Procedimento Experimental Calor de Combustão

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Procedimento Experimental. 
Calor de combustão da vela 
Primeiramente pesou-se a vela com o suporte, a lata vazia, e a lata preenchida com água, até 
aproximadamente a metade. Anotaram-se cada pesagem para devidos cálculos depois. Montou-
se o sistema do calorímetro, e mediu-se a temperatura ambiente da água dentro da lata, antes 
do aquecimento. 
Acendeu-se a vela para começar o aquecimento do calorímetro, e deixou-se por 5 minutos, após 
isso apagou-se a chama com um pequeno sopro; agitou-se a água com o termômetro bem 
devagar para observação da temperatura novamente, sendo agora depois do aquecimento, e 
pesou-se novamente a vela com seu suporte para obter o valor da massa da cera utilizada na 
reação de combustão. 
Calor de solidificação da vela 
Pesou-se primeiramente o béquer vazio, após foram entregue um tubo de ensaio com a cera 
dentro, então foi medido o peso do tubo de ensaio preenchido com a cera e descontando o peso 
do tubo de ensaio vazio já tabelado, logo após a pesagem, foi colocado água dentro do béquer 
que ainda estava com o tubo de ensaio dentro, para que pudesse facilitar a quantidade de água 
que deveria ser colocada, já que a mesma se baseava pelo menisco da cera da vela no tubo de 
ensaio. O tubo foi posto dentro de um suporte de tubos de ensaio e colocado em um banho 
maria, até fundir a cera presente. Em seguida, após a cera no tubo de ensaio passar para o 
estado liquido, o tubo começou a apresentar manchas opacas, sendo esse o primeiro sinal de 
solidificação e, com isto, colocou-se então o mesmo dentro do béquer que por sua vez será 
utilizado como sistema de calorímetro, medindo a temperatura novamente com seu devido 
aumento. 
Calor de neutralização 
Foi medido em uma proveta 50 mL de NaOH 1,0 mol Lˉ¹ e depois transferido para um béquer, 
com um termômetro foi medida a temperatura da solução. A seguir, foi medido em uma proveta 
50 mL de HCl 1,0 mol Lˉ¹ e também adicionado ao béquer onde já continha a solução de NaOH, 
foi agitado levemente com o termômetro e então medida a temperatura da solução até se 
estabilizar. Todo o processo foi repetido porem utilizando soluções de NaOH e HCl, ambas com 
concentração 0,5 mol Lˉ¹. 
 
Resultados. 
CALOR DE COMBUSTÃO DA VELA: A entalpia padrão de combustão é a variação de entalpia por 
mol de uma substancia que é queimada em uma reação de combustão em condições padrão. 
Combustíveis com uma alta entalpia especifica liberam muita energia por grama quando 
queimam². 
 
Os dados obtidos na primeira parte do experimento foram: 
Massa da vela com suporte: 8,03g 
Massa da lata vazia: 55,08g 
Massa da lata com agua: 299,80g 
Massa da agua: 244,72g 
Temperatura da agua antes do aquecimento: 26˚C 
Massa da vela com suporte depois de queimar: 7,72g 
Temperatura da agua depois do aquecimento: 34˚C 
 
Considera-se que o calor especifico da lata é 0,10 cal/g°C e da água 1,0 cal/g°C 
A partir destes dados realizamos a operação Qtotal = Qlata + Qágua, onde a formula de Q é igual 
a Q = m.c.ΔT sendo Q = calor envolvido no processo; m = massa do material em gramas; c = calor 
especifico; ΔT = variação de temperatura. Então: 
Qtotal = Qlata + Qagua 
Qtotal = 55,08g x 0,10cal/g ˚C x 8˚C + 244,73g x 1cal/g ˚C x 8˚C 
Qtotal = 44,06 cal + 1957,84 cal 
Qtotal = 2001,90 cal 
O calor absorvido sob condições de pressão constante é representado de um modo especial. É 
chamado variação de entalpia, ΔH, do sistema. Isto é: Q = ΔH (a pressão constante)¹. 
ΔH= - 2001,90 cal 
Quando o sistema perde calor para as vizinhanças, Q é um número negativo, este processo é 
chamado de exotérmico¹. 
Foram realizadas as conversões do valor de ΔH de cal para cal/g, Kcal/g, KJ/g e KJ/mol: 
ΔH= - 2001,90cal ÷ 0,31g = -6457,74 cal/g 
ΔH= -6457,74 cal/g ÷ 1000 = -6,4577 Kcal/g 
ΔH= -6,45 Kcal/g x 4,18 J* = -26,99 KJ/g 
ΔH= -26,99 KJ/g x 352g/mol** = -9500, 48 KJ/mol 
* 1cal = 4,18 J **massa molar da cera: C25H52 
 
