PRÉ RELATORIO 03 - CALOR DE DISSOCIAÇÃO

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UNIVERSIDADE ESTADUAL DE MARINGÁ
CENTRO DE CIÊNCIAS EXATAS
DEPARTAMENTO DE QUÍMICA
FÍSICO-QUÍMICA EXPERIMENTAL I 4050-032
 PRÉ RELATÓRIO:
CALOR DE DISSOLUÇÃO 
Conrado Marchiori Toneto 94963
Larissa dos Santos 90380
Leandro dos Santos 83308
Victória Naomi Yoshida 82986
PROFESSOR:
Marcos Roberto Mauricio
20 de abril de 2018
Maringá,PR
1. INTRODUÇÃO
1.1 Medidas de calor a pressão e/ou volumes constantes 
As reações químicas ocorrem, em sua maioria, em recipientes abertos, sob a pressão constante da atmosfera. Porém, quando os gases participam da reação, o calor da reação medido a pressão constante não será o mesmo do calor medido a volume constante. 
Por exemplo:
1.1.1 Reação com expansão de volume
2 C (sólido) + 2O2(g) → 2 CO(g) 1 mol 2 mols 
a) Calor medido a volume constante 
Figura 1 – calor medido a volume constante
b) Calor medido a pressão constante 
 
Figura 2 – calor medido a pressão constante
Toda energia sob volume constante, originada da reação, é liberada na forma de calor (qv). 
Sob pressão constante, o sistema é expandido, executando o trabalho . Logo, parte daquela energia originada da reação será utilizada na realização do trabalho e o calor liberado (qp) será menor que o calor liberado a volume constante (qv).[1]
1.2 Determinação do calor de dissolução (ou entalpia) através de medidas calorimétricas
Uma reação química sempre é acompanhada de uma liberação ou absorção de energia. Caso a energia dos produtos for menor do que a dos reagentes, significa que o sistema libera energia na forma de calor, se configurando em uma reação exotérmica e causando aumento de temperatura do meio. Por outro lado, se a energia dos produtos for maior que a energia dos reagentes, o sistema absorve energia durante a reação, ocasionando uma reação endotérmica e retirando calor do meio, diminuindo assim a temperatura do sistema. 
O calor de dissolução de uma reação é a variação de entalpia observada na dissolução de 1 mol da substância em solvente suficiente para se considerar a solução como diluída. Se for adicionado mais solvente não vai alterar o estado térmico do sistema.
Para calcular a quantidade de calor liberada ou absorvida durante a reação de dissolução, é necessário conhecer a capacidade calorífica do interior do calorímetro. Esse conceito, de acordo com Russel, baseia-se na quantidade de calor necessária para elevar a temperatura do sistema de 1°C.[2]
1.3 Determinações de calor de sistemas em equilíbrio 
O Princípio do Equilíbrio Térmico denota-se quando vários corpos inicialmente a temperaturas diferentes trocam calor entre si, e só entre si, observamos que alguns perdem enquanto outros recebem calor, de tal maneira que decorrido certo tempo, todos estacionam numa mesma temperatura, chamada temperatura de equilíbrio térmico.
De acordo com a teoria cinética, pode-se definir a temperatura como a grandeza física associada ao grau de agitação térmica das moléculas que constituem um dado meio físico. A temperatura mensura a energia cinética média por grau de liberdade de cada partícula do sistema uma vez consideradas todas as partículas de um sistema em equilíbrio térmico em um certo instante[3]
 
