Estudo de Termoquímica

 Entalpia de solubilização de substâncias sólidas:

Substância	ΔT (Tf – Ti) [ºC]	Processo Endotérmico ou Exotérmico
NaCl	-1	Processo Endotérmico
KCl	- 5	Processo Endotérmico
NH4Cl	-1	Processo Endotérmico
CaCl2	+ 9	Processo Exotérmico
NaNO3	- 6	Processo Endotérmico
KNO3	- 7	Processo Endotérmico
NH4NO3	- 1	Processo Endotérmico
Na2SO4	- 1	Processo Endotérmico
K2SO4	- 1	Processo Endotérmico
(NH4)2SO4	- 3	Processo Endotérmico
Na2S2SO4	- 2	Processo Endotérmico
Na2CO3 Anidro	+ 3	Processo Exotérmico
Na2CO3 Hidratado	+ 1	Processo Exotérmico

Observação: temperatura da água em todos os casos: 21,5ºC.

1. De acordo com a tabela que você preencheu ao longo do experimento, discuta a variação de temperatura observada nas séries: cloretos (NaCl, KCl e NH4Cl), nitratos (NaNO3 e KNO3) e sulfatos (Na2SO4, K2SO4, e Na2S2O3). Demonstre as equações químicas de dissolução em água para as seguintes substâncias: CaCl2, Na2S2O3 e (NH4)2SO4.

R: Nos processos exotérmicos ocorre a transferência de calor para a vizinhança e aumenta a temperatura, nos processos endotérmicos ocorre à absorção de calor da vizinhança e reduz a temperatura.

Variação de temperatura nos cloretos:

NaCl, KCl e NH4Cl: Nos três experimentos da série cloreto, observou-se que ocorre o processo endotérmico.

Variação de temperatura nos nitratos:

NaNO3 e KNO3: Assim como nos cloretos, nos nitratos também ocorre o processo endotérmico.

Variação de temperatura nos sulfatos:

Na2SO4, K2SO4, e Na2S2O3: Assim como nos casos anteriores, o processo que ocorre nesses sulfatos analisados é endotérmico.

CaCl2  ↔ Ca+2(aq) + Cl-(aq)

Balanceamento: CaCl2  ↔ Ca+2(aq) + 2Cl-(aq)

Na2S2O3 ↔ Na+(aq) + (S2O3)-2(aq)

Balanceamento:  Na2S2O3 ↔ Na+(aq) + (S2O3)-2(aq)

(NH4)2SO4 ↔ NH4+(aq) + SO4-2(aq)

Balanceamento: (NH4)2SO4 ↔ 2NH4+(aq) + SO4-2(aq)

1.  Coloque os cátions K+, Na+ e NH4+ em ordem crescente de sua entalpia de solubilização:

R:

Na+ < K+ < NH4+

Observação: resposta retirada da Tabela 3, do artigo disponibilizado pelo professor.

 

1. Compare a diferença entre o calor de solubilização de um sal anidro e o correspondente sal hidratado (por exemplo, carbonato de sódio anidro e hidratado) e procure uma justificativa.

R: Um sal anidro quer dizer que não há presença de água. Hidratar um sólido anidro significa introduzir na rede cristalina sólidas moléculas de água que não existiam nele. Após a hidratação do sólido, ele permanece sólido, a partir desse momento encontra-se em sua estrutura cristalina moléculas de água entre as moléculas ou os íons da substância sólida inicialmente anidra. Durante a hidratação de um sólido, quando ele absorve moléculas de água da atmosfera ou da água líquida, novas interações atrativas se formam entre as moléculas ou os íons da substância sólida anidra e a água, enquanto algumas das interações íon-íon já existentes tornam-se mais fracas, pois entre alguns pares de íons encontram-se com moléculas de água. De uma forma geral, o processo de hidratação pode levar à estabilização ou desestabilização do sistema, reduzindo ou aumentando, respectivamente, a energia potencial associada às interações intermoleculares no sistema, levando à liberação (∆H(hidratado) = Q(hidratado) < 0, calor é produzido na reação) ou à absorção (∆H(hidratado) = Q(hidratado) > 0, calor é consumido na reação), respectivamente, do calor de hidratação.