determinação da entalpia
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-DETERMINAO DA ENTALPIA, ENTROPIA E ENERGIA LIVRE DE NEUTRALIZAO DE CIDOSA entalpia de neutralizao a energia liberada aps a formao de 1 mol de H2O na reao de neutralizao de um cido com uma base. Quando um cido reage com uma base sero gerados um sal caracterstico e a formao de gua, est reao ir aumentar a temperatura de um sistema fechado por ser uma reao exotrmica, havendo assim, uma entalpia, entropia e energia livres caractersticas como previsto na segunda lei da termodinmica. (Atkins, 1940)O experimento foi realizado em condies laboratoriais a presso constante e em calormetros caseiros feitos com garrafas pet. Para o experimento foram utilizados termmetros de mercrio para verificar a temperatura das substancias nos seus estados iniciais e de mistura, Bquer e provetas para mensurar os volumes necessrios, alm de equipamentos como balana analtica e esptula para medir a massa das solues que precisassem ser preparadas. Foram realizados os ensaios das reaes de cidos e bases no calormetro para calcular a entalpia, entropia e energia livre de gibbs das reaes entre HCl+NaOH e CH3COOH + NaOH como mostra a tabela 2 abaixo:cidsT initial MixesT final H (KJ/mol)S (J/K)G (KJ/mol)
cido clordrico28cido cloridrico+ hidroxido de sdio31-50,160,76-50,38
hidroxido de sdio28cido actico + hidroxido de sdio30-33,440,46-33,57
cido actico28
Tabela 1: Dados coletados de temperatura para os cidos e bases utilizados e suas respectivas misturas.Para o calculo da entalpia de neutralizao foram utilizados os conceitos termodinmicos da equivalncia de calores segundo a eq.(1), como o sistema est presso constante podemos relacionar segundo a primeira lei da termodinmica que o valor da entalpia ser igual ao calor nessas mesmas condies. A entropia do sistema foi calculada mediante a eq.(5) para uma variao de temperatura admitindo-se a capacidade calorfica do calormetro. A energia livre de Gibbs foi calculada mediante a segunda lei da termodinmica para sistemas fechados como mostra a eq.(6)Nas reaes de neutralizaes realizadas, foi observado que houve aumento da temperatura do sistema devido liberao de calor durante as reaes. As reaes entre cido e bases fortes tendem a permanecer em estado aquoso na sua forma ionizada, a entalpia caracterstica de uma reao de neutralizao nessas condies sempre ser a mesma (-13,8 Kcal/mol ou -57,7 Kcal/mol) apenas havendo a evoluo de energia da formao entre 1 mol de ons H3O+ e 1 mol de OH- para formao de 1 mol de gua. Segundo os valores calculados de entalpia, verificamos que a entalpia de neutralizao do cido fraco mais a base fraca foi bem menor devido neutralizao parcial da base, ou seja, a reao levou a formar um sal no neutro utilizando parte da energia liberada, assim confirmando a literatura de que reaes entre cidos fracos e bases fortes apresentam um valor de entalpia de neutralizao menor que 57,7KJ.mol-1. No experimento foram consideradas como sistema a reao qumica de neutralizao e a vizinhana como o calormetro, sendo assim, a entropia do universo (calormetro+reao) aumenta mediante a segunda lei da termodinmica, explicando os valores negativos da entalpia. A entropia do sistema relativamente baixa devido reao ocorrer sem mudana de estados fsicos, a reao passa de um estado liquido formando produtos lquidos, logo influenciando diretamente no valor da energia livre de gibbs que ter uma variao pequena devido pequena entropia caracterstica da reao. Os valores de entalpias de neutralizaes encontrados foram prximos dos valores tabelados, esses valores podem ser explicados por possveis perdas de calor no sistema, uma vez que o calormetro utilizado no era muito preciso.