ENTALPIA DE REAÇÃO DE NEUTRALIZAÇÃO

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C = Capacidade calorífica (Cal/°C)

As temperaturas de equilíbrio obtidas para o calorímetro e a capacidade calorífica do calorímetro podem ser observadas na Tabela 1:

Tabela 1: Temperaturas de equilíbrio para o calorímetro industrializado.

[pic 3]

Calculando-se a média para a Capacidade calorífica do calorímetro industrializado tem-se 26,13 cal/°C.

Posteriormente avaliou-se os resultados obtidos para o calorímetro produzido no IFSC.

Sendo que para o equipamento apresentou um resultado para capacidade calorifica de 25,31 cal/°C.

A entalpia de neutralização pode ser encontrada a partir da Equação 2:

[pic 4]

∆Hexp=[pic 5]

(Equação 2)

Considerando o calor específico do ácido clorídrico e do hidróxido de sódio equivalente ao da água (1 cal/g.°C = 4,185 J/ g.°C). E para obter o número de mols do reagente limitante utiliza-se a Equação 3.

[pic 6]

(Equação 3)

Onde:

n = Número de mols (mol)

M = Concentração molar (mol/L)

V = Volume da solução em litros

O número de mols obtido para cada solução é de 0,15 mols. Então, neste caso não há reagente limitante ou em excesso, pois os números de mols das duas soluções são o mesmo valor.

Na Tabela 2 é possível observar os resultados da entalpia de neutralização expressos em kcal/mol e kJ/mol.

Tabela 2: Temperaturas das soluções utilizadas.

[pic 7]

Calculando-se a média para a variação de entalpia experimental de neutralização da reação tem-se - 13,722 kcal/mol, 57,41kJ/mol. Portanto, por ser uma reação exotérmica o ∆H é sempre negativo.

Por se tratar de uma reação onde o ácido e a base são ambos fortes (HCl e NaOH), a entalpia de neutralização é constante e vale – 13,83 kcal/mol (variação da entalpia teórica) (FELTRE, 2004). Encontrado o valor da variação da entalpia experimental e conhecendo a variação da entalpia teórica pode-se calcular o erro relativo a partir da Equação 4:

[pic 8]

(Equação 4)

[pic 9]

[pic 10]

Com um erro de 0,78%, entende-se que o calorímetro utilizado possui boa eficiência.

A reação de neutralização de ácido clorídrico e hidróxido de sódio é uma reação exotérmica, pois a reação libera calor. Fenômeno que pode ser observado com o aumento de temperatura no interior do calorímetro, onde os reagentes possuíam inicialmente uma temperatura entre 23°C e 24,5°C e ao final apresentaram temperatura entre 40°C e 41°C.

Posteriormente avaliou-se os resultados obtidos para o calorímetro produzido no IFSC.

Sendo que para o equipamento apresentou um entalpia de – 14,51 kcal/mol, com um erro de 4,92% em relação ao valor teórico.

Deste modo pode-se considerar que o calorímetro industrial apresentou um resultado mais próximo ao ideal quando comparado ao calorímetro produzido no IFSC. No entanto o desvio é baixo, e ambos apresentaram resultados próximos ao ideal, apresentando em ambos os calorímetros um resultado coerente.

Um calorímetro ideal não permite qualquer perda de energia térmica para o ambiente e o seu conteúdo pode ser considerado como um sistema isolado termicamente. Um calorímetro real não tem capacidade térmica desprezível e há transferência de energia térmica entre o sistema (o calorímetro) e a vizinhança (o laboratório).

Para construir um calorímetro ideal é necessário basear-se nas maneiras de propagação de energia (CASTELLAN, 1986).

A propagação de energia térmica se efetua por três modos diferentes: condução, convecção e radiação.

Para evitar trocas de calor por condução, pode-se utilizar ampola interna de vidro, assim como as garrafas térmicas, pois vidro é um mal condutor com paredes duplas, entre as quais se faz vácuo, que quase não conduz calor, já que há poucas moléculas para realizar essa tarefa.

Para isolar o calorímetro das possíveis correntes de convecção (processo que ocorre com movimento de partículas), é necessária uma tampa bem vedada.

A troca de calor por radiação é evitada espelhando as superfícies interna e externa, assim, as ondas eletromagnéticas são refletidas, tanto do conteúdo para fora como do ambiente para dentro do calorímetro.

4. CONSIDERAÇÕES FINAIS

A reação de neutralização de ácido e base origina como produto sal e água. Por se tratar de uma reação exotérmica, o sistema libera calor e o ambiente é aquecido, obtendo assim uma variação de entalpia negativa.

Quando comparado o calorímetro industrializado ∆H = – 13,83 kcal/mol (-57,41 kJ/mol). E o calorímetro preparado no IFSC