relatorioexperimento6

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Universidade Federal de São Paulo
Instituto de Ciência e Tecnologia
Experimento 6 – CALOR DE REAÇÃO E CALOR DE SOLUÇÃO.
Alunos:
Gabriela Barbosa de Jesus – RA: 69.567
Gabriela Monti Vilas Boas – RA: 69.571
São José dos Campos – SP
2011
Introdução:
A calorimetria mede o calor transferido ou absorvido em um processo químico ou físico. O calorímetro é o instrumento utilizado neste tipo de experiência, do qual existem dois tipos básicos: calorímetro de pressão constante que permite a medida do calor liberado ou absorvido sob condições de pressão constante, ou um calorímetro de volume constante que é aquele em que o volume não pode variar.
 	Nos dois tipos de calorimetria é possível destacar a diferença entre a entalpia e a energia interna.
	Representa-se a quantidade de calor pelo símbolo q, definido como quantidade de calor absorvida por um sistema. Esta definição mostra que, q, é positivo quando se absorve calor e negativo quando libera calor (perde). O processo de absorção de calor é chamado de endotérmico e o de perda é exotérmico.
	Para calcular a quantidade de calor liberada ou absorvida durante a reação é necessário conhecer a capacidade calorifica do interior do calorímetro. A capacidade calorifica é a quantidade de calor necessária para aumentar a temperatura de um sistema em 1ºC. Essa capacidade calorifica relaciona a quantidade de calor, q, absorvida por uma substância ao aumento de temperatura de um sistema. Representando ∆T como a variação de temperatura (∆T = Tfinal – Tinicial ), c, a capacidade calorifica e n, o número de mols da substância, então:
c = q/∆T
q = nc∆T
	Para calcular a variação de calor para o conteúdo do calorímetro precisa-se de medidas como: massa, capacidade calorifica especifica, variação de temperatura.
	Porém, a determinação de calor de reação em um calorímetro as vezes é impossível para muitas reações químicas. Felizmente, o calor liberado em uma reação impossível de se determinar por um calorímetro pode ser medido pela Lei de Hess, que diz caso uma reação seja a soma de outras duas ou mais reações, o ∆H para o processo global é a soma dos valores de ∆H daquelas reações. [1]
	Por meio da calorimetria e da aplicação da Lei de Hess se tornou disponível um grande número de valores de ∆H para as reações químicas, esses valores são agrupados em tabelas que indicam as entalpias padrão de formação molar, ∆Hº.
	A variação de entalpia é o calor absorvido sob condições de pressão constante. Para se calcular a variação de entalpia para uma reação son condições padrão se utiliza a seguinte equação:
∆Hºreação = ∑ [∆Hºf (produtos)] - ∑ [∆Hºf (reagentes)]
Nesta equação o símbolo ∑ significa a soma. Para encontrar o ∆Hºreação é preciso somar as entalpias dos produtos e subtrair da soma das entalpias dos reagentes.
 
Objetivos: 
O objetivo do presente relatório é apresentar o calor de combustão da parafina e o valor da fusão (solidificação), a partir de da dados como a massa dos componentes do experimento e o calor fornecido ao calorímetro.
 
Materiais e Métodos:
Materiais:
Balança;
Vela;
Lata de refrigerante 350 mL;
Lata de leite em pó 400 g;
Termômetro;
Parafina;
Béquer 50 mL;
Béquer 250 mL;
Suporte universal;
Tubo de ensaio;
Placa de aquecimento;
Mufa;
Garra metálica;
Pinça de madeira.
Métodos:
Calor de combustão da vela:
A vela foi colocada dentro da lata maior e o conjunto foi pesado. A lata menor foi pesada vazia e após ser preenchida com 2/3 de água. Foi montado um suporte, onde a lata menor (com água) estava sendo suspensa com o auxílio da garra metálica e da mufa, ficando próxima, porém sem entrar em contato com o fogo da vela no interior da lata maior. Desta forma, tinha-se um calorímetro.
A vela foi acesa e aqueceu-se a água durante 5 minutos. Apagou-se a vela e mediu-se a temperatura da água, após o término de sua variação.
Calor de solidificação da vela:
	Pesou-se um tubo de ensaio vazio. Uma quantidade de parafina foi colocada em seu interior e pesou-se novamente.
	Colocou-se 150 mL de água no béquer de 250 mL. Com uma pinça de madeira, colocou-se o tubo de ensaio até que a parafina ficasse submersa, neste béquer com água, e colocou-se na placa de aquecimento, até completa fusão da parafina.
	Um béquer de 50 mL foi pesado vazio e com 30 mL de água. Sua temperatura foi medida.
	Após a fusão da parafina, o tubo de ensaio foi retirado do banho maria com o auxílio da pinça de madeira e colocado no béquer de 50 mL com água, agitando-se a água com o próprio tubo, e medindo a temperatura até que esta parasse de subir. A temperatura máxima foi anotada.
Resultados e Discussões:
Resultados: 
Os resultados obtidos com a pesagem e a medida de temperatura para o calculo do calor de combustão e do calor de solidificação serão apresentados nas tabelas 1 e 2:
Tabela 1 – Dados obtidos para o calculo do calor de combustão.
	Massa da vela com suporte antes de queimar 
	79,83 g
	Massa da vela com suporte depois de queimar 
	78,17 g
	Massa da lata vazia 
	14,1 g
	Massa da lata com água 
	235,1 g
	Temperatura da água antes do aquecimento 
	25 ºC
	Temperatura da água depois do aquecimento 
	39 ºC
	Tabela 2 – Dados obtidos para o calculo do calor de solidificação.
	Massa do tubo de ensaio 
	6,93 g
	Massa do tudo de ensaio com parafina 
	7,59 g
	Massa do béquer vazio 
	33,3 g
	Massa do béquer com água 
	66,1 g
	Temperatura da água antes do aquecimento 
	26 ºC
	Temperatura da água depois do aquecimento 
	28 ºC
Discussões:
A quantidade de calor, q, absorvido pela água, pode ser medida da seguinte forma:
q água = m x c x ∆T 
c = calor específico da água = 4,18 J/ g ºC ou 1,00 cal/ g ºC
m = 235,1g - 14,1g = 221g
∆T = Tfinal – Tinicial = 39ºC - 25ºC = 14ºC
q água = 221 x 4,18 x 14 = 12932,92J.
O fluxo de calor da mistura reativa, ∆H, deve ser igual em módulo, porém de sinal contrário, ao da água, q água. Portanto ∆H= -12932,92 J.
Neste caso, a reação é exotérmica, pois ∆H é negativo e q água é positivo. Isto faz sentido, pois para uma reação exotérmica, a temperatura da água se eleva.
De acordo com a massa inicial e final da parafina, temos que a quantidade consumida de parafina, durante a combustão foi de 1,66g. Combustão é a queima das substâncias químicas, produzindo novas substâncias e liberando calor. Durante a combustão, ocorrem reações intramoleculares, o que libera muito mais energia doque no caso de reações intermoleculares, quando há a mudança de estado físico da matéria.
Com esses dados, e dividindo a energia gerada pela massa consumida de parafina, pode-se dizer que cada grama de parafina, libera 7790,9 J, durante sua combustão.
A termodinâmica diferencia dois tipos de energia: o calor (q) e o trabalho (w), que é qualquer outro tipo de energia diferente do calor. A primeira lei da termodinâmica nos diz que: " Em qualquer processo, a variação de energia do sistema, ∆E, é igual a soma do calor absorvido q, e do trabalho w, realizado sobre o sistema. Isto justifica o fato de:
q combustão + q calorímetro + q água = 0
 
Conclusão: