quimica industrial

1. INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL
UNIDAD PROFESIONAL INTERDISCIPLINARIA DE INGENIERÍA
Y CIENCIAS SOCIALES Y ADMINISTRATIVAS
Laboratorio de Química Industrial
Practica No. 3
Entalpia de Combustión (EQUIPO PHYWE)

2. OBJETIVO
1- El alumno determinara el calor de combustión a volumen constante de
sustancias solidas, aplicando el método calorímetro.
2- El alumno calculara el calor de combustión a presión constante, mediante la
corrección del calor de reacción a volumen constante
DATOS EXPERIMENTALES
Para el naftaleno
Longitud del alambre inicial: 12 cm v = 90 mL
Masa de la pastilla (muestra) 0.3 g
Longitud del alambre fusible 4.7 cm
Temperatura inicial del agua 20 ᵒC
Temperatura final del agua 22 ᵒC
Vol. Del Na₂CO₃ para el titular el HNO₃ 4.8 mL

3. CÁLCULOS Y RESULTADOS
1- Balance térmico
Calor cedido de la combustión de la pastilla y del Calor por el agua y
alambre, mas el calor cedido por el HNO₃ formado = por el calorímetro
₋ Q combustión - Q alambre - Q HNO₃ = Q agua + Q calorímetro
Por lo tanto, - Qv =
Q agua + Q calorímetro+ Q alambre + Q HNO₃
𝑛 𝑐𝑜𝑚𝑏𝑢𝑠𝑡𝑖𝑏𝑙𝑒
-Qv=
1800 cal+ 621.4 cal −10.81 cal + 17.18 cal
2.34 × 10−3
mol
= -1037508.54
𝑐𝑎𝑙
𝑚𝑜𝑙
Q alambre = (L cm)(-2.3
𝑐𝑎𝑙
𝑐𝑚
)
Q alambre = (4.7)( -2.3
𝑐𝑎𝑙
𝑐𝑚
) = -10.81 cal
Q HNO₃ = (∆Hᵒf HNO₃)(n HNO₃)
= (-49372
𝑐𝑎𝑙
𝑚𝑜𝑙
)(3.48 𝑥 10−4
mol)
= 17.18 cal
Q agua = (mCp∆T) m = 900g Cp = 1
𝑐𝑎𝑙
𝑔℃
= (900g)(1
𝑐𝑎𝑙
𝑔℃
)(22-20 ℃)
= 1800 cal
Q calorímetro = K∆T K = 1300
𝐽
℃
= (1300
𝐽
℃
)(22-20 ℃)
= 2600 J = 621.4 cal
n combustible = (masa en gramos)/(peso molecular)
=
0.3 𝑔
128
𝑔
𝑚𝑜𝑙
=2.34 × 10−3
mol
2- n HNO₃ = (N Na₂CO₃)(V Na₂CO₃)
= (0.0725 N)(0.0048 mL)
= 3.48 𝑥 10−4
mol
3- ∆Hc = ∆E + ∆n(g)RT
QV = ∆E ∆E molar experimento = -1.03 × 106 𝑐𝑎𝑙
𝑚𝑜𝑙
C₁₀H8(s) + 12O₂(g) 10CO₂(g) + 4H₂O(l)
∆n(g) = ∑ ngproductos – ∑ 𝑛 𝑔𝑟𝑒𝑎𝑐𝑡𝑖𝑣𝑜𝑠
n esel númerode molesde acidonítrico
formadopor oxidacióndel N₂presente enel aire
al momentode cerrarla bombay se determina
por titulación ∆Hᵒf HNO₃ = -49372
𝑐𝑎𝑙
𝑚𝑜𝑙

