Objetivo, conclusão e questões - Calor de Neutralização

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OBJETIVOS
Determinar a entalpia de neutralização e dissolução de um ácido e uma base fortes com base na capacidade calorífica de um calorímetro previamente determinada;
Identificar se a reação de neutralização ocorrida no interior do calorímetro é endotérmica ou exotérica, analisando o sinal resultante das equações bem como o consequente aumento ou diminuição da temperatura do sistema.
CONCLUSÃO
	Analisando-se os resultados obtidos verifica-se o valor de 1060,25 cal como sendo o calor medido da reação, ou seja, é a quantidade de calor (energia) liberada ou absorvida durante a neutralização entre a base NaOH e o ácido HCl. Empregando-se a unidade joules (J) o valor convertido é de 4436,23 J. Denota-se que ambos são valores maiores que zero (Q > 0) indicando aumento na temperatura com a reação se comparada às dos compostos separadamente (HCl 24°C; NaOH 23°C; compostos homogeneizados = 26°C).
	Observando-se, portanto essas informações e com base na literatura, afirma-se que a reação de neutralização ocorrida é exotérmica uma vez que, ao realizar o cálculo para determinação da entalpia (calor de neutralização) o valor resultante, -21,21 Kcal/mol ou -88,8 KJ/mol, é menor que zero (∆H < 0; valores negativos); em outras palavras, quando há aumento na temperatura do sistema assim que a reação ocorrer, a entalpia é negativa, pois o sistema libera calor durante a reação, classificando então uma reação exotérmica. 	
	Deve-se considerar ainda que esses resultados são obtidos para os casos de neutralização de ácidos e bases fortes, pois para compostos fracos a dissociação de seus íons não é completa (grande parte dos compostos permanecem na forma molecular).
QUESTÕES
O que é uma reação de neutralização?
	É caracterizada pela reação química entre um mol de um ácido e um mol de uma base, produzindo um sal no meio aquoso e água, neutralizando o meio. (pH 7,0 – neutro).
O que é calor de neutralização?
	É a entalpia resultante de uma reação de neutralização ácido-base, em solução aquosa, para produzir um mol de água, ou seja, quantidade de calor liberado, verificada na reação de neutralização total de hidrogênio ionizável (H+) por um mol de hidroxila (OH-) dissociada, admitindo-se todos os participantes em diluição total ou infinita (ponto de diluição total), a 25°C e 1atm.
Como pode-se medir experimentalmente o calor de neutralização?
	A entalpia de neutralização pode ser calculada utilizando uma titulação termométrica onde o aumento da temperatura verificado, à medida que se adiciona a base ao ácido atinge o valor máximo quando ácido e base estão nas mesmas proporções estequiométricas o que permite detectar o ponto de equivalência. Além deste método a calorimetria é um método utilizado para determinar tal valor, como mostrou-se no experimento.
Por que o calor de neutralização medido pode ser menor quando se utiliza um ácido fraco, em comparação com o uso de um ácido forte?
	Na entalpia de neutralização com ácidos e bases fortes todos tem o mesmo valor de -55,9 kJ/mol, pois 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-. 
	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. 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).
Como se relaciona o calor de neutralização entre ácido e base fortes com o calor de dissociação da molécula de água?
	Sabemos que segundo Arrhenius, um ácido é uma espécie que tem H ionizáveis para serem doados, portanto podemos descrever como:
HCl (aq) H+ (aq) + Cl- (aq)
	Uma base é uma espécie que possui íons OH- para doar a um ácido:
NaOH (aq) Na+ (aq) + OH- (aq)
	Portanto a reação entre um ácido e uma base, segundo Arrhenius é a combinação entre os íons H+ e OH- para formar H2O, consequentemente o calor de neutralização entre um ácido e uma base fortes é igual ao calor de dissociação da molécula de água.
H+(aq) + OH- (aq) H2O (aq) 	 ∆H0 = -55,9 KJ/mol
Discuta os fatores que influenciam a determinação do calor de neutralização dos ácidos pouco dissociados.
	Ácidos pouco dissociados ou fracos são ácidos que, em meio aquoso, tem dificuldade de liberar o íon hidrônio (H3O+) ou H+, devido à coesão da molécula. Essa coesão molecular está diretamente ligada aos átomos que constituem o ácido; quanto maior a atração entre os átomos, menos dissociado o ácido será e menor será o calor de neutralização que ele produzirá.
	Fatores que influenciam a ação dessa força são variáveis que aumentam a repulsão desses átomos, como por exemplo a pressão, o pH (desloca o equilíbrio) e principalmente o aumento da temperatura, que enfraquece as ligações.
Em solução diluída e a 25°C, quando um ácido forte é neutralizado por uma base forte, cerca de 55.892 kJ são liberados por mol de água formada. A partir do oxigênio e do hidrogênio gasosos cerca de 285.838 kJ são liberados na formação de um mol de água. Usando estes dados, calcule a soma dos calores de formação dos íons H+(aq) e OH- (aq).
	H2 (g) + ½ O2 (g) → H2O (l) 		 ∆H = − 285838J/mol
 OH- (aq) + H+ (aq) → H2O (l) 	∆H = − 55892J/mol
	A formação da água a partir dos gases hidrogênio e oxigênio fornece 285,8kJ/mol, e a partir dos íons hidroxila e hidrônio resulta em 55,9kJ/mol. Somando-se as reações acima, tem-se:
H2(g) + ½ O2(g) → OH- (aq) + H+ (aq)
∆H reação = − 285,838 kJ + 55,892 kJ
∆H reação = − 229,946 kJ
	Considerando nulo o calor de formação do íon hidrônio (ΔHH3O+ = 0), o calor de formação do íon hidroxila é:
½ H2 (g) → H+ (aq) 			∆H = 0 kJ/mol
½ H2(g) + ½ O2 (g) → OH- (aq) 		∆H = − 229,9 kJ/mol