AUTOMAÇÃO INDUSTRIAL FÍSICO-QUÍMICA

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Na ocorrência de um processo químico, a reação química pode liberar calor (processo exotérmico), causando o aumento da temperatura, ou essa reação pode absorver calor (processo endotérmico), causando a diminuição da temperatura, nesses casos, será considerado a massa e o calor específico da solução.

A variação de temperatura é observada através do calorímetro (recipiente que minimiza as trocas de calor entre seu meio externo e seu meio interno) e quando essa variação ocorre em um objeto, que absorve quantidade de energia, essa quantidade de energia que é absorvida é determinada por sua capacidade calorífica. Já a quantidade de calor essencial para aumentar a temperatura do calorímetro em 1ºC, é sua capacidade calorífica.

A variação de entalpia é calculada pela diferença da entalpia dos produtos e a entalpia dos reagentes.

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- Objetivos

Os experimentos que foram realizados, na prática, tinham como objetivo a determinação da variação de entalpia em reações químicas, de acordo com suas diferentes temperaturas, massas específicas e capacidade calorífica do calorímetro.

Nesse caso, as reações eram: o peróxido de hidrogênio com o iodeto de sódio, o ácido clorídrico com o hidróxido de sódio e também o hidróxido de sódio com o ácido acético.

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- Materiais

- Determinação da capacidade calorífica do calorímetro

- 50,0 mL de água

(temperatura ambiente);

- 50,0 mL de água

(aquecida antecipadamente à temperatura aproximada de 70ºC);

- 3 Calorímetros de isopor;

- Termômetro;

- Determinação da entalpia de decomposição do peróxido de hidrogênio

- Calorímetro de isopor;

- Termômetro;

- 100 mL de solução de peróxido de hidrogênio 3% em massa

(água oxigenada comercial de 10 volumes);

- Iodeto de sódio

(NaI);

- Determinação da entalpia de neutralização

- Calorímetro de isopor;

- Termômetro;

- Solução de ácido clorídrico

(HCl) 1,0 mol/L;

- Solução de ácido acético

([pic 7]);

- Solução de hidróxido de sódio

(NaOH) 1,0 mol/L;

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- Procedimentos

- Determinação da capacidade calorífica do calorímetro

- Transportamos 50,0 mL de água à temperatura ambiente para o calorímetro, introduzimos o termômetro no calorímetro para medir a temperatura da água;

- Medimos o volume de 50,0 mL da água que foi antecipadamente aquecida à temperatura aproximada de 70ºC e verificamos sua temperatura;

- Colocamos o volume de água aquecida no calorímetro, o qual foi tampado imediatamente e esperamos a estabilização da temperatura. Anotamos a temperatura final da mistura.

- Determinação da entalpia de decomposição do peróxido de hidrogênio

- Deslocamos, sem nenhuma perda para assegurar o volume de 100 mL para o experimento, todo o conteúdo do frasco de água oxigenada comercial, para o calorímetro;

- Com o termômetro acoplado, fechamos o calorímetro e verificamos a temperatura inicial da solução no interior do calorímetro;

- No interior do calorímetro, colocamos uma pequena quantidade de iodeto de sódio sobre a solução, e o fechamos imediatamente;

- Observamos a variação de temperatura e anotamos a temperatura final da reação;

- Determinação da entalpia de neutralização

- Colocamos 50 mL de solução de ácido clorídrico no calorímetro, o qual foi tampado imediatamente, e averiguamos a temperatura da solução;

- Colocamos 50 mL da solução de hidróxido de sódio no calorímetro, o qual foi tampado imediatamente;

- Notamos a variação de temperatura e anotamos a temperatura final da reação;

- Repetimos o todo o processo, porém utilizamos solução de ácido acético ao invés de solução de ácido clorídrico;

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- Resultados

- Capacidade térmica do calorímetro

A capacidade térmica do calorímetro será igual a[pic 8]

- Decomposição do peróxido de hidrogênio

Temperatura Inicial

Temperatura Final

∆T

∆H [pic 9]

∆H [pic 10]

24,5ºC

43ºC

18,5ºC

-90,7ºC

-2,67

- Neutralização do ácido clorídrico

Temperatura Inicial

Temperatura Final

∆T

∆H [pic 11]