Experimentação em Calor de Reação

Licenciatura Plena em Química (Universidade de Cruz Alta, 2004)
Mestrado em Química Inorgânica (Universidade Federal de Santa Maria, 2007)

Neste experimento serão medidos os calores absorvidos ou depreendidos nas reações efetuadas e, como calorímetro, será usado, simplesmente, um erlenmeyer de 250 mL. Admitir-se-á que o calor da reação será utilizado para modificar a temperatura da solução aquosa e do vidro do erlenmeyer, sendo que outras pequenas trocas de calor com o exterior serão desprezadas. O símbolo Q é frequentemente empregado para designar diferença entre energia térmica de um sistema em seus estados inicial de final.

O valor de Q se obtém mediante o seguinte cálculo:

Q = m . c . Δt,

Onde:

m = massa
c = capacidade calorífica
Δt = variação de temperatura entre os estados inicial e final

“Capacidade calorífica” é definida como o número de calorias necessárias para aumentar de 1°Ca temperatura de um grama de uma substância (de 15 – 16 °C). A capacidade calorífica da água é 1,0 cal . g-1 . grau-1, e a do vidro é 0,2 cal . g-1 . grau-1.

Nesta prática, será medida a quantidade de calor absorvida ou depreendida em cada uma das três reações:

Reação n°1:

Hidróxido de sódio sólido dissolvido em água, para formar a solução aquosa dos íons.

NaOH(s)   →   Na+(aq)   +   OH-(aq)   +   X1 cal

ΔH1 = - X1 cal

Reação n°2:

Hidróxido de sódio sólido reagindo com uma solução aquosa de cloreto de hidrogênio para formar água e solução aquosa de cloreto de sódio.

NaOH(s)   +   H+(aq)   +   Cl-(aq)   →   H2O   +   Na+(aq)   +   Cl-(aq)   +   X2 cal

ΔH2 = - X2 cal

Reação n°3:

Solução aquosa de hidróxido de sódio reage com solução aquosa de cloreto de hidrogênio para formar água e solução aquosa de cloreto de sódio.

Na+(aq)  +  OH-(aq)   +   H+(aq)   +   Cl-(aq)   →   H2O   +   Na+(aq)   +   Cl-(aq)   +   X3 cal

ΔH3 = - X3 cal

Determinação do calor na reação n°1:

1. Determinar a massa de um erlenmeyer de 250 mL, limpo e seco, com precisão de0,1 g.

2. Adicionar ao mesmo 200 mL de água fria. Agitar cuidadosamente com um termômetro até atingir uma temperatura constante (aproximadamente igual à temperatura ambiente ou ligeiramente inferior). Anotar esta temperatura.

3. Anotar a massa de 7-8 pastilhas de NaOH.

4. Transferir o NaOH(s) para o erlenmeyer contendo água. Agitá-lo por rotação, até que todo hidróxido de sódio se dissolva. Verificar a temperatura máxima alcançada e anotá-la com precisão de0,2 °C.

Determinação do calor na reação n°2:

Usar outro erlenmeyer limpo e seco ou o mesmo utilizado anteriormente, após lavá-lo muito bem com água e enxágua-lo com água destilada.

Repetir os itens1 a4 descritos acima, substituindo os 200 mL de água fria por 200 mL de HCl0,20 M.

Determinação do calor na reação n°3.

Usar um terceiro erlenmeyer limpo e seco ou o mesmo anteriormente utilizado após muito bem lavá-lo conforme já descrito.

1. Colocar 50 mL de solução0,5 M de HCl no erlenmeyer.

2. Em um outro recipiente, medir 50 mL de solução de NaOH. Verificar a temperatura das duas soluções; ambas devem estar à mesma temperatura, igual à ambiente ou ligeiramente inferior. Não esquecer de lavar e secar o termômetro antes de transferi-lo de uma solução para outra.

3. Adicionar a solução de hidróxido de sódio à de ácido clorídrico. Mexer rapidamente, usando o próprio termômetro como agitador. Anotar a máxima temperatura alcançada.

Referências:
RUSSELL, John B.; Química Geral vol.1, São Paulo: Pearson Education do Brasil, Makron Books, 1994.
FELTRE, Ricardo; Fundamentos da Química, vol. Único, Ed. Moderna, São Paulo/SP – 1990.
HARRIS, Daniel c.; Análise Química Quantitativa, Ed. LTC, Rio de Janeiro/RJ – 1999.
HUMISTON, Gerard E.; BRADY, James E.; Química Geral, Ed. LTC, Rio de Janeiro/RJ – 2000.

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