Calor de combustión del ácido benzoico

Termodinámica. Bomba calorímetro PARR. Volumen. Presión. Ecuación de gases ideales

  • Enviado por: Federico Hasbach Melchor
  • Idioma: castellano
  • País: España España
  • 7 páginas
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PRACTICA NUMERO 4

OBJETIVOS

PRIMERA LEY DE LA TERMODINÁMICA EN REACCIONES QUIMICAS

DETERMINAR EL CALOR DE COMBUSTION DEL ACIDO BENZOICO UTILIZANDO LA BOMBA CALORÍMETRO PARR.

INTRODUCCION TEORICA

Las mediciones para determinar directamente la variación, de calor comprendida en una reacción, se usan el calorímetro, que consiste en un recipiente aislado lleno de agua en el cual se sumerge la cámara de reacción. Cuando la reacción es exotérmica el calor transferido o producido se transfiere el agua cuyo asenso de temperatura se lee con precisión mediante un termómetro sumergido en ella.

Calores de formación

Una sustancia a una temperatura cualquiera se dice que se encuentra en su estado tipo, cuando su actividad es igual a uno. La actividad cuyo símbolo es a puede medirse termodinamicamente como una presión o concentración corregida. En sólidos líquidos o gases ideales el estado tipo corresponde a sustancias a una atmósfera de presión.

En gases reales esta no es una atmósfera pero la diferencia no es considerable. En el caso de las sustancias disueltas en el estado tipo es la concentración para calcular a=1. Las entalpias de las sustancias en el estado tipo se designan por el símbolo H en una reacción en donde todos los reactivas y los productos se encuentran en una cantidad igual ala unidad.

CALORES DE REACCION A VOLUMEN Y PRESIÓN CONSTANTE

Hay dos condiciones generales mediante las cuales se efectúan las mediciones termodinamicas una es a volumen contante y la otra es a presión contante. en la primera se mantiene constante el volumen del sistema cuyo cambio térmico se busca durante todo el curso de la medición. En cambio al operar en presión constante se mantiene el sistema abierto ya sea ala atmósfera, o confinado dentro de una vasija sobre la cual se ejerce una presión constante.

En estas condiciones puede tener lugar un cambio de volumen y el sistema es capaz de ajustarse a la presión externa constante. El significado exacto de ambos tipos de medición se obtiene mejor, al aplicar la primera ley de la termodinámica ala variación térmica que ocurre dentro del calorímetro. De acuerdo a ella cualquier calor agregado al sistema ira a incrementar la energía interna de esta y al realizar un trabajo externo.

CALORES DE COMBUSTION

Se han determinado cuidadosamente los calores desprendidos en la combustión completa con el oxigeno de muchos compuestos orgánicos. El método preferente consiste en quemar la sustancia en una bomba de combustión y medir el calor liberado como los de combustión se obtiene a volumen constante los valores de E medidos se convierten a H. el termino de calor de combustión hace referencia ala cantidad liberada por mol de sustancia quemada.

Por este procedimiento se obtiene directamente muchos calores de formación de compuestos orgánicas. Si estos contienen solo carbono e hidrogeno la formación suplementaria necesaria en el calor de formación de dióxido de carbono y el agua liquida que son los productos finales de oxidación de tales compuestos.

Material y sustancias

Calorímetro adiabatico Parr

Termómetro

SUSTANCIAS

0.25 g de acido benzoico

6g de peroxido de sodio

'Calor de combustión del ácido benzoico'
1 g de perclorato de potacio

TABLA DE DATOS EXPERIMENTALES

Temperatura inicial

26.6ºC

Temperatura final

27.8ºC

Calor de formación

-771200 cal/mol

REACCION

C6H5COOH(s)+15/2º2(G)--------------------7CO2(g)+3H2O(l)

TABLA DE DATOS ADICIONALES

Constante del calorimetro

2165 cal/ºC

Volumen

20cm³

R

82.05 atm cm³/mol k

TABLA DE ECUACIONES

CALCULO

FORMULA

UNIDADES

Q absorbido cal

K(tf-ti)

Calorias

Qv

-0.63Q/n

Calorias

N

Masa/MM acido

Moles

Qp

Qv+(NCO2RT-NO2RT

Cal/mol

h

h combustion

Cal/mol

Presión

NCO2RTF/V

Atmosferas

% Error

hbiblio- h(100)

%

Cálculos

Calor absorbido por el calorímetro

K=2165 cal/ºC

Q= K(TF-TI)

Q= 2165 cal/ºC(27.8ºC-26.6ºC)

Q= 2598 cal

Calcular el calor de combustión a volumen constante

Qv= -.63Q/n

N= .25 GRAMOS

122 G/MOL

N= 0.0020MOL

Qv= -.63(2598)/0.0020 mol

Qv= -818370cal/ mol

Calcular el calor de combustión a presión contante

NCO2=7(0.0020MOL)=0.014 MOL

NO2=15/2(0.0020MOL)=0.015MOL

Qp= -818370cal/mol+(.014mol(82.05)(300.95)-(.015mol)(82.05)(299.75))

Qp=-818346 cal /mol

Calcular la presión que alcanza el reactor

P= (0.014)(82.05)(300.95)/20

P=17.28 atmósferas

Calcular el porciento de error

%E= [-771200-(-818346)](100)/-771200

%E= 6%

TABLA DE RESULTADOS

CALOR TOTAL

2598

CALORÍAS

CALOR A V CTE

-818370

CALORÍAS/MOL

N DE MOLES

0.0020

MOLES

N CO2

0.014

MOLES

N O2

0.015

MOLES

CALOR A P CTE

-818346

CALORÍAS/MOL

DELTA H

-818346

CALORÍAS/MOL

PRESIÓN CO2

17.28

ATMÓSFERAS

% ERROR

6

PORCIENTO

En lo personal yo creo que es adecuado aplicar la ecuación de los gases ideales por que la formula de dichos gases en esta experimentación se contaban con todos los elementos para poder calcular la presión de CO2 pero creo que es mucha la presión que nos resulto en el reactor en esta experimentación.

I

'Calor de combustión del ácido benzoico'