CALOR DE SOLIDIFICAÇÃO DA VELA: Para o congelamento de um mol de agua liquida, o calor 
deve ser retirado, onde ΔH é o calor de solidificação molar. O sinal menos (-) indica que calor é 
liberado durante o processo de congelamento¹. Mudanças de fase que aumentam o contato 
entre as moléculas, como a solidificação, são exotérmicas porque a energia é liberada quando 
as moléculas se aproximam e podem interagir mais entre si. Quando as transições de fase 
ocorrem, como é mais comum, em pressão constante, a transferência de calor que acompanha 
a mudança de fase é igual a variação de entalpia da substancia². 
 
 
Os dados obtidos na segunda parte do experimento foram: 
Massa do tubo de ensaio com cera: 23,34g 
Massa da cera: 7,46g 
Massa do béquer vazio: 44,92g 
Massa do béquer com agua: 139,89g 
Massa da agua: 94,97g 
Temperatura da agua antes do aquecimento: 25˚C 
Temperatura da agua depois do aquecimento: 27˚C 
 
Considera-se que o calor especifico da água 1,0 cal/g °C e do béquer é de 0,12 cal/g °C. 
A partir destes dados realizamos a operação Qtotal = Qbéquer + Qágua onde a formula de Q é 
igual a Q = m.c.ΔT sendo Q = calor envolvido no processo; m = massa do material em gramas; c 
= calor especifico; ΔT = variação de temperatura. Então: 
Qtotal = Qbéquer + Qágua 
Qtotal = 44,92g x 0,12cal/g ˚C x 2˚C + 94,97g x 1cal/g ˚C x 2˚C 
Qtotal = 10,78 cal + 189,94 cal 
Qtotal = 200,72 cal → ΔH = -200,72 cal 
Foram realizadas as conversões do valor de ΔH de cal para cal/g, Kcal/g, KJ/g e KJ/mol: 
ΔH= -200,72 cal ÷ 7,46g = -26,90 cal/g 
ΔH= - 26,90 cal/g ÷ 1000 = -0,0269 Kcal/g 
ΔH= -0,0269 Kcal/g x 4,18 J = -0,1124 KJ/g 
ΔH= - 0,1124 KJ/g x 352g/mol = -39,57 KJ/mol 
 
CALOR DE NEUTRALIZAÇÃO: Uma reação de neutralização ocorre quando um ácido reage com 
uma base formando água e sal. O ácido fornece os íons H+ e a base fornece os íons OH- para a 
formação da água (H2O): 
1 H+(aq) + 1 OH-(aq) → H2O(ℓ) 
Esse tipo de reação é denominado de “neutralização” porque o pH do meio é neutralizado; o pH 
da água é 7,0 (neutro). 
 
Os dados obtidos na última parte do experimento foram: 
Massa do béquer vazio: 44,92g 
 
Para a solução NaOH 1,0 mol Lˉ¹ + HCl 1,0 mol Lˉ¹: 
Temperatura inicial: 26˚C 
Temperatura final: 31,5˚C 
 
Para a solução NaOH 0,5 mol Lˉ¹ + HCl 0,5 mol Lˉ¹: 
Temperatura inicial: 25˚C 
Temperatura final: 28˚C 
 
Antes de calcular o valor de ΔH, é necessário calcular a massa do ácido e da base utilizados: 
d = m ÷ v 
NaOH → 1g/mL = m ÷ 50mL → 50g 
HCl → 1g/mL = m ÷ 50mL → 50g 
Também é necessário calcular o número de mols por solução: 
HCl + NaOH → NaCl + H₂O 
50mL + 50mL = 100mL 
 
Concentração 1,0 mol Lˉ¹ : 
1,0 mol – 1,0 L 
 X - 0,05 L 
X= 0,05 mol HCl + 0,05 mol NaOH → Total = 0,1 mol 
 
Concentração 0,5 mol Lˉ¹ : 
0,5 mol – 1,0 L 
 X - 0,05 L 
X= 0,0025 mol HCl + 0,0025 mol NaOH → Total = 0,05 mol 
 
Com isso é realizada a operação Qtotal = Qsolução + Qbéquer, lembrando que a mesma é 
realizada duas vezes, uma para cada concentração molar. 
 
