DATOS

1. Determinación de la capacidad calorífica (Cv) del calorímetro

-Masa de la pastilla de acido benzoico = 0,8974 gr.-Longitud del alambre de fusión = 6.3 cm.-Molaridad de NaOH = 0.0908 M-Volumen de NaOH gastado= 3.5 ml

Después de la igniciónt(s) 0 15 30 45 60 75 90 105 120 135 150 165T(ºC) 23.1 23.1 23.1 23.1 23.0 21 23.6 24.2 24.5 24.7 24.9 25

t(s) 180 195 210 225 240 255 270 285 300 315 330T(ºC) 25.2 25.3 25.3 25,4 25,4 25,4 25,4 25,5 25,5 25,5 25,5

2. Determinación de calor de combustión de la muestra -Volumen de la muestra: 1.00 ml-Longitud del Alambre de fusión: 6.3 cm.-Volumen de NaOH gastado en la titulación: 9,7 mlMuestra numero: 7Compuesto: CiclohexanoCalor de Combustión teórico del Ciclohexano: 3920 kJ/mol

Después de la igniciónt(s) 0 15 30 45 60 75 90 105 120 135 150 165T(ºC) 22.1 22.1 22.1 22.1 22.1 22.4 23.1 23.8 24.3 24.6 24.8 25

t(s) 180 195 210 225 240 255 270 285 300 315T(ºC) 25 25.1 25.1 25.3 25.4 25.5 25.5 25.5 25.5 25.5

C6H12 (l) + 9O2 (g) 6CO2 + 6H2O (l)

∆n = - 3mol de ciclo hexanoDensidad ciclo hexano = 0,779 g/ cm3Densidad molar = 9,2561x10-3 mol/ml∆Hcomb = ∆nRT - Q.L - ∆Eform VM - Cv∆T

Calores de Formación del H2O y el CO2

∆HformCO2= -393.5 kJ/mol∆HformH2O = -285.83 kJ/mol

CÁLCULOS

∆T = Tf - Ti

∆T = (25,5 – 23,1)K = 2,4 K

Como hay un proceso adiabático se cumple que

∆Hcomb - ∆nRT + Q.L + ∆Eform.VM + Cv∆T = 0

Cv = - ∆Hcomb + ∆nRT - Q.L - ∆E form.VM ∆T

Donde:

Cv = - (-26440 J/gr x 1 gr ac benz) + (-0.5 mol x 8.317J/K mol x 298K) – (-9,62 J/cm x 6.3cm) – (-57750 J/mol x 3.5 ml x 0.0908 mol/1000ml) 2.4 K

Cv = 11500.11419J/K

2. Calcular el valor de ∆E y ∆H de combustión de la muestra problema en kJ/mol y evaluar el porcentaje de error para el cálculo de ∆Hcomb.

Para la combustión de un mol de ciclohexano líquido a 298ºK su reacción de combustión es:

C6H12 (l) + 9O2 (g) 6CO2 + 6H2O (l)∆n = - 3mol de ciclohexano∆T = Tf - Ti = (25.5 – 22.1) K = 3.4KDensidad Molar del ciclohexano = 9,256x10-3 mol/ml∆Hcomb = ∆nRT - Q.L - ∆Eform VM - Cv∆T

∆Hcomb= (-3mol x 0.008317kJ/K mol x 298.15K) - (-0.00962kJ/cm x 6.3cm) - (-57.75 kJ/mol x 9.7 ml x 0.0908 mol/1000 ml) - (11.50011419 kJ/K x 3.4K)

∆Hcomb = -46,42179786kJ /9,2561x10-3 moles = -5015.222732 kJ/mol ∆Ecomb = ∆Hcomb - ∆nRT

∆Ecomb = -5015.222 kJ/mol – (-1 mol x 0.008317 kJ/Kmol x 298.15K) ∆Ecomb = - 5012.74 kJ/mol

%ERROR= │valor experimental – valor teórico= │5015.222 – 3920│ x 100 = 27,93% Valor teórico 3920

3. Determinar el calor de formación en kJ/mol de la muestra problema consultando los calores de formación del dióxido de carbono y del agua liquida a 25 ºC.

