Experimentação em Calor de Reação

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

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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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