A Calorimetria na Química
Por: Larissa Cristino • 18/3/2021 • Trabalho acadêmico • 2.228 Palavras (9 Páginas) • 447 Visualizações
Nesta aula foi realizado experimentos termoquímicos em 3 etapas:
ETAPA 1 - Determinação da capacidade térmica ou calorífica do calorímetro.
ETAPA 2 - Determinação do calor na reação entre NaOH e HCl.
ETAPA 3 - Determinação do calor na reação entre NaOH e CH3COOH.
ETAPA 1 - Determinação da capacidade térmica ou calorífica do calorímetro |
" O calorímetro é um aparelho isolado termicamente do meio externo e muito utilizado nos laboratórios para estudos sobre a quantidade de calor trocado entre dois ou mais corpos de temperaturas diferentes[...] Determinar a capacidade térmica do calorímetro é necessário, porque o calorímetro troca calor com o sistema que está sendo investigado no seu interior. Este processo é denominado de calibração. A calibração é feita pela mistura, no interior do calorímetro, de quantidades conhecidas de água fria e quente."
Na primeira etapa do experimento, foi medido, em proveta, 50,0 mL de água fria (armazenada em um bécker e resfriada com gelo em caixa de isopor) e depois transferiu-se a água para o calorímetro. Nele, mediu-se a temperatura da água, com termômetro digital com uma (1) casa decimal de precisão. A temperatura encontrada foi de 19,0°C. Depois, mediu-se também em proveta, 50,0 mL de água quente (armazenada em um bécker, aquecida por um aquecedor). A temperatura, medida por termômetro digital com uma (1) casa decimal de precisão, foi de 41,6°C. A água quente foi transferida para o calorímetro e homogeneizada com auxílio de bastão de vidro.
A temperatura de equilíbrio da mistura foi de 28,3°C.
Medida de água | Temperatura | Temperatura de Equilíbrio | Variação de temperatura (ΔT) | |
Água fria | 50,0 mL | 19,0 °C | 28,3 °C | 9,3 °C |
Água quente | 50,0 mL | 41,6 °C | -13,3 °C |
Com essas informações calculamos a capacidade calorífica do calorímetro com os seguintes cálculos:
- Capacidade calorífica no calorímetro:
1. Usar a equação Q = mc(ΔT)1 para descobrir o calor (Q) da água fria e água quente.
[pic 1]
2. Como temos a medida da água em mL, é necessário transformá-la para gramas. Sabendo que a densidade da água é 1,0 g/mL, temos a seguinte equação2:
[pic 2]
[pic 3]
[pic 4]
3. Equação para água fria:
[pic 5]
[pic 6]
onde:
- Q = o que queremos saber;
- m = 50 g;
- c = 1,0 cal/g °C;
- ΔT = 19°C - 28,3°C = 9,3°C.
[pic 7]
[pic 8]
4. Equação para água quente:
[pic 9]
[pic 10]
onde:
- Q = o que queremos saber;
- m = 50 g;
- c = 1,0 cal/g °C;
- ΔT = 28,3°C - 41,6°C = -13,3°C.
[pic 11]
[pic 12]
5. Sabendo o calor (Q) da água fria e quente, calcula-se o calor (Q) no calorímetro:
[pic 13]
[pic 14]
[pic 15]
[pic 16]
[pic 17]
[pic 18]
6. Já se sabe o calor do calorímetro, agora, calcula-se a capacidade térmica do calorímetro(C cal)3:
[pic 19]
[pic 20]
ETAPA 2 - Determinação do calor na reação entre NaOH e HCl |
Reação do experimento:
NaOH(aq) + HCl(aq) ---> H2O(l) + NaCl (aq) + calor liberado/absorvido
Na segunda etapa, foi medido, em proveta, 50,0 mL de solução aquosa de NaOH (hidróxido de sódio). Mediu-se a temperatura, com termômetro digital com uma (1) casa decimal de precisão. A temperatura encontrada foi de 20,1°C. Depois transferiu-se para o calorímetro. Nele, esperou-se três (3) minutos, mediu-se novamente a temperatura, com termômetro digital com uma (1) casa decimal de precisão. A temperatura encontrada foi de 21,3°C.
Mediu-se também em proveta, 50,0 mL de solução aquosa de HCl (ácido clorídrico). A temperatura, por termômetro de mercúrio, foi de 21,5°C.
No calorímetro já contendo NaOH, foi colocado o HCl e imediatamente medida a temperatura com termômetro digital com uma (1) casa decimal de precisão. A temperatura encontrada foi de 25,2°C.
Temos que a variação de temperatura (ΔT) dentro do calorímetro é 3,9 °C.
Medida | Temperatura fora do calorímetro | Temperatura no calorímetro | Temperatura máxima (mistura no Calorímetro) | Variação de temperatura (ΔT) | |
Solução de NaOH | 50,0 mL | 20,1 °C | 21,3 °C | 25,2 °C | 3,9 °C |
Solução de HCl | 50,0 mL | 21,5 °C | ----- | 3,7 °C |
Com essas informações determinamos o calor da reação pelos seguintes cálculos:
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