A Disciplina: Físico-Química Experimental

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Disciplina: Físico-Química Experimental I – CQ 239 2ª Prova – 29/11/2021

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1) Visando calcular os parâmetros termodinâmicos da ionização do ácido dicloroacético, foi escolhido o método calorimétrico. Para isso, foi necessário determinar a constante calorimétrica do calorímetro. Foram adicionados 100,0 mL de água a 20,2 oC ao calorímetro. Após alguns minutos, foram adicionados mais 100,0 mL de água a 60,6 oC e o calorímetro foi fechado. O equilíbrio térmico foi atingido e a temperatura alcançada foi de 38,2 oC . Após esse passo, o calorímetro foi lavado e seco.

A seguir, foi adicionado ao calorímetro 100,0 mL de ácido dicloroacético 1,0320 mol.L-1 mais um volume de NaOH 1,075 mol.L-1 em proporção estequiométrica. O calor liberado foi suficiente para elevar a temperatura de 20,2 oC para 27,7  oC.

A seguir foi preparada uma solução semititulada deste ácido com hidróxido de sódio que resultou em um valor de pH igual a 1,44.

Responda:

1. Qual o ΔH da reação entre o ácido dicloroacético e hidróxido de sódio (em kJ.mol-1)?
2. Qual o ΔHo para a ionização do ácido dicloroacético (em kJ.mol-1)?
3. Como você prepararia essa solução semititulada?
4. Qual o valor do ΔGo para ionização do ácido dicloroacético? (em kJ.mol-1) (T = 25oC)

Dados: ΔH = -57,74 kJ mol-1 para a reação: [H+(aq) + OH- (aq) → H2O(l)]                ρ(solução) ≈ ρ(H2O) = 1,000 g mL-1

        c(H2O) = 4,184 J g-1 K-1

OBS.: Apresente os cálculos referentes à resolução de todos os itens desta questão.

(30 pontos)

2) Para calcular os parâmetros termodinâmicos da reação:     Cu2+(s) + Ni(aq) → Cu(s) + Ni2+(aq)

             foi montada a seguinte célula galvânica: Ni (s) | Ni2+(aq)|| Cu2+(aq)  | Cu(s)

 Medidas da diferença de potencial (ΔE) em função da temperatura forneceram os seguintes dados:

temperatura / oC	23,00	28,00	33,00	38,00	43,00
ΔE / mV	570,3	569,7	569,0	568,3	567,6

a) Construa um gráfico de ΔE versus temperatura e faça uma regressão linear e presente a equação da reta obtida. Através desses dados determine para esta pilha:

b) ΔEo 

c) ΔGo

d) ΔSo 

e) ΔHo

Dado: R = 8,314 J mol-1 K-1                 F = 96485 C mol-1

OBS.: Considere temperatura igual a 25oC para condição padrão. Apresente os cálculos referentes à resolução de todos os itens desta questão bem como o gráfico construído.

(30 pontos)

3) Para determinar a constante de equilíbrio da reação: Fe3+ + SCN- → [Fe(SCN)]2+ foi usado o método espectrofotométrico. Foram usadas soluções de sulfato férrico amoniacal (NH4Fe(SO4)2) e tiocianato de potássio (KSCN) cuja mistura foi realizada conforme as tabelas a seguir. A primeira tabela visa fornecer dados para a construção da curva de calibração. A segunda e terceira tabelas visam fornecer dados para calcular a constante de equilíbrio. Pede-se:

a) Completar as tabelas 1 e 3 e apresentar os cálculos para uma linha de cada tabela

b) Apresentar o gráfico referente à curva de calibração bem como a equação da reta obtida

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Tabela 1 – Dados para aquisição da curva de calibração

TUBO	Fe3+	SCN-	ÁGUA	[Complexo]	Abs
0,1 mol L-1	0,001 mol L-1
1	6,0 mL	0,0 mL	4,0 mL		0,000
2	6,0 mL	1,0 mL	3,0 mL		0,215
3	6,0 mL	2,0 mL	2,0 mL		0,430
4	6,0 mL	3,0 mL	1,0 mL		0,645
5	6,0 mL	4,0 mL	0,0 mL		0,860

Tabela 2 - Determinação das concentrações no equilíbrio

Tubo	Fe3+ 0,001 mol L-1	SCN- 0,001 mol L-1	ÁGUA	Absorvância a 440 nm
6	5,0 mL	0,0 mL	5,0 mL	0,000
7	5,0 mL	3,0 mL	2,0 mL	0,084
8	5,0 mL	4,0 mL	1,0 mL	0,110
9	5,0 mL	5,0 mL	0,0 mL	0,134