A Determinação do Calor de Neutralização Em Engenharia

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Reação exotérmica: H reagentes > H produtos

Já as reações endotérmicas são aquelas que absorvem energia na forma de calor. Nas reações endotérmicas a entalpia dos produtos é maior que a entalpia dos reagentes, pois uma quantidade de energia é absorvida da forma de calor pelos reagentes e durante a reação fica contida nos produtos. A reação endotérmica é representada:

H reagentes

3.3 ENTALPIA

Segundo Atkins, 2012: “É a energia total de um sistema quando se mantêm a pressão constante”.

Grande parte das reações químicas consiste em processos a pressão constante, nestes casos pode-se igualar a troca de calor à variação da entalpia. Para qualquer reação do tipo:

Reagentes → Produtos

Com isso define-se a variação de entalpia, denominada entalpia de reação (ΔH), ou seja, entalpia de reação é a diferença entre as entalpias dos produtos e as entalpias dos reagentes (Chang, 2010):

ΔH° = H(produtos) – H(reagentes)

A entalpia padrão de reação, ΔΗº, é a entalpia de reação quando os reagentes, em seus estados padrão, transformam-se em produtos, também em seus estados padrão. Pode ser também a entalpia padrão da reação por mol de fórmula unitária da formação de uma substância a partir de seus elementos na sua forma mais estável. Para calcular a entalpia padrão de formação, deve-se calcular a entalpia da reação de formação de todos os produtos a partir de seus elementos, depois calcular a entalpia da reação de formação de todos os reagentes também partir de seus elementos, a diferença entre esses dois totais é a entalpia padrão da reação.

[pic 1]

(01)

Nessa expressão, o n é o coeficiente estequiométrico da equação química e o símbolo Σ(sigma) representa uma soma. (ATKINS, 2012)

Na reação química de ácido-base do tipo:

HCl(aq) + NaOH(aq) →NaCl(aq) + H2O(l)

Ocorre neutralização e de acordo com Vogel (1981): “O calor de neutralização para uma reação ente 1 mol de um ácido e uma base, ambos monovalentes e fortes, é aproximadamente o mesmo (-56,9 kJ)”.

3.4 CONCENTRAÇÃO MOLAR (M)

É a quantidade de moléculas do soluto ou de fórmulas unitárias (em mols) presente em um dado volume de solução, em litros (ATKINS, 2012).

[pic 2]

(02)

Onde: M: concentração molar

n: mol

V: volume

Segundo Chang (2010), supondo que não haja nenhuma perca de calor para a vizinhança, a quantidade de calor de neutralização do sistema somada com a quantidade de calor do calorímetro e mais a quantidade de calor do produto é igual à zero, ou seja:

[pic 3]

(03)

Para a reação de neutralização de HCl com NaOH, com concentração molar conhecida, utiliza-se a equação (02) para encontrar o número de mols (n), e com a quantidade de calor de neutralização ( encontrada pela equação (03) encontra-se a quantidade de calor molar através da seguinte equação:[pic 4]

[pic 5]

(04)

De acordo com Chang (2010), o calor de neutralização molar da reação de HCl com NaOH é de -56,2kJ/mol.

2,0

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4 procedimento experimental

Inicialmente pesou-se 150 mL de solução a 1mol/L de NaOH em um bécker vazio e, anotou-se o volume e massa do mesmo. Em seguida, transferiu-se a solução essa solução contida no bécker para o calorímetro com capacidade térmica conhecida e aguardou-se o sistema atingir o equilíbrio térmico, anotou-se a temperatura medida.

Mediram-se 150 mL de solução a 1 mol/L de HCl. A massa de HCl utilizada na reação não ficou igual a de NaOH, mais tentou deixa-las parecidas. Em seguida transferiu-se a solução para o calorímetro, agitou-se suavemente o sistema com o termômetro e mediu-se a temperatura obtida.

Logo após, determinou-s[e]e através dos cálculo[f]s o calor molar de neutralização em cal/mol, e repetiu-se a operação três vezes para uma maior confiabilidade dos valores.

Tabela 01: Materiais e reagentes

Quantidade

Materiais/reagentes

Capacidade

1

Balança Analítica

-

1

Bécker

250mL

1

Bécker

400mL

1

Calorímetro

18±5 cal/°C

±450mL

HCl

-

±450mL

NaOH

-

1

Proveta

500mL

1

Termômetro

100ºC

Fonte: Dos autores.

0,5

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5 resultados e discussões

Com

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