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UNIGRANRIO – CTA – Curso de Engenharia Química 7 UNIVERSIDADE UNIGRANRIO – ESCOLA DE CIÊNCIA E TECNOLOGIA ENGENHARIA QUÍMICA – DUQUE DE CAXIAS DISCIPLINA: Físico Química II Calor de reação ácido- base Professor: Robson Marques Aluna: Scarllet Costa Fontes – 5900565 Duque de Caxias, 10 de abril de 2017. EXPERIMENTO Nº7 – Calor de reação ácido-base Objetivo Este experimento tem por objetivo determinar a quantidade de calor envolvida nas reações ácido-base. Introdução: Quando uma reação química ocorre, os reagentes inicialmente presentes no sistema vão se modificando com o avanço da reação, de modo a formar os produtos. Essa transformação vem acompanhada por uma mudança característica na energia. No entanto, processos que ocorrem a pressão constante são mais fáceis de medir a entalpia, H, como propriedade de um sistema, ou seja, a variação de entalpia é dada pelo calor trocado com as vizinhanças. Então, em uma reação química, a temperatura do sistema após a reação é, em geral, diferente da temperatura inicial. De maneira a restaurar o sistema a sua temperatura inicial, é preciso haver um escoamento de calor, seja para as vizinhanças ou a partir das vizinhanças. É a partir desse princípio de troca de calor entre o sistema e as vizinhanças que vamos estudar o calor de neutralização de um ácido com uma base, com a ajuda de um calorímetro. Este princípio nos será útil para estendermos o conceito a outras reações, seja ela de dissolução, mudança de fase, combustão ou formação. Fundamento teórico: As reações de neutralização sempre ocorrem entre um ácido, que libera o cátion H+, e entre uma base, que libera o ânion OH-. Esse tipo de reação é sempre exotérmico, ou seja, libera energia, pois parte da energia dos íons é utilizada para formar as ligações, que formam as moléculas de água e a energia restante é liberada. Desse modo, o valor da entalpia de neutralização será sempre negativo. O valor da variação de entalpia ou calor de neutralização será sempre o mesmo para reações que ocorrerem entre ácidos e bases fortes, como por exemplo: 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 Em todos esses casos a entalpia de neutralização tem o mesmo valor de -57,7 kJ, 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, como por exemplo: H+ + OH- > H2O No entanto, se a reação de neutralização ocorre com a presença de uma base ou de um ácido fracos, o valor do calor liberado será menor do que a entalpia de neutralização. Isso ocorre porque parte da energia liberada é usada também para ionizar mais ácido (se o ácido for fraco), ou para dissociar mais base (se a base for fraca). Dessa forma, ocorrem duas reações. Materiais e reagentes: Reagentes Materiais Ácido Clorídrico (HCl) Erlenmeyer Hidróxido de Sódio (NaOH) Termômetro Hidróxido de amônio (NH4OH) Proveta Ácido acético (CH3COOH) Ácido Nítrico (HNO3) Hidróxido de Potássio (KOH) Procedimento experimental: 1 – Foram adicionados 50 mL de uma solução base em um erlenmeyer limpo e seco e em seguida, foi reservado 50Ml da solução ácida em um erlenmeyer. Foi assegurado de que as soluções estivessem com a temperatura ambiente, foram também anotadas as temperaturas. 2 – Foi acrescentada a solução ácido sobre a solução base, a solução obtida foi homogeneizada rapidamente com o auxílio do termômetro, foram registradas as máximas temperaturas atingidas. 3 – O procedimento acima, foi seguido a partir das soluções abaixo: Reação 1: HCl 1mol/L + NaOH 1mol/L Reação 2: HCl 1mol/L + NH4OH1mol/L Reação 3:CH3COOH 1mol/L + NH4OH 1mol/L Reação 4: CH3COOH 0,1mol/L + NH4OH 0,1mol/L Reação 5: HNO3 1mol/L + KOH 1mol/L Resultados e Discussões: Com base no procedimento realizado, podemos chegar nos seguintes resultados: TºC Base TºC Ácido TºC Total Reação 1 23ºC 24ºC 28ºC Reação 2 23,5 ºC 24ºC 27ºC Reação 3 23ºc 23ºc 23ºC Reação 4 23ºC 22ºC 23ºC Reação 5 22ºC 22ºC 27ºC Foram obtidas as seguintes reações: Reação 1 HCl + NaOH >> NaCL + H2O Reação 2 HCl + NH4OH >> NH4Cl + H2O Reação 3 CH3COOH + NH4OH >> CH3COONH4 + H2O Reação 4 CH3COOH + NH4 >> CH3COONH4 + H2O Reação 5 HNO3 + KOH >> KNO3 + H2O Conclusões: Podemos concluir que o método calorimétrico, apesar de ser um método simples que se baseia, unicamente, nas medições de temperaturas, é viável para determinação das entalpias de reação, havendo assim, como em qualquer outro experimento, cuidados nos equipamentos utilizados e na manipulação adequada dos mesmos e principalmente na calibração do termômetro. Bibliografia Consultada http://mundoeducacao.bol.uol.com.br/quimica/entalpia-neutralizacao.htm https://www.passeidireto.com/arquivo/18160811/determinacao-do-calor-de-reacao-neutralizacao---fisico-quimica-experimental
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