A FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA

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PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL

Experimento 1: Determinação do Calor de Neutralização

- Pesou-se um béquer limpo e seco de 250 mL que serviu como calorímetro.

- Adicionou-se 100 mL de solução de HCl 1mol/L e foi anotado a temperatura.

- Foi medido 100 mL de solução de NaOH 1 mol/L em uma proveta e foi aferido a temperatura.

- Adicionou-se rapidamente a solução básica sobre a solução ácida. Agitou e foi iniciado rapidamente a leitura da temperatura. A temperatura máxima foi anotada.

- Lavou-se o béquer e o procedimento foi repetido para os seguintes pares de ácido-base (100 mL de cada solução).

- Solução de HCl 1 mol/L e Solução KOH 1 mol/L

- Solução de HNO3 1mol/L e Solução de NaOH 1 mol/L

- Solução HNO3 1 mol/L e Solução de KOH 1 mol/L.

Experimento 2: Constatação da Lei de Hess

- Determinação do calor envolvido na reação 1: Dissolução do NaOH

- Pesou-se um béquer limpo/seco de 250 mL que serviu como calorímetro.

- Mediu-se em uma proveta 200 mL de água destilada e foi transferido para o béquer/calorímetro. A temperatura da água foi anotada.

- Foi pesado cerca de 2 gramas de Hidróxido de Sódio sólido com aproximação de 0,01g.

- Adicionou-se o Hidróxido de Sódio sólido à água contida no calorímetro. Agitou-se até a completa dissolução do sólido. A temperatura máxima atingida foi anatada.

- Determinação do calor envolvido na reação 2: NaOH sólido com solução de HCl

- As etapas 1, 2, 3 e 4 do item a, substituindo os 200 mL da água por 200 mL de HCl 0,25 mol/L foram repetidas.

- Determinação do calor envolvido na reação 3: Solução de NaOH com solução de HCl

- Pesou-se um béquer limpo e seco de 250 mL que serviu como calorímetro.

- Em uma proveta foi medido 100 mL de solução de HCl 0,5 mol/L e adicionou-se ao béquerqcalorímetro. Em outra proveta mediu-se 100 ml de solução de NaOH 0,5 mol/L. As temperaturas foram anotadas.

- Adicionou-se a solução de NaOH à solução de HCl. Misturou-se rapidamente e a temperatura máxima atingida foi anotada.

Experimento 3: Determinação do calor específico de um metal

- Foi pesado o metal fornecido pela docente. A massa foi anotada.

- O metal foi amarrado pela ponta de um cordão e este foi deixado 30 minutos dentro de um béquer com água em ebulição.

- Em uma proveta tomou-se 20 mL de água e transferiu o volume para um tubo de ensaio. A temperatura foi aferida e anotada.

- Após os 30 minutos, o metal aquecido foi removido e transferido rapidamente para dentro do tubo de ensaio. Agitou-se e a temperatura máxima atingida foi registrada.

RESULTADOS E DISCUSSÕES

No experimento 1, foi possível observar a ocorrência de várias reações químicas e isso foi evidenciado em virtude do aquecimento ocorrido após a base entrar em contato com o ácido. Isso pode ser explicado com base na teoria de Arrhenius, a qual determina que a junção de pares ácido-base promove uma reação de neutralização que se dá por meio da combinação dos íons positivos, H+, pelos íons negativos, OH-, propiciando a formação de água. Essa reação de neutralização pode ser representada pela seguinte reação abaixo:

H+(aq) + OH- (aq) -> H2O

Com base nisso, foi quantificado em cada reação de pares ácido-base distintos o calor de neutralização, na qual tornou-se viável a obtenção dos dados práticos expostos no tratamento de dados. Observe a tabela abaixo referente ao calor de neutralização de cada reação proposta no procedimento.

Tabela 1. Dados práticos obtidos no Experimento 1

Ácido – Base

Calor de Neutralização

HCl – NaOH

14,3046 Kcal/mol

HNO3 – NaOH

16,6888 Kcal/mol

HCl – KOH

30,9933 Kcal/mol

HNO3 – KOH

33,3774 Kcal/mol

Do ponto de vista teórico, esperava-se que quaisquer que fossem as soluções aquosas de ácidos-bases, quando misturadas, deveriam ocorrer valores similares quanto a liberação de calor na reação (calor de neutralização), afinal a reação, de uma forma geral, é sempre a mesma. Entretanto, foi observado, após o tratamento dos dados, que algumas reações apresentaram calor de neutralização maiores em detrimentos de outros. Isso deve-se ao fato de que, apesar da reação ser a mesma, os calores de neutralização molar são menores ou maiores devido a alguns ácidos e/ou bases que são fracas, e portanto, não estão completamente ionizados ou dissociados provocando que parte da energia fosse gasta no rompimento das ligações dessas espécies não-ionizadas ou não-dissociadas. Logo, a energia liberada, para alguns sistemas, foi menor que o esperado. É importante salientar que, com a elevação da temperatura houve um fluxo de calor do sistema para a vizinhança até que fosse atingido o equilíbrio térmico entre ambos, concluindo que a reação proposta foi de natureza exotérmica.

Por sua vez, no experimento 2 foi proposto a constatação da Lei de Hess. No item ‘a’ foi observado o calor de dissolução do NaOH sólido em água destilada, o qual apresentou um sistema exotérmico. É importante mencionar que, a variação de entalpia de uma reação depende do estado físico dos reagentes e isso é perceptível na tabela 6, pois no processo de dissolução ocorreu, em primeira instância, a quebra das ligações que formam o retículo cristalino já que os íons presente no NaOH se atraem eletrostaticamente