Relatório TERMOQUÍMICA CALOR DE REAÇÃO quimica experimental

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INSTITUTO LATINO AMERICANO DE CIÊNCIAS DA VIDA E DA NATUREZA (ILACVN)
Curso: Biotecnologia
Disciplina: Química Geral Experimental – (BTC0115)
Professor: Andre Luis Rudiger
RELATÓRIO DA PRÁTICA X
“TERMOQUÍMICA – CALOR DE REAÇÃO”
Estudantes: 	Felipe Augusto S. Gomes
		Matheus Henrique M. Moraes
Thaís Migliorini A. da Silva
Foz do Iguaçu, 07 de março de 2022.
1. Introdução
A termodinâmica é uma área da química que consiste no estudo da energia e suas transformações. A termoquímica, por sua vez, é uma área da termodinâmica que envolve a produção ou consumo dessas energias durante as reações químicas, de acordo com os princípios termoquímicos. No geral, as reações químicas ocorrem pela produção de variação de energia, que frequentemente se manifestam na forma de variação de calor. 
A termoquímica emprega a transferência de energia entre sistema e vizinhança na forma de calor e trabalho. O sistema é definido como a quantidade específico de matéria que um sistema possui, sendo usado para análises das transformações, enquanto a vizinhança refere-se ao lado externo do sistema. 
 	A energia pode ser definida como a capacidade que um corpo possui de realizar trabalho ou transferir calor, portanto calor e trabalho são duas formas de energia. Já a definição de calor, pode ser entendido como a energia que flui de um corpo mais quente para um corpo mais frio. E o trabalho, caracteriza-se como a energia utilizada para movimentar um corpo contra uma força oposta. 
	Na primeira lei da termodinâmica aplica-se o princípio de conservação de energia, postula-se que a energia não pode ser criada, nem destruída, apenas transferida e armazenada, e, portanto, conservada. A primeira lei menciona que a variação da energia interna de um sistema é a soma do calor e do trabalho. Se um sistema troca energia com a vizinhança por calor ou por trabalho, então a variação da energia interna é representada pela fórmula 1.Fórmula 1
	A calorimetria está diretamente relacionada com a área de termoquímica, pois refere-se à troca de energias entre os corpos. Para isso, usa-se o calor como energia, já que é uma energia térmica em trânsito, que ocorre pela diferença de temperatura entre sistemas ou corpos. Quando dois sistemas estão em contato, ocorre a transferência de calor entre eles até que se estabeleça o equilíbrio térmico, sempre flui de um corpo com maior temperatura, para um com menor temperatura. O equilíbrio térmico, por sua vez, refere-se à situação em que os corpos atingem a mesma temperatura. Pode-se calcular o calor da solução, sendo realizado pela fórmula fundamental de calorimetria (fórmula 2), que consiste em calcular a quantidade de calor que um corpo de massa e calor especifico tem de liberar ou absorver em uma determinada variação de temperatura.Fórmula 2
	A função de entalpia (H) corresponde ao calor absorvido sob pressão constante e quando nenhuma forma de trabalho é realizada, a não ser trabalho PV. Pode ser representada pela fórmula 3, onde entalpia é igual a energia interna mais o produto da pressão pelo volume do sistema, porém em pressão constante, rearranjamos a equação para: a variação da entalpia é dada pela variação da energia interna mais o produto da pressão constante pela variação do volume. Fórmula 3
 → 
	A variação da entalpia que acompanha uma reação é chamada de entalpia de reação () ou calor da reação. Pode ser calculada utilizando a fórmula 4, que consiste na diferença da entalpia de produto com a entalpia do reagente. A variação de entalpia pode ser calculada também, pela Lei de Hess, lei que afirma que se uma reação é realizada em uma série de etapas, o valor de entalpia para a reação será igual à soma da variação de entalpia de cada etapa. Pode-se classificar uma reação de acordo com o sinal da variação de entalpia de uma reação, podendo ser positivo ou negativo. Quando a variação de entalpia é positiva refere-se à uma reação endotérmica, significa que o sistema absorveu calor da vizinhança; já para uma variação de entalpia negativo refere-se à uma reação exotérmica, significando que foi liberado calor para a vizinhança. Fórmula 4 
	
