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248 CAPÍTULO 6 Termoquímica

Calorimetría a volumen constante
El calor de combustión por lo general se mide colocando una masa conocida de un com-
El término “volumen constante ” se re- puesto en un recipiente de acero, llamado bomba calorimétrica a volumen constante , que
fi ere al volumen del recipiente, que no
cambia durante la reacción. Observe se llena con oxígeno aproximadamente a 30 atm de presión. La bomba cerrada se sumer-
que el recipiente permanece intacto ge en una cantidad conocida de agua, como se muestra en la fi gura 6.8. La muestra se
después de la medición. El término enciende eléctricamente, y el calor producido por la reacción de combustión se calcula
“bomba calorimétrica ” denota la natu-
raleza explosiva de la reacción (en es- con exactitud registrando el aumento en la temperatura del agua. El calor liberado por la
cala pequeña) en presencia de exceso muestra es absorbido por el agua y por el calorímetro. El diseño especial de la bomba
de oxígeno gaseoso. calorimétrica permite suponer que no hay pérdida de calor (o de masa) hacia los alrede-
dores durante el tiempo en que se realizan las mediciones. Como consecuencia, se dice
que la bomba calorimétrica y el agua en la cual se sumerge constituyen un sistema aislado .
Debido a que no entra ni sale calor del sistema durante el proceso, el cambio de calor del
sistema (q sistema ) debe ser cero y podemos escribir

q sistema 5 q cal 1 q reac
5 0 (6.14)

donde q cal y q reac son los cambios de calor del calorímetro y la reacción, respectivamente.
Así,

Observe que C cal comprende tanto la q reac 5 2q cal (6.15)
bomba como el agua circundante.
Para calcular q cal , necesitamos conocer la capacidad calorífi ca del calorímetro (C cal ) y el
aumento en la temperatura, que es

q cal 5 C cal Dt (6.16)

La cantidad C cal se calibra mediante la combustión de una sustancia cuyo calor de com-
bustión se conoce con exactitud. Por ejemplo, se sabe que la combustión de 1 g de ácido

Figura 6.8 Bomba calorimétrica
a volumen constante. El Termómetro
calorímetro se llena con oxígeno Agitador
gaseoso antes de colocarse en la
cubeta. La muestra se enciende Alambre de ignición
eléctricamente, y el calor producido
por la reacción se puede
determinar con exactitud mediante
la medición del incremento en la
temperatura en una cantidad
conocida del agua circundante.
Cubierta del calorímetro
Recubrimiento aislante

Agua
Entrada para el O 2

Bomba

Recipiente para la muestra