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Facultad de Química, UNAM Departamento de Fisicoquímica Laboratorio de Termodinámica
PRÁCTICA 9: CALOR DE COMBUSTIÓN
Prof. Elizabeth K. Galván Miranda
ObjeIvo general
Laboratorio de Termodinámica. PrácBca 9: Calor de CombusBón
Determinar el calor de combusIón de un alimento uIlizando una bomba calorimétrica
Termoquímica • Área de la termodinámica experimental que se encarga
de cuanIficar el calor que absorbe o cede una reacción química
Cede calor, Q<0
Laboratorio de Termodinámica. PrácBca 9: Calor de CombusBón
Absorbe calor, Q>0
Termoquímica: calorímetros Presión constante
(isobáricos)
Laboratorio de Termodinámica. PrácBca 9: Calor de CombusBón
Volumen constante (isocóricos)
Bomba calorimétrica
Termoquímica: reacciones de combusIón • Proceso químico rápido en el que reacciona una
sustancia (combusIble) con óxigeno produciendo calor y/o luz
Laboratorio de Termodinámica. PrácBca 9: Calor de CombusBón
Termoquímica: reacciones de combusIón • CombusIbles orgánicos (C,H) producen dioxido de
carbono y agua
Laboratorio de Termodinámica. PrácBca 9: Calor de CombusBón
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Laboratorio de Termodinámica. PrácBca 9: Calor de CombusBón
Bomba calorimétrica: reacciones de combusIón
Calorimetría Energía interna
En un proceso a voumen constante
dU = !Q+!W
Laboratorio de Termodinámica. PrácBca 9: Calor de CombusBón
!W = 0dU = !Q
En la bomba calorimétrica la
energía interna es igual al calor transferido
Relación entre la entalpía y la energía interna Entalpía: función de estado, propiedad extensiva
H =U + PV
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!H = !U +!(PV )
PV = nRT!(PV ) = !(nRT )
Ley del gas ideal A T constante
!H = !U +!(ngases )RT
¡Ojo! El volumen de las fases condensadas se desprecia porque es mucho menor que el de los gases, además las fases condensadas
manIenen un volumen casi constante
Relación entre la entalpía y la energía interna
Donde
!U = !H "!(ngases )RT
Laboratorio de Termodinámica. PrácBca 9: Calor de CombusBón
!(ngases ) = ni ,gases prod. " n j ,gases react.j#
i#
Termoquímica: reacciones de combusIón • CombusIbles orgánicos (C,H) producen dioxido de
carbono y agua
Laboratorio de Termodinámica. PrácBca 9: Calor de CombusBón
C6H5COOH (s) + 15/2 O2 (g) 7 CO2 (g) + 3 H2O (l)
!Hr0 = !Ur
0 +!(ngases )RT
!(ngases ) = 7"152= "12
Termoquímica: reacciones de combusIón • Entalpía de la reacción: Ley de Hess
Laboratorio de Termodinámica. PrácBca 9: Calor de CombusBón
!Hr0 = ni
i" !H f ,i
0 productos# n jj" !H f , j
0 reactivos
C6H5COOH (s) + 15/2 O2 (g) 7 CO2 (g) + 3 H2O (l)
Sustancia ΔH°f, 298.15 K / (kJ/mol) C6H5COOH (s) -‐384.80
O2 (g) 0 CO2 (g) -‐393.51 H2O (l) -‐285.83
Termoquímica: reacciones de combusIón
Laboratorio de Termodinámica. PrácBca 9: Calor de CombusBón
C6H5COOH (s) + 15/2 O2 (g) 7 CO2 (g) + 3 H2O (l)
!Hr0 = !Ur
0 +!(ngases )RT
Calcular ΔU de combusIón del ácido benzóico
Problema Determinar el calor de combusIón de la muestra problema (contenido calórico)
Laboratorio de Termodinámica. PrácBca 9: Calor de CombusBón