Universidad Autónoma de San Luis Potosí Facultad de Ciencias

Universidad Autónoma
de
San Luis Potosí
Facultad de Ciencias
Químicas
Laboratorio de Fisicoquímica I
Nombre de la práctica:
Calorimetría de combustión II
Entalpia de combustión
Pre laboratorio no. 4
Alumno: Antonio Díaz de león Bautista
Fecha 10 de Marzo del 2015
Día martes
Hora 7:00-8:00
Maestro de la práctica
Maribel Emilia Martínez Partida
Calificación _________
Calorimetría de combustión II
Entalpia de combustión
Objetivo:
El alumno determinara el calor de combustión de una muestra a volumen
constante y calculara la entalpia de combustión correspondiente.
Guía de estudios:
1.-Explique cómo se prepara un líquido volátil y un líquido no volátil para ser
utilizado en el calorímetro de combustión.
Los líquidos no volátiles:
Se queman directamente en la capsula de combustión sin protección alguna sobre
la muestra, el alambre de ignición debe colocarse arriba de la superficie del líquido
sin tocarlo, el volumen debe ser conocido.
Liquido volátil:
Para evitar evaporaciones la capsula debe cubrirse con una cinta adhesiva
trasparente, de celulosa, con bajo contenido de cloro y azufre. Con ayuda de una
jeringa agregar el volumen deseado y tapar el orificio, el alambre debe ir por
encima de la cinta.
2.- Explique cómo se preparan los granos y fibras para ser utilizados en el
calorímetro de combustión.
Pueden quemarse directamente en la capsula de combustión, si su combustión es
muy rápida humedecer un poco, y por el contrario si es necesario se debe secar
para quemarse.
3.- Explique cómo se prepara una muestra sólida para ser utilizada en el
calorímetro de combustión.
La muestra debe pulverizarse y comprimirse en forma de pastilla.
4.- Consulte las entalpias de formación de, formule la ecuación estereoquímica y
calcule las entalpias de combustión para la acetona, benceno, y sacarosa, a 25°C
Acetona:
ΔfH: -216 kJ/mol
C3H60 (l) + 4 O2 (g)
3CO2 (g) + 3H2O (l)
∆𝑐𝐻 = (3𝑥 − 285.83) + (3𝑥 − 393.51) − (−216)
∆𝑐𝐻 = (−2038.02) − (−216)
∆𝑐𝐻 = −1822.02 𝑘𝐽/𝑚𝑜𝑙
Benceno:
ΔfH: 48.95 kJ/mol
C6H6 (l) + 15/2 O2 (g)
6CO2 (g) + 3H2O (l)
15
∆𝑐𝐻 = (3𝑥 − 285.83) + (6𝑥 − 393.51) − ( 𝑥48.95)
2
∆𝑐𝐻 = (−3218.55) − (367.125)
∆𝑐𝐻 = −3585.675 𝑘𝐽/𝑚𝑜𝑙
Sacarosa:
ΔfH: -2221.8 kJ/mol
C12H22011(s) + 12 O2 (g)
12CO2 (g) + 11H2O (l)
∆𝑐𝐻 = (11𝑥 − 285.83) + (12𝑥 − 393.51) − (−2221.8)
∆𝑐𝐻 = (−7866.25) − (−2221.8)
∆𝑐𝐻 = −5644.45 𝑘𝐽/𝑚𝑜𝑙
5.- Calcule los pesos de acetona, benceno y sacarosa que liberarían 7000 cal
durante su combustión a 25°C y presión constante.
7000𝑐𝑎𝑙
4.186 𝐽 1𝑘𝐽
= 29.302 𝑘𝐽
1 𝑐𝑎𝑙 1000 𝐽
Acetona:
Peso molecular:
𝑝𝑚 = (3𝑥12.011) + (6𝑥1.008) + (15.99) = 58.071 𝑔/𝑚𝑜𝑙
Gramos necesarios:
29.302 𝑘𝐽
1 𝑚𝑜𝑙
1822.02 𝑘𝐽
58.071 𝑔
= 0.933906 𝑔
1 𝑚𝑜𝑙
Benceno:
Peso molecular:
𝑝𝑚 = (6𝑥12.011) + (6𝑥1.008) = 78.114 𝑔/𝑚𝑜𝑙
Gramos necesarios:
29.302 𝑘𝐽
1 𝑚𝑜𝑙
3585.675 𝑘𝐽
78.114 𝑔
= 0.63834 𝑔
1 𝑚𝑜𝑙
Sacarosa:
Peso molecular:
𝑝𝑚 = (12𝑥12.011) + (22𝑥1.008) + (11𝑥15.99) = 342.198 𝑔/𝑚𝑜𝑙
Gramos necesarios:
29.302 𝑘𝐽
1 𝑚𝑜𝑙
5644.45 𝑘𝐽
342.198 𝑔
= 1.77645 𝑔
1 𝑚𝑜𝑙
7.- ¿Qué peso máximo de las sustancias mencionadas en los dos puntos
anteriores, en números redondos, recomendaría como límite para su combustión
en el calorímetro?
