Determinação de calor de dissolução

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UNIVERSIDADE DO EXTREMO SUL CATARINENSE - UNESC
CURSO DE ENGENHARIA DE MATERIAIS
ALICE JUSTO
EVANDRO MACHADO DA ROSA
JOÃO PEDRO FAGUNDES CARARO
MARCELO HENRIQUE ANTONIN
DETERMINAÇÃO DO CALOR DE DISSOLUÇÃO
CRICIÚMA 
2017
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ALICE JUSTO
EVANDRO MACHADO DA ROSA
JOÃO PEDRO FAGUNDES CARARO
MARCELO HENRIQUE ANTONIN
DETERMINAÇÃO DO CALOR DE DISSOLUÇÃO
Relatório apresentado à disciplina Química Experimental do curso de Engenharia de Materiais – Unesc.
Professora Normélia Ondina Lalau de Farias
CRICIÚMA
2017�
SUMÁRIO
31	INTRODUÇÃO	�
42	OBJETIVO	�
3 REFERENCIAL TEÓRICO ....................................................................................5
4 MATERIAIS E METODOS.....................................................................................7
4.1 MATERIAIS E REAGENTES..........................................................................7
4.2 PROCEDIMENTO...........................................................................................7
5 RESULTADOS E DISCUSSÃO.............................................................................9
6 CONCLUSÃO.....................................................................................................10
7 REFERÊNCIAS...................................................................................................11
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INTRODUÇÃO
Todos os processos físicos e químicos envolvem, além das transformações materiais (reações químicas) e mudanças de estados físicos, variações energéticas. Desta maneira, um enfoque que é dado pela calorimetria, se baseia justamente em medir as variações energéticas que acompanham os processos físicos e químicos. A parte da calorimetria que trata especificamente destas variações de temperatura é conhecida como Termoquímica. O conceito da calorimetria envolve a aplicação da primeira lei da Termodinâmica que estabelece que a energia é conservada nas transformações.
As reações químicas sempre estão acompanhadas de uma liberação ou absorção de energia. Se a energia dos produtos for menor que a energia dos reagentes, então o sistema libera energia na forma de calor (reação exotérmica), causando aumento na temperatura do meio. Por outro lado, se a energia dos produtos for maior que a energia dos reagentes, o sistema absorve energia durante a reação (reação endotérmica), retirando calor do meio e consequentemente diminuindo a temperatura do sistema. A energia de qualquer sistema pode ser expressa em termos de seu equivalente em calor, entalpia.
Para a determinação deste calor de dissolução convém utilizar um sistema adiabático, neste caso o calorímetro. Onde neste adicionam-se um soluto e um solvente (comumente a água) para que assim após a dissolução completa possa ser verificado através da elevação ou queda de temperatura com relação à temperatura ambiente a quantidade de calor envolvida na solução.
 No experimento apresentado utilizou-se dois diferentes solutos, sendo o hidróxido de sódio (NaOH) e a ureia (NH2CONH2) e como solvente utilizou-se água deionizada. Com base nas medidas efetuadas realizaram-se os cálculos para determinação do calor de dissolução.
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OBJETIVO 
Determinar o calor de dissolução do hidróxido de sódio (NaOH) e da ureia (NH2CONH2) em água.
 
REFERENCIAL TEÓRICO
TERMODINÂMICA
A termodinâmica é o ramo da física que trata das relações entre o calor e outras formas de energia. Em particular, descreve como a energia térmica é convertida para e de outras formas de energia e como ela afeta a matéria. Termodinâmica é definida como “o estudo das alterações ou transformações de energia que acompanham as transformações físicas e químicas da matéria.” (Russel,1992)
Energia térmica é a energia que uma substância ou sistema tem devido à sua temperatura, ou seja, a energia de moléculas móveis ou vibrantes, de acordo com o site de educação energética da Agência de Educação do Texas . A termodinâmica envolve a medição dessa energia, que pode ser "extremamente complicada", de acordo com David McKee, professor de física na Missouri Southern State University. “Os sistemas que estudamos na termodinâmica... consistem em números muito grandes de átomos ou moléculas interagindo de formas complicadas, mas se esses sistemas satisfazem os critérios certos, que chamamos de equilíbrio, eles podem ser descritos com um número muito pequeno de medidas ou Muitas vezes isso é idealizado como a massa do sistema, a pressão do sistema, e o volume do sistema, ou algum outro conjunto equivalente de números.”
TEMPERATURA
A quantidade de calor transferido por uma substância depende da velocidade e do número de átomos ou moléculas em movimento, de acordo com a Educação Energética. Quanto mais rapidamente os átomos ou moléculas se movem, maior a temperatura e quanto mais átomos ou moléculas estão em movimento, maior a quantidade de calor que elas transferem.
