seminário - calorimetria
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7/28/2019 Seminrio - calorimetria
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Qumica das
transformaes
Calorimetria
Aline Nunes de ViveirosMariana Pereira da Soledade
Marlia Ceolin Camargo
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1 Lei da Termodinmica
Introduo
Na termodinmica a capacidade de um sistema realizar trabalho chamada energia interna, U. No podemos medir o valor absoluto destaenergia porque ela inclui as energias de todos os tomos, eltrons e doscomponentes dos ncleos. O melhor que podemos fazer medir asvariaes de energia. (Atkins, 2006)
A energia pode ser convertida de uma forma para outra, podendo sertransferida de uma parte do universo para outra (sistema para vizinhana evice-versa). A energia no pode ser criada nem destruda. A energia conservada. (Brown, 2005)
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Definio de termos
Calor: transferncia de energia que ocorre em conseqncia de uma diferenade temperatura.
Entalpia: funo de estado que permite obter informaes sobre as variaesde energia em presso constante (Atkins, 2006)
H: pode ser determinado pela medida do fluxo de calor que acompanha umareao a presso constante
Calorimetria: medio do fluxo de calor
Calormetro: aparelho utilizado para medir o fluxo de calor
Capacidade calorfica: determina o calor que necessrio fornecer a um
corpo para ocasionar uma certa variao de temperatura.
Calor especfico: est relacionada a substncia que constitui o material. acapacidade especfica de uma substncia de mudar sua temperatura aoreceber e liberar calor.
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Calormetro
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Objetivos
Utilizar um calormetro de presso constante e determinarsua capacidade calorfica
Determinao da entalpia de dissoluo do Nitrato dePotssio
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Materiais e mtodos
Procedimento experimental I Determinao da capacidadecalorfica do calormetro
Proveta
cido clordrico de concentrao 0,983 mol/L
Indicador fenolftalena
Hidrxido de sdio de concentrao 0,977 mol/L
Calormetro (construdo com 2 copos de isopor, tampa de isopor etermmetro)
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Proveta
25 mL HCl 25 mL NaOH
2 gotasfenolftalena
Medirtemperatura
Calormetro
Medirtemperatura
Medir temperatura dasoluo e observar a cor
Experimento I
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Materiais e mtodos
Procedimento experimental II Determinao da entalpia dedissoluo do nitrato de potssio
Proveta
gua destilada
Calormetro (construdo com 2 copos de isopor, tampa de isopor e
termmetro)
Vidro de relgio
Nitrato de Potssio
Balana semi-analitica
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Proveta
50 mL H2Odestilada
2,5g de KNO3
Vidro de relgio
CalormetroAgitar at T
constante
Agitar e medirtemperatura da soluo
Experimento II
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Resultados obtidos
Temperatura inicial do NaOH(aq) de concentrao 0,977 mol/L = 23C
Temperatura inicial do HCl(aq) de concentrao 0,983 mol/L = 23C
A adio de 25 ml de NaOH(aq) com 25 ml de HCl(aq) provocou a reaode neutralizao:
NaOH(aq) + HCl(aq) NaCl(aq) + H2O(l) H= -57,3 KJ/mol
Temperatura no final da neutralizao = 30C
No final do experimento a soluo era incolor
Fig. 1. Indicador Fenolftalena: Coloraoverificada x pH correspondente
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Resultados obtidos
Determinao da capacidade calorfica do calormetro
N moles HCl: 0,0245 mol
N moles NaOH:0,0244 mol
Concentrao NaCl:0,48 mol/L
Pela frmula: M= n mol/volume
Densidade do NaCl a 0,5 mol/L: 1,019 g/mL (valor tabelado)
Calor especfico da soluo de NaCl a 0,5 mol/L: 4,01 J/gC (valor tabelado)
Massa do NaCl:50,95gPela frmula: D= massa/Volume
Variao da temperatura: 7- Pela frmula: T = T final T inicial
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Resultados obtidos
Q reao = Q soluo + Q calormetro
Q reao = n H2O x |H| neutralizao
Q reao = 1,398 kJ ou 1398 J
Q soluo = m c TQ soluo = 1430 J ou 1,403 kJ
Q calormetro = C xT
C = - 4,57 J/C
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Resultados obtidos
Se capacidade calorfica do calormetro = 0
Q reao = Q soluo + Q calormetro
Q reao = (m c T) + (c T)1398 = (50,95 x 4,01 xT) + (0 xT)
1398 = 204,3 T + 0
T = 6,8 C
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Consideraes finaisExperimento I:
Verificou-se elevao da temperatura na reao de neutralizao doHCl(aq) com NaOH(aq)reao exotrmica
Para anlise da capacidade calorfica negativa, consideramos:
1. Erro nas medidas:
T menor que o verificado:Para T = 6C, teramos Ccalormetro = +28,70 J/C
Massa da soluo menor que a calculada: diferenas acima de 1,15g ou
1,13 mL do valor utilizado j resultariam em Ccalormetro>0
2. Interpretao literal
Como o calor absorvido pela soluo (Q soluo) > calor liberado pela reao
(Q reao) calormetro cede energia ao sistema/permite troca de calor entre
sistema e vizinhana
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T = 6,8C, para Ccalormetro= 0
T = 7 C, constatao prtica
Hipteses: Troca de calor entre o sistema e a vizinhana calormetro cede
calor, aumentando a energia interna, manifesta atravs do
aumento da temperatura;
Erros nas medidas prticas anteriormente considerado.
Consideraes finais
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Resultados obtidos
Determinao da entalpia de dissoluo do nitrato de potssio
Temperatura da gua destilada no inicio do experimento = 23C
Temperatura ao final da dissoluo do KNO3 = 21C
Massa de KNO3(s) utilizada = 2,535g
Massa de KNO3(aq) utilizada = 49,451 gMassa molar do KNO3 = 101,1 g/mol
N de moles KNO3 = 0,025 mol Pela frmula: N = massa/MM
Calor especfico do KNO3 = 0,95 cal/gC ou 3,975 J/gCCalor de dissoluo do KNO3 a 25C = 8,349 kcal/mol ou
34,9kJ/mol (literatura)
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Resultados obtidos
Q reao = Q soluo + Q calormetroQ reao = (m c T) + (c T)
Q soluo = m c TQ soluo = -393,135 J
Q calormetro = C xTQ calormetro = 9,14 J
|Q reao| = 383,995 J em 0,025 mol
ou
15.359,8 J/mol ou 15,36 kJ/mol
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Consideraes finais
Experimento II:
Atribumos as discrepncias observadas entre a H:
Desvios nas medies
Ao calormetro utilizado
Diferena de temperatura que a reao inicia e que a
literatura estabelece, 21 C e 25C
Impurezas no sal sintetizado
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Referncias Bibliogrficas:
ATKINS, P; JONES, L. Princpios de Qumica.3ed.Porto Alegre:Bookman, 2006.
Apostila: Experimentos de qumica de Transformaes2011,UNIFESP, Campus Diadema, 2011.
CRC Handbook of chemistry and physics, The Chemical
Rubber Co., 52a ed,. 1971. BROWN, T. L et al. Qumica a cincia central. 9 ed. So Paulo:
Pearson, 2010.
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