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Centro Universitário Jorge Amado Relatório da prática REAÇÕES QUÍMICAS E TROCAS DE ENERGIA Salvador 2021 Antônio Brim de Menezes Filho Camila Cristina Santana de Souza Emerson Reis dos Santos REAÇÕES QUÍMICAS E TROCAS DE ENERGIA Relatório da prática “Reações químicas e trocas de energia” apresentado pelos discente do curso de engenharia, como parte dos requisitos necessários à obtenção do título de graduação. Docente: Franciele Oliveira Campos da Rocha Disciplina:Físico-Química Turma: 001EQUI5AN Salvador 2021 Data da Realização: 09/06/2021 1 INTRODUÇÃO Para analisar uma reação química com variações de energia definimos um sistema onde incluí substâncias envolvidas em transformações químicas ou físicas. Nas reações químicas ocorrem absorção e liberação de energia, que pode ser em forma de calor. A transferência de calor acontece do corpo que possui uma temperatura mais alta para o de menor temperatura, após um determinado tempo eles entram em equilíbrio, ambos os corpos atingem a mesma temperatura. A transferência de calor em uma reação pode ocorrer de duas maneiras, podendo ser denominada de reação endotérmica quando ocorre absorção de calor. Dessa forma, um corpo absorve calor do meio em que ele está inserido, causando uma percepção de resfriamento. A reação poder ser exotérmica que se trata do inverso da endotérmica. Refere-se da liberação de calor gerando uma sensação de aquecimento. Figura 1: Reação Endotérmica Figura 2: Reação Exotérmica A energia trocada nas reações de absorção e de liberação de energia é chamada de entalpia (H). Através de algumas reações, é possível calcular o valor da variação de entalpia (ΔH), onde consideramos a entalpia do reagente (energia inicial) e a entalpia do produto (energia final). Os tipos de entalpia mais recorrentes temos: Entalpia de Formação: Energia absorvida ou liberada necessária para formar 1 mol de uma substância. Entalpia de Combustão: Energia liberada que resulta na queima de 1 mol de substância. https://www.sinonimos.com.br/refere-se/ https://www.todamateria.com.br/energia/ Entalpia de Ligação: Energia absorvida na quebra de 1 mol de ligação química, no estado gasoso. “A variação de entalpia (ΔH) em uma reação química depende apenas dos estados inicial e final da reação, independentemente do número de reações.”, portanto de acordo com a Lei de Hess A variação da energia é estabelecida através da seguinte fórmula: ∆𝐻 = 𝐻𝑓 − 𝐻𝑖 ΔH: variação da entalpia Hf: entalpia final ou entalpia do produto Hi: entalpia inicial ou entalpia do reagente Logo, concluímos que a variação da entalpia sera negativa quando ocorrer uma reação exotérmica. Por sua vez, a variação da entalpia é positiva quando a reação for endotérmica. 2. OBJETIVO Dimensionaremos a quantidade de calor envolvida na reação de decomposição do peróxido de hidrogênio, para isso iremos utilizar calorímetro. Onde poderá se compreender os processos de troca de energia, entender alguns conceitos de termoquímica, calcular a quantidade de calor absorvida ou liberada por um sistema. 3. TAREFAS PRELIMINARES EPI´s: Jaleco, luvas e óculos LEVANTAMENTO DOS REAGENTES: TOXOLOGIA: - Peróxido de hidrogênio (H2O2): nocivo se ingerido, provoca lesões oculares graves, provoca irritação à pele, pode provocar irritação das vias respiratórias. Tóxico para os organismos aquáticos. Em caso de inalação a pessoa deverá ir para um local ventilado numa posição que não dificulte a respiração e procurar um posto hospitalar. - Dióxido de manganês (MnO₂): Nocivo por ingestão ou inalação, lavar a pele cuidadosamente após manuseamento. Em caso de inalação a pessoa deverá ir para um local ventilado numa posição que não dificulte a respiração e procurar um posto hospitalar. SUBSTÂNCIA CONCENTRAÇÃO QUANTIDADE PERÓXIDO DE HIDROGÊNIO - 40 mL DIÓXIDO DE MANGANÊS. - 1 g LEVANTAMENTO DAS VIDRARIAS: EQUIPAMENTOS UTILIZADOS: VIDRARIA/MATERIAIS CAPACIDADE QUANTIDADE BÉQUER 50 mL - VIDRO DE RELÓGIO - - PROVETA - - ESPÁTULA METÁLICA - - EQUIPAMENTO MARCA MODELO CAPELA DE EXAUSTÃO - - CALORÍMETRO - - 4.FLUXOGRAMA: TRANSFIR 40 ML DE H2O2 PARA A PROVETA, EM SEGUIDA