A temperatura é "uma medida da energia cinética média das partículas em uma amostra de matéria, expressa em termos de unidades ou graus designados em uma escala padrão", de acordo com o American Heritage Dictionary . A escala de temperatura mais comumente utilizada é Celsius, que se baseia nos pontos de congelação e de ebulição da água, atribuindo valores respectivos de 0 graus C e 100 graus C. A escala Fahrenheit também se baseia nos pontos de congelação e de ebulição da água que atribuíram Valores de 32 F e 212 F, respectivamente.
Os cientistas em todo o mundo, entretanto, usam a escala de Kelvin (K sem grau de sinal), com o nome de William Thomson, 1º Barão Kelvin , porque funciona em cálculos. Esta escala utiliza o mesmo incremento que a escala Celsius, ou seja, uma variação de temperatura de 1 C é igual a 1 K. No entanto, a escala de Kelvin começa em zero absoluto, a temperatura na qual há uma ausência total de energia térmica e todas as moléculas o movimento para. Uma temperatura de 0 K é igual a menos 459,67 F ou menos 273,15 C.
 TRANSFERÊNCIA DE CALOR
O calor pode ser transferido de um corpo para outro ou entre um corpo e o ambiente por três meios diferentes: condução, convecção e radiação. Condução é a transferência de energia através de um material sólido. A condução entre corpos ocorre quando eles estão em contato direto, e as moléculas transferem sua energia através da interface. 
A convecção é a transferência de calor para ou de um meio fluido. Moléculas em um gás ou líquido em contato com um corpo sólido transmitem ou absorvem calor para ou desse corpo e então se afastam, permitindo que outras moléculas se movam para o lugar e repitam o processo. A eficiência pode ser melhorada aumentando a área de superfície a ser aquecida ou arrefecida, como com um radiador, e forçando o fluido a se mover sobre a superfície, como acontece com um ventilador.
Radiação é a emissão de eletromagnética (EM) de energia, particularmente infravermelhos fótons que carregam energia térmica. Toda a matéria emite e absorve alguma radiação EM, cuja quantidade líquida determina se isso causa uma perda ou ganho de calor.
MATERIAIS E MÉTODOS 
MATERIAIS E REAGENTES
- 1 Termômetro;
- 1 Balança analítica;
- 1 Bastão de vidro;
- 3 Béqueres;
- 1 Calorímetro;
- 1 Espátula.
- Hidróxido de Sódio;
- Uréia.
4.2PROCEDIMENTO
- Adicionou-se no calorímetro 400ml de água e com o auxilio do termômetro esperou-se estabilizar a temperatura ambiente.
- Foi calculada a quantidade de hidróxido de sódio para obter 1M em relação á água do calorímetro, usando a seguinte fórmula: 𝑀𝑟=𝑚𝑀𝑀.𝑉
- Portanto, foi pesado e adicionado 16g de NaCl no calorímetro onde já se encontrava a água, e agitado com o bastão de vidro até que a solução ficasse dissolvida.
- Medidoa temperatura até que a mesma se estabilizasse e foi anotado a maior temperatura.
- Ao concluir o experimento acima, encheu-se o calorímetro com água da torneira e aguardou-se 5 minutos, para resfriar o calorímetro e mesmo ser usado no próximo experimento.
- O mesmo procedimento foi repetido para a uréia, somente houve diferença na quantidade de uréia, onde foi utilizado 24,024g, e a temperatura foi anotado a menor, pois diminuiu.
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5 RESULTADOS E DISCUSSÃO 
CONCLUSÃO
Podemos concluir que as reações exotérmicas ocorrem quando a energia absorvida para separar as partículas do soluto (dissociação) for menor que a energia liberada na sua solvatação. Neste caso acontece liberação de energia para o meio externo e este será aquecido, fato esse observado no experimento onde foi adicionado NaOH em água, onde a temperatura variou no sentido positivo após as reações. Já as reações endotérmicas ocorrem quando a energia absorvida para separar as partículas do soluto (dissociação) for maior que a energia liberada na sua solvatação. Neste caso, o meio externo sofrerá um resfriamento, pois perderá energia para o meio onde ocorre a dissolução, fato este observado no experimento, onde foi adicionado uréia em água.
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REFERÊNCIAS	
LISBOA, Julio. Química. São Paulo: SM, 2010
RUSSELL, John Blair. . Química Geral. 2. ed. São Paulo: Makron Books, 1994. 2 v.
BRADY, James E.; RUSSELL, Joel W.; HOLUM, John R. Química: a matéria e suas transformações. 3. ed Rio de Janeiro: LTC, 2002. 2 v.