Relazione bomba, Chimica fisica I con laboratorio

Si riportano nella sottostante tabella i dati noti.

o (C ) (C )

T H C 00 H T H C 00 H

P PM

Δ H 1 6 5 2 6 5

c (C (C

H C 00 H) H C 00 H)

(C H C 00 H) 6 5 6 5

6 5

−3228 /mol

± 4 kJ 1,0227 ±0,0001 g 122,12 g 18,45± 0,01 ° C 21,39 ±0,01 ° C

e so che 1,0227 g −3

n( ¿= =(8,3745

C H COOH ±0,0008) 10 mol

6 5 /mol

122,12 g

Il calore ci viene fornito come entalpia di combustione sperimentale che si ottiene

o

=¿

Δ H ⋅ ⋅

n=−3228 8,3745=−27,033 kJ

Δ H

exp c

| | | |

o

σ Δ H σ Δ H

σ Δ H σn

exp exp

c

= = =0,036 kJ

⇒

+ σ Δ H Δ H

⋅

exp exp

n

o

Δ H Δ H

Δ H

exp exp

c

quindi =

Δ H (−27,033± 0,036)kJ

exp

Per il primo principio della termodinamica sappiamo che

=ΔU + (PV )

Δ H Δ (s) + 7,5 7 +3 (l)

C H C 00 H H O

(g)=¿ (g)

O CO

2 2

6 5 2

Nel caso di una reazione in fase eterogenea che coinvolge una fase gassosa si può

considerare:

¿ −3

¿=(4,1873 )1

C H C 00 H ±0,0004 0 mol

⋅ ¿

Δ n=0,5 n 6 5

( )≈

Δ PV ΔnR T 1 J

−3

= J

⋅10❑ ⋅8,314 ⋅291,6

Δ nR T 4,1873 mol K=−10,152

1 Kmol

σ ΔnT J

=√❑

Δn J

−3

⋅

σ ΔnT ⋅

=1

Δ nR T 10

❑

=

ΔnR T (−10,152± 0,001) J

❑

Durante il processo i reagenti si sono trasformati in prodotti alla temperatura iniziale

T1 e per questo si considera la variazione di energia interna di reazione a quella

data temperatura.

=ΔU +

Δ H T Δ nR T ❑

1 1

= = ( )J

−ΔnR

ΔU T T −27022

Δ H ± 36

❑

1 1

Esso è uguale al calore di combustione Q

=Q

Δ U T 1

Q=k Δ T

=(2,94

Δ T ±0,02)K

1

⇒ =−9191,2 /

k J K

| | | |

σ k σ Δ U σ ΔT ⇒

= + σ k=74 j/ K

k ΔU ΔT

In questo modo ho trovato la costante del calorimetro

=(−9191 /

k ±74) J K

P =0,2022 g

(C H C 00 H)

6 5 0,2022 g −3

n = =(1,6557 ± 0,0008)1 0 mol

(C H C 00 H)

6 5 122,12 g/ mol

o

=¿

Δ H ⋅ ⋅

n=−3228 1,6557=−5345 J

Δ H

exp c

| | | |

o

σ Δ H σ Δ H

σ Δ H σn

exp exp

c

= = =9 J

⇒

+ σ Δ H Δ H

⋅

exp exp

n

o

Δ H Δ H

Δ H

exp exp

c

quindi =

Δ H (−5,345± 0,009)kJ

exp = =( )J

−ΔnR

ΔU T T −5342

Δ H ± 9

❑

1 1

= Q

ΔU T (C (C

H C 00 H) H C 00 H)

6 5 6 5

1

P =(

(C ) ¿

H O 1,0487 ±0,0001 g

12 22 11 =(

T (C ) ¿

H O 18,87 ±0,01 °C

12 22 11

1 =(

T (C ) ¿

H O 21,29 ±0,01 ° C

12 22 11

2 =(2,42±

Δ T 0,02) K

2 = -22242 J

=k

Q Δ T (C )

H O

12 22 11

tot 2