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