Page 279 - Quimica - Undécima Edición

6.5 Calorimetría 249

benzoico (C 6 H 5 COOH) libera 26.42 kJ de calor. Si el aumento en la temperatura es de
4.6738C, entonces la capacidad calorífi ca del calorímetro está dada por

q cal Observe que aunque la reacción de
C cal 5 combustión es exotérmica, q cal es una
¢t
cantidad positiva, pues representa el
26.42 kJ calor que absorbe el calorímetro.
5 5 5.654 kJ/°C
4.673°C
Una vez que se ha determinado C cal , el calorímetro se puede utilizar para medir el calor
de la combustión de otras sustancias.
Como en una bomba calorimétrica las reacciones ocurren en condiciones de volumen
constante y no de presión constante, los cambios de calor no corresponden con el cambio
de entalpía DH (vea la sección 6.4). Es posible corregir los cambios de calor medidos de
forma que correspondan con los valores de DH, pero debido a que en general la corrección
es muy pequeña, no analizaremos los detalles del procedimiento de corrección. Finalmente,
es interesante observar que el contenido energético de los alimentos y los combustibles
(usualmente expresados en calorías, donde 1 cal 5 4.184 J) se miden con calorímetros a
volumen constante.

Ejemplo 6.6

Una muestra de 1.435 g de naftaleno (C 10 H 8 ) , una sustancia de olor penetrante que se utiliza
en los repelentes contra polillas, se quema en una bomba calorimétrica a volumen constante.
Como consecuencia, la temperatura del agua se eleva de 20.288C a 25.958C. Si la capacidad
calorífi ca de la bomba más el agua fue de 10.17 kJ/8C, calcule el calor de combustión del
naftaleno sobre una base molar, es decir, encuentre el calor de combustión molar .

Estrategia Se conocen la capacidad calorífi ca y el aumento de la temperatura, ¿cómo
calculamos el calor absorbido por el calorímetro? ¿Cuál es el calor que generó la combustión C 10 H 8
de 1.435 g de naftaleno? ¿Cuál es el factor de conversión entre gramos y moles de
naftaleno?
Solución El calor absorbido por la bomba y el agua es igual al producto de la capacidad
calorífi ca y el cambio de temperatura. Con base en la ecuación (6.16) y suponiendo que no
se ha perdido calor hacia los alrededores, escribimos
q cal 5 C cal ¢t
5 (10.17 kJ/°C)(25.95°C 2 20.28°C)
5 57.66 kJ

Debido a que q sist 5 q cal 1 q reac 5 0, q cal 5 2q reac . El cambio de calor de la reacción es de
257.66 kJ. Éste es el calor asociado a la combustión de 1.435 g de C 10 H 8 , por lo tanto,
podemos escribir el factor de conversión como

257.66 kJ
1.435 g C 10 H 8

La masa molar del naftaleno es de 128.2 g, de manera que el calor de combustión de 1 mol
de naftaleno es

257.66 kJ 128.2 g C 10 H 8
calor molar de combustión 5 3
1.435 g C 10 H 8 1 mol C 10 H 8
3
525.151 3 10 kJ/mol

(continúa)