Calorimetria Bomba Calorimetrica, Guías, Proyectos, Investigaciones de Fisicoquímica

¡Descarga Calorimetria Bomba Calorimetrica y más Guías, Proyectos, Investigaciones en PDF de Fisicoquímica solo en Docsity! Universidad Mayor de San Simón Informe N°5 CALORIMETRIA-BOMBA CALORIMETRICA 1.Objetivos Determinar el calor específico de neutralización y de combustión de algunas sustancias  Objetivos específicos: Determinar el equivalente en agua de un calorímetro. Ver los usos de esta bomba. Determinar el ∆H. En base a ese valor determinamos el Q muestra. 2.Fundamento Teórico  Bomba Calorimétrica. La Bomba Calorimétrica es un instrumento que utiliza una transferencia de calor como principio de funcionamiento, es utilizada para determinar el calor de combustión de una sustancia cuando se quema a volumen constante. La bomba calorimétrica permite la determinación del poder calorífico específico de una muestra, llevando a cabo su combustión en atmósfera de oxígeno. Para ello es necesario conocer la capacidad calorífica del sistema, la masa de muestra y el incremento de temperatura que origina la combustión en la celda de medición del calorímetro. En ocasiones es necesario corregir el valor de poder calorífico mediante la determinación de la denominada energía de extraños, en la que intervienen los medios de ignición, las sustancias auxiliares a la combustión y la formación y disolución de ácidos nítrico y sulfúrico, que pueden ser cuantificados mediante valoración o conociendo el análisis elemental de la muestra. El calor de combustión se mide por la elevación de temperatura producida en un dado peso de agua, operando en el interior del calorímetro. El calorímetro consiste en un recipiente de paredes dobles, entre las cuales existe una cámara de vacío que actúa como aislante. Dentro hay otro recipiente, de acero inoxidable, que contiene el agua en la que se sumerge la bomba. El agua del calorímetro se agita regularmente por medio de un dispositivo mecánico, que asegura una buena homogeneización del medio. La elevación de la temperatura se determina por medio de un termómetro con apreciación de 1/100 de grado. El equivalente en agua del calorímetro debe determinarse quemando un peso conocido de una sustancia de calor de combustión bien establecido (generalmente se emplea ácido benzoico). Dicha sustancia suspendida en el alambre de Fe (cuyo peso debe conocerse, de manera de conocer exactamente la cantidad de sustancia utilizada), se quema de acuerdo a la técnica. De este modo podremos conocer la cantidad de calor intercambiado, que, en conjunto con el salto de temperatura corregido, y la masa de agua en el calorímetro, nos permitirá determinar el equivalente del calorímetro.  Procesos de Combustión La combustión es el conjunto de procesos físico-químicos por los cuales se libera controladamente parte de la energía interna del combustible. Una parte de esa energía se va a manifestar en forma de calor y es la que a nosotros nos interesa. estándar de formación de cero, dado que su formación no supone ningún proceso. La variación de entalpía estándar de formación se usa en termoquímica para encontrar la variación de entalpía estándar de reacción. Esto se hace restándole la suma de las entalpías estándar de formación de los reactivos a la suma de las entalpías estándar de formación de los productos, como se muestra en la siguiente ecuación. ΔHOr = ΣΔHOf (Productos) - ΣΔHOf (Reactivos) donde: O significa "estándar" R "de reacción" F "de formación" 3.Desarrollo Experimental Lo explicado en la clase por el docente, fue que se puede utilizar como muestra de patrón el ácido benzoico. Pesamos el alambre de cobre, se puede preparar la muestra de ácido benzoico en forma de pastilla, utilizando una prensa. Se abre la bomba calorimétrica y poner la cabeza de la bomba en el soporte. Introducir 2 ml de agua destilada en la bomba calorimétrica. Se introduce 2 litros de agua destilada en el balde, en el que se sumerge la bomba. Cerrar la bomba calorimétrica, poniendo la cabeza de la bomba en su respectiva rosca. Cerrar la salida de oxigeno de la bomba, introducir oxígeno a la bomba a una presión de 20 a 25 atm. Conectar la bomba a la fuente de tensión y tapar el calorímetro, poner a funcionar el agitador del sistema y medir la temperatura inicial del agua, producir la combustión del ácido benzoico haciendo funcionar la fuente de poder. Destapar el sistema, sacar la bomba con su respectiva pinza y desalojar el oxigeno de la bomba calorimétrica. Recuperar los valores y pesar los residuos. 4.Cálculos y Resultados:  Determinación del equivalente en agua del calorímetro (π)) malambre = 0,1 [ g ] m pas + malam = 0, 87 [ g ] T o = 25, 20 °C T f = 27, 27 °C mres = 0, 05 [ g ] V Na(CO3)2 = 4, 4 ml ∆ H H 2CO3 = 218 [ calg ] ∆ HCO = 1270 [ calg ] ∆ H pas = 6318 [ calg ] Na(CO3)2 + 2 HNO3 ↔ Ne(N B3)2 + H2CO3 0,1 [M ] H 2O + CO2 4,4 ml 4, 4 ml Na(CO3)2 x 0,1molNa(CO3)2 1000mlNa(CO3)2 x 2mol HNO3 1mol Na(CO3)2 x 63 g HNO3 1mol HNO3 = 0,055 g HNO3 -Qc = Q g - [m pas∆H pas+mCO∆HCO+mHNO3∆ HHNO3 ] = mH 2O CH 2O (T f−T o ) + π (T f−T o ) - [0,77 (6318 )+0,1 (1270 )+(0,055)(218)] = (0, 9975) (2000) (300, 22 – 298, 2) + π (300, 22 – 298, 2) - [4864,86+127+11,99 ] = 4029, 9 + 2, 02 π - 5003, 85 – 4029, 9 = 2, 02 π π = - 9033 ,75 2,02 π = - 4472, 15 [ cal℃ ]  Determinación de calor de combustión de una muestra malambreCO = 0, 1 melem + m past = 1, 53 V H 2O = 2 L T o = 27, 04 °C T f = 29, 70 °C mCOres = 0, 06 g V = 7, 6 ml 7, 2 ml Na2CO3 x 0,1molNa2CO3 1000mlNa2CO3 x 2mol HNO3 1mol Na2CO3 x 63 g HNO3 1mol HNO3 = 0,096 g HNO3 -Qc = Q g - [mB ∆H g+mCO∆ HCO+mHNO3∆ HHNO3 ] = mH 2O CH 2O (T f−T o ) + π (T f−T o ) - 1, 43 ∆ H g – 0, 1 (1270) – 0, 096 (218) = (0, 9975) (2000) (302, 7 – 300, 04) + (-4472, 15) (2, 6) - 1, 43 ∆ H g – 14, 928 = 5306, 7 – 11897, 52 ∆ H g = 4505, 52 [ calg ] 5. Conclusión. Se puede concluir con el informe que se cumplió con los objetivos que se propusieron de determinar el calor específico de neutralización y de combustión de algunas sustancias. De manera que el experimento concluyo consiguiendo todos los datos requeridos.