 
 
Concentração 1,0 mol Lˉ¹ : 
Qtotal = Qsolução + Qbéquer 
Qtotal = 100g x 1cal/g ˚C x 5,5 ˚C + 44,92g x 0,12cal/g ˚C x 5,5˚C 
Qtotal = 550 cal + 29,65 cal 
ΔH = - 579,65 cal 
Realizando a conversão do valor de ΔH de cal para J e KJ: 
ΔH= -579,65 cal x 4,18 J = -2422,9 J 
ΔH= -2422,9 J ÷ 1000 = -2,42 KJ 
ΔH= -2,42 KJ ÷ 0,1 mol = -24,2 KJ/mol 
 
Concentração 0,5 mol Lˉ¹ : 
Qtotal = Qsolução + Qbéquer 
Qtotal = 100g x 1cal/g ˚C x 3 ˚C + 44,92g x 0,12cal/g ˚C x 3˚C 
Qtotal = 300 cal + 16,17 cal 
ΔH= -316,17 cal 
Realizando a conversão do valor de ΔH de cal para J e KJ: 
ΔH= -316,17 cal x 4,18 J = -1321,59 JΔH= -1321,59 J ÷ 1000= -1,32 KJ 
ΔH= -1,32 KJ ÷ 0,05 mol = -26,4 KJ/mol 
 
Tabela 1. Resumo dos Resultados da Aula: Determinação do Calor de Reação 
 cal cal/g Kcal/g KJ/g KJ/mol 
Calor de 
Combustão 
da 
Vela(C₂₅H₅₂) 
-2001,90 -6457,74 -6,4577 -26,99 -9500,48 
Calor de 
Solidificação 
da 
Vela(C₂₅H₅₂) 
-200,72 -26,90 -0,0269 -0,1124 -39,57 
Calor de 
Neutralização 
(1,0 mol Lˉ¹) 
-579,65 - - KJ 
-2,42 
-24,2 
Calor de 
Neutralização 
(0,5 mol Lˉ¹) 
-316,17 - - KJ 
-1,32 
-26,4 
 
Discussões. 
Como a reação de solidificação é apenas uma mudança de estado físico da matéria, a energia 
liberada não é tão alta quanto da reação de combustão, que se trata de uma propriedade 
química, onde 5 C25H52 + 125 O2 = 125 CO2 + 13 H20, ou seja, a queima da vela (C₂₅H₅₂) da 
origem ao dióxido de carbono (CO₂) mais agua. A formação de um novo elemento a partir de 
outro por meio de uma reação é uma característica da reação química. 
Já em relação a energia de neutralização dos dois processos com diferentes concentrações 
molares, a diferença entre os valores é pequena, tendo uma diferença somente por conta da 
concentração molar já que se trata da mesma reação, onde NaOH + HCl geram substancias 
novas, nesse caso o sal NaCl e a agua (H2O). No caso da reação entre ácidos fortes e bases fortes 
o valor da entalpia de neutralização sempre será igual a – 13,8 kcal/mol ou – 57,7 KJ/mol. Isso 
acontece porque as bases e os ácidos fortes ficam dissociados completamente em solução e, 
com isso, a única reação responsável pela manifestação do calor será a da formação da água. 
Por conta disso que a energia liberada é menor, em relação a combustão, por exemplo. 
Ainda sobre o calor de neutralização, como esta citado na literatura, no caso de bases e ácidos 
fortes, como foi o caso da reação realizada, a entalpia de neutralização será sempre -57,7 
KJ/mol. Com isso surge a dúvida dos motivos pelos quais os resultados obtidos pela experiência 
realizada não bateram com este valor. Vários podem ter sido os motivos porem entre eles está 
a falta de equipamentos mais precisos, o arredondamento na hora da realização dos cálculos, 
erros humanos na hora da medição da temperatura, entre outros, porem a principal causa e a 
grande perda de calor para o meio externo, que pode ser visualizado com base nos cálculos 
realizados anteriormente. 
 
Conclusão. 
Nesta prática realizada deve se ter cuidados para que erros não sejam cometidos, 
principalmente na hora da utilização do calorímetro. Pois, mesmo um calorímetro constituído 
de material termicamente isolante, apresenta perdas de calor. Desta forma, esta quantidade de 
calor que pode ter sido perdida não foi contabilizada nos cálculos, o que pode ter influenciado 
nos resultados encontrados. 
Pode-se concluir que o método calorimétrico, apesar de ser um método que se baseia nas 
medições de temperatura, é viável para determinação das entalpias de reação. Também foi 
possível salientar o fato de que a quantidade de calor liberada no processo de neutralização é 
dependente da estrutura dos reagentes. 
 
Referências. 
1-RUSSELL, John Blair. Química geral, vol. 1, 2. ed. São Paulo: Pearson, 1994. 
2- ATKINS, P. W.; JONES, Loretta. Princípios de química: questionando a vida moderna e o meio 
ambiente. 5. ed. Porto Alegre: Bookman, 2012.