CALOR DE DECOMPOSIÇÃO DO PERÓXIDO DE HIDROGÊNIO

Universidade Federal do Maranhão

Centro de Ciências Exatas e Tecnologias

Departamento de Tecnologia Química

Química Industrial

Mayara D. F.

        

CALOR DE DECOMPOSIÇÃO DO PERÓXIDO DE HIDROGÊNIO

        

São Luis-Ma

2014

1. OBJETIVO

Determinação da entalpia padrão de decomposição do peróxido de hidrogênio.

1. FUNDAMENTOS TEÓRICOS

Na presença de um catalisador tal como dióxido de manganês, peróxido de hidrogênio aquoso decompõe-se em água e oxigênio:

H2O 2              H2O + [pic 1][pic 2] O2[pic 3]

Neste experimento, o calor da reação, Q, é medido pela determinação do aumento da temperatura quando a reação é conduzida dentro de um calorímetro. É uma boa aproximação assumir que tanto o calor especifico (C [calg-¹grau-1]) quanto a densidade da solução reagente não muda durante o curso da reação e que seus valores estão próximos daqueles da água pura, (C=1). Pode ser considerado também que o efeito de uma pequena quantidade de catalisador, dióxido de manganês, é negligenciável.

Se a capacidade calorífica do calorímetro é W [cal deg-¹] e m é a massa da solução, então Q = (m.C + W). ∆T é o aumento da temperatura.

1. MATERIAIS E REAGENTES

• Calorímetro composto por frasco de Dewar, termômetro.
• Cronômetro
• Agitador magnético
• 1 béquer de 600 mL
• 1 proveta de 200 mL
• 1 balão volumétrico de 1L
• Balão volumétrico de 250 mL
• 1 bureta de 50 mL
• 1 pipeta volumétrica de 25 mL
• 1 litro de solução de H2O2 0,2 M.
• 500 mL de solução de H2SO4  2,0N
• 500 mL de solução de KMnO4  0,1N
• Oxalato de sódio (~5g) e MnO2 (~15g)

1. PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL

Em primeiro lugar, determinou-se o equivalente em água do calorímetro, utilizando-se o mesmo procedimento das práticas anteriores.

Preparou-se 500 mL de uma solução 0,2M (0,4N) de uma solução de peróxido de hidrogênio partindo-se de uma solução 3% em peso de H2O2. Titulou-se uma amostra dessa solução com 0,1N de KMnO4 e determinou-se sua concentração exata.

Adicionou-se ao calorímetro 200 mL da solução de H2O2 padronizada. Agitou-se a solução e anotou-se a temperatura ate que o equilíbrio térmico fosse atingido. Adicionou-se cerca de 4g de dióxido de manganês no calorímetro. Agitou-se e iniciou-se a leitura da temperatura da mistura ate que permanecesse constante. Repetiu-se o procedimento duas vezes.

1. Titulações

1. Titulação do KMnO4

A solução de KMnO4 foi padronizada pela sua titulação com oxalato de sódio:

2 MnO4-1 + 5 C2O4-2  + 16 H+             2 Mn+2 + 10 CO2  +  8 H2O[pic 4]

Pesou-se com precisão aproximadamente 1,7g de oxalato de sódio e com esta massa preparou-se 250 mL de solução em um balão volumétrico. Com uma pipeta, transferiu-se 25 mL desta solução para um béquer ou erlenmeyer de 600 mL, onde em seguida foram adicionados aproximadamente 150 mL de H2SO4 2,0N. Iniciou-se a titulação ate que a coloração cor de rosa (que inicialmente aparece devido à adição do KMnO4) desaparecesse completamente. Em seguida, aqueceu-se a solução ate uma temperatura no intervalo de 50° a 60ºC e continuou-se a titulação ate que a solução apresentasse novamente a coloração rosada. Calculou-se a normalidade exata do oxalato de sódio e então da solução de KMnO4. Realizou-se duas titulações.

1. Titulações de H2O2

A reação entre o H2O2 e MnO4 é:

2 MnO4-1 + 5 H2O2 + 6 H+          2 Mn+2  +  5 O2  +  8 H2O[pic 5]

Transferiu-se com o auxílio de uma pipeta, 10 mL de solução de H2O2 para um béquer ou erlenmeyer de 600 mL. Adicionou-se a seguir aproximadamente 50 mL de H2SO4 2N e 150mL de água. Titulou-se vagarosamente com a solução de KMnO4 padronizada ate que ocorresse a rosa de forma permanente. Fez-se duas titulações.

1. CÁLCULOS

1. Calcular a entalpia de decomposição de H2O2, lembrando que:

Q = (m.C + W). ∆T  e  ∆H = [pic 6][pic 7] onde n é o numero de moles de H2O2.

Calculo do equivalente em grama do calorímetro