LABORATORIO TERMODINÁMICA III
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CALOR DE COMBUSTIÓN
LABORATORIO TERMODINÁMICA III
MANUEL MEDINA ARENAS
CHRISTIAN ORTIZ ALDANA
SAMUEL SIERRA RAMIREZ
SIMÓN URIBE POSADA
Profesora:
DIANA VANEGAS
UNIVERSIDAD PONTIFICIA BOLIVARIANA
ESCUELA DE INGENIERÍAS
FACULTAD DE INGENIERÍA QUÍMICA
MEDELLÍN
2012
DATOS Y CÁLCULOS
En esta práctica se busca determinar el calor de combustión a volumen y presión constantes de dos muestras problemas, para lo que se hace necesario primero determinar la capacidad calorífica de la bomba calorimétrica adiabática a volumen constante.
Como el proceso en la bomba es adiabático se cumple que:
[pic 1]
Por lo que:
[pic 2]
La variación de la energía interna en un cuerpo se puede expresar como:
[pic 3]
Y el calor de combustión a presión constante (ΔH) y el calor de combustión a volumen constante (ΔU) están relacionado por la ecuación:
[pic 4]
Con lo anterior la ecuación se puede reescribir como:
[pic 5]
Donde
[pic 6]
Se tiene que
[pic 7]
Por lo tanto
[pic 8]
Determinación de la capacidad calorífica de la bomba calorimétrica
Para determinar la capacidad calorífica de la bomba calorimétrica se utiliza como sustancia patrón el Ácido Benzoico.
De esta manera se conocen:
[pic 9]
[pic 10]
[pic 11]
[pic 12]
En este caso
[pic 13]
Para encontrar las moles de C6H5COOH
[pic 14]
Con lo que
[pic 15]
Durante la práctica de laboratorio es posible se tomó los valores de temperatura inicial y final, se midió la longitud de alambre consumido, además de la molaridad y el volumen de NaOH empleado para la titulación del HNO3 producido.
Tabla 1 Determinación de la capacidad calórica de la bomba calorimétrica
Masa Ac Benzoico (g) | Long. Inicial Alambre (cm) | L. final Alambre (cm) | T (°C) inicial | T (°C) final | Tiempo inicial (s) | Tiempo final (s) | Vol NaOH (ml) |
0,9985 | 10 | 5,2 | 24,41 | 26,96 | 0 | 270 | 1,1 |
Tabla 2 Variación de la temperatura en el tiempo (Ácido Benzoico)
Tiempo (s) | Temperatura (°C) | Temperatura (K) |
0 | 24,41 | 297,56 |
15 | 24,42 | 297,57 |
30 | 24,47 | 297,62 |
45 | 24,73 | 297,88 |
60 | 25,13 | 298,28 |
75 | 25,52 | 298,67 |
90 | 25,83 | 298,98 |
105 | 26,07 | 299,22 |
120 | 26,27 | 299,42 |
135 | 26,41 | 299,56 |
150 | 26,53 | 299,68 |
165 | 26,63 | 299,78 |
180 | 26,72 | 299,87 |
195 | 26,78 | 299,93 |
210 | 26,82 | 299,97 |
225 | 26,9 | 300,05 |
240 | 26,92 | 300,07 |
255 | 26,95 | 300,1 |
270 | 26,96 | 300,11 |
Determinación del calor de combustión de las muestras problema
Con la capacidad calorífica de la bomba conocida, es posible determinar el calor de combustión para las muestras problema empleando la ecuación ya descrita. Manteniéndose los valores para Q, R y ΔUformación HNO3 y obteniéndose de nuevo durante la práctica de laboratorio los datos de temperatura inicial y final, la longitud de alambre consumido y la molaridad y volumen de NaOH empleado para la titulación del HNO3 producido.
Como la única muestra empleada en el laboratorio fue ACPM su peso molecular se determinó partir de su fórmula molecular C12H23
La reacción de combustión que se efectuó en este caso fue
[pic 16]
Para encontrar las moles de C12H23
[pic 17]
Con lo que
[pic 18]
Tabla 3 Determinación calor de combustión ACPM
Muestra | Masa (g) | Long. Inicial Alambre (cm) | L. final Alambre (cm) | T (°C) inicial | T (°C) final | Tiempo inicial (s) | Tiempo final (s) | Vol NaOH (ml) |
ACPM | 0,8191 | 10 | 6,5 | 24,36 | 28,91 | 0 | 195 | 2,7 |
Tabla 4 Variación del Temperatura en el tiempo (ACPM)
Tiempo (s) | Temperatura (°C) | Temperatura (K) |
0 | 24,36 | 297,51 |
15 | 24,49 | 297,64 |
30 | 24,73 | 297,88 |
45 | 25,58 | 298,73 |
60 | 26,01 | 299,16 |
75 | 26,51 | 299,66 |
90 | 26,9 | 300,05 |
105 | 27,18 | 300,33 |
120 | 27,39 | 300,54 |
135 | 27,54 | 300,69 |
150 | 27,68 | 300,83 |
165 | 27,78 | 300,93 |
180 | 27,85 | 301 |
195 | 27,91 | 301,06 |
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