Laboratorio De FisicoqumicaE.A.P. Ingeniera Agroindustrial

I. FUNDAMENTO TEORICO

El calor de combustin estndar molar para una sustancia formada de C, H y O, se define como el calor liberado por mol de compuesto cuando ste se quema con O2(g) para producir CO2(g) y H2O(l). El calor de combustin puede ser a presin constante DH o a volumen constante . En una bomba calorimtrica adiabtica a volumen constante se determina el valor de y se puede determinar la entalpa de combustin.Cuando se produce la combustin de un compuesto formado por C, H y O en una bomba calorimtrica adiabtica liberan calor: la reaccin de combustin, el alambre fusible y la formacin de cido ntrico; y absorben calor: la bomba calorimtrica, el agua y los productos de la combustin.La capacidad calorfica de un cuerpo es la cantidad de energa calrica que este requiere para variar en un grado su temperatura, por lo cual la variacin de energa interna de un cuerpo se puede expresar como:

E = nCvT

Esta ecuacin es una supuesta constante en el rango de temperatura considerado. El calor de combustin a presin constante H y el calor de combustin a volumen constante E.

Para determinar la capacidad calorfica de una bomba calorimtrica Cv se utilizara una sustancia patrn, el acido benzoico. La reaccin de combustin del acido benzoico solido a 298K es:

En una bomba calorimtrica adiabtica se determinan los valores de combustin a volumen constante y fcilmente podemos calcular el calor de combustin a presin constante por el uso de la ecuacin

H = E +nRT

Por este procedimiento se obtienen directamente muchos calores de formacin de compuestos orgnicos. Si estos contienen solo carbono, hidrogeno y oxigeno, la informacin necesaria es el calor de formacin del dixido de carbono y del agua liquida que son los productos finales de oxidacin de tales compuestos.II. OBJETIVOS Medir la cantidad de materia que se quema en forma instantnea en presencia de O2 Determinar la capacidad calorfica de una bomba calorimtrica a volumen constante Determinar el calor de combustin a presin y volumen constante de una muestra problema Determinar el calor de formacin de dicha muestra a partir de su calor de combustin

III. EQUIPO Y MATERIAL:

Bomba calorimtrica Cronmetro Termmetro probeta de 1000 ml. Pinzas Pipeta de 5 ml Agitador Transformador Bureta de 50ml Matraz Alambra de ignicin

SUSTANCIAS:

Acido Benzoico Agua destilada Anaranjado de metilo Solucin de Na2CO3, 0.0225 N 2 litros de Agua (valde) Oxigeno

IV.PROCEDIMIENTO

V.RESULTADOSTITULACINEl volumen utilizado fue de 23 mlNormalidad de Na2CO3=0.0225 Ng.m.e= 63 x 10-3REACCIONESPara Formar El Acido Ntrico:

Temperatura inicial: 71.93FTemperatura final: 96.5FPeso de la muestra: 0.9872 gramosCantidad de alambre que se oxida: 8.5 cm; por tanto queda: 1.5 cmVI. CALCULOS Frmula A Emplear:

-------- ecuacin (I)

Para calcular la cantidad de HNO3 que se forma en la reaccin se emplea la formula

DATOS EXPERIMENTALES1 Hallamos La Variacin De Temperatura

Convirtindolo a C

Convirtindolo a C

Por tanto: 2 Cantidad De Alambre Oxidado En La Bomba Calorimtrica

3 Hallar La Cantidad De Fe/Fe2O3

4 Cantidad De HNO3

5 Calcular La Masa Del Agua (Ma)Volumen del agua: 2 litros = 2000 mlDensidad del agua aprox. = 1 gr/cc

6 Averiguar La Capacidad Calorfica Del Agua

7 Remplazamos En La Ecuacin (I)

8Hallando El Porcentaje De ErrorEl calor de combustin del acido benzoico es: -766 Kcal = -766000 calEl calor de combustin del acido benzoico es: -31586.387 cal

