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Grupo: 25. Mayo 17, 2020. Profesora: Sac Nicté Gómez Barrera.
Práctica #9.. Calor de Combustión.
Cano Herrera Fernando (1); Padilla Ayala Jair (2); Tavares Victorino Francisco Rubén (3). Universidad Nacional Autónoma de México. Facultad de Química. Laboratorio C-9.
I. Resumen.
En esta práctica hicimos uso de los conocimientos adquiridos de calor y Termo química a lo largo del curso con el objetivo determinar el valor del calor de combustión para una sustancia problema mediante el uso de una bomba calorimétrica. Para cumplir con nuestro objetivo utilizamos una bomba parr para quemar un sólido y, a través de ciertos datos se calculó la constante del calorímetro y el calor de combustión de un chocolate.
II. Introducción.
Un cuerpo con masa (m) puede variar su temperatura inicial mediante un fenómeno térmico sí absorbe o cede cierta cantidad de calor (Q). al considerar qué la energía no puede crearse o destruirse de acuerdo con la ley de la conservación de la energía, entonces la energía absorbida o cedida por un cuerpo debe, en un principio ser cedida o absorbida por otro cuerpo. durante un combustion de unos cuerpos, él desprendimiento de calor se realiza de forma diferente de acuerdo a las características físicas y químicas del cuerpo un cuestion. se define cómo calor específico de combustión (I) cómo la cantidad de calor (Q) qué cede la unidad de masa del cuerpo qué se quemó totalmente y
se expresa en joules (J) por unidades de masa (Kg)
III. Metodología.
Material: bomba parr, una unidad de ignición, probeta de 1000 mL, pipeta volumétrica de 1.00 mL, vaso de precipitados de 250 mL, cronómetro, broca de 1.5 mm, 2 vidrios de reloj, una espátula, cilindro de oxígeno, alambre de ignición, ácido benzoico, naftaleno, agua destilada, prensa pastilladora y indicador universal.
IV. Resultados y Análisis de
Resultados.
Parte 1. A continuación se muestra la Tabla 1, que incluye los datos para poder calcular la constante del calorímetro (K). Dato que posteriormente será usado para calcular el calor de combustión del chocolate. Tabla 1 datos para calcular la constante del calorímetro.
Masa del agua. 2000 g
Temperatura en equilibrio.
300.7555 K
Temperatura inicial del agua.
298.8865 K
ΔUalambre -1400 cal/g
Calor específico del agua.
1 cal/g°C
C 6 H 5 COOH(s) + 15/2 O2(g) ➡ 7CO2(g) + 3H 2 O(l)
Sustancia. ΔH^0 f, 298.15K / kJ/mol
C 6 H 5 COOH(s) -384.
O2(g) 0
CO2(g) -393.
H 2 O(l) -285.
ΔH^0 r= - 3227.26 kJ/mol
ΔU^0 r = ΔH^0 r - Δ(ngases)RT Δ(ngases) = 7 - 15/2 = - ½
Qganado = - Qcedido Qk + Qagua = -(Qcomb+ Qalambre + Qácido)
K = 1346.22 cal/°C
Parte 2. La posterior Tabla 2 incluye los datos necesarios para calcular el calor de combustión de nuestra problema (chocolate).
Tabla 2 valores para determinar el calor de combustión del chocolate.
Masa del agua. 2000 g
Temperatura en equilibrio. 26.3 °C
Temperatura inicial del agua.
25.4 °C
ΔUalambre - cal/g
Calor específico del agua. 1 cal/g°C
ΔU^0 comb = -3039 cal/g comparado con el valor teórico que es de 4900 cal/g el porcentaje de error es del 37.98% debido a la pérdida de masa y que el todo el oxígeno no reaccionara con el chocolate si no que una parte reaccionó con el nitrógeno que aún permanecía en la bomba.
1.-¿Cuál fue el combustible usado para determinar la energía asociada a la reacción de combustión? El Chocolate. 2.-¿Cuál fue el combustible usado para determinar la constante del calorímetro? El ácido benzoico. 3.- Resolver los siguientes problemas: Una muestra de urea cristalizada [CO(NH2)2] se quema en una bomba calorimétrica y libera 151.9 kcal. Si los productos de la reacción de combustión son CO2 (g), H2O(l) y N2(g) contestar las siguientes preguntas: a.- ¿Qué tipo de calorímetro es la bomba calorimétrica? Es isocorica. b.- ¿Por qué se usa este tipo de calorímetro para obtener el calor de combustión? Porque así no se efectúa trabajo en el sistema y vuelve mucho más sencillo el estudio para conocer los calores de combustión. c.- La energía asociada a la reacción de combustión se determina mediante la variación de la temperatura. d.- ¿Cuáles son los valores de QP y QV en calorías?
e.- Escribir la reacción de combustión de la urea. 2CO(NH 2 ) 2 + 3O2(g) 2CO2(g) + 2N2(g) + 4H 2 O(l) f.- Si la combustión de la urea libera energía, la reacción es exotérmica. El propano, C 3 H8(g), es un combustible gaseoso común; la combustión de un mol del combustible libera a presión constante 2044 kJ. a) escribir la reacción de combustión: C 3 H8(g) + 5O2(g) 3CO2(g) + 4H 2 O(l)
b) dar el valor de Qp y de Qv en kcal.
c) indicar si la reacción es exotérmica o endotérmica. Es exotérmica.
- Los calores de combustión permiten estudiar las diferencias de energía de formas alotrópicas de los elementos. Dar un ejemplo numérico. Entalpía estándar de la formación de etanol: 2C(grafito) + 3H2(g) + ½O2(g) C 2 H 5 OH(l) ΔH^0 f = - 277.7 kJ La entalpía estándar de formación más estable de cualquier elemento es cero, debido a que no se requiere una reacción de formación si el elemento se encuentra en su estado estándar, así por ejemplo: ΔH^0 f C(grafito) = 0 kJ. A 25°C y 1 atm.
