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Universidade Federal do Rio Grande Escola de Química e Alimentos Curso de Engenharia Química Disciplina de Físico-Química Experimental I 1. Identificação Experimento: Calor de dissolução: Reação de solubilização entre um sabão em pó e água Autora: Maria Eduarda Faria Professor responsável: Tito Roberto Sant Anna Cadaval Júnior Data: 13 de janeiro de 2022 2. Resumo Toda reação química é acompanhada de uma variação de energia interna (U) e de uma variação de entalpia (H) na transformação de reagentes em produtos. Sendo assim este trabalho possui como objetivo a determinação experimental do calor de dissolução de um sabão em pó em meio aquoso. 3. Introdução A calorimetria é uma parte das ciências exatas que estuda as trocas de energia térmica entre os corpos, onde esta ocorre a partir da diferença de temperatura entre eles. Contudo, em calorimetria, a temperatura corresponde a uma grandeza que está associada à agitação das moléculas dos corpos, já o calor é a troca de energia entre eles (ROCHA, 2018). Toda reação química é acompanhada de uma variação de energia interna (U) e de uma variação de entalpia (H) na transformação de reagentes em produtos (ROCHA, 2018). A entalpia de uma reação corresponde ao calor trocado entre o sistema reacional e o meio externo à pressão constante, sendo assim é possível a classificação de uma reação em exotérmica ou endotérmica. A reação exotérmica libera calor, na qual a entalpia dos reagentes é maior que a entalpia dos produtos, logo H < 0, já a reação endotérmica absorve calor, na qual a entalpia dos reagentes é menor que a entalpia dos produtos, logo H > 0 (ROCHA, 2018). O estudo em questão trata da determinação experimental do calor de dissolução de um sabão em pó em meio aquoso. O sabão é um sal de ácido graxo, produzido por uma reação entre gordura e hidróxido de sódio e de potássio e carbonato de sódio, tratando de uma reação conhecida como saponificação, onde a gordura e as bases são hidrolisadas em água, os gliceróis livres ligam-se com grupos livres de hidroxila para formar glicerina e as moléculas livres de sódio ligam-se com ácidos graxos para formar o sabão (BATISTA et al, 2021). Trata-se, também, de um produto tensoativo de suma importância que possui a capacidade de limpeza devido as suas moléculas se ligarem tanto a moléculas apolares quanto polares. 4. Metodologia Para a realização do experimento foi utilizado os seguintes materiais: - Garrafa térmica júnior - Termômetro - H2O destilada - Sabão em pó aniônico - Agitador mecânico - Espátula - Placa de petri - Cronômetro - Proveta de 100 ml - Papel toalha - Béquer 250 mL - Balança analítica O experimento iniciou-se com a pesagem do sabão em pó e do papel que o envolve, em seguida foi montado o calorímetro adiabático, onde foi-se utilizado uma garrafa térmica júnior (que não perde e nem entra calor de uma maneira conveniente), um termômetro e um agitador mecânico. Com o auxílio de uma proveta de 100ml foi colocado 130ml de água destilada no calorímetro, na qual esta foi agitada constantemente e sua temperatura foi lida e anotada de 1 em 1 min até a sua estabilização. Envolveu-se o sabão em pó com o papel toalha e rapidamente o jogou dentro do calorímetro. Assim se repetiu o processo de agitação e leitura/anotação da temperatura, porém de ½ em ½ min até atingir um valor máximo constante. Para finalizar, recolheu-se o volume da solução reagente em um béquer para sua pesagem em uma balança analítica e foi anotado sua massa. 5. Resultados e Discussão No que tange ao calor na reação, foi necessário o conhecimento de alguns dados, tais como: To (20,8 °C), Tf (21,6 °C), Cw (13 cal/g.°C), msol com papel toalha (151,4567g), Csol (0,98 cal/g.°C), mpap(1,2136 g), Cpap (0,36 cal/g.°C), msabão em pó (10,0024g). Assim, foi possível a realização dos seguintes cálculos: - Cálculo da quantidade de calor liberada (ou absorvida) na reação: Qaquec/resfriam = (m . c)sol . T + Cw . T + mpap.cpap.ΔT Qaquec/resfriam = [(151,,4567 – 1,2136) . 0,98] . (21,6 – 20,8) + 13 . (21,6 – 20,8) + 1,2136 . 0,36 . (21,6 – 20,8) Qaquec/resfriam = 128,54 cal - Cálculo do calor de dissolução: Qreação = - Qaquec = - 128,54 - 128,54 --------> 10,0024 g H -----------> 1 g H = - 12,85 cal/g A partir dos dados é possível perceber o aumento na temperatura do sistema, sendo assim a reação liberou energia, já com os cálculos é possível analisar qual foi a quantidade desta energia liberada, ou seja, a quantidade de calor fornecido para aquecer a solução, a qual foi de 128,54 cal, em 0,8°C. A quantidade de calor liberada da reação foi de – 128,54 cal, onde o sinal negativo representa uma reação exotérmica. Sendo que - 128,54 cal foi obtido para 10,0024g de sabão em pó, já para 1g de sabão em pó obteve-se – 12,85 cal/g. 6. Conclusão A partir das análises dos resultados obtidos, diante do procedimento experimental da determinação do calor de dissolução de um sabão em pó em meio aquoso, é possível verificar que a presente reação trata-se de uma reação exotérmica, com um H para a dissolução do sabão em pó de -12,85 cal/g. 7. Referências BATISTA, P. S.; PIOVEZAN, M.; RIBEIRO, R. P.; VIEIRA, L. G. Sabão em pó: um experimento adaptado ao ensino remoto. 2021. Disponível em: < https://eventos.congresse.me/conenci/resumos/14920.pdf>. Acesso em: 14 de janeiro de 2022. ROCHA, J. M. B. ESTUDO DA CALORIMETRIA: Uso dos dispositivos térmicos acessíveis. Universidade Federal do Piauí. 2018. Disponível em: <https://www.seduc.pi.gov.br/arquivos/biblioteca/Estudodacalorimetria.usodosdispositi vostermicosacessiveis>. Acesso em: 14 de janeiro de 2022.