VI. DISCUSIONESBertrn (2002) menciona que la Bomba Calorimtrica se usa para determinar el calor de combustin de una muestra, quemndose a un volumen constante; donde el calor de combustin es la mxima cantidad de calor cuando su combustin es completa. En la prctica citada en la literatura, se determin la capacidad calorfica de la bomba calorimtrica, quemando una muestra exactamente medida de cido benzoico que produce una cantidad de calor conocido, y seguidamente se determin el calor de combustin para una muestra de chocolate. . La capacidad calorfica obtenida para el calormetro fue de 4423 17 cal/C, el calor de combustin para el chocolate de la primera muestra fue de 7,6 kcal con un porcentaje de error de 4% y 6,4 kcal para la muestra 2 con un porcentaje de error de 5%. La bomba calorimtrica permite determinar los calores de combustin para productos alimenticios, se recomienda seguir el mtodo en su totalidad. Segn Frigols (2003) reporta que la capacidad calorfica de un cuerpo es el cociente entre la cantidad de energa calorfica transferida a un cuerpo o sistema en un proceso cualquiera y el cambio de temperatura que experimenta. En una forma menos formal es la energa necesaria para aumentar la temperatura de una determinada cantidad de una sustancia indica la mayor o menor dificultad que presenta dicho cuerpo para experimentarcambios de temperatura bajo el suministro de calor. Puede interpretarse como una medida de inercia trmica. Es una propiedad extensiva, ya que su magnitud depende, no solo de la sustancia, sino tambin de la cantidad de materia del cuerpo o sistema; por ello, es caracterstica de un cuerpo o sistema particular. Porejemplo, la capacidad calorfica del agua de una piscina olmpica ser mayor que la de un vaso de agua. En general, la capacidad calorfica depende adems de la temperatura y de la presin. Sanz (1996) la capacidad calorfica no debe ser confundida con la capacidad calorfica especfica o calor especfico, el cual es la propiedad intensiva que se refiere a la capacidad de un cuerpo para almacenar calor, y es el cociente entre la capacidad calorfica y la masa del objeto. El calor especfico es una propiedad caracterstica de las sustancias y depende de las mismas variables que la capacidad calorfica. Para Atkins (2008) indica a la capacidad calorfica de cada material depende de la existencia en dicho material de mecanismos de acumulacin de energa, a travs de la excitacin de vibraciones de los tomos o de la excitacin de electrones a los niveles superiores de energa. En la mayor parte de los slidos (con excepcin de los metales a muy baja temperatura) la capacidad calorfica est determinada esencialmente por la energa que puede acumular el slido en forma de vibraciones de los tomos que lo componen, en torno a sus posiciones de equilibrio. En la teora clsica de los calores especficos, la energa media a una temperatura dada se calcula teniendo en cuenta todas las energas posibles y calculando el valor promedio mediante la estadstica de Boltzmann.

VII. CONCLUSIONES El calor liberado en las reacciones es absorbido por la bomba. El calor absorbido por los compuestos es tan pequeo que este se puede despreciar sin que se afecten nuestros clculos. Es conveniente que la reaccin que ocurre en el calormetro sea rpida, de tal forma que durante ella el intercambio de calor entre el calormetro y el medio ambiente sea despreciable. A partir del calor de formacin de las sustancias que intervienen en la reaccin se puede obtener el calor de combustin de dicha reaccin. Para mantener el equilibrio trmico del sistema es necesario utilizar el agitador y una camisa adiabtica

VIII. REFERENCIAS BIBLIOGRFICAS ANTN Fos, G.M.; Garca Domnech, R. Y Moreno Frigols G. (2003).Lecciones De Introduccin A La Fisicoqumica. Universidad Cardenal Herrera-CEU. Sanz Pedrero, P. (1996). Fisicoqumica Para Farmacia Y Biologa. Ed. Ediciones Cientficas Y Tcnicas, S.A., Barcelona. Laidler, K.J. Physical Chemistry With Biological Applications. Ed. The Benjamin/Cumming Publishing. Levine, I.N. (2005) Problemas De Fisicoqumica. Mc Graw Hill-Interamericana De Espaa. P.W. Atkins, J. De Paula, Qumica Fsica, 8 Ed. (En Castellano), Editorial Panamericana, 2008. J. Bertrn, J. Nuez, J. (Coordinadores), Manual De Qumica Fsica, 2 Vols., Ariel, 2002.Pgina 9