Download - INTRODUCCIÓ:
ESTUDI COMPARATIU DE LES ENTALPIES
DE COMBUSTIÓ DEL METANOL I DE
L'ETANOL A PARTIR DE LES
ENTALPIES DE FORMACIÓ ESTÀNDARD.
Reacció de combustió del metanol:CH3 OH (l) + 3/2 O2 → CO2(g) + 2 H2O (g) Dades d'entalpies de formació estàndard: ∆Hºf CH3OH (l) = -238,6 KJ/mol; ∆Hºf O2 (g) = 0 KJ/mol ; ∆Hºf CO2 (g) = -393,5 KJ/mol; ∆Hºf H2O (g) = -241,8 KJ/molAplicant la fòrmula : ∆Hºr =∑∆Hºf(productes)-∑∆Hºf(reactius),
s'obté una entalpia de combustió per a metanol de: -638,5 KJ/mol
Reacció de combustió de l'etanol:
CH3 C H2 OH (l) + 3 O2(g) → 2 CO2(g) + 3 H2O (g)
Dades: a més a més dels anteriors, cal afegir:
∆Hºf CH3 CH2 OH (l) = -277 KJ/mol
Aplicant la fòrmula anterior,
s'obté una entalpia de combustió de l'etanol de:
-1235,4 KJ/mol
La relació entre entre l'entalpies de combustió de l'etanol
I metanol a partir de les entalpies de formació és:
(-1235,4 kj/mol)/(-638,5 KJ/mol) = 1,9
A PARTIR D’ENTALPIES DE FORMACIÓ
ESTUDI COMPARATIU DELS ENTALPIES
DE COMBUSTIÓ DEL METANOL I DE L'ETANOL
A PARTIR DE LES
ENERGIES d'ENLLAÇ
Reacció de combustió del metanol:
CH3 OH (g) + 3/2 O2 →CO2(g) + 2 H2O (g)
Dades d'entalpies d'enllaç:
∆H C-H = 414 KJ/mol; ∆HC-O = 351 KJ/mol ; ∆HO-H = 460 KJ/mol;
∆HO=O = -498,7 KJ/mol; ∆H C=O= 745 KJ/mol; ∆H C-C = 347,0 KJ/mol
Aplicant la fòrmula : ∆Hºr =∑∆Hºf(enllaços trencats)-∑∆Hºf(enllaços formats),
∆Hr= ( 3∆H C-H + ∆HC-O + ∆HO-H + 3/2 ∆HO=O )- ( 2 ∆H C=O + 4 ∆HO-H)=
-528,95 KJ/mol
Reacció de combustió de l'etanol:
CH3 CH2 OH (g) + 3 O2 → 2 CO2(g) + 3 H2O (g)
Aplicant la fòrmula : ∆Hºr =∑∆Hºf(enllaços trencats)-∑∆Hºf(enllaços formats),
∆Hr= ( 5∆H C-H + ∆HC-O +∆HC-C + ∆HO-H + 3∆HO=O )- ( 4 ∆H C=O + 6 ∆HO-H)=
-1015,9 KJ/mol;
La relació entre l'entalpies de combustió de l’etanol i del metanol a partir de les energies d'enllaç és:
(1015,9 kj/mol)/(-528,95 KJ/mol) = 1,9
A PARTIR D’ENERGIES D’ENLLAÇ
Cal observar: pels dues procediments
hem obtés aproximadament el mateix valor, és a dir:
l'entalpia de combustió de l'etanol
és aproximadament
el doble de l'entalpia de combustió del metanol
ESTUDI EXPERIMENTAL COMPARATIU DEL PODER CALORÍFIC DEL METANOL I DE L'ETANOL
Per a mesurar la calor de combustió d'un combustible, al laboratori
s'utilitza una bomba calorimètrica. Dintre d'ella és col.loca la mostra de combustible i és plena d'oxígen;
una vegada iniciada la combustió eléctricament,
la calor produïda és mesura per l'increment de tª d'una massa d'aigua que rodeja la bomba:
Com que no tenim una bomba calorimètrica
proposem el
següent
disseny experimental
per a comparar
el poder calorífic dels dos combustibles:
Muntatge experimental (realment cal ajustar alguns parametres: tamany de flama, distancia
flama-got)
Una mistera conté etanol i l’altra metanol 50 ml. d’aigua en cadascú dels gots
Dades experimentals:Etanol:
Massa de la làmpara d'etanol abans de la reacció: 153,9 g
Massa de la làmpara d'etanol després de la reacció: 151,8 g
Massa d'etanol consumit = 2,1 g
Net = 2,1/ 46 g*mol-1 = 0,04565 mols d'etanol∆tª (etanol) = 71-18 = 53 ºC
Metanol:Massa de la làmpara de metanol abans de la reacció: 153,6 g
Massa de la làmpara de metanol després de la reacció: 150,6 g
Massa de metanol consumit = 3 g
Nmet = 3/ 32 g*mol-1 = 0,04565 mols de metanol
∆tª (metanol) = 75- 18 = 57 ºC
CÀLCULS A PARTIR DE LES DADES EXPERIMENTALS
∆H(etanol)/ ∆H(metanol)= 1,9
CONCLUSSIÓ:
Tant pels procediments teòrics
com pel procediment experimental
hem trobat resultats convergents en el sentit que
el poder calorífic de l'etanol
és aproximadament el doble
del poder calorífic del metanol
No sempre es necessiten recursos costosos
per intentar motivar els alumnes i fer les classes de química més
interesants…per a les I jornades de Coordinació docent secundària-universitat
en l’àmbit de física i químicaUJI
La Vall d’Uixó, 27 de març 2009IES BOTÀNIC CAVANILLES