1.4 A constante de solubilidade e a sua dependência com a temperatura
O termo solubilidade designa tanto fenômeno qualitativo do processo (dissolução), como expressa quantitativamente a concentração das soluções. A solubilidade de uma substância depende da natureza do soluto e do solvente, assim como da temperatura e da pressão às quais o sistema é submetido. É a tendência do sistema em alcançar o valor máximo de entropia.
A Solubilidade de uma substância num solvente pode ser afetada por determinados fatores. De entre os mais importante podem destacar-se, o efeito do íon comum, o pH da solução, os equilíbrios de complexação e a dependência da temperatura.
De acordo com o princípio de Le Châtelier, pode-se alterar um equilíbrio químico por meio da mudança de temperatura. De tal modo, essa mudança depende do processo de dissolução, ou seja, se o processo é endotérmico ou exotérmico. Na situação em que há um processo endotérmico, um aumento na temperatura altera o equilíbrio para a direita, como observado na equação:
calor + solvente + soluto solução (H>0)
Na situação em que há um processo exotérmico, um aumento na temperatura altera o equilíbrio para a esquerda, como observado na equação:
soluto + solvente solução + calor (H<0)
O aumento da temperatura favorece a solução e, assim, aumenta a solubilidade. Já, o aumento da temperatura no caso exotérmico favorece o soluto não-dissolvido e, assim, reduz o valor da solubilidade.
Em relação a gases, como o H é geralmente menor que zero, a solubilidade destes normalmente reduz-se com a temperatura. Porém, trata-se de um comportamento mais complexo. À medida em que a temperatura é elevada, geralmente gases tornam-se menos solúveis em água (no mínimo, o que é abaixo de 120 °C para a maioria dos gases), porém, são mais solúveis em solventes orgânicos. Para diversos sólidos dissolvidos na água no estado líquido, a solubilidade aumenta com a temperatura a por volta de 100 °C. 5 No estado líquido, a água, em altas temperaturas, (por exemplo, que se aproxima da temperatura crítica), o grau de solubilidade de solutos iônicos tende a diminuir em direção a mudança de propriedades e estruturas de água líquida.[4]
1.5 Propriedades do ácido benzóico
O ácido benzóico, é um composto orgânico aromático, classificado como ácido carboxílico. Sua aparência pode ser descrita como cristais brancos. O ácido benzóico é muito utilizado na indústria alimentícia na conservação de alimentos, devido a sua propriedade antimicrobiana e também na indústria farmacêutica na produção de cosméticos e medicamentos. Suas principais propriedades físicas estão apresentadas na Tabela 1. 
Tabela 1: Propriedades físicas do ácido benzóico
	Composto
	d(g/mL)
	P.F (°C)
	P.E (°C)
	Toxicidade
	Solubilidade em H2O
	ácido benzóico
	1,27
	122,3 
	249,2
	irritante 
	Baixa 
(água quente)
2. PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL
2.1 – Materiais: 
· Solução saturada de acido benzoico 
· Béquer de 600 mL
· Manta 
· Agitador magnético
· Água destilada 
· Pipetas 
· Anel metálico e suporte universal 
· Mangueira 
· Lã de vidro 
· Tubo de vidro 
· Solução de NaOH
· Indicador fenolftaleína
· Termômetro 
2.2 – Procedimentos 
Preparar cerca de 400 mL de uma solução saturada de ácido benzóico (~8 g), a aproximadamente 80 ºC, em um bequer de 600 mL (agitar).
Preparar um banho de água em torno de 60 ºC (~ 1,5 L), pode –se usar bico de bunsen ou chapa de aquecimento com agitação, e mergulhar o béquer de 600 mL no mesmo (preso por anel metálico). Agitar com barra magnética ou, periodicamente, com um bastão de vidro para homogeneizar e manter a temperatura no banho. Mantenha nas proximidades um béquer com água destilada aquecida para aquecimento de pipetas. Depois de aproximadamente 10 minutos, transferir para um erlenmeyer uma alíquota exata (de 5 a 25 mL), através da pipeta aquecida. Esta deve ter uma adaptação de mangueira pequena, contendo lã de vidro e com um tubo de vidro na ponta (esse dispositivo evita a entrada de sólidos). Logo após a introdução da solução na pipeta, rapidamente retirar o dispositivo, acertar o menisco (em um frasco qualquer de descarte) e escoar o conteúdo para o erlenmeyer assoprando. Caso ocorra entupimento devido a precipitação, aqueça a ponta da pipeta, com cuidado, diretamente na chama (se persistirem restos de sólidos, retire-os com água aquecida).
Registre a temperatura da solução no momento da coleta da alíquota.
Acrescente água destilada e titule a solução com NaOH, usando fenolftaleína como indicador.
Repetir o procedimento anterior abaixando a temperatura do banho para cerca de 60,55, 50, 45, 40, 35 e 30 ºC. Lembre-se que você deve conhecer a temperatura exata em todos os casos.
O ácido não utilizado deve ser recuperado.Determine graficamente o calor de dissolução (ou entalpia de dissolução).
Faça os cálculos através de concentração molal usando a densidade da solução como 1,0 g/mL e considerando a solução diluída.
OBS: determinar a massa de amostra antes do experimento, principalmente o naftaleno (sublimação).
3. PROPRIEDADE DOS COMPOSTOS 
	PROPRIEDADES
	Fenolftaleína
	NaOH
	MM (g.mol-1)
	318,223
	39,99
	Densidade (g.cm-3)
	1,277
	2,13
	PF (°C)
	262,15
	322
	PE (°C)
	-
	1388
	Solubilidade em H2O
	insolúvel
	1090 g.L-1
4. OBJETIVO
Determinar o calor de dissolução de uma substância pelo método da solubilidade.
 
5. REFERÊNCIAS
[1] Termoquímica – calor de reação medido a volume constante. Disponível em: <https://www.colegioweb.com.br> . Acessado em 18 de abril de 2018.
[2] Calores de reação. Disponível em: <http://mundoeducacao.bol.uol.com.br>. Acessado em 18 de abril de 2018.
[3] COPEQ - pdf. Disponível em: <http://repositorio.roca.utfpr.edu.br>. Acessado em 18 de abril de 2018. 
 
[4] Fatores que influenciam na solubilidade. Disponível em: <http://e-escola.tecnico.ulisboa.pt>. Acessado em 18 de abril de 2018.
[5] Solubilidade. Disponível em <http://www.bdc.ib.unicamp.br>. Acessado em 18 de abril de 2018.