Determinação do Calor de Combustão do Ácido Benzóico
Por: Juliana2017 • 27/6/2018 • 1.604 Palavras (7 Páginas) • 409 Visualizações
...
Sabemos que [pic 8] (1)
onde [pic 9](calor de combustão a volume constante [J.mol-1]) é o efeito térmico da combustão levada a efeito isotermicamente na temperatura T1 [K] e [pic 10]é o efeito térmico que acompanha o aquecimento do calorímetro e dos produtos da reação da temperatura T1 à temperatura T2.
Essa relação é dada pela seguinte integral:
[pic 11] (2)
onde Cv é a capacidade térmica a volume constante [J.mol-1.K-1].
Como o intervalo de temperaturas considerado é muito pequeno, pode-se considerar a capacidade térmica do calorímetro e dos produtos constante, resultando em:
[pic 12] (3)
[pic 13] (4)
[pic 14] (5)
Analisando a equação (5), nota-se que se pode calcular o efeito térmico [pic 15]conhecendo a capacidade térmica do calorímetro com os produtos da reação e a elevação de temperatura sofrida pelo conjunto devido à combustão. A capacidade térmica do sistema é dada por:
[pic 16] (6)
Onde [pic 17] é a massa de água no recipiente calorimétrico [g], [pic 18] é o calor específico da água [J.mol-1.K-1] e C0 a capacidade térmica do conjunto calorimétrico [J.mol-1.K-1].
Encontrado o valor de [pic 19]T pelo gráfico (Figura 2) e o valor de [pic 20]pelos cálculos anteriores, podemos calcular o efeito térmico correspondente à combustão de um mol da substância em estudo, lembrando que:
[pic 21] (7)
Onde [pic 22] é a massa molar do ácido em estudo [g.gmol-1] e M é a massa da pastilha menos a massa do fio condutor [g].
O efeito térmico à pressão constante pode então ser calculado por:
[pic 23] (8)
Onde [pic 24]é a variação do número de móis gasosos durante a combustão de um mol de substância [mol] e R é a constante universal dos gases [J.mol-1.K-1].
Com o valor de [pic 25] calcula-se o valor de [pic 26] pela seguinte equação:
[pic 27] (9)
Onde [pic 28] é a variação da capacidade calorífica à pressão constante [J.mol-1.K-1] e dado por:
[pic 29] (10)
As seguintes relações de [pic 30]foram encontradas na literatura:
[pic 31] (11)
[pic 32] (12)
(13)[pic 33]
[pic 34] (14)
Após o procedimento de anotar os valores dados de temperatura em função do tempo (Tabela 1), é possível construir o gráfico ilustrado na Figura 2. Nele é possível achar o valor de [pic 35]T, o valor da distância entre os dois patamares apresentados no gráfico.
Tabela 1: Medida da temperatura (ºC) no interior do calorímetro com o passar do tempo (min.).
Tempo
(min.)
Temperatura
(ºC)
Tempo
(min.)
Temperatura
(ºC)
Tempo
(min.)
Temperatura
(ºC)
0
2,079
9
2,112
18
3,235
1
2,091
10
2,114
19
3,238
2
2,098
11
2,117
20
3,240
3
2,105
12
2,119
21
3,241
4
2,107
13
2,852
22
3,244
5
2,108
14
3,052
23
3,245
6
2,109
15
3,159
24
3,245
7
2,110
16
3,206
25
3,245
8
2,110
17
3,228
26
3,245
Tabela 2: Dados tabelados e resultados experimentais.
Composto
Ácido benzóico
Massa
...