Relatório de Fisqui II (Termoquímica) 02

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SUMÁRIO
1. Introdução
2. Materiais e Reagentes
2.1. Materiais 
2.2. Reagentes
3. Procedimentos Experimentais
3.1. Reação 1: Entalpia de dissolução do NaOH
3.2. Reação 2: Entalpia de Neutralização e Dissolução
3.3 Reação 3: Entalpia de Neutralização 
4. Resultados e Discussões
4.1. Reação 1: Entalpia de dissolução do NaOH
4.2. Reação 2: Entalpia de Neutralização e Dissolução
4.3 Reação 3: Entalpia de Neutralização 		 
5. Conclusão
6. Bibliografia
1. INTRODUÇÃO
Na termodinâmica e físico-química, a termoquímica, também chamada de termodinâmica química, é o ramo da química que estuda o calor (energia) envolvido, seja absorvido, seja produzido, nas reações químicas e quaisquer transformações físicas, tais como a fusão e a ebulição, baseando-se em princípios da termodinâmica. 
A importância de conhecer (e controlar) essas trocas de calor é imensa. A energia térmica do vapor de água, por exemplo, era a energia utilizada nas antigas locomotivas a vapor, e, em nossos dias, essa energia é empregada para acionar modernas turbinas — em usinas termoelétricas, na propulsão de grandes navios, etc.
Termoquímica é o estudo das quantidades de calor liberadas ou absorvidas durante as reações químicas. Para a Termoquímica, as reações químicas se classificam em:
• reações exotérmicas — são as que produzem ou liberam calor, como por exemplo:
— a queima do carvão: C + O2 → CO2 + Calor
(veja que, nesse exemplo, estamos considerando o calor como se fosse um dos “produtos” da reação);
• reações endotérmicas — são as que absorvem calor, como por exemplo:
— a decomposição do carbonato de cálcio: CaCO3 + Calor → CaO + CO2
— a síntese do óxido nítrico: N2 + O2 + Calor → 2NO (nesses exemplos, estamos considerando o calor como um “reagente” necessário ao andamento da reação).
Em geral, basta provocarmos uma reação exotérmica para que ela se inicie e prossiga sozinha, como no exemplo da queima do carvão. Pelo contrário, uma reação endotérmica ocorre somente quando fornecemos continuadamente o calor de que ela necessita, como no caso do cozimento dos alimentos.
2. MATERIAIS E REAGENTES
2.1. Materiais 
	Materiais
	Bastão de vidro
	Pistilo
	Béquer de 50 mL
	Proveta de 100 mL
	Béquer de 100 mL
	Tela de Amianto
	Espátula
	Termômetro Faixa: 0° - 100°
	Gral
	Vidro de Relógio
2.2. Reagentes
	Reagentes
	Hidróxido de Sódio (NaOH) em lentilhas
	Solução de Hidróxido de Sódio (NaOH) 1,0 mol.L-1
	Solução de Ácido Clorídrico (HCl) 0,50 mol.L-1
	Solução de Ácido Clorídrico (HCl) 1,0 mol.L-1
3. PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL
3.1. Reação 1: Entalpia de dissolução do NaOH
Determinamos a massa de um béquer de 100 mL limpo e seco. Medimos em uma proveta 100 mL de água destilada e colocamos em um béquer. O béquer ficou mantido em cima da tela de amianto e depois com o auxilio de um termômetro medimos a temperatura da água. Paralelamente, pesamos cerca de 2,0 g de NaOH e pulverizamos as pastilhas. Adicionamos na água do béquer a porção de NaOH pesada. Anotamos a temperatura e pesamos todo o sistema.
3.2. Reação 2: Entalpia de Neutralização e Dissolução
Determinamos a massa de um béquer de 100 mL limpo e seco. Medimos em uma proveta 100 mL de HCl 0,50 mol.L-1 e colocamos em um béquer. O béquer ficou mantido em cima da tela de amianto e depois com o auxilio de um termômetro medimos a temperatura da água. Paralelamente, pesamos cerca de 2,0 g de NaOH e pulverizamos as pastilhas. Adicionamos na água do béquer a porção de NaOH pesada. Anotamos a temperatura e pesamos todo o sistema.
3.3 Reação 3: Entalpia de Neutralização 
Determinamos a massa de um béquer de 100 mL limpo e seco. Colocamos 50 mL de solução de HCl 1,0 mol.L-1 no béquer e determinamos a temperatura do HCl. Em outro béquer de 100 mL adicionamos 50 mL de NaOH 1,0 mol.L-1 e determinamos a sua temperatura. Adicionamos a solução de NaOH 1,0 mol.L-1 sobre os 50 mL de solução de HCl 1,0 mol.L-1. Misturamos rapidamente a solução com um termômetro e medimos a temperatura.
4. RESULTADOS E DISCUSSÕES
	
	REAÇÃO 01
	REAÇÃO 02
	REAÇÃO 03
	Massa de NaOH
	2,1559g
	1,9752g
	3,9g
	Massa do Béquer
	50,2429g
	50,2429g
	50,2429g
	Massa da solução
	149,9590g
	150,3484g
	148,0293g
	Temperatura Inicial
	29 °C
	26 °C
	26 °C
	Temperatura Final
	30 °C
	35 °C
	26 °C
4.1. Reação 1: Entalpia de dissolução do NaOH
NaOH + aq ( Na+(aq) + OH-(aq) + calor
Para o primeiro procedimento, a massa de NaOH utilizada foi de 2,1559 g a uma temperatura de 29 ºC. Utilizou-se 100 mL de água destilada a uma temperatura inicial de 29 ºC. Após a adição do sal no béquer contendo água observou-se a estabilização do sistema na temperatura de 30 ºC.
