domingo, 6 de febrero de 2022

Hallar las fórmulas para un calorímetro de bomba o de volumen constante simplificadas | 🔥 Termoquímica


👉Enunciado: Hallar las funciones que permitan describir un calorímetro en términos de una reacción de combustión y la masa o cantidad de sustancia del reactivo limitante. Ignore el efecto del cambio de cantidad de gas.

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👉Demostración de las ecuaciones clave: 

https://quimicadejoselegcuantitativa.blogspot.com/2021/11/termoquimica-calorimetria-volumen-constante.html

👉Solución: Iniciamos con la expresión de cambio de energía interna con respecto a calor y trabajo.

En este caso asumimos a priori, más bien porque nos dice el enunciado, que el efecto de la cantidad de sustancia, que es equivalente al efecto de mantener la presión constante, se cancela.

Una vez con la capacidad calorífica del calorímetro podemos calcular a la inversa (lo cual implica un cambio de signo) el calor transferido por otras reacciones Q=-Qº, manteniendo la capacidad calorífica del calorímetro C0 como constante. Sin embargo, volvemos a la misma trampa, una cosa es el calor de reacción, que es la entalpía para cantidades de sustancia arbitrarias, y otra la entalpia estándar que esta fija a 1 mol de avance de reacción. Por el momento asumiremos que.

El problema es que la función resultante es independiente de la masa adicionada del reactivo clave en la combustión. La pregunta es ¿Cómo se calcular el calor desprendido por una reacción en términos de una masa o cantidad de una sustancia clave? Asumiremos que en un calorímetro de bomba contamos con la capacidad calorífica del sistema calorímetro mas agua, y que el calor de reacción es igual a la entalpía de la reacción para una cantidad de sustancia arbitraria en la definición de capacidad calorífica.

También sabemos que la entalpía para una cantidad de sustancia arbitraria es igual al avance de la reacción por la entalpía estándar.

El avance de la reacción se puede reemplazar por un radio de De-Donder para una reacción no reversible. En este caso, para el reactivo limitante que es el reactivo clave de la combustión.

Por ende, la entalpía estándar de la reacción, es decir, para una mol de reacciones, es:

Sin embargo, también podemos querer calcular la entalpía asociada a una sustancia, tendiendo en cuenta que:

Por ende:

Si lo que deseamos es calcularla para una ponderación a gramo como J/g en lugar de J/mol podemos emplear la conversión:

Y por lo tanto

Si deseamos hacer el cálculo directamente conociendo los valores de estandarización (e) asumiendo que la capacidad calorífica del calorímetro es constante :

Si lo que deseamos es tener en cuenta el efecto de cambio de cantidad de gases, usaremos la fórmula para trabajo.

El cual adicionamos a las ecuaciones que dedujimos para sus formas simples y simplificamos términos comunes.

Finalmente, puede que nos interese calcular una reacción en la cual tengamos en cuenta el efecto en el cambio de cantidad de gases, pero para eso normalmente empleamos en la reacción de estandarización una sustancia cuyo efecto de cambio de cantidad de gases es insignificante.

👉Otros enunciados: Halle las fórmulas para un calorímetro de bomba o de volumen constante simplificadas, Hallar las fórmulas para un calorímetro de bomba o de volumen constante simplificadas, 

👉Temas: química, química general, Termoquímica, joseleg, calor, capacidad calorífica, calor específico, calorímetro de presión constante

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