Termoquímica

ENTALPIA DE COMBUSTION

En realidad solo pueden efectuarse unas cuantas reacciones de formación, por lo que los datos para estas reacciones usualmente deben determinarse de manera indirecta. Muchos de los calores estándares de formación se obtienen de los calores estándares de combustión medidos por calorimetría. La reacción de combustión se define como la reacción entre un elemento o compuesto y el oxígeno, para formar ciertos productos especificados de combustión. Para compuestos orgánicos formados solo por carbono, hidrogeno y oxígeno, los productos son dióxido de carbono y agua, pero el estado del agua puede ser vapor o líquido. Los datos siempre se basan en un mol de sustancia quemada.

Una reacción tal como la formación del n-butano:

No puede efectuarse en la realidad. Sin embargo, esta reacción puede obtenerse combinado las siguientes reacciones de combustión:

Máquinas para determinar el poder calorífico.

Calorímetros.

Calorímetro adiabático.

Un calorímetro adiabático es un calorímetro usado para examinar una reacción. Debido a que el calorímetro trabaja en un entorno adiabático, cualquier calor generado por la muestra de material bajo prueba hace que la muestra aumente la temperatura, alimentando de este modo la reacción.

Calorímetro de reacción

Un calorímetro de reacción es un calorímetro en el que una reacción química dentro de un contenedor aislado cerrado. Se miden los calores de reacción y el calor total se obtiene mediante la integración de flujo de calor frente al tiempo

Calorímetro de presión constante

Un calorímetro de presión constante mide el cambio en entalpía de una reacción que se produce en solución durante el cual la presión atmosférica se mantiene constante

Bomba calorimétrica

La Bomba Calorimétrica se usa para determinar el Poder Calorífico de un combustible cuando se quema a volumen constante. A continuación se explica de manera resumida su funcionamiento. El combustible cuyo Poder Calorífico se desea determinar se coloca en un crisol para combustible (si el combustible es sólido, deberá colocarse en forma de pastilla) dentro de la bomba calorimétrica. Adicionalmente se agrega el oxígeno necesario para lacombustión. La bomba calorimétrica se rodea de una camisa de agua que absorberá el calor liberado por el combustible. Todo esto se realiza dentro de una camisa adiabática para evitar fuga de calor que afecte el proceso. Sinembargo, el calor que absorbe el agua no es el poder calorífico delcombustible, debido a diversos factores, entre los cuales pueden nombrarse: absorción de calor por la propia bomba, liberación de calor del alambre que provoca el encendido del combustible, liberación de calor por la formación de ácido nítrico y sulfúrico, entre otros.

Poder calorífico.

Es la cantidad de calor que entrega un kilogramo, o un metro cúbico, de combustible al oxidarse en forma completa. Es decir cuando el carbono pase a anhídrido carbónico

C + O2 CO2

UNIDADES: (kcal/kg) ; (kcal/m3) ; (BTU/lb) ; (BTU/pie3)

Poder calorífico superior

Es la cantidad total de calor desprendido en la combustión completa de una unidad de volumen de combustible cuando el vapor de agua originado en la combustión está condensado y se contabiliza, por consiguiente, el calor desprendido en este cambio de fase.

El poder calorífico de una muestra de combustible se mide en una bomba calorimétrica. La muestra de combustible y un exceso de oxígeno se inflama en la bomba y tras la combustión, se mide la cantidad de calor. La bomba se enfría con este fin a temperatura ambiente. Durante dicho enfriamiento, el vapor de agua se condensa y este calor de condensación del agua está incluido en el calor resultante.

Poder calorífico inferior

Es la cantidad total de calor desprendido en la combustión completa de una unidad de volumen de combustible sin contar la parte correspondiente al calor latente del vapor de agua generado en la combustión, ya que no se produce cambio de fase, y se expulsa como vapor. Es el valor que interesa en los usos industriales, por ejemplo hornos o turbinas, porque los gases de combustión que salen por la chimenea están a temperaturas elevadas, y el agua en fase vapor no condensa. También es llamado poder calórico neto, ya que al poder calorífico superior se resta el calor latente de evaporación.

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