de diversos diámetros. Se utiliza en cristalizaciones en pequeña escala y para pesar compuestos sólidos.

Probeta de 500 ml La Probetaes uninstrumento de laboratorio que se utiliza, para contener o medir volúmenes de líquidos de una forma aproximada.

10 a 12 cm de alambre fusible de níquel Los fusibles son alambres conductores de una sección o grosor en particular, según el amperaje que tengan como nominal. Su función es simplemente cortarse cuando una corriente superior a la nominal intenta circular por ellos.

Parte Experimental

Material y Equipo utilizado

Reactivos utilizados

Naftaleno

Fórmula molecular C10H8

Propiedades físicas

Estado de agregación

sólido

Apariencia

Cristales blancos / hojuelas,

fuerte olor

Densidad

1140 kg/m3; 1,14 g/cm3

Masa molar

128,17052 g/mol

Punto de fusión

353 K (79,85 °C)

Punto de ebullición

491 K (217,85 °C)

Propiedades químicas

Solubilidad en agua

No soluble en agua

Peligrosidad

Punto de inflamabilidad 356 K (83 °C)

Montaje del experimento

Ilustración. Equipo Phywe

Procedimiento

En una balanza con escala en centésimas de gramo. Se pesaron 0.5 g de naftaleno; y se midieron 10 cm de alambre fusible de níquel.

Se procuró que el naftaleno se coloque en el centro del mortero, y que el mismo esté totalmente seco.

Se elaboró la pastilla, triturando el naftaleno con el mortero.

Se presionó con la pastilladora, dejando dos puntas libres del alambre.

Se colocó el naftaleno en la pastilladora, oprimió y coloco el alambre

Se restó la masa del alambre.

Se pesó la pastilla.

Se instaló calorímetro

Se verificó que la bomba calorimétrica (cilindro de acero inoxidable) estuviese limpia y seca.

Se colocaron 900 g de agua y el agitador magnético en el recipiente adiabático.

Inmediatamente después de cerrar calorímetro, hasta llegar al equilibrio

Se agregaron 0.5 mL de agua destilada al cuerpo de la bomba calorimétrica.

Se verificó que estuviese bien sellada.

Cerramos la bomba ajustando con la brida

Verificamos que la válvula de entrada de la bomba esté totalmente abierta.

Verificamos que la válvula del tanque de oxígeno y del manómetro esté cerrada.

Insertamos la manguera de suministro de oxígeno a la bomba calorimétrica.

Sujetamos la manguera al momento de inyectar oxígeno. Cuando se percibió la entrada de oxígeno, cerramos la válvula de la bomba.

Inyectamos oxígeno a 7 bares.

Cerramos la válvula del tanque de oxígeno y retiramos la manguera de suministro de oxígeno.

Sujetamos la manguera. Liberamos el excedente de oxígeno.

Colocamos la bomba en el interior del recipiente con agua, y colocamos la tapa superior con el termómetro.

Registramos la temperatura inicial.

Conectamos los cables a las terminales eléctricas de la bomba y el sistema de ignición.

Activamos la reacción de combustión hasta que la temperatura se estabilice.

Suspendimos la agitación magnética.

Liberamos la presión con la válvula de escape.

Retiramos la bomba calorimétrica.

La presencia de gotas de agua nos indicó que es un producto de la combustión.

Abrimos la bomba.

Lavamos la bomba calorimétrica con 20 mL de agua destilada.

Vaciamos en un matraz Erlenmeyer.

Agregamos 3 gotas de anaranjado de metilo hasta observar el cambio de coloración.

Datos Obtenidos

Masa de la pastilla 0.20g

Temperatura Inicial 19.5C

Temperatura Final 21.0C

Longitud Alambre 10.cm

Cálculos Realizados

Balance térmico

-Qv=(Qagua+Qcalorimetro+Qalambre+QHN0_3)/(n combustible)

n combustible=(masa en gramos)/(peso molecular)=(0.20 g)/(128.18 g/mol)=1.56 x 〖10〗^(-3) mol

Q_(H_2 O)=mCp∆T=(900g)(4.18 J/(g°C))(21.0°C-19.5°C)=5651.100 J

Q_calorimetro=(1300 J/(°C))(21.0°C-19.5°C)=1950.000 J

Q_alambre=(10 cm)(-2.3 cal/cm)=-23 cal= -96.278 J

Q_(HNO_3 )=(∆Hf_(HNO_3 ) )(n_(HNO_3 ) )=(-49372 cal/mol)(〖1.45X10〗^(-5) mol)=-0.716 cal=-2.997 Joules

-Qv=(5651.100J+1950.000J+(-96.278J)+(-2.997J))/(〖1.56X10〗^(-3) mol)=4808862.179 J/mol

∴Qv=-4808862.179 J/mol

En la titulación

n_(HNO_3 )=(N_(Na_2 CO_3 ) )(V_(Na_2 CO_3 ) )=(0.0725N)(〖2X10〗^(-4) L)=〖1.45X10〗^(-5) mol

Entalpía a presión constante

ΔHc=ΔE+ΔngRT

█(〖C_10 H_8〗_((S))+〖〖12O〗_2〗_((g))→〖10〖CO〗_2〗_((g))+〖〖4H〗_2 O〗_((l))@Δn=∑n_productos-∑n_reactivos=10-12=-2@@ΔE=Q_v@ΔHc=ΔE+ΔngRT=-4808862.179 J/mol-2mol(8.314 J/molK)(298K)@ΔHc=-4813817.323 J/mol)

Cuestionario

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