ENTALPIA DE REAÇÃO DE NEUTRALIZAÇÃO

DETERMINAÇÃO DA ENTALPIA DE UMA REAÇÃO DE NEUTRALIZAÇÃO[pic 1]

Cíntia Máximo, Daiane Pacheco Borges, Gabriela Possamai

aInstituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia de Santa Catarina - IFSC – Campus Criciúma

Professor/Disciplina: Marcelo Dal Bó/Química Geral Experimental – Licenciatura em Química

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Criciúma, Outubro de 2016.

1. INTRODUÇÃO

A entalpia de neutralização é o calor produzido quando um ácido e uma base reagem, em solução aquosa, para produzir um mol de água. A entalpia de neutralização pode ser calculada utilizando uma titulação termométrica onde o aumento da temperatura verificado, à medida que se adiciona a base ao ácido atinge o valor máximo quando ácido e base estão nas mesmas proporções estequiométricas o que permite detectar o ponto de equivalência. Os ácidos e as bases fortes estão totalmente dissociados/ionizados em solução aquosa diluída (ATKINS, 2013).

Objetivou-se determinar experimentalmente a capacidade calorífica de um calorímetro e a entalpia de neutralização de um ácido forte (HCl) com uma base forte (NaOH).

2. MATERIAIS E MÉTODOS

2.1 Descrição dos materiais

Para a realização da prática experimental, utilizaram-se os equipamentos, materiais e reagentes constantes na Tabela 1.

Tabela 1 – Materiais e reagentes utilizados no experimento.

Quant.	Equipamentos/Materiais
1	Calorímetro industrial
1	Termômetro de mercúrio
1	Multímetro
1	Proveta 250 mL
1	Proveta 100 mL
-	Solução de NaOH (2,0 mol/L)
-	Solução de HCl (6,0 mol/L)

2.2 Procedimento experimental

Mediu-se 50 mL de água em uma proveta, transferiu-se para o calorímetro, fechando o mesmo e mediu-se a temperatura com um termômetro de mercúrio e um multímetro.

Posteriormente avolumou-se 50 mL de água aquecida, mediu-se a temperatura da mesma. Transferiu-se o volume de água quente para o calorímetro e aguardou-se atingir o equilíbrio térmico da água. Descartou-se o volume de água, repetindo o procedimento em triplicata.

Posteriormente o mesmo procedimento foi realizado com o ácido (HCl 2,0 mol/L) e a base (NaOH 6,0 mol/L). Mediu-se 25 mL de ácido clorídrico, medindo sua temperatura em seguida, transferiu-se para o calorímetro.

Posteriormente avolumou-se 75 mL de hidróxido de sódio, mediu-se a temperatura da mesma. Transferiu-se o volume de álcali para o calorímetro e aguardou-se atingir o equilíbrio térmico da mistura. Descartou-se o volume, repetindo o procedimento em triplicata.

3. RESULTADOS E DISCUSSÃO

A reação de neutralização de uma mistura de ácido e base tem-se como produto sal e água. Portanto, para a reação de HCl e NaOH podemos observar a formação de um sal (NaCl) e água, conforme é possível observar na reação descrita abaixo, onde os seus íons estão completamente dissociados:

H+ Cl- + Na+ OH- → Na+Cl- + H2O

Partindo do princípio que não há perdas de calor do interior do calorímetro para as vizinhanças. A capacidade calorífica do calorímetro pode ser calculada de acordo com a Equação 1.

[pic 2]

 Sabendo que q = m.c.∆T, substituindo temos:

m.c.(Teq - Tq ) + m.c.(Teq - Tf ) + C.(Teq - Tf ) = 0

(Equação 1)

Onde:

m = Massa de água (g)

c = Calor específico da água (1 cal/g.°C)

Teq = Temperatura de equilíbrio (°C)

Tq = Temperatura da água quente (°C)

Tf = Temperatura da água fria (°C)

C = Capacidade calorífica (Cal/°C)

As temperaturas de equilíbrio obtidas para o calorímetro e a capacidade calorífica do calorímetro podem ser observadas na Tabela 1:

Tabela 1: Temperaturas de equilíbrio para o calorímetro industrializado.

[pic 3]

Calculando-se a média para a Capacidade calorífica do calorímetro industrializado tem-se 26,13 cal/°C.

Posteriormente avaliou-se os resultados obtidos para o calorímetro produzido no IFSC.

Sendo que para o equipamento apresentou um resultado para capacidade calorifica de 25,31 cal/°C. 

A entalpia de neutralização pode ser encontrada a partir da Equação 2:

[pic 4]

∆Hexp=[pic 5]

(Equação 2)

Considerando o calor específico do ácido clorídrico e do hidróxido de sódio equivalente ao da água (1 cal/g.°C = 4,185 J/ g.°C). E para obter o número de mols do reagente limitante utiliza-se a Equação 3.

[pic 6]

(Equação 3)  

Onde:

n = Número de mols (mol)

M = Concentração molar (mol/L)

V = Volume da solução em litros

O número de mols obtido para cada solução é de 0,15 mols. Então, neste caso não há reagente limitante ou em excesso, pois os números de mols das duas soluções são o mesmo valor.