Nesta prática tem-se como objetivo a observação e estudo dos calores envolvidos na dissolução do hidróxido de sódio (NaOH) – equação química 1 - e calor de neutralização entre um ácido forte (HCl) e uma base forte (NaOH) – equação química 2 e 3.Equação 1
Equação 2
Equação 3
2. Objetivo
· Estudar o significado de calor de reação ou entalpia.
· Determinar experimentalmente o calor integral da solução, o calor da diluição e de neutralização de ácidos e bases fortes.
3. Materiais e métodos
Nesta prática de laboratório utilizaram-se:
· Um béquer de 250 mL;
· Um enlenmeyer de 125 mL;
· Proveta de 50 mL;
· Termômetro;
· Vidro de relógio;
· Espátula;
· Pissete com água destilada;
· Balança analítica; 
· Capela de exaustão;
3.1 Reagentes/amostras
· NaOH (s);
· Solução de HCl 0,10 mol L-1 – feito na UNILA em 22/02/22 pela responsável Giseli Z.;
· Água destilada.
	Parte A
	A parte A desta prática refere-se à determinação do calor de dissolução de NaOH em água. 
Primeiramente, pesou-se um enlenmeyer seco de 125 mL em uma balança analítica. Posteriormente, mediu-se 50 mL de água destilada com auxílio de uma proveta de 50 mL, transferindo-a para o enlenmeyer de 125 mL, após feito isso mediu-se a temperatura com um termômetro. Levou-se o enlenmeyer com água para a balança e pesou-o. 
Em seguida, pesou-se 2g de NaOH na balança utilizando um peso filtro e uma espátula, e posteriormente, dissolveu-se 2g de NaOH no enlenmeyer com água, agitando-o bem até dissolver tudo, após feito isso mediu-se a temperatura até que chegasse à máxima. Pesou-se o enlenmeyer, dessa vez, com a solução de NaOH, na balança analítica. Seguidamente, transferiu-se a solução de NaOH para um béquer de 250 mL, guardando-o para utiliza-lo na parte C da prática. 
Todos os dados obtidos nesta prática foram anotados no caderno. 
Parte B
	A parte B refere-se à determinação do calor de reação do HCl em solução com NaOH(s).
Inicialmente, lavou-se e secou-se o enlenmeyer utilizado na parte A desta prática. Após feito isso, na capela de exaustão adicionou-se no enlenmeyer, 50 mL da solução de HCl 0,10 mol L-1 com ajuda de uma proveta de 50 mL, mexeu-se e mediu-se a temperatura da solução com um termômetro. 
Posteriormente, levou-se o enlenmeyer com a solução de HCl para a balança analítica e pesou-se a massa. Com o auxílio de uma balança, pesou-se em um filtro de relógio, 2g de NaOH(s), transferindo-o para o enlenmeyer com solução de HCl, agitando-o bem. Em seguida, mediu-se a temperatura até chegar em seu equilíbrio. Após feito isso, levou-se o enlenmeyer com a solução de HCl + NaOH na balança e pesou-se. No fim, esta solução foi descartada. 
Todos os dados obtidos nesta prática foram anotados no caderno.
Parte C
	Esta parte da prática consiste na determinação do calor de reação do HCl em solução com NaOH em solução. 
	Primeiramente, lavou-se e secou-se o enlenmeyer utilizado na parte B desta prática. Após feito isso, pegou-se a solução de NaOH depositada em um béquer de 250 mL da parte A, e transferiu-o para o enlenmeyer de 125 mL. Mediu-se a temperatura, até que chegasse à máxima. 
	Em seguida, na capela de exaustão mediu-se 50 mL de solução de HCl 0,10 mol L-1 com uma proveta de 50 mL, depositando-a no enlenmeyer, contendo a solução de NaOH, agitou-se e mediu-se a temperatura até estabilizar. Após feito isso, a solução foi descartada. 
	Todos os dados obtidos nesta prática foram anotados no caderno.
4. Resultados e discussões
Tabela 1. Resumo dos resultados e cálculo da prática de termoquímica.
	Aquisição de dados
	
	Parte A
	Parte B
	Parte C
	Massa do enlenmeyer (g)
	88,1366g
	88,1366g
	88,1366g
	Temperatura inicial (°C) T1
	30,5 °C
	30,9 °C
	32,5 °C
	Temperatura equilíbrio (°C) T2
	39,7 °C
	40,7 °C
	32,4 °C
	Variação da temperatura (°C) (T2-T1)
	9,2 °C
	9,8 °C
	-0,1 °C
	Massa de NaOH (g)
	2,0191g
	2,0184g
	2,0191g
	Pureza NaOH (%)
	97%
	
	Massa de NaOH corrigida (g)(Equação1)
	1,95852g
	1,95784g
	1,95852g
	Massa da solução (g)
	50,7056g
	64,2739g
	49,545g
	Cálculos
	Calor absorvido pela solução (KJ) q1
	1.949,934 KJ
	2.632,916 KJ
	-20,7098 KJ
	Calor absorvido pelo vidro (KJ) q2
	677,876 KJ
	722,085 KJ
	-7,368 KJ
	Calor total absorvido (KJ) (q1 + q2)
	2.927,81 KJ
	1.910,831 KJ
	-28,0778 KJ
	Número de mols de NaOH
	0,05
	0,05
	0,05
	Calor total absorvido (KJ mol-1) (q1 + q2)/n
	58.556,2 KJ mol-1
	38.216,62 KJ mol-1
	-561,556 KJ mol-1
	Resultados
	ΔH reação (KJ mol-1)
	
