Relatório de físico quimica II - Cálculo do calor de reações iônicas

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UNIVERSIDADE FEDERAL DO MARANHÃO 
CENTRO DE CIÊNCIAS EXATAS E TECNOLOGIA- CCET
ENGENHARIA QUÍMICA 
RELATÓRIO DE FISICO-QUÍMICA I EXPERIMENAL 
Erik Henrique Monteiro Gama
Ivailson Lobo Pereira
Vanessa Sousa Pereira 
Vinicius Melo Carvalho Machado
SÃO LUIS – MA
2017
Erik Henrique Monteiro Gama
Ivailson Lobo Santos
Jessica Silva Pereira 
Vanessa Sousa Pereira 
Vinicius Melo Carvalho Machado 
RELATÓRIO DE FISICO-QUÍMICA 
CALCULO DE CALOR DE REAÇÃO IÔNICA 
Relatório de atividade prática do curso de ENGENHARIA QUÍMICA da Universidade Federal do Maranhão – UFMA, como composição da nota em uma avaliação da disciplina. 
	Professor: Roberto Batista
SÃO LUIS – MA 
2017
SUMÁRIO
Fundamentação Teórica...........................................................................4
Objetivos...................................................................................................5
Materiais....................................................................................................5
Procedimento............................................................................................5
Resultados e Discussões..........................................................................6
Conclusão.................................................................................................7
Referências Bibliográficas.........................................................................8
	
 FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA
A medida direta dos calores envolvidos nas reações químicas e uma parte da calorimetria a qual não e muito valorizada uma vez que muitas destas reações ocorrem sob condições que estão fora do alcance das medidas calorimétricas diretas. No entanto, reações de dissociação, neutralizaçãoe muitas reações iônicas de precipitação, são susceptíveis de observação calorimétrica direta (WOLF et al, 2011).
O calor, como sabemos, é uma forma de energia e, segundo a Lei da Conservação da Energia, ela não pode ser criada e nem destruída, pode apenas ser transformada de uma forma para outra. Em vista disso, somos levados a concluir que a energia liberada por uma reação química não foi criada, ela já existia antes, armazenada nos reagentes, sob uma outra forma, e a energia absorvida por uma reação química não se perdeu, ela permanece no sistema, armazenada nos produtos, sob uma outra forma. Cada substância, portanto, armazena um certo conteúdo de calor, que será alterado quando a substância sofrer uma transformação.
O calor de neutralização é a variação de entalpia, ou seja, quantidade de calor liberada verificada na neutralização total de hidrogênio ionizável (H+) por um mol de hidroxila dissociada admitindo-se todos os participantes em diluição total ou infinita (ponto de diluição total), a 25°C e 1atm.
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.
HCl(aq) + NaOH(aq) →  NaCl(aq) + H2O(l)		ΔHneutralização = -57,7 kJ
HBr(aq) + NaOH(aq) →  NaBr(aq) + H2O(l)			ΔHneutralização = -57,7 kJ
½ H2SO4(aq) + KOH(aq) →  ½ K2SO4(aq) + H2O(l)	ΔHneutralização = -57,7 kJ
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, descrita abaixo:
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 OBJETIVO
Determinar o calor de neutralização de ácidos fortese fracos e do calor de precipitação de um sal pouco solúvel.
 MATERIAS E REAGENTES
	Vidrarias 
	Acessórios 
	Equipamentos
	Reagente 
	Proveta
	Termômetro
	Calorímetro 
	Hidróxido de sódio 
	Béquer 
	
	Garrafa 
	Ácido nítrico
	
	
	
	Ácido clorídrico
	
	
	
	Ácido acético 
	
	
	
	Ácido sulfúrico
Tabela 01: Relação dos materiais utilizados nos experimentos.
PROCEDIMENTO
Com auxílio de uma proveta, mediu-se 30 ml de hidróxido de sódio 0,5 M, em seguida, colocou-se no calorímetro e mediu-se a temperatura. 
Adicionou-se 30 ml de ácido nítrico no equipamento. 
Agitou-se o meio e esperou-se 15 segundos.
Mediu-se a temperatura. 
Realizou os mesmos procedimentos para o ácido clorídrico, acético e sulfúrico. 
RESULTADOS E DISCUSSÕES
As reações que ocorreram no experimento foram as seguintes:
As temperaturas lidas no termômetro de cada procedimento estão descritas na tabela 02 a seguir:
	Reações 
	T de NaOH inicial (ºC)
	T da Reação (°C)
	ΔT (ºC)
	HNO3 + NaOH
	28,1
	30,7
	2,6
	HCl + NaOH
	28,2
	30,7
	2,5
	H2SO4 + NaOH
	28,2
	30,9
	2,7
	CH3COOH + NaOH
	28,1
	30,5
	2,4
Tabela 02: Temperaturas antes e depois da mistura do ácido e da base 
O cálculo da neutralização e precipitação é a dada a seguir supondo que a massa total da solução é de 30g e que o calor específico da solução é unitário, então o calor liberado pela mistura do ácido e da base é:
Sabendo que se usou concentração da base de 0,5M e que o volume foi 30 mL (0,03L), o número de mols da base encontrado através da fórmula (3) é de 0,015 mols.
É importante ressaltar que W é o equivalente em água no calorímetro, ou seja, o calor cedido pela água morna deve ser igual ao calor recebido pela água fria no calorímetro e calculado através de práticas anteriores temos:
Tirando a média do equivalente em água no calorímetro para 6 graus acima e 15 graus acima da temperatura ambiente, temos:
Os resultados encontrados usando a fórmula (1) e (2) com o W encontrado acima estão escritos na tabela 03 a seguir: 
	
	Reações 
	Q (cal/ gºC)
	ΔH (J/mol)
	HNO3 + NaOH
	223,782
	14918,8
	HCl + NaOH
	215,175
	14345
	H2SO4 + NaOH
	232,389
	15492,6
	CH3COOH + NaOH
	206,568
	13771,2
Tabela 03: Calor de neutralização e precipitação
CONCLUSÃO
Como se pode notar, há uma reação de neutralização entre o ácido e a base, ocorrendo a formação de sal e água, com a elevação de temperatura, já que os íons continuam em solução.
Verificou-se e visualizou-se de uma melhor maneira que o processo de calorimetria a pressão constante é bastante explicativo, que na dissociação ou dissolução de certos reagentes pode se provar a existência de energia através da comprovação prática disso, comprovando-se também que mesmo em reações de neutralização ocorre liberação ou absorção de energia na forma de calor. Estas práticas nos ajudam a repor todo o conhecimento obtido em disciplinas anteriores e fixar melhor o aprendizado ganho.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
WOLF, Lúcia Daniela et a l. Construção de um calorímetro simples para determinação da entalpia de dissolução. Eclética Química, v.36, n. 2, p. 69-83, 2011
“Calor de neutralização” Disponível em:
<http://mundoeducacao.bol.uol.com.br/quimica/entalpia-neutralizacao.htm>
 “Calor de Reação” Disponível em:
<https://www.passeidireto.com/arquivo/6591658/relatorio-calor-de-reacao-completo-fisico-quimica-exp-i>
BONFANTE, Pedroso. Calor de Dissolução. 
Disponível em:<http://www.mundoeducacao.com/quimica>