Com os dados obtidos na prática, podemos calcular a quantidade de calor transferido para o ambiente (ou dele retirado), das amostras colocadas em teste, com a seguinte expressão:
Q = m . c . ∆t
em que: 
Q é o calor cedido ou absorvido pela água;
 m é a da solução;
 c é o calor específico da água (1,0 cal/gºC);
 ∆t é a variação de temperatura sofrida pela água (“∆t = TFinal – TInicial” ).
Cálculo do “calor” da reação NaOH Na+ + OH- + “Calor”:
Seja: QSistema = msolução . cH2O . (Tf – Ti);
MSolução = MH2O + MSoluto;
 (com DH2O = 1,0 g/mL).
Para chegarmos ao QSistema temos que obter algumas variáveis, logo, temos que achar a MSolução e o ∆t.
Partido pela densidade da água que é 1,0g/mL temos que em 100 mL de água usadas na pratica equivalem a 100 gramas de H2O. Dessa forma, temos que a massa da solução é obtida diminuindo-se a o valor obtido quando se foi pesado todo o sistema (béquer-solução), pela massa do béquer pesada inicialmente
Assim: MSolução = 149,9590 – 50,2429 ► MSolução = 99,7141g.
Contudo, como o ∆t = TFinal – TInicial ► ∆t = 30ºC – 29ºC ► ∆t = 1ºC 
Agora, como os valores das variáveis já calculadas, é só substituir na expressão Q= m . c . ∆t ► Q = 99,7141g . 1,0cal/gºC . (5ºC) ► 
Q = 99,7141 cal (Amostra de 2,1559g de NaOH)
Como ∆H = -Q			∆H = - 99,7141 cal
4.2. Reação 2: Entalpia de Neutralização e Dissolução
Cálculo do “calor” da reação NaOH + HCl Na+(aq) + Cl-(Aq) + “Calor”:
Como no item anterior: QSistema = msolução . cH2O . (Tf – Ti);
MSolução = MH2O + MSoluto;
 (com DH2O = 1,0 g/mL).
Para chegarmos ao QSistema temos que, novamente, obter as variáveis MSolução e ∆t.
Assim sendo: MSolução = 150,3484 – 50,2429 ► MSolução = 100,1005g.
Contudo, como o ∆t = TFinal – TInicial ► ∆t = 35ºC – 26ºC ► ∆t = 09ºC 
Agora, como os valores das variáveis já calculadas, é só substituir na expressão Q= m . c . ∆t ► Q = 100,1005g . 1,0cal/gºC . (09ºC) ► 
Q = 900,9045 cal (Amostra de 1,9752g de NaOH em solução de HCl 0,5M)
Como ∆H = -Q			∆H = -900,9045 cal
4.3 Reação 3: Entalpia de Neutralização 		 
HCl + aq ( Cl-(aq) + H+(aq) + calor
NaOH + aq ( Na+(aq) + OH-(aq) + calor
NaOH + HCl ( Na+ + Cl- + H+ + OH- + calor
Inicialmente, as duas soluções se encontram na mesma temperatura 23°C, após a adição a temperatura se eleva ao valor de 29ºC, e o procedimento pra se determinar o calor de neutralização, segue o mesmo raciocínio que foi usado nos itens anteriores:
Q = M Sistema.c Solução.(Tf - Ti)
Assim sendo: MSolução = 148,0293 – 50,2429 ► MSolução = 97,7864g.
Contudo, como o ∆t = TFinal – TInicial ► ∆t = 26ºC – 26ºC ► ∆t = 0ºC 
Agora, como os valores das variáveis já calculadas, é só substituir na expressão Q= m . c . ∆t ► Q = 97,7864g . 1,0cal/gºC . (0ºC) ► 
Q = 97,7864 cal (para Neutralização de HCl com NaOH)
Como ∆H = -Q			∆H = -97,7864 cal
5. CONCLUSÃO
A partir do estudo e pesquisa da termoquímica concluímos que a energia liberada nas reações químicas está presente em várias atividades da nossa vida diária. por exemplo, é o calor liberadona queima do gás butano que cozinha os nossos alimentos, é o calor liberado na combustão do álcool ou da gasolina que movimenta nossos veículos e é através das reações químicas dos alimentos no nosso organismo que obtemos a energia necessária para manutenção da vida.Observamos que a maioria das reações químicas ocorre produzindo variações de energia,que freqüentemente se manifestam na forma de variações de calor. A termoquímica ocupa-se do estudo quantitativo das variações térmicas que acompanham as reações químicas. Logo esta é uma parte da química que estuda as quantidades de calor liberados ou absorvidos, durante uma reação química e estuda o calor da reação provocada pela troca de energia do meio externo com os reagentes.
6. BIBLIOGRAFIA
Feltre, Ricardo - Química / Físico-Química, 6. ed. São Paulo, Moderna, 2004.
Maham, Bruce M., Rollie J. Myers; Química: um curso universitário.
Tradução da 4ª edição americana. 1995-Editora Edgard Blücher LTDA.
TIPLER, P. Física, Gravitação, ondas e termodinâmica. Vol 2, 3a edição, 1994.