Calor de Combustión PDF

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Breve texto que habla del calor de combustión...

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Una reacción de combustión se define como aquella que tiene lugar entre un elemento o compuesto y el oxígeno para formar productos de combustión determinados. Para compuestos orgánicos formados únicamente por carbono hidrógeno y oxígeno los productos de la combustión son dióxido de carbono y agua. La reacción de combustión para el etanol es la siguiente: CH 3 CH 2 OH +3 O 2→ 2 CO 2+3 H 2 O El calor de combustión (ΔCH) de una sustancia es el que resulta de la combustión de un mol de dicha sustancia en su estado normal a 25°C y 1 atm de presión. Experimentalmente se puede calcular el calor de combustión aproximado de algunos alcoholes determinando las temperaturas inicial y final alcanzadas al calentar una determinada cantidad de agua con el calor liberado de la combustión de dichas sustancias. Esto se puede llevar a cabo utilizando un liquido de referencia (acetona) al cual se le conoce su calor de combustión ( ΔCH = -1790 KJ/mol a 298.15 ºK) y usando un sistema diseñado para usarse en el laboratorio. La cantidad de energía en forma de calor QA de la acetona se puede expresar de la siguiente forma: m Q A = A Δc H (acetona l) ………….(1) MA O bien: Q A=

δAV A Δ H (acetona l) ………….(2) MA c

Dónde: δA, VA, m A y MA, son; la densidad, el volumen, la masa y el peso molecular de la acetona respectivamente. De esta energía, al calentar el agua en un recipiente de vidrio, sólo una fracción sirve para calentar el agua, por lo que la energía QH O aprovechada por el agua es: δ V Q A =K A A Δc H (acetonal) ………….(3) MA 2

La energía en forma de calor QH2O que sirvió para elevar la temperatura del agua, puede expresarse también como: Q H 2 O= m H 2 O C H 2 O (T fA H 2O −T iA H 2 O ) ………….(4)

Donde: CH2O es la capacidad calorífica del agua (4.184 J.g-1.K-1), mH2O es la masa del agua, T y T son las temperaturas inicial y final (en ºK) que alcanza el agua cuando se quema acetona, respectivamente. Igualando (3) y (4), tenemos: δ V A A K A A Δc H (acetona l)=m H 2O C H 2 O (T f H 2O −T i H 2 O ) ………….(5) MA A i H2O

A f H2O

Una ecuación similar a (5) se puede obtener para cada alcohol: K

δ OH V OH A A Δc H (alcohol l)=m H 2 O C H 2 O (T f H 2 O−T i H 2O ) M OH

………….(6)

Donde el superíndice y el subíndice OH está representando a los términos del alcohol considerado. Como se supone que la proporción de energía que se pierde en forma de calor

es la misma para la combustión de cada alcohol y para la acetona, las K son iguales, por lo tanto, despejando K de ambas ecuaciones, igualando las expresiones resultantes y posteriormente despejado la ΔCH para un alcohol se tiene: δ A V A M OH T fA OH −T iAOH ) Δ H (acetona l) ………….(7) ( Δ c H (alcohol l)= M A δOH V OH T fA H 2 O −T iAH 2 O c FUENTES LITERARIAS DE INFORMACIÓN Libros de Texto: 1) Atkins P. and J. de Paula. 2010. Physical Chemistry; Ninth Edition; Oxford University Press, England. 2) Engel T. y P. Reid. 2007. Introducción a la Fisicoquímica: Termodinámica; Primera edición; Pearson Educación, México.

3) Hammes G.G. 2007. Physical Chemistry for the Biological Sciences. John Wiley& Sons, Inc., USA....