Calor de neutralização

CALOR DE NEUTRALIZAÇÃO

INTRODUÇÃO

O calor de neutralização é o calor de reação entre um ácido e uma base. Em solução aquosa, os ácidos e as bases fortes encontram-se completamente dissociados, e o calor de neutralização é numericamente igual ao calor de dissociação da água com sinal contrário. Onde se observa que o calor de neutralização liberado é praticamente constante e independe da natureza do ácido e da base. Já quando a neutralização é de ácidos ou bases fracas, o calor associado ao processo depende do grau de ionização.

A variação de entalpia durante reações de neutralização podem ser determinadas por simples calorimetria. Em um calorímetro isolado adiabaticamente, o calor liberado durante a neutralização, - ∆H, é igual à quantidade total de calor recebida pelos produtos da reação, Qp, e pelo calorímetro, Qc de modo que:

-ΔH = Qp + Qc = Q                                        (Equação 1)

Para relacionar Q à elevação da temperatura, sejam Ti a temperatura inicial de equilíbrio do calorímetro e dos reagentes, Tf a temperatura final de equilíbrio do calorímetro e dos produtos da reação, Cc e Cp as capacidades caloríficas do calorímetro e dos produtos, respectivamente. Sendo conhecidas estas capacidades caloríficas, medem-se as temperaturas, Ti e Tf, e calcula-se Q como:

Q = Cc.(Tf - Ti) + Cp.(Tf - Ti)                             (Equação 2)

A capacidade calorífica dos produtos pode ser calculada por Cp = mp.cp , onde mp é a massa e cp o calor específico dos produtos.

Utilizando e associando as equações 1 e 2, temos:

ΔH = Qh + Qc + Qk

ΔH = mc (tF – tH) + mc (tF – tc) + Ck (tF – tc)                       (Equação 3)

OBJETIVO

Determinar o calor de neutralização de um ácido forte por uma base forte e determinar a capacidade calorífica do calorímetro.

RESULTADOS E DISCUSSÕES

Inicialmente o experimento foi feito utilizando água, para fazer a determinação da capacidade calorífica do calorímetro.

Em um frasco térmico foi colocado 70 mL de água, e tomada medida de temperatura de 23,36 ºC (tH=296,36K). E utilizando 70 mL de água quente de 64,9 ºC (tc = 337,9K) no mesmo frasco térmico foi feita a medida de temperatura, quando estabilizado, de 40 ºC (tF = 313K).

Com estes dados e utilizando a equação 3 é possível calcular o valor da capacidade calorífica desse frasco térmico. Então temos: (m= 70g; c=1cal/K.g)

ΔH = mc (tF – tH) + mc (tF – tc) + Ck (tF – tc)                                      

0 = 70x1x(313-296,36) + 70x1x(313-337,9) + Ck(313-296,36)

Ck = 34,75 cal/K

Com o valor da capacidade calorífica é possível determinar o calor de neutralização da reação do ácido clorídrico com o hidróxido de sódio.

Adicionando 100 mL da base (0,2517mol/L) de temperatura inicial 24ºC (297K) e 100 mL de ácido (0,2403mol/L) de temperatura de 23,5ºC (296,5K), no frasco térmico obteve-se a temperatura final da reação de 25,8ºC (298,8K).