¿Cómo funciona un calorímetro y una bomba calorimétrica?

• Identificar los datos que da la letra:
  

Ce _agua = 4,18 J/g.°C

m_naftaleno= 1,4350 g

m_agua = 2000 g

Ti = 20,17 °C

Tf = 25,84 °C

ΔT= Tf - Ti           ΔT= 25,84 - 20,17 = 5,67 °C

K = 1,80 kJ/ºC

• Planteo:

La cantidad de calor liberada por la combustión de la muestra (en el compartimento sellado) eleva la temperatura de la bomba calorimétrica y del agua en su interior. La cantidad de calor absorbida por el agua se puede calcular usando el calor específico del agua, de manera similar usamos la capacidad calorífica de la bomba para hallar la cantidad de calor absorbida por la bomba. La suma de estas dos cantidades es igual al calor liberado por la combustión de 1,4350 g de naftaleno. 

Q_{V combustión} = Q_{V agua} + Q_{V K}

Q absorbido por el agua a volumen constante (Q_{V agua}):

Q_{V agua} = m . Ce . ΔT

Q_{V agua} = 2000 g . 4,18 J/g.°C . 5,67 °C = 47401 J o 47,4 kJ

Q absorbido por la bomba calorimétrica a volumen constante (Q_{V K}):

Q_{V K} = K . ΔT

Q_{V K} = 1,80 kJ/°C . 5,67 °C = 10,2 kJ

Q combustión a volumen constante (Q_{V combustión}):

Q_{V combustión} = 47,4 kJ + 10,2 kJ = 57,6 kJ

• Al quemarse 1,4350 g de naftaleno se liberaron 57,6 kJ, ¿cuál el calor liberado al quemarse un mol (expresado en kJ/mol)?

Es necesario calcular la masa molar del naftaleno. Repasa cómo hacerlo en el siguiente enlace.

C₁₀H₈ = 128 g/mol

Con este dato y la masa se puede calcular la cantidad química (n) de naftaleno: n = m / 

n = 1,4350 g / 128 g/mol = 0,0112 mol

Se liberaron 57,6 kJ en la combustión de 0,0112 mol de naftaleno, por lo que 1 mol de naftaleno: Q_{V combustión por mol} = Q_{V combustión} / n 

Q_{V combustión por mol} = 57,6 kJ / 0,0112 mol = 5143 kJ/mol