relatrio al 2.3
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ESCOLA SECUNDÁRIA DE PENAFIEL
Química 12ºAno
Actividade Laboratorial 2.3 – Determinação da entalpia de neutralização da reacção
NaOH (aq) + HCℓ (aq)
Turma: _______ Grupo: _______ Turno: ______
Nome: ______________________________________________ N.º: ______
Nome: ______________________________________________ N.º: ______
Nome: ______________________________________________ N.º: ______
Nome: ______________________________________________ N.º: ______
AL 2.3 – Determinação da entalpia de neutralização da
reacção NaOH (aq) + HCℓ (aq)
Problema
Como se pode medir a energia libertada numa reacção química?
Na reacção entre um ácido e uma base é libertada energia para as vizinhanças sob a forma de calor e
é por isso que se lhe chama entalpia da reacção do ácido com a base.
Em termos práticos, podemos considerar que, em solução aquosa, os ácidos e as bases fortes se
encontram totalmente dissociados.
HCℓ (aq) + H2O (ℓ) H3O+ (aq) + Cℓ- (aq)
NaHO (aq) Na+(aq) + HO-(aq)
Dado que os processos de dissociação quer do ácido quer da base são processos exotérmicos, se
queremos calcular apenas a entalpia de reacção da neutralização, as soluções de ácido e da base devem ser
preparadas previamente. Quando as duas soluções são misturadas ocorre a reacção de neutralização
HCℓ (aq) + NaHO (aq) NaCℓ (aq) + H2O (aq)
que numa perspectiva iónica mais demonstrativa do que ocorre pode ser escrita como
H3O+ (aq) + Cℓ- (aq) + Na+ (aq) + HO-(aq) Na+(aq) + Cℓ-(aq) + H2O (ℓ)
Dado que os iões Na+ e Cℓ- não sofrem qualquer reacção1, podemos então dizer que a reacção de
neutralização é simplesmente
H3O+ (aq) + OH- (aq) H2O (ℓ )
Teoricamente tem-se para esta reacção a entalpia padrão de reacção ΔHo298K = -57,1 kJ/mol.
1 Isto só é valido por se tratar de uma neutralização ácido forte – base forte.
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As entalpias de reacção de neutralizações, porque as reacções são muito rápidas, podem ser
determinadas em recipientes convencionais sem requererem calorímetros adiabáticos. ΔH, é numericamente
igual, mas de sinal contrário à quantidade total de calor recebida por todas as espécies químicas nas
vizinhanças da reacção, de modo que
T c mQQH soluçãocedidor ∆=−==∆ ..
em que m é a massa da solução e c é a capacidade calorífica específica do conjunto de todas as espécies
químicas em solução. Para soluções diluídas, a capacidade calorífica específica é aproximadamente igual à da
água, ou seja, c = 4,184 J/g. oC.
Sabendo as quantidades químicas de HCℓ e de NaOH, pode-se calcular a entalpia de neutralização
molar:n
Q H =∆ .
Objectivos
- Efectuar uma medição de entalpia de reacção de neutralização.- Compreender princípios de funcionamento da calorimetria e factores que influenciam a sua precisão.- Estimar erros de leitura e utilizar uma calibração para correcção de resultados.
Questões pré-laboratoriais
1- Que cuidados deve ter no manuseamento dos reagentes usados?
2- Por que motivo se realiza uma primeira titulação da solução de HCℓ com a solução de NaOH
(passo 7)? Para contolo
3- Porque se deve usar um calorimetro na realização da actividade?
A entalpia desta neutralização é uma técnica de calorimetria em condições
praticamente adiabáticas, isto é, mantendo desprezáveis as perdas de calor para o
exterior. Nestas condições, a entalpia de neutralização será igual em valor absoluto ao
calor sensível da solução neutralizada, com sinal contrário, isto é, Qsol+∆Hno ≈0Para acelarar a reação. Este processo ajuda a um desenvolvimento seguro, com otimização do
processo e estabilidade termica.
4- Que nome se dá à calorimetria realizada?
Calorimetria Adiabatica de Reação - Para garantir que toda a energia é transferida para a
solução,pois só assim podemos calcular o calor de neutralização uma vez que - qsol = qneu.
5- Em que consiste a entalpia de neutralização?
É a entalpia resultante de uma reação de neutralização acido-base.
A entalpia resultante da neutralização é constante na neutralização entre acidos fortes, e bases2
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fortes. O valor é proporcional ao numero de moles do acido e da base.
OBSERVAÇÕES
a. É importante medir a temperatura inicial de ácido e base e verificar que se encontram à mesma
temperatura ou temperaturas muito próximas, ou seja, temperatura ambiente.
b. A agitação deve ser moderada, no entanto, há o risco da agitação não ser homogénea e não se
medir correctamente o valor da temperatura.
c. A actividade deve ser realizada num curto intervalo de tempo, para evitar perdas de energia uma
vez que as condições em termo de isolamento não são as mais adequadas.
d. Adicionamos água ao ácido dentro da garrafa termos, para que os sensores fiquem mergulhados
na solução.
CONCLUSÃO
Com a realização deste trabalho pretende-se que o aluno consiga:
• Realizar uma reacção de neutralização, usando sensores de temperatura e pH.
• Elaborar o gráfico com máquina calcular gráfica ligada aos sensores.
• Verificar que o ponto de equivalência corresponde à temperatura mais elevada no decorrer
da reacção.
• Efectuar cálculos estequiométricos envolvendo o conceito de entalpia de reacção.
• Comparar e justificar as diferença do valor de entalpia obtido com o valor teórico.
São estes os principais contributos da actividade para a aprendizagem do aluno.
A utilização de sensores neste trabalho experimental permitiu realizar esta actividade em menos
tempo, permitindo repeti-la várias vezes por forma a melhorar os resultados, as condições de
realização e a técnica.
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Registo das observações efectuadas
Soluções m/g V/mL C/mol.dm-3T i/ºC T f/ºC Vi(titulante)
/mL
Vf(titulante)
/mL
Vtitulante
usado /mLNaHO
HCℓ
Vtitulante/ mLTemperatura
registada / ºC
Questões pós laboratoriais
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1- Trace o gráfico da temperatura em função do volume de titulante adicionado (titulação
calorimétrica).
2- Que conclusões pode tirar a partir do gráfico?
3- Calcule a entalpia da reacção.
4- Compare o valor de entalpia da reacção determinado com o valor tabelado. Determine o erro relativo,
em percentagem.
5- Indique possíveis causas para a diferença obtida.
Bom trabalho!
A Docente: Joana Marques
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