	
	
	ΔH reação (KJ mol-1) (valores teóricos)
	-44,50
	-102,18
	-57,68
	Erro relativo (%)
	
	
	
	Erro relativo (ΔH parte a + ΔH parte c)
experimental com ΔH Teórico Parte b (%)
	
	
	
	Erro relativo (ΔH parte a + ΔH parte c)
experimental com ΔH Experimental
 Parte b (%)
	
	
	
 Questionário
1) Escreva as equações envolvidas nos processos 1, 2 e 3. Demonstrar a Lei de Hess.
Processo 1: 
Processo 2: NaCl + 
Processo 3: NaCl + 
2) Considerando que a dissolução de sólidos é um processo endotérmico, como se explica o efeito exotérmico da dissolução do NaOH(s)?
3) Com relação ao erro relativo (%) de cada reação, aponte três fontes de erro para esta prática.
4) Discuta os erros relativos considerado o ΔH parte A + ΔH parte C experimental com ΔH teórico parte B.
5) Discuta os erros relativo ΔH parte A + ΔH parte C experimental com ΔH experimental parte B. 
6) Como foi realizado o tratamento de resíduos nesta prática? 
O tratamento de resíduos gerado na prática foi feito através do descarte em um béquer disponibilizados pelos técnicos do laboratório.
5. Equações matemáticas
	O cálculo da massa de NaOH corrigida em gramas pode ser feita de duas maneiras, regra de três ou fórmula:Equação 1
Parte A e C: 
Parte B: 
	O cálculo do calor absorvido pela solução (q1) em KJ (tabela 1) foi realizado pela fórmula fundamental de calorimetria, que consiste em calcular a quantidade de calor que um corpo de massa e calor especifico tem de liberar ou absorver em uma determinada variação de temperatura, cálculo realizado pela equação matemática 2. Equação 2
Onde:
Q: quantidade de calor em [J] ou [cal];
m: massa em gramas [g];
c: calor específico em [J g-1K-1] ou [cal g-1°C-1];
ΔT: variação da temperatura (T2-T1) em [°C] ou [K];Para C:
Para B:
Para A:
	O cálculo do calor absorvido pelo vidro (q2) em KJ (tabela 1) foi realizado também pela fórmula fundamental de calorimetria (equação 2), porém utilizando dados diferentes. Para C:
Para B:
Para A:
	O calor total absorvido foi calculado pela soma de q1 e q2, dos valores obtidos através das contas anteriores. 
Para A: 
Para B: 
Para C: 
	O cálculo do número de mols de NaOH foi feito através de uma regra de três, utilizando a massa molar de NaOH em g/mol e o peso de NaOH usado no procedimento. 
Onde:
MMNaOH = 39,99 g/mol
Para B:
Para A e C:
	O cálculo do calor total absorvido em KJ/mol foi feito a partir de uma fórmula, em que se utilizou a soma dos calores absorvidos (q1 e q2) dividido pelo número de mols, cálculo realizado pela equação 3.Equação 3
Onde: 
qt: calor absorvido total [KJ/mol];
q1 e q2: calor absorvido pela solução e pelo vidro [KJ], respectivamente;
n: número de mols do reagente;
Para A:
Para B: 
Para C: 
		
Durante o desenvolvimento da prática foi fundamental o acompanhamento do docente, pois, o professor guiava os processos para conseguir obter os dados da melhor forma possível. Os dados obtidos depois de cada etapa do ensaio eram anotados e conferidos, após o término das soluções, ambas foram armazenadas em recipientes próprios para que na próxima prática, possa ser feita a padronização das mesmas.
6. Conclusões:
7. Anexos: 
8. Referências:
· BACCAN, N. Química analítica quantitativa elementar. 3a edição. Capítulo 1. Titulações Complexométricas, São Paulo, Ed. Blucher, 2001, p. 117
· Universidade Federal de Campina Grande: Química Analítica. Disponível em: < https://www.passeidireto.com/arquivo/2346921/solucao-padrao>. Acesso em: 10 fevereiro 2022.
· Universidade Federal de Juiz de Fora: Análises Volumétricas. Dispnível em: < https://www.ufjf.br/nupis/files/2018/03/aula03-site1.pdf>. Acesso em: 10 fevereiro 2022.
· Universidade Federal do Oeste da Bahia: Padronização de soluções. Disponível em: < http://professor.ufop.br/sites/default/files/clarissa/files/pratica_07.pdf>. Acesso em: 9 fevereiro 2022.
· Universidade Federal de Viçosa: Titulação ácido-base. Disponível em: < https://www.studocu.com/pt-br/document/universidade-federal-de-vicosa/laboratorio-de-quimica-analitica-quantitativa/relatorio-pratica-4-titulacoes-acido-base-padronizacao-de-solucoes-de-acido-cloridrico-e-hidroxido-de-sodio/4574282>. Acesso em: 9 fevereiro 2022.
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