Formato Calor De Combustión

CALOR DE COMBUSTION

Objetivo:

Determinar el calor de combustión de un sólido a partir de la información obtenida

al usar la bomba calorimétrica.

Cuestionario previo:

1. ¿Qué estudia la termoquímica?

2. Definir calor de combustión, combustible y commburente

3. ¿Qué es una reacción exotérmica y una endotermica?

4. Indicar cuándo es conveniente trabajar con la bomba calorimétrica

5. Si se trabaja con la bomba calorimétrica, ¿cuál es la función termodinámica que nos indica la energía

asociada a la reacción que se lleva a cabo y que propiedad se mantiene constante?

Problema

Determinar el calor de combustión de la sustancia problema.

Equipo y Reactivos

Por Equipo

Un calorímetro de volumen constante (Bomba Parr)

con accesorios

Una unidad de ignición

Una probeta de 1000 mL

Una pipeta volumétrica de 1 mL

Un vaso de precipitados de 250 mL

Un cronómetro

Una broca de 1.5 mm

Dos vidrios de reloj

Una espátula

Oxígeno

10 cm de alambre de ignición Ni-Cr

1.5 g de ácido benzoico

1.5 g de naftaleno

Agua destilada

Por grupo

Un cilindro de oxígeno

Una prensa pastilladora

Indicador universal de pH

TÉCNICA

Esquema del calorímetro a volumen constante empleado:

Manejo del equipo:

El calorímetro consiste en un recipiente adiabático que contiene una

cubeta metálica con una cantidad conocida de agua (2000 g), en cuyo

interior se introduce la cámara de reacción, que se conoce como bomba

calorimétrica, dentro de la cual se pone un peso determinado de la

sustancia que se va a quemar (1g ), se introduce oxígeno a una presión

de 20 a 25 atm, y por medio de unos electrodos y un alambre de

ignición ( 10 cm de longitud) se enciende la mezcla y el calor producido

por la reacción eleva la temperatura del agua, la cual se mantiene en

agitación a fin de uniformar la temperatura en todos sus puntos.

Partiendo de esta elevación de temperatura y conociendo la cantidad de

calor requerido para elevar en un grado la temperatura del calorímetro

con su contenido, se puede calcular el calor de combustión por mol de

sustancia quemada.

Se procura que la variación de la temperatura sea pequeña utilizando

para ello una gran masa de agua, de esta manera, la temperatura final

de los productos de reacción queda próxima a la temperatura inicial de

los reactivos.

Clave 1212A. Determinación de la constante del calorímetro:

1. - Pesar 1 g aproximadamente de Acido Benzoico.

2.- Con la prensa pastilladora hacer una pastilla usando el sólido pesado anteriormente. (la técnica para hacer

la pastilla será indicada por el profesor)

3.- Atravesar la pastilla por el centro con una broca de 1.5 mm.

4.- Cortar 10 cm. del alambre de ignición.

5.- Pesar la pastilla y el alambre por separado.

6.- Pasar el alambre por el orificio de la pastilla y amarrar las puntas a los electrodos de la bomba, cuidando

que no haya falso contacto.

7.- Poner en el fondo de la bomba 1 ml de agua destilada medida con una pipeta volumétrica.

8.- Colocar la tapa de la bomba, apretando la tuerca anular con la mano. No usar herramientas.

9.- Introducir el oxígeno a la bomba.

a) Conectar el juego de manómetros al cilindro del oxígeno.

b) Conectar la terminal moleteada a la bomba (apretar con la mano), con la válvula de descarga (4) y de

control cerradas (2)

c) Abrir la válvula maestra (1) totalmente o lo suficiente hasta que la presión del tanque se lea en el

manómetro M.C. (Ej.: 125 kg/cm2 tanque recién cargado)

d) Abrir con cuidado la válvula de control (2) hasta alcanzar entre 20 ó 25 atm. No llegar a presiones

superiores de 10 atm, pues puede explotar.

e) Cerrar la válvula de control (2) una vez alcanzada la presión deseada.

f) Cerrar la válvula maestra (1).

g) Quitar la conexión moleteadas de la bomba.

10 Preparación del baño de agua:

a) En la cubeta metálica poner 2 litros exactos de agua destilada a 25.5ºC aproximadamente (para tener un

baño de 25ºC).

b) Introducir la cubeta en el recipiente adiabático cuidando que quede en el lugar correcto.

c) Poner dentro de la cubeta la bomba, utilizando las pinzas especiales para ello, observar que quede en el

lugar adecuado.d) Colocar en la bomba los cables que suministran corriente eléctrica a los electrodos. (La intensidad de

corriente que pasa por el alambre de ignición es de aproximadamente 4 amp.,con un voltaje de 18 V,

suficiente para encender la pastilla).

e) Si se observan burbujas en la tapa de la bomba (intensas), sacarla de la cubeta, secarla y liberar el

oxígeno usando la válvula de descarga y repetir la operación de llenado con oxígeno. Alguna que otra burbuja

- una cada 5 o 10 segundos - carece de importancia.

f) Colocar la tapa con el agitador y poner el termómetro de precisión (graduado en 0.01 ó 0.02ºC) en el orificio

de la tapa, observando que puedan leerse los 25ºC. En ese momento colocar el lente de aumento el

termómetro para mejorar las lecturas.

g) Accionar el motor del agitador.

11.- Conectar los electrodos de la bomba a la fuente de poder y la fuente al suministro de corriente de 125

Volts.

12.- Empezar a leer la temperatura del baño de agua cada 30 segundos durante 5 minutos.

13.- Oprimir el botón de encendido de la unidad de ignición. El operador debe permanecer alejado del

calorímetro durante 15 segundos después del encendido para su propia seguridad.

14.- A partir de este momento tomar la temperatura cada 15 segundos hasta obtener un valor máximo.

15.- Seguir leyendo la temperatura del baño durante 10 minutos más en intervalos de 30 segundos.

16.- Desconectar el agitador y la fuente de corriente.

17.- Retirar con mucho cuidado el termómetro, el lente de aumento y guardarlos.

18.- Quitar la tapa del calorímetro.

19.- Con las pinzas sacar la bomba de la cubeta, retirando antes los cables de los electrodos.

20.- Secar por fuera la bomba.

21.- Sacar lentamente los gases de la bomba, usando la válvula de descarga (4).

22.- Destapar la bomba manualmente (no usar herramientas).

23.- Pesar los restos del alambre de ignición.

24.- Si se encuentra que el interior

...