Bomba calorimétrica

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Disciplina de Físico-Química Experimental
Poder calorífico superior de um alimento usando um calorímetro adiabático (Bomba Calorimétrica)
PODER CALORÍFICO SUPERIOR DE UM ALIMENTO USANDO UM CALORÍMETRO ADIABÁTICO (BOMBA CALORIMÉTRICA)
OBJETIVO
 O objetivo deste experimento é determinar o calor de combustão a volume constante de um alimento conhecido. No caso, a amostra analisada é de ácido benzoico (C6H5COOH)
FUNDAMENTOS TEÓRICOS 
	A Bomba Calorimétrica é um calorímetro adaptado para a medida de precisão de calores de combustão. Consiste em um recipiente de construção resistente, no qual se coloca uma quantidade conhecida de uma substância cujo calor de combustão se queira determinar. Se produz então, a combustão em atmosfera rica de oxigênio (a uma elevada pressão ) e se mede o aumento de temperatura de uma massa conhecida de água na qual se mantém submergida a bomba. Todo o sistema se constitui num recipiente adiabático. Conhecendo-se a capacidade calorífica da bomba pode-se calcular o calor produzido na combustão, como sendo:
				Qsistema = -Qqueimas
Aqui -Qqueimas se refere ao calor da amostra queimada mais a liberada por outras reações paralelas que são : a queima do fio de ignição ( exotérmica) e a formação de ácido nítrico HNO3 , igualmente exotérmica. Então:
			Qqueimas = Qamostra + Qfio + QHNO3
O calor gerado no aquecimento do sistema calcula-se por:
				Qsistema = C * (T 
onde C é a capacidade calorífica total do sistema ( H2O + bomba ) , (T é a variação de temperatura medida na experiência. Finalmente, o calor liberado por certa massa (m) de amostra vale : 
			Qamostra + Qfio + QHNO3 = - Qsistema
			Qamostra = - Qsistema - (Qfio + QHNO3 )
Como o sistema mantém-se a volume constante:
			Qamostra = QV = (U = (H - ((PV)
			(Hcomb = QV + ((PV)
Na prática o termo ((PV) = V.(P é desprezado e o poder calorífico é expresso como 
			(Hcomb = QV . 
 
MATERIAL UTILIZADO
- Calorímetro Parr , com bomba calorimétrica, sistema de agitação, sistema de ignição e termômetro a 0,1 0C
- Tanque de oxigênio PA com conexão para a válvula da bomba;
- Pastilhas de ácido benzóico;
- Pinça para manejar as pastilhas;
- Fio de arame para ignição;
- Circuito para inserir o fio de ignição na pastilha; 
- Proveta.
 - Amostra a ser queimada.
PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL 
Montagem do calorímetro e da bomba. Figura 1
Pesagem da massa de amostra a ser analisada
Colocar no balde de imersão 2000g de água.
Preparar fio de ignição
Fechar bomba para enchimento com O2 (obsservar com cuidado a pressao a ser trabalhada para nao ter riscos de explosão)
Ligar o agitador e ler a temperatura até obeter valores contantes após 3 leituras espaçadas. Determinar T0
Iniciar a ignição
Ler a temperatura nos primeiros 30, 60, 90 e 120 segundos e após a cada um minuto até obter 3 leituras constantes de temperatura. Determinar Tf
Desmontar operação
FIGURA 1
RESULTADOS
Tabela de dados
Tipo de amostra: ÁcidoBenzóico (C6H5COOH)
	D1
	Massa de amostra
	0,9757g
	D2
	Temperatura inicial de queima
	16,48ºC
	D3
	Temperatura final de queima
	19,11ºC
	D4
	∆T(=D3-D2)
	2,63ºC
	D5
	Comprimento total do fio utilizado
	10 cm
	D6
	Comprimento de fio queimado
	5,5cm
	D7
	Volume gasto de soda na dosagem de HNO3
	5,4mL
	D8
	Normalidade da soda
	0,1equiv/L
	D9
	Capacidade calorifica do sistema
	(2000+430)cal/ºC
	D10
	Calor de combustão do fio
	-2,3 cal/cm
	D11
	Peso equivalente do ácido nitrico
	63g/equiv
	D12
	Calor de formação de HNO3
	-735cal/g
Cálculos:
Calor total liberado (Qtot): -D9*D4 = -6390,0cal
Correção da medida:
Calor de combustão do fio (Qfio): D6*D10= -14,3cal
Calor liberado na formação de HNO3(QHNO3): ( (D7/D8)/1000)*D11*D12= -25,005cal
Calor liberado na queima da amostra (Qam): -6351,6cal
Onde Qam = Qtot-(Qfio+QHNO3)
Resultado Final:
Amostra queimou totalmente
Calor de combustão da amostra/g : Qam/D1 = -6509,8cal/g
CONCLUSÃO
Sabemos que o P.C.S. é dado pela soma da energia liberada na forma de calor e a energia gasta na vaporização da água que se forma numa reação de oxidação. Sendo assim, com o experimento foi possível essa determinação e análise do poder calorífico do ácido benzoico de uma maneira bem precisa apesar dos erros aproximados possíveis devido aos materiais utilizados.
	
BIBLIOGRAFIA
Relatórios de aula
Apostilas de Fisico Quimica 
Livro Fundamentos de Fisico Quimica – Gilbert Castellan