A DETERMINAÇÃO DO CALOR DE REAÇÃO

DETERMINAÇÃO DO CALOR DE REAÇÃO

1. OBJETIVO

• Introduzir o conceito de entalpia;
• Determinar o calor de dissolução e reação;
• Verificar a Lei de Hess.

1. INTRODUÇÃO TEÓRICA

Todos os processos físicos e químicos envolvem além das transformações materiais (reações químicas) mudanças de estado físico, variações energéticas. Desta maneira, um enfoque que e dado pela calorimetria, se baseia justamente em medir as variações energéticas que acompanham os processos físicos e químicos. A parte da calorimetria que trata especificamente destas variações de temperatura é conhecida como Termoquímica. O conceito da calorimetria envolve a aplicação da primeira lei da Termodinâmica que estabelece que a energia é conservada nas transformações (RUSSEL , 2011).

O calor é uma forma de energia e, segundo a Lei da Conservação da Energia, ela não pode ser criada e nem destruída, pode apenas ser transformada de uma forma pra outra. Em vista disso, a energia liberada por uma reação química não foi criada, ela já existia antes, armazenada nos reagentes, sob uma outra forma, e a energia absorvida por uma reação química não se perdeu, ela permanece no sistema, armazenada nos produtos, sob outra forma. Cada substância, portanto, armazena um certo conteúdo de calor, que será alterado quando a substância sofrer uma transformação.(MOLINA,2011)

Toda reação química absorve ou gera calor, ou seja, há sempre uma troca de energia. A liberação ou absorção de luz, de calor ou de eletricidade são manifestações dessa energia que podem provocar ate mudanças de estado físico nos componentes das reações. O conceito científico de calor relaciona-se com diferença de temperatura entre dois sistemas. O calor é o processo de transferência de energia de um sistema com temperatura mais alta, para outro com temperatura mais baixa (ATKINS, 2014).

A medida direta dos calores envolvidos nas reações químicas e uma parte da calorimetria a qual não e muito valorizada uma vez que muitas destas reações ocorrem sob condições que estão fora do alcance das medidas calorimétricas diretas. No entanto, reações de dissociação, neutralização e muitas reações iônicas de precipitação, são susceptíveis de observação calorimétrica direta (WOLF ET AL, 2011).

1. PARTE EXPERIMENTAL

Neste experimento foram determinados os calores de reação de 4 processos distintos.

No primeiro processo foi realizado a pesagem do erlenmeyer e foi anotado sua massa. Em seguida foi adicionada com auxilio de uma proveta, 100mL de água destilada ao erlenmeyer, com auxilio de um termômetro aferiu-se a temperatura a todo momento. pesou-se 2,136g de NaOH. Depois o NaOH foi adicionado à água do erlenmeyer e agitado com uma bastão de vidro até dissolver. Anotando a temperatura máxima atingida.

No segundo processo, antes de inciar o procedimento é realizado a lavagem e enxague do erlenmeyer. Depois, foi colocado 100ml de solução aquosa de ácido clorídrico no erlenmeyer. Pesou-se em um béquer 2,136g de NaOH e, em seguida adicionado na solução, com auxilio do bastão de vidro a soluçaõ foi agitada. Com o termômetro foi novamente aferida a temperatura máxima alcançada e anotada.

No terceiro processo, Novamente é feito a lavagem e enxague da vidraria. Depois foi colocado 50ml de uma solução de hidróxido de sódio em uma proveta e posteriormente colocado o termômetro, aferindo a temperatura e sendo anotada. Em outra proveta foi colocado 50 ml de uma solução de ácido clorídrico, e também feita aferição de sua temperatura. Em seguida foi colocada a solução de ácido clorídrico no erlenmeyer, e depois a solução de hidróxido de sódio. Com auxílio de um bastão de vidro foi agitado o erlenmeyer, sua temperatura aferida e anotada.

No quarto processo, foi colocado com auxílio de uma proveta 100mL de água destilada ao erlenmeyer limpo e seco. Em um béquer foi pesado 2,662g de cloreto de amônio. Em seguida o cloreto de amônio foi adicionado à água do erlenmeyer e agitado com bastão de vidro, até dissolvido por completo. Com o auxílio do termômetro foi anotado a temperatura máxima atingida.

1. RESULTADOS

A partir dos dados adquiridos em aula pratica e dispostos nas tabelas abaixo, pode-se analisar cada reação individualmente estabelecendo o que ocorreu na reação e classificar como um processo endotérmico ou exotérmico e também mensurar a quantidade de calor absorvida ou liberada nas reações.

Calor da reação I: reação do hidróxido de sódio sólido com uma solução aquosa de ácido clorídrico.

	Reação I
Massa do erlenmeyer (g)	122
Temperatura H2O (ºC)	25
Massa de água (g)	100
Massa de NaOH (g)	2,136
Temp. máxima média (°C)	29

Tabela 1. Resultados obtidos com o experimento I

A quantidade de calor envolvida em uma reação quando uma substância sofre variação de temperatura pode ser determinada pela seguinte expressão:

[pic 1]

Partido pela densidade da água que é 1,0g/mL temos que em 100 mL de água usada na pratica equivalem a 100 gramas de H2O, a massa da solução é igual a 102g. Para a reação de calor I, temos:

[pic 2]

[pic 3]

J/g.°C[pic 4]

De acordo com o resultado obtido, pode-se dizer que este processo é exotérmico, o que fica evidente pelo sinal negativo encontrado, indicativo de um processo que libera energia.

Calor da reação II: reação do hidróxido de sódio sólido com uma solução aquosa de ácido clorídrico.

	Reação II
Massa do erlenmeyer (g)	117
Temp. solução de HCl (ºC)	25
Massa da solução HCl (g)	100
Massa de NaOH (g)	2,136
Temp. máxima média (°C)	35

Tabela 2. Resultados obtidos com o experimento II

Para a reação de calor temos: