Calore di combustione. Esercizi svolti

La combustione è un processo chimico che avviene con sviluppo di calore ( reazione esotermica) in cui la variazione di entalpia ΔH°c è minore di zero. Una reazione di combustione avviene tra un combustibile e un comburente, in genere l’ossigeno. La velocità con la quale si combinano i reagenti è elevata in quanto il calore sviluppato accelera la reazione stessa.  L’entalpia standard di combustioneΔH°c è la variazione di entalpia per mole di sostanza che brucia in condizioni standard.

Nel corso di una combustione di un composto organico si ottengono CO2 e H2O se la combustione è completa, ovvero se avviene in eccesso di ossigeno, mentre se la combustione avviene in difetto di ossigeno (combustione incompleta) i prodotti di reazione sono CO e H2O.

In tabella vengono riportati i valori dell’entalpia standard di combustione a 25°C

Sostanza Formula ΔH°c  kJ/mol
Benzene C6H6 -3268
Carbonio C(s) -394
Etanolo CH3CH2OH – 1368
Etino CH≡CH -1300
Glucosio C6H12O6 -2808
Idrogeno H2 -286
Metano CH4 -890
Ottano CH3 (CH2 )6CH3 -5471
Propano CH3CH2CH3 -2220

 

Esercizi svolti

1) Calcolare la quantità di benzene che occorre bruciare  per riscaldare 3.00  Kg di acqua dalla temperatura di 30 alla temperatura di 40°C.

Il calore specifico dell’acqua è pari a 4.186 J/g°C

La quantità di calore necessaria è pertanto:

Q = 3000 g ∙ 4.186 ( 40 – 30)=  1.26 ∙ 105 J = 126  kJ

Poiché dalla combustione di 1 mole di benzene si ottengono 3268 kJ si ha:

moli di benzene necessarie = 126/ 3268 = 0.0386

massa di benzene necessaria= 0.0386 mol ∙ 78.11 g/mol= 3.01 g

2) Calcolare i grammi di ossigeno necessari per produrre, in una reazione di combustione con l’ottano  8000 kJ.

La reazione di combustione bilanciata è la seguente:

2 CH3 (CH2 )6CH3 + 25 O2 → 16 CO2 + 18 H2O

Sappiamo che dalla combustione di una mole di ottano si producono 5471 kJ quindi per ottenere 8000 kJ sono necessarie :

8000/ 5471 = 1.46 moli di ottano

Il rapporto stechiometrico tra ottano e ossigeno è di 2:25 quindi occorreranno 1.46 x 25/2 =18.3 moli di ossigeno

Massa di ossigeno = 18.3 mol ∙ 31.998 g/mol = 585.6 g

3)  Calcolare la massa di propano necessaria per ottenere 350 kJ.

Condividi
Avatar

Author: Chimicamo

Share This Post On