A DETERMINAÇÃO DA ENERGIA DE DISSOLUÇÃO DE CLORETOS DE METAIS ALCALINOS

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A primeira parte do procedimento necessitou da medição das temperaturas iniciais do sistema, antes de se iniciar a reação, posteriormente, pesou-se os sais de modo suficiente a se obter de solução e do sal. A tabela a seguir, traz os primeiros dados obtidos para esse experimento:[pic 29][pic 30]

Solução

Ti (°C)

Tf (°C)

ΔT (°C)

LiCl

25,10

33,50

8,40

NaCl

24,70

24,80

0,10

KCl

24,60

21,00

-3,60

É possível observar as características das reações, onde para o LiCl temos uma reação endotérmica, para o NaCl uma reação onde se conserva a quantidade de calor e para o KCl uma reação do tipo exotérmica.

Para o valor da quantidade de calor da solução, é necessário conhecer algumas variáveis, como a densidade, o calor específico e a variação da temperatura que esse sal sofreu durante o processo experimental. A tabela a seguir traz alguns desses parâmetros para cada concentração molar de 1mol/L.

Solução

Densidade (g/mL)

Calor Específico (J/gC)

LiCl

1,03

3,97

NaCl

1,04

3,89

KCl

1,05

3,80

A massa desses três sais é obtida utilizando-se dos valores da densidade e do volume do sistema:

[pic 31]

[pic 32]

[pic 33]

Com os valores das massas desses sais, é possível calcular a quantidade de calor da solução dada por:

[pic 34]

[pic 35]

[pic 36]

[pic 37]

Com o valor da capacidade calorífica do calorímetro calculada anteriormente podemos obter o calor absorvido ou liberado (em módulo) por ele:

[pic 38]

[pic 39]

[pic 40]

Calculo do dos sais:[pic 41]

[pic 42]

[pic 43]

[pic 44]

A energia de dissolução pode ser calculada por meio do como mostra a seguinte fórmula:[pic 45]

[pic 46]

Onde o valor de n corresponde ao número de mols do íon do metal alcalino dissolvido. Este valor é dado conhecendo-se a massa do sal e sua respectiva massa atômica. Logo, para o procedimento desse cálculo, usa-se:

[pic 47]

A massa do sal é obtida por:

[pic 48]

Onde M representa a concentração de mols por litro, V o volume e MM a massa molar dada em g/mol. Para os sais estudados, temos:

[pic 49]

[pic 50]

[pic 51]

[pic 52]

[pic 53]

[pic 54]

Logo:

[pic 55]

[pic 56]

[pic 57]

2. Comparação de dados: Calcule a energia de dissolução dos cloretos dos metais alcalinos (LiCl, NaCl, KCl), utilizando um ciclo termoquímico (ciclo tipo Harber-Born), considerando os valores de energia reticular e de entalpia de hidratação dos ciclos estudados. Compare os valores calculados a partir dos dados das tabelas fornecidas com os dados obtidos experimentalmente e comente.

O Ciclo de Born-Haber é um método para analisar a energia envolvida numa reação, onde a somatória das energias de cada passo do processo deve ser igual à entalpia de formação do metal e do ametal.

Para os respectivos sais, pode-se calcular o valor da variação de entalpia de dissolução dada pela equação a seguir:

[pic 58]

Os cálculos para cada um dos sais estão representados abaixo juntamente com uma tabela onde se consolidam os valores:

[pic 59]

[pic 60]

[pic 61]

Para os valores variação de entalpia de dissolução, temos:

[pic 62]

[pic 63]

Onde o valor da variação de entalpia de dissolução representa o valor do calor obtido na dissolução de 1 mol de um determinado soluto em um solvente;

Cálculo da entalpia de dissolução dos sais

Sais

ΔH (dissolução) (KJ/mol)

LiCl

-37,00

NaCl

4,00

KCl

17,00

Em relação aos valores obtidos experimentalmente