Acetona: 0.933 g
Benceno: 0.638 g
Sacarosa: 1.776 g
8.- Explique cómo se obtiene la entalpia de combustión en este tipo de
calorímetros (volumen constante).
Por medio de la suma de diferentes entalpias o calores, como el gastado por el
alambre de ignición ó por el absorbido por el agua y metal de la bomba.
Procedimiento
Calorimetría de combustión II
Entalpia de combustión
Preparación de la
muestra
Pesar muestra
Pesar con un
límite de
confianza X
NO
Explota la bomba
SI
Colocar en la pastilladora si es sólida o cubrir con
cinta si es volátil secar o humedecer si es grano fibra.
Operación de
calorímetro
Abra la bomba, retire la cabeza y
coloque sobre su soporte
Ponga la muestra en la capsula de acero
y coloque en el anillo de la cabeza
Corte 10 cm de alambre de ignición y
colóquelo entre los electrodos
1
1
Incline para consumir la muestra y
no incidir sobre los electrodos
Doble el alambre de ignición oprima la pastilla si es sólido, si es liquido(vol. y no vol.)no tocar el liquido
Agregar 1 ml de agua
destilada a la bomba
Retire la cabeza de la bomba de su soporte
y colóquela en el cuerpo de la bomba
Conecte la bomba al dispositivo de llenado y revise
que la válvula de llenado se encuentre cerrada
Abra la llave del oxígeno
girando solo ¼ de vuelta
Abra ligeramente la llave de llenado (en
granos o fibras evitar esparcir la muestra)
Baja velocidad y
cerrar a 25 atm
NO
Vaciar, limpiar y volver a
empezar desde la
preparación de la partilla
SI
Elimine el oxígeno de la línea empujando hacia
abajo la manivela de la válvula de alivio
2
2
NO
El manómetro
debe regresar a
cero
No funciona, el
experimento debe
suspenderse
SI
Cierre el tanque y desconecte con
cuidado la bomba de Sist. De llenado
Levante la tapa del calorímetro y
retire la tina de acero inoxidable
Vacié 2L de agua en un vaso de precipitado
Temperatu
ra de 20°C
NO
SI
Caliente
Mida en un matraz volumétrico y
vacié a la cubeta de acero, coloque la
tina dentro el calorímetro
Conecte los cables de la bomba
Desprendimiento
de burbujas
NO
3
SI
Suspenda la
operación y
atienda
indicaciones
3
Coloque la tapa del calorímetro, banda del motor agitador,
conecte el calorímetro a la línea 115V y encienda el agitador
Conecte la fuente de
ignición q la línea 115 V
Espere 5 min para que se
estabilice la temperatura
Anote las temperaturas a
intervalos de 1 min durante 5
min
Retírese el calorímetro
Al minuto 6 oprima el botón
de ignición durante 5 seg
Tome temperaturas a los 15,
30, 45, 60, 75 y 90 seg
No coloque
ninguna parte del
cuerpo sobre el
calorímetro
durante los
primeros 30 seg
desde que oprime
el botón de
encendido
Anote temperaturas a intervalos de 1 min hasta alcanzar la
temperatura máxima y 5 más a intervalos de 1 min
Apague el agitador, desconecte la fuente de ignición, separe la banda del motor
seque el bulbo del termómetro y el agitador, levante la bomba con su asa y
desconecte los cables
Abra la válvula, abra la bomba quite la cabeza
y coloque la en su soporte
4
4
Vacié el contenido en un vaso de 250
ml titule con NaOH0.1 M utilizando
azul de bromotimol
Retire el alambre no
quemado y mídalo
Fin