A Calometria

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Universidade Estadual de Goiás

Câmpus Universitário de Ciências Exatas e Tecnológicas

Henrique Santillo - Farmácia

Calorimetria: Termoquímica e Lei de Hess

ANA CAROLINA ROCHA

ANDRESSA RIBEIRO

BIANCA SOUZA

LEONARDO GOMES

Docente: Dr. Roberta S

Turma A

Anápolis, 2018

1. Introdução

A termoquímica ocupa-se com a medição, a interpretação e a sistematização dos “efeitos térmicos”, isto é, os calores liberados ou absorvidos nas transformações físico-químicas, considerando-se transformações como mudança de fase (fusão, solidificação, vaporização, condensação e mudanças de forma alotrópica), reações químicas, processos como ionização e dissolução, etc. O essencial na termoquímica é, sobretudo, a consideração das trocas de calor e pressão constante, uma vez que a maioria dos processos quimicamente relevantes ocorre sob condições de pressão constante e que o efeito térmico nas transformações pode ser medido por calorímetros (NETZ, 2002).

Quase toda a argumentação e explicação dos fenômenos químicos concentram-se em considerar algum aspecto de uma única propriedade: a energia. As reações químicas sempre são moduladas a partir da liberação ou absorção de energia e, dessa forma, pode-se concluir que todas essas transformações envolvem apenas a conversão de uma forma de energia em outra, ou sua transferência de um lugar para outro e nunca sua criação ou destruição. A isso denomina-se “lei da conservação da energia”(ATKINS, 2011).

Sabe-se que a energia interna de um sistema aumenta com o aumento da temperatura. Pode-se dizer o mesmo para a entalpia, que também aumenta com o aumento da temperatura. Assim, a variação da entalpia é o calor liberado/ absorvido por um sistema à pressão constante (ATKINS, 2011).

O método para determinar o ΔreaçãoH para processos químicos é baseado nas ideias do químico Germain Henri Hess (1802-1850).  Hess pode ser considerado o fundador do subtópico da termodinâmica chamada termoquímica. Hess estudou as variações de energia das reações químicas (em termos de calor, principalmente). Por fim, ele percebeu que várias ideias-chave são importantes para se estudar as mudanças que acompanham as reações químicas. Sob uma forma mais moderna, essas ideias são: Transformações químicas específicas são acompanhadas por uma mudança característica na energia; Novas transformações químicas podem ser criadas combinando transformações químicas conhecidas. Isso é feito algebricamente.; A variação na energia da reação química resultante é equivalente à combinação algébrica das variações na energia das reações químicas componentes (BALL, 2016).

O conjunto das ideias acima é conhecido como Lei de Hess e constitui a base fundamental da termodinâmica aplicada às reações químicas (BALL, 2016).

1. Objetivo

Determinar a capacidade calorífica de um calorímetro e verificar a entalpia de decomposição da água oxigenada.

1. Materiais e Reagentes

• Calorímetro
• Termômetro
• Pinça metálica
• Proveta de 50 mL e 100 mL
• Bastão de Vidro
• Fermento Biológico
• Água Oxigenada – 10 Volumes
• Água destilada em Temperatura ambiente
• Água Destilada fria

1. Resultados e discussões

1. Capacidade Calorífica do calorímetro

No experimento realizado, foi observado a troca de calor e a capacidade calorífica do calorímetro. O calorímetro, é um instrumento, constituídos de isolantes térmicos, cominando a não troca de calor com o meio externo (SANTOS, 2011). Este, é utilizado para medir o calor específico de materiais, assim, em sua constituição possuí isopor para evitar a troca de calor por condução. Assim, achar inicialmente a marcação do calorímetro é essencial para posteriormente ser utilizado para outras reações (SANTOS, 2011).

Logo, o experimento realizado, utilizou-se água quente e água gelada, sendo este, um mecanismo para calibrar o calorímetro, pois é conhecida a densidade deste composto (PILLING, 2011). Assim, realizou-se a calibração e observou-se e anotou-se a variação de temperatura conforme o gráfico abaixo:

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Conforme os valores observados acima, a temperatura diminui com adição com água gelada, dados esses dados é possível calcular a capacidade calorífica do calorímetro, desde que é dada a massa da amostra, conforme a equação dada abaixo:

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Logo, inicialmente o volume de água normal utilizada foi de 100 mL e o volume adicionado de água gelada foi de 50 mL, após converteu mL em g que foi feita em proporção ao mL, a cada 1 mL equivale-se a 1g, log a m1 é igual a 100 g e m2 igual a 50 gramas, que foi substituído na equação de capacidade calorífica abaixo:

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Assim, achou-se que a capacidade calorífica do calorímetro que é de  . Porém, no inicia do experimento deveria ter realizado outro método para determinação da massa da água, que seria a calibragem que parte-se de um método investigativo, em que, seu principal objetivo é aferir e proporcionar dados para medições. Desta forma, é imprescindível a calibração para dar clareza a experimentos realizados em laboratório (FROTA.; SANTANA, 2011). Sendo esta, uma fonte de erro experimental, em que a massa da água poderia variar-se de acordo com sua temperatura, na qual seria mais preciso a medição da capacidade calorífica do experimento realizado. [pic 5]

Para melhor exatidão da capacidade calorifica, seria fazer uma série de leituras de temperatura, e observando-se através de um gráfico a variação em um determinado intervalo de tempo. Assim, obtinha-se por extraploração a correta variação de temperatura do procedimento (PILLING, 2011).  No experimento realizado, foi feito apenas uma marcação inicial de temperatura e uma final, não repetindo-se a série, podendo ser uma fonte de erro da capacidade encontrada. Logo, o valor encontrado experimentalmente é um valor parcialmente fonte de erro, porém se pode utilizar para ambientes de aprendizado, como as universidades.