TRANSFIRA O LÍQUIDO PARA O BÉQUER E DESPEJAR NO CALORÍMETRO OBSERVAR A TEMPERATURA INDICADA. ANOTE O RESULTADO. PERÓXIDO DE HIDROGÊNIO (H2O2) DIÓXIDO DE MANGANÊS (MnO₂) EPI´s PREPARAR TODOS OS MATERIAIS E EQUIPAMENTOS NECESSÁRIOS PARA O EXPERIMENTO COM O AUXÍLIO DA ESPÁTULA METÁLICA DESPEJE 1g DO MnO₂ NO CALORÍMETRO NO VIDRO DE RELÓGIO, PESE O COMPOSTO NA BALANÇA E DESPEJE O DIÓXIDO DE MANGANÊS NO CALORÍMETRO. PARA QUE A MISTURA SE TORNE HOMOGÊNEA, AGITE O CONTEÚDO DO CALORÍMETRO. OBSERVE A TEMPERATURA E ANOTE O RESULTADO. REMOVA O CONTEÚDO E LIMPE O CALORÍMETRO. A MUDANÇA OCORRERA NO VOLUME DO PERÓXIDO DE HIDROGÊNIO, ONDE SERÁ ADCIONADO 40 ML, 42 ML E NO ÚLTIMO CASO, 45 ML. ANALISAREMOS CADA UMA DAS TEMPERATURAS EM CADA EXPERIMENTO ONDE OS RESULTADOS SERÃO ANOTADOS. REALIZE A LIMPEZA DE TODOS OS MATERIAIS UTILIZADOS, GUARDE-OS E O EXPERIMENTO SERA ENCERRADO. REPETIR 3 VEZES 5. RESULTADOS E DISCURSÃO A decomposição do peróxido de hidrogênio, catalisada pelo dióxido de manganês, será monitorada pelo calorímetro. O calor trocado pelo sistema será registrado pelo equipamento. 1.Após a realização do experimento, você deve ter anotado as temperaturas iniciais e finais de cada procedimento. Com base nos seus conhecimentos prévios, justifique porque houve um aumento brusco nas temperaturas após a adição do dióxido de manganês. Observamos o aumento da temperatura ( 𝑇𝑖𝑛𝑖𝑐𝑖𝑎𝑙 𝑒 𝑇𝑓𝑖𝑛𝑎𝑙) com as respectivas quantidades de peróxido de hidrogênio: 40ml - 𝑇𝑖𝑛𝑖𝑐𝑖𝑎𝑙: 2,5; 𝑇𝑓𝑖𝑛𝑎𝑙: 4,0 42ml -𝑇𝑖𝑛𝑖𝑐𝑖𝑎𝑙: 2,5; 𝑇𝑓𝑖𝑛𝑎𝑙: 4,0 45ml -𝑇𝑖𝑛𝑖𝑐𝑖𝑎𝑙: 2,5; 𝑇𝑓𝑖𝑛𝑎𝑙: 4,2 O dióxido de manganês aumenta a velocidade da reação, ou seja, ele é um catalizador do H₂O₂. Dessa forma notamos que o aumento do reagente faz com que altere a velocidade da reação como no caso do experimento realizado se deu o aumento da temperatura. 2. Com base nos seus conhecimentos sobre reações químicas e trocas de energia, o que aconteceria com as temperaturas finais, caso fosse adicionado 1,5 g de dióxido de manganês ao invés de 1 g? Se aumenta a concentração de reagentes, aumenta o número de moléculas dos reagentes, aumentando o número de colisões e aumentando também a velocidade da reação. Ou seja, a reação iria ocorre mais rapidamente. 6. CONCLUSÃO As reações químicas liberam ou absorve calor (energia), a área da quimica que estuda esses acontecimentos é conhecida como termoquímica. Logo concluímos que manipular as condições de uma reação para obter energia é de extrema importância, já que podemos utilizar o calor obtido para área industrial. 7. REFERÊNCIAS Soluções tecnológicas em educação; Roteiro (Reações químicas e trocas de energia) - ALGETEC Só química; disponível em <https://www.soq.com.br/conteudos/em/termoquimica/>, acessado em: 10/06/2021 Mundo educação; disponível em <https://mundoeducacao.uol.com.br/quimica/termoquimica- suas-reacoes.htm>, acessado em:10/06/2021 Toda matéria; disponível em https://mundoeducacao.uol.com.br/quimica/termoquimica-suas- reacoes.htm; acessado em: 12/06/2021 Ficha de informações de segurança de produto químico-peróxido de hidrogénio, Gotaquímica, disponível em https://gotaquimica.com.br/wp-content/uploads/2021/05/PEROXIDO-DE- HIDROGENIO.pdf >; acessado em: 13/06/2021 Ficha de informações de segurança de produto químico-dióxido de manganês, SIGMA- ALDRICH; disponível em< https://www.farmacia.ufmg.br/wp-content/uploads/2019/04/FISPQ- Oxido-de-Manganes-1.pdf>; acessado em: 13/06/2021 https://www.soq.com.br/conteudos/em/termoquimica/ https://mundoeducacao.uol.com.br/quimica/termoquimica-suas-reacoes.htm https://mundoeducacao.uol.com.br/quimica/termoquimica-suas-reacoes.htm https://mundoeducacao.uol.com.br/quimica/termoquimica-suas-reacoes.htm https://mundoeducacao.uol.com.br/quimica/termoquimica-suas-reacoes.htm https://gotaquimica.com.br/wp-content/uploads/2021/05/PEROXIDO-DE-HIDROGENIO.pdf https://gotaquimica.com.br/wp-content/uploads/2021/05/PEROXIDO-DE-HIDROGENIO.pdf https://www.farmacia.ufmg.br/wp-content/uploads/2019/04/FISPQ-Oxido-de-Manganes-1.pdf https://www.farmacia.ufmg.br/wp-content/uploads/2019/04/FISPQ-Oxido-de-Manganes-1.pdf
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