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2 de maio de 2016 Estácio de Sá, Niterói Química Geral Experimental Quantidade de calor de neutralização Química Geral Turma: 1030 Professora: Rafaela Alunos: Camila Alves Felipe Campagnac Higor Carracena Igor Samagaio Gabriela Gianini TERMODINÂMICA 1. Introdução O calor é um tipo de energia que transita entre os corpos para ocasionar o equilíbrio térmico entre os corpos, por isso as trocas de calor acontecem. Sendo assim, quando colocados 2 ou mais corpos, com temperaturas diferentes em um sistema fechado, ocorre a troca de calor, sendo sempre transmitido do corpo de maior temperatura para o de menor temperatura. Porém, cada material tem um calor específico, que é a quantidade de calor necessária para que um corpo eleve em 1ºC, 1g de sua massa. Este calor trocado entre um corpo e outro, pode ser medido, utilizando a fórmula: Q = m . c . Δt Onde, * Q = quantidade de calor * m = massa * c = capacidade calorífica * Δt = variação de temperatura Em uma reação de neutralização que ocorre entre um ácido e uma base forte, onde o ácido libera o cátion H+, e a base libera o ânion OH-, ocorre a liberação de energia na forma de calor que é o que chamamos de calor de neutralização. Alguns exemplos desse tipo de reação: HCl(aq) + NaOH(aq) → NaCl(aq) + H2O(l) ?Hneutralização = -57,7 kJ ou 13,8 kcal HBr(aq) + NaOH(aq) → NaBr(aq) + H2O(l) ?Hneutralização = -57,7 kJ ou 13,8 kcal ½ H2SO4(aq) + KOH(aq) → ½ K2SO4(aq) + H2O(l) ?Hneutralização = -57,7 kJ ou 13,8 kcal Pode-se observar que a entalpia de neutralização (calor de neutralização), tem o mesmo valor pois como são ácidos e bases fortes, a ionização dos ácidos e a dissociação das bases ocorre de forma completa. Isso significa que em meio aquoso eles fornecem 100 % de íons H+ e OH-. Assim, em todos os casos a formação da água se dará através da única reação responsável pela manifestação de calor, descrita abaixo: H+(aq) + OH-(aq) -> H2O(l) 2. Objetivo Determinar quantidade de calor de neutralização entre um ácido e uma base forte e o calor específico do calorímetro(isopor). 3. Materiais/Reagentes e métodos utilizados 3.1 Materiais e Reagentes Calorímetro(isopor); Água destilada; Termômetro; Bécker; Banho maria; HCl; NaOH; Proveta; Pipeta; Pêra; 3.2 Procedimento Experimental 1º procedimento. Mediu-se 100 ml de água destilada e foi colocada no bécker dentro do banho maria até atingir 60ºc. Então, colocou-se mais 100ml de água destilada no calorímetro e mediu-se a temperatura ambiente . Misturou então a água a 60ºC com a água a temperatura ambiente , para calcular a quantidade de calor trocado, e então achar o calor específico do calorímetro. 2º procedimento. Colocou-se 100 ml de uma solução de NaOH na proveta e depois colocado no calorímetro e medido a temperatura. Após, colocou-se 100ml de HCl no calorímetro misturando com NaOH e mediu-se a temperatura do sistema em equilíbrio térmico. 4. Discussão e Resultados. Foi utilizado o método das misturas, no qual, aquecendo uma quantidade de água a uma temperatura maior que a da água contida no calorímetro que está à temperatura ambiente. Quando elas são misturadas no calorímetro, a água que está a uma temperatura maior irá ceder calor à água e ao calorímetro que estão a uma temperatura menor pelo princípio da conservação de energia: Qganho = Qperdido. Portanto: M.C.ΔT = M.C.ΔT + C.ΔT Aplicou-se então os valores da massa, calor específico e temperatura inicial e final da água, temos: 100x1(60 – 39) = 100x1(39 – 21) + C(39 – 21) 2100 = 1800 + 18C C = C = 16,66 Cal/°C Lembrando que o calor específico da água foi considerado como 1 cal/g ºC, sendo assim este resultado significa que, seria preciso fornecer 16,66 calorias ao calorímetro, para que este varie sua temperatura em 1 ºC. Após obter a capacidade calorífica tornou-se possível então calcular a quantidade de calor gerado pela reação, pois é possível encontrar a quantidade de calor que o calorímetro rouba da mesma. Q = M.C.ΔT + C.ΔT Q = 200x1(28 – 21) +16,66x(28 – 21) Q = 200x7 + 16,66x7 Q = 1400 + 116,62 Q = 1516,62 Cal = 1,51kcal Na literatura o valor registrado de calor de neutralização da reação de NaOH e HCl é de 13,8 kcal. Deve-se levar em consideração, como justificativa para essa larga variação em relação ao experimento, que o calorímetro não estava perfeitamente vedado, ou seja por não estar tampado havia troca de calor com o meio. 5. Conclusão Concluímos que houve transferência de calor entre os materiais sendo uma reação endotérmica, o calor específico do isopor medido no experimento foi de 16,66 Cal/ºC e a quantidade de calor transferida foi de 1,51kcal sendo um valor totalmente diferente da literatura que é 13,8 kcal. 6. Referências bibliográficas CALOR LATENTE E CALOR ESPECÍFICO / INFO ESCOLA. Disponível em: <http://www.infoescola.com/fisica/calor-latente-e-calor-especifico/>. Acessado em: 31/05/2016. TROCAS DE CALOR. / MUNDO EDUCAÇÃO. Disponível em: <http://mundoeducacao.bol.uol.com.br/fisica/trocas-calor.htm>. Acessado em: 31/05/2016. ENTALPIA E NEUTRALIZAÇÃO / MUNDO EDUCAÇÃO. Disponível em: <http://mundoeducacao.bol.uol.com.br/quimica/entalpia-neutralizacao.htm>. Acessado em: 31/05/2016
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