∆HformCO2= -393.5 kJ/mol∆HformH2O = -285.83 kJ/mol

∆Hform = - ∆H comb + (Y x ∆HformO2) – (Z x ∆HformCO2) – (W x ∆HformH2O) X

Con X, Y, Z, W coeficientes estequiométricos de la ciclohexano, el oxigeno, CO2 y H2O respectivamente.

∆Hform = - (-5015.222 kJ/mol) + (9 x 0 kJ/mol ) – (6 x -393.5 kJ/mol ) – (6 x -285.83 kJ/mol ) 1∆Hform = 939,24 kJ/mol

RESULTADOS

∆T

Capacidad Calorífica del Calorímetro 11500.11419J/K∆Hcomb de la muestra problema -5015.222 kJ/mol∆Ecomb de la muestra problema - 5012.74 kJ/molPorcentaje de error del cálculo del ∆Hcomb de la muestra problema 27.93%Calor de formación de la muestra problema 939.242 kJ/mol

ANÁLISIS DE RESULTADOS

- El porcentaje de error es muy alto. Este error se puede deber a que la concentración que se tomó del ciclohexano fue hallada en valores estándar encontrados en fichas técnicas de libros y en Internet. Pero no se supo realmente cual fue la concentración utilizada en el laboratorio, y esta puede variar dependiendo del uso que se le de en el laboratorio. Otra causa de error es al momento de inyectar el oxígeno en la bomba, ya que se pasó un poquito de la medida exacta de las atmósferas. Otra causa es que el ΔH° de combustión del ácido benzoico obtenido en las tablas, está calculado para una temperatura de 25ºC y una atmósfera de presión y las condiciones del laboratorio difieren con respecto a éstas. La temperatura que se utilizó en las ecuaciones fue siempre 25ºC y probablemente estábamos a una temperatura diferente. - En la determinación de la capacidad calorífica del calorímetro se observa que a medida que aumenta el tiempo hay un incremento en la temperatura, que genera un ∆T y por lo tanto la energía calórica necesaria para la variación de la temperatura se puede calcular.

- En la determinación del calor de combustión para el ciclo hexano se obtuvo un valor negativo, lo que indica que la reacción libera calor, necesario para la formación de productos como el dióxido de carbono y H 2O liquida.

- El calor liberado por mol del compuesto, es mucho mayor en el acido benzoico que en el ciclohexano, lo que indica que a mayor masa molar de compuesto mayor calor liberado.

- El calor de formación del ciclohexano es aproximadamente el doble de su calor de combustión y en este caso es una reacción que absorbe calor del sistema

CONCLUSIONES

- El aumento de la temperatura del agua a medida que se da la reacción tiende hacia un valor constante debido a que el flujo calórico es consecuencia del gradiente de temperatura entre los dos sistemas. Por esto cuando se establece el equilibrio, dicho gradiente es igual a cero y la temperatura se mantiene constante.

- Se pudo comprobar que para la combustión de diferentes compuestos orgánicos se necesita más o menos calor por cantidad de masa. El calor de combustión es el calor necesario por mol para que una sustancia orgánica se queme en presencia de O2 para producir CO2 y H2O.

- Los cuerpos poseen distintas capacidades caloríficas. Al pasar el tiempo estas pueden cambiar, por lo tanto cada vez que se utiliza el calorímetro es necesario calcular la capacidad calorífica de este. La capacidad calorífica es la cantidad de energía caloríca que este requiere para variar en un grado su temperatura. Así algunos cuerpos tienen mas o menos capacidad calorífica; como el agua que necesita de mucha energía para que esta suba 1ºC y por esto es tan buena absorbente de calor.

BIBLIOGRAFIA

- IRAN N. Levine, Fisicoquímica, Ed., Mc. Graw-Hill, Latinoamericana- http://www.mty.itesm.mx/dia/deptos/cv/cv95-883/2_Propiedades_termicas.ppt