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Chaleur

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Détermination de la chaleur de combustion de l'acide salicylique et du graphite

La chaleur de réaction dans la combustion d'un composé organique A, en bref la chaleur de combustion Qr(UNE.) est déterminé avec un calorimètre à bombe. Pour ce faire, nous immergeons un récipient en acier à paroi épaisse avec un bouchon à vis, rempli d'oxygène gazeux sous haute pression 1 jusqu'à 2g le composé à étudier dans le liquide du calorimètre et déterminer la température de départ après un temps raisonnable. Après allumage électrique de la combustion, l'excès d'oxygène se ferme complètement C.O2 etH2O conduit, la chaleur générée est distribuée à l'oxygène restant, aux produits de combustion et aux différentes parties du calorimètre, mais surtout à la cuve en acier. Étant donné que la capacité calorifique des produits de réaction est négligeable, seule la capacité calorifique est incluse dans les calculs C.cal la bombe et le reste du calorimètre et ce qui suit s'applique :

mUNE.Qr(UNE.)=C.cal??TUNE.

La valeur C.cal est déterminé dans une expérience séparée avec une substance d'étalonnageE, sa chaleur de combustion Qr(E.) est connu:

mE.Qr(E.)=C.cal??TE.

La combinaison des deux équations donne :

Qr(UNE.)=mE.Qr(E.)mUNE.??TE.??TUNE.

Détermination de la capacité calorifique du calorimètre à bombe

A propos de la valeur de l'eau du calorimètre C.cal=C.l'eau pour déterminer une substance avec une chaleur de combustion connue est examinée. Dans l'expérience suivante, l'acide benzoïque est utilisé comme substance d'étalonnage.

1,99g L'acide benzoïque est pressé en pastille, pesé puis brûlé dans la bombe sous pression d'oxygène.

mAcide benzoique=1,99 gQAcide benzoique=-3.232kJmole-1=-26,46kJg-1mcâble=0,0015gQcâble=-3,14kJg-1

La mesure de température donne le résultat suivant :

Il en résulte une valeur pour la capacité calorifique de

C.l'eau=- (mAcide benzoiqueQAcide benzoique+mcâbleQcâble)??T=1,99g26,46kJg-1+0,015g3,14kJg-14,4K=11,96kJK-1

Détermination de la chaleur de combustion de l'acide salicylique

1,5g L'acide salicylique est pressé en pastille et brûlé dans la bombe sous pression d'oxygène. La mesure de température donne le résultat suivant :

Ce qui suit s'applique au calcul de la chaleur de combustion :

QAcide salicylique=-C.l'eau??TmAcide salicylique/M.Acide salicylique=-11,96kJK-12,65K(1,5g/138,12gmole-1)=-2.918,4kJmole-1

Détermination de la chaleur de combustion du graphite

0,41g Le graphite est placé dans le bol de quartz et brûlé dans la bombe sous pression d'oxygène. La mesure de température donne le résultat suivant :

Ce qui suit s'applique au calcul de la chaleur de combustion :

Qgraphite=-C.l'eau??Tmgraphite/M.graphite=-11,96kJK-11,1K(0,41g/12,011gmole-1)=-385,4kJmole-1

Cette valeur montre un bon accord avec la valeur de la littérature Qgraphite=-391,0kJ/mole.