4. ∆n(g) = 12O₂(g) - 10CO₂(g) = 2 moles
∆Hc molar experimento = -1037508.54
𝑐𝑎𝑙
𝑚𝑜𝑙
+ (2 mol)(1.987
𝑐𝑎𝑙
𝑚𝑜𝑙∗𝐾
)(295 k)
= -1036336.21
𝑐𝑎𝑙
𝑚𝑜𝑙
∆Hc molar teorico = nHºf (productos) - nHºf (reactivos)
= 10molHºf CO₂+4molHºf H₂O-1molHºf C₁₀H8+12molHºf O₂
= (10 mol * -94526.65
𝑐𝑎𝑙
𝑚𝑜𝑙
) + (4 mol * -68313.37
𝑐𝑎𝑙
𝑚𝑜𝑙
) – (1 mol * 18403
𝑐𝑎𝑙
𝑚𝑜𝑙
)
= -1236922.98
𝑐𝑎𝑙
𝑚𝑜𝑙
ERROR EXPERIMENTAL
% error = |
1236922.98
𝑐𝑎𝑙
𝑚𝑜𝑙
− 1036336.21
𝑐𝑎𝑙
𝑚𝑜𝑙
1236922.98
𝑐𝑎𝑙
𝑚𝑜𝑙
| x 100 = 16.21%

5. CUESTIONARIO
1.- Escriba lasecuacionesde lasdosreaccionesquímicasde combustiónllevadasacabo.
C₁₀H₈ (s) + 12O₂ (g) 10CO₂ (g) + H₂O (l)
2.-Determine laentalpíade combustiónparacada una de las sustancias,expresandoel
resultadoenKcal/mol yenKJ/mol.
- Qv =
Q agua + Q calorímetro+ Q alambre+ Q HNO₃
𝑛 𝑐𝑜𝑚𝑏𝑢𝑠𝑡𝑖𝑏𝑙𝑒
-Qv=
1800 cal+ 621.4 cal −10.81 cal + 17.18 cal
2.34 × 10−3
mol
= -1037508.54
𝑐𝑎𝑙
𝑚𝑜𝑙
-Qv= -1037.51 Kcal/mol
-Qv= -4343.84 KJ/mol
3. - ¿Qué establece laLeyde Hess?
Que el calor de usan reacciónesindependiente delnúmerode pasosoetapasenlasque se
llevaacabo
4.- Calcule el valorde ΔH°c teóricamenteesperado, conaplicaciónde laLeyde Hesspara el
naftalenoypara el ácidobenzoicoTome losdatosnecesariosde lainformaciónque se le
proporcionaa continuación.
Reacción ΔH°r (Kcal) ΔH°r (KJ)
10C (s) + 4H₂ (g) C₁₀H₈ (s) 17.82 74.59
7C (s) + 3H₂ (g) + O₂ (g) C₆H₅COOH (s) -91.81 -384.31
C (s) + O₂ (g) CO₂ (g) -94.05 -393.69
H₂ (g) + 1/2O₂ (g) H₂O (l) -68.32 -285.98
C₁₀H₈ (s) 10C (s) + 4H₂ (g) -74.54 KJ
10C (s) + 10O₂ (g) 10 CO₂(g) -3936.90
4H₂ (g) + + O₂(g) 4H₂O (l) -1143.92
C₁₀H₈ (s) + 12O₂ (g) 10CO₂ (g) + H₂O (l) ΔH°c= 5155.44 KJ
5.-¿Cuál esel porcentaje de desviaciónentre el valorteóricoyel valorobtenido
experimentalmenteparalaentalpíade combustión (ΔH°c) encada caso?

6. % error = |
5155.44KJ/mol− 4343.84 KJ/mol
5155.44 KJ/mol
| x 100 = 15.74%
6.- ¿Qué importanciatiene desdeunpuntode vistaindustrial,el conocerlaentalpíade
combustiónde unmaterial orgánico?Cite algunosejemplosespecíficos.
Nosayuda a identificarcuantacantidadde energíase puede obteneral llevaracabola
combustiónde unmaterial.
La combustiónde laazúcar (C₁₂H₂₂O₁₁
La combustióndel metanol (CH₃OH)