Calor de combustão

Introdução

O calor de combustão é a variação de energia interna associada com a queima em atmosfera comprimida de oxigênio num recipiente fechado de uma dada quantidade de reagente, a volume constante. No caso da reação ocorrer à pressão constante, a propriedade termodinâmica do sistema será a entalpia, H. A medida de calor de combustão é usada para determinar os calores de formação de muitos os compostos orgânicos que contém apenas carbono, hidrogênio e oxigênio. Isso ocorre por que a maioria das reações de formação são inadequadas para medidas calorimétricas; esses calores de formação precisam ser determinados por métodos indiretos. Por exemplo, a reação da grafita com o gás hidrogênio gerando gás metano possui inconvenientes como reação lenta e produto impuro (mistura complexa de vários hidrocarbonetos). Essa medição é feita utilizando-se uma bomba calorimétrica.
A bomba calorimétrica é um dispositivo bastante comum para medir a variação de energia, ∆E. O processo que se quer investigar – por exemplo, uma reação química – é disparado no interior de um vaso a volume constante, a bomba calorimétrica. Este vaso opera mergulhado num banho de água com agitação conveniente, e o conjunto de montagem é o calorímetro. Este, por sua vez, trabalha mergulhado num banho externo e as temperaturas dos dois banhos são permanentemente acompanhadas e mantidas iguais. Desta forma, não há nem perda nem ganho de calor do calorímetro para as vizinhanças (no caso o banho externo), assim o calorímetro opera adiabaticamente. A variação de temperatura, ∆T, observada no calorímetro é proporcional ao calor que a reação liberta ou absorve.
Por definição, a entalpia de combustão padrão é o calor liberado a 25°C sob pressão de 1 bar constante durante a oxidação completa do composto. De fato, se o sistema reacional e o calorímetro estão isolados adiabaticamente,

onde n é o número de mols do reagente, E é a variação da energia interna do sistema reacional por mol de reagente, C