universidad nacional autónoma de...

“CALOR DE COMBUSTIÓN”

Departamento de Fisicoquímica

Laboratorio de Termodinámica

Universidad Nacional Autónoma de México

Facultad de Química

Documento elaborado por el M en C Gerardo Omar Hernández Segura

OBJETIVO Que el alumno determine el calor de combustión de una

muestra sólida a partir de datos calorimétricos medidos

experimentalmente con la bomba calorimétrica.

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¿QUÉ ES LA TERMOQUÍMICA?

Es un área de la termodinámica experimental que se

encarga del estudio y la cuantificación de la cantidad de

calor cedida o absorbida por una reacción química.

REACCIÓN DE COMBUSTIÓN

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¿CÓMO SE MIDE LA CANTIDAD DE CALOR?

Instrumento (recipiente) que

permite cuantificar la

cantidad de calor cedida o

absorbida por un sistema

colocado en su interior. Posee

un dispositivo para medir la

temperatura y una pared

adiabática que impide la

transferencia de calor hacia

los alrededores.

CALORÍMETRO

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ISOBÁRICOS

(P = CONSTANTE)

ISOCÓRICOS

(V = CONSTANTE)

TIPOS DE CALORÍMETROS

ADIABÁTICOS

(Q = 0)

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ESQUEMA DEL CALORÍMETRO

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PARTE EXPERIMETAL

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1. Determinación de la constante del calorímetro:

Masa de agua en la cubeta: 2000 g

Masa de pastilla de ácido benzóico: 1 g (Masa molar: 122 g/mol)

Calor específico del agua: 1 cal/gºC

Adicionar 1 mL de agua destilada en el interior de la bomba.

Pesar el alambre de ignición antes y después de la reacción de

combustión (ΔUºalambre = −1400 cal/g).

2. Determinación del calor de combustión de una muestra sólida:

Masa de agua en la cubeta: 2000 g

Masa de muestra sólida (chocolate, dulce, etc.): 1 g

Calor específico del agua: 1 cal/gºC

Adicionar 1 mL de agua destilada en el interior de la bomba.

Pesar el alambre de ignición antes y después de la reacción de

combustión (ΔUºalambre = −1400 cal/g).

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DETERMINACIÓN DE LA CONSTANTE DEL CALORÍMETRO

ganado cedidoQ Q

2H OK reacciónQ Q Q

2 2

0 0

H O H O .( ) ( )f i f i ac benz comb alambre alambreK T T m c T T m U m U

2 3H O HNO( )K comb alambreQ Q Q Q Q

2 2

0 0

. H O H O ( )

( )

ac benz comb alambre alambre f i

f i

m U m U m c T TK

T T

0 1400 cal/galambreU

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DETERMINACIÓN DEL CALOR DE COMBUSTIÓN DE UNA MUESTRA SÓLIDA

ganado cedidoQ Q

2H OK reacciónQ Q Q

2 3H O HNO( )K muestra alambreQ Q Q Q Q

2 2

0

H O H O0( ) ( )f i f i alambre alambre

muestra

muestra

m c T T K T T m UU

m

0 1400 cal/galambreU

2 2

0 0

H O H Of i f i muestra muestra alambre alambreK T T m c T T m U m U

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tiempo

Tem

pera

tura

Tiempo de

mezclado

Vaciar al gráfico los datos

experimentales

• Trazar en papel milimétrico las

mejores rectas posibles para las

temperaturas registradas antes y

después del mezclado

• Identificar el tiempo en que ocurrió

la mezcla

•Extrapolar ambas rectas hasta el

tiempo de mezclado

• Determinar Ti y Tf

Ti = temperatura del agua antes de

la reacción.

Tf = temperatura del agua después

de la reacción.

Determinación de las temperaturas para

ambos experimentos

iT

fT

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COMPARACIÓN DEL VALOR TEÓRICO Y EXPERIMENTAL

Comparar el ΔU0 experimental

con el valor informado en el

empaque del dulce y determinar

el % error:

0 0

0% 100

empaque exp

empaque

U UError

U

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