Determinação do Calor de Neutralização

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ΔH = Hprodutos – Hreagentes

Existe outra forma de calcular a entalpia, que tem como método a Lei de Hess, através dos calores das reações intermediárias. Podem ser infinitas variações de entalpia.

C(grafite) + ½ O2(g) → CO(g)ΔH1 = -110,3 kJ

CO2(g) + ½ O2(g) → CO2(g)ΔH2 = -283,0 kJ[pic 6]

C(grafite) + O2(g) →CO2(g)ΔH = -393,3 kJ = reação global

É interessante saber que existem outros assuntos que englobam o calor e demais aplicações deste assunto, como por exemplo o ramo da física conhecido como termodinâmica, que é responsável, dentre outros temas, pelo estudo da entropia, fenômeno que mede o nível de agitação das partículas em um sistema. Quando as partículas sofrem mudanças na temperatura, os corpos alteram o estado de agitação das moléculas que os compõem.

Quando um sistema recebe calor Q>0, sua entropia aumenta;

Quando um sistema cede calor Q

Se o sistema não troca calor Q=0, sua entropia permanece constante.

Da mesma maneira que ocorre com a entalpia, na entropia é mais útil calcular a sua variação, que é descoberta pela divisão da energia pela temperatura (em valores absolutos).

ΔS = Q / T

Calores de reação:

O calor de reação é correspondente à variação da entalpia observado em uma determinada reação, ele possui diversas classificações que são baseadas no tipo de reação ocorrida.

Calor de vaporização: corresponde à variação de entalpia na vaporização total de 1 mol da substância, à pressão de 1atm.

Calor de dissolução: é a variação de entalpia observada na dissolução de 1 mol da substância em solvente suficiente para se considerar a solução como diluída. Se for adicionado mais solvente não vai alterar o estado térmico do sistema.

Calor de fusão: corresponde à variação de entalpia na fusão total de 1 mol da substância, à pressão de 1atm.

Calor de combustão: é o calor absorvido na combustão total de 1 mol da substância, em condições ambientes (25°C e 1atm). A combustão libera calor, ela ocorre entre um combustível e um comburente, o combustível pode ser qualquer substância, oprincipal comburente é o oxigênio.

Calor de solidificação: corresponde à variação de entalpia na solidificação total de 1 mol da substância, à pressão de 1atm.

Calor de condensação: corresponde à variação de entalpia na condensação total de 1 mol da substância, à pressão de 1atm.

Calor de formação: é a variação de entalpia inferida na formação de 1 mol de moléculas de certo composto, cujos elementos estão em seu estado padrão, obedecendo às seguintes condições: um mol de uma substância simples, estando em condições ambientes (25°C e 1atm) e no estado alotrópico mais estável, ou seja, sem reagir.

E por fim, o calor de neutralização, centro do experimento realizado para sua determinação.

Calor de neutralização: é a quantidade de calor envolvida verificada na neutralização total de um mol de hidrogênio ionizável (H+(aq)) por um mol de hidroxila dissociada (OH-), estando ambos em soluções totalmente ou parcialmente diluídas, a 25ºC e 1atm, essa reação ocorre entre um ácido e uma base, gerando sal e água e é numericamente igual ao calor de dissociação da água com sinal contrário.A neutralização total ocorre quando o sal formado não apresenta em sua estrutura hidrogênio ionizável ou hidroxila dissociável. Quando a neutralização é proveniente de um ácido forte ou base forte, o ∆H assume um valor que é praticamente constante, -13,7 kcal/mol ou -57,7kJ/mol; contudo, quando um deles não está dissociado este calor pode assumir valores variados.

Calorimetria e capacidade calorífica de um calorímetro:

A termologia é a área de estudo responsável pela análise dos fenômenos relacionados ao calor, aquecimento e resfriamento de corpos, através da definição de grandezas, como por exemplo, a temperatura, energia interna, pressão e o calor, e também é encarregado das relações físico-matemáticas que envolvem essas situações. Para que este estudo seja conclusivo os corpos passam por análises micro e macroscópicas. A termologia engloba as matérias de termometria, termodinâmica e calorimetria. Como o foco em questão é a calorimetria iremos aprofundar o conhecimento sobre essa área.

A calorimetria é a ciência que estuda a energia térmica em transição (calor), buscando as justificativas teóricas para explicar o aquecimento e o resfriamento de determinado corpo, relacionando-se também com pesquisa a cerca das mudanças de estado físico. Quando há variação de temperatura sem que haja variação do estado físico da matéria, dizemos que o calor é sensível, que pode ser calculado pelo produto da massa do corpo, pelo calor específico e a variação de temperatura.

Q = m*c*∆T

O calor específico é a energia necessária para aumentar 1K ou 1ºC na temperatura de um mol de uma substância, este calor depende da composição de cada substância. Com essa definição podemos trabalhar com a capacidade térmica, que é a quantidade de calor que provoca em um corpo uma variação unitária na temperatura, é calculada pela capacidade térmica multiplicada pela variação da temperatura.

Q = C*∆T

A calibração de um calorímetro é realizada a partir de uma mistura de quantidades predefinidas de água quente e água fria, levando em consideração que o calor cedido pela água quente é igual ao calor recebido pela água fria, enfim é utilizado as fórmulas apresentadas aqui para determinar a sua capacidade calorífica. Então este calorímetro está pronto para ser utilizado na determinação do calor de neutralização do ácido clorídrico em presença do hidróxido de sódio.

H+(aq) + OH-(aq) → H2O(l)∆Hº298 = -57,8 kJ/mol

Onde o ∆Hº298 é o calor de neutralização a 1atm e 298K, ou entalpia padrão de neutralização.

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