Practica CALOR DE COMBUSTION

Objetivo

Determinar experimentalmente el calor producido durante el proceso de combustión de un compuesto orgánico

Material y equipo substancias

Calorímetro y bomba calorimétrica acido benzoico (en cristales)

Termómetro de precisión alambre de ignición

Prensa pastilladora oxigeno gaseoso

Cronometro agua potable

Balanza analítica compuesto orgánico deseado

Probeta de 500 o 100 ml para determinar su calor

Multimetro de combustión

Procedimiento

Para realizar una reacción de combustión en este calorímetro, se recomienda efectuar el siguiente procedimiento:

1.- Si la substancia a quemar es un sólido, pesar entre 0.5 y 1 gramo y elaborar una tableta en la prensa pastilladora, para luego colocarla en la capsula metálica con que cuenta el calorímetro. De ser un liquido, se coloca directamente en dicha capsula en la misma cantidad citada para el sólido.

2.- Después de colocar la capsula sobre el electrodo en forma de anillo, se corta un trozo de alambre de ignición de 10 a 12 cm y sus extremos se colocan en los electrodos de la bomba calorimétrica. Se recomienda probar la continuidad eléctrica entre os electrodos, en la tapa de la comba, con ayuda del multimetro.

3.- Se cierra correctamente la bomba, y desde el tanque de oxigeno gaseoso se le suministra dicho gas hasta que se registre una presión manométrica de 25 atmosferas. No olvidar purgar la bomba para eliminar el aire que había en su interior.

4.- La bomba se coloca dentro del recipiente metálico, para luego agregarle 2 kg de agua potable, cuidando que la bomba quede totalmente sumergida en el líquido.

5.- A su vez el recipiente metálico se instala en el calorímetro, colocando el termómetro de precisión, las conexiones eléctricas, la tapa superior y poniendo a funcionar el agitador.

6.- Debe esperarse el tiempo necesario para que la temperatura inicial no cambie, y cuando es constante se anota (T1).

7.- Se oprime el botón de ignición, durante 2 o 3 segundos para comenzar la reacción de combustión. La temperatura se registra cada 15 segundos y cuando alcance su valor máximo se registra (T2).

8.- En este momento el experimento ha terminado, así que se desensambla el equipo y sobre todo se abre la bomba calorimétrica, después de haber expulsado los gases, para verificar que se haya quemado toda la substancia.

Todo este procedimiento debe realizarse primero con acido benzoico para tener datos que permitan calcular la constante (K) del equipo, y después con un compuesto elegido para calcular su calor de combustión.

La ecuación obtenida del balance de calor aplicado al equipo es:

Q = (K ∆T)/m_s

Donde:

Q = calor de combustión (cal/gr) a volumen constante (Q = ∆E)

m_s = masa de substancia quemada (gr)

∆T = diferencia de temperatura observada (°C)

K = constante del equipo (cal/°)

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