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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
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
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Enviado por: Federico Hasbach Melchor Idioma: castellanoPaís: España