O Experimento Química

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Substâncias diferentes possuem diferentes capacidades de armazenamento de energia interna, ou seja, diferentes materiais requerem diferentes quantidades de calor para elevar a temperatura de uma determinada quantidade desse material em um determinado número de graus. Um grama de água, por exemplo, requer uma caloria de energia para que sua temperatura se eleve em um grau Celsius. Apenas cerca de um oitavo dessa energia é gasto para elevar a temperatura de um grama de ferro na mesma quantidade de graus. A água absorve mais calor do que o ferro para uma mesma variação de temperatura. Diz-se, então, que a água possui capacidade térmica específica (calor específico) maior do que a do ferro.

O calor específico de qualquer substância é definido como a quantidade de calor necessária para alterar a temperatura de uma unidade de massa da mesma em um grau. A capacidade térmica, por sua vez, mede a quantidade de calor necessária para que haja uma variação unitária de temperatura em um determinado corpo. A capacidade térmica de um corpo depende do material de que ele é constituído e da sua massa. Para determinar a capacidade térmica de um calorímetro, utiliza-se o método das misturas e pelo princípio da conservação de energia.

A lei de Hess, que é experimental, tem uma fundamental importância no estudo da termoquímica. Ela estabelece que o calor liberado ou absorvido numa reação química independe dos estados intermediários pelos quais a reação passa, logo, a variação de entalpia em uma reação química depende apenas dos estados inicial e final da reação.

3. METODOLOGIA E PROCEDIMENTO

- Materiais e Reagentes utilizados:

- Experimento l, II, III: Determinação do calor de dissolução e neutralização:

- 1 béquer de 250ml;

- Proveta de 100ml;

- 1 Conta gotas;

- 1 vidro de relógio;

- Balança analítica;

- Luvas;

- 1 Calorimetro

- 2 Espátulas;

- 1 Pisseta;

- 1 Termômetro (-10 a 100°C);

- Solução 1,0M de hidróxido de sódio (NaOH);

- Solução 1,0M de ácido clorídrico (HCl);

- Solução 0,5M de ácido clorídrico (HCl).

- Água destilada

- Procedimentos Seguidos:

- Experimento l: Determinação do calor de dissolução de acordo com seguinte reação:

NaOH(s) → Na+(aq) + OH-(aq) ΔH = - X1

- Foi realizado no laboratório três experimento de calorimetria, todos com o mesmo procedimento, mudando-se apenas os reagentes. No primeiro experimento, colocou-se 200ml de água destilada no calorímetro (garrafa térmica) e agitou-se por rotação até a temperatura tornar-se constante. Em seguida, mediu-se essa temperatura. Após anotá-la, adicionou-se aproximadamente 4g de hidróxido de sódio (NaOH) e agitou-se imediatamente depois, para anotar sua nova temperatura após ela ficar constante.

- Experimento II: Determinação do calor de neutralização de acordo com a seguinte reação:

NaOH(s) + H+(aq) + Cl-(aq) → H2O + Na+(aq) + Cl-(aq) ΔH = -X2

- No segundo experimento, foi adicionado ao calorímetro 200ml de Ácido Clorídrico 0,50M (HCl), e agitado por rotação até a temperatura permanecer constante. Após a verificação da temperatura, foi adicionado aproximadamente 4g de Hidróxido de Sódio (NaOH) e, após fechar o calorímetro e agitar por rotação, foi feito o registro dessa nova temperatura e calculado o calor de neutralização.

- Experimento III: Determinação do calor de neutralização de acordo com a seguinte reação:

Na+(aq) + OH-(aq) + H+(aq) + Cl-(aq) → H2O + Na+(aq) + Cl-(aq) ΔH = -X3

- O terceiro experimento foi realizado de maneira semelhante ao II, porém, com a solução de Ácido Clorídrico 1,0M como solvente.

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4. ANÁLISE DE RESULTADOS

- Experimento l: Determinação do calor de dissolução de acordo com seguinte reação:

NaOH(s) → Na+(aq) + OH-(aq) ΔH = - X1

Verificamos que a temperatura inicial dos 200ml de água destilada foi de: 21ºC. Adicionando 3,996 de hidróxido de sódio (NaOH) ao calorímetro e agitando, obtivemos temperatura final de: 26ºC. A massa da água foi de 199,59g e do hidróxido de sódio (NaOH) foi de 4,014g. A quantidade de mol de NaOH foi de 0,10035 mol/g, massa da solução: 203,612g, variação de temperatura igual a 5ºC, calor liberado: -1,018.216 KJ e o calor liberado por mol de NaOH igual a -10,145 KJ/mol.

- Experimento II: Determinação do calor de neutralização de acordo com a seguinte reação:

NaOH(s) + H+(aq) + Cl-(aq) → H2O + Na+(aq) + Cl-(aq) ΔH = -X2

Após adicionar 200 ml de Ácido Clorídrico 0,5M no calorímetro, verificamos a temperatura inicial que foi de: 26ºC, adicionamos 4,058g de hidróxido de sódio (NaOH) ao calorímetro, agitamos e verificamos que a temperatura final que foi de: 32ºC. Massa de HCL 0,5M foi de: 167,06 g e a massa de hidróxido de sódio foi de: 4,058g. A quantidade mol de NaOH é de 0,10145 g/mol, massa da solução: 171,118g, variação da temperatura foi de: 6ºC, o calor liberado: -1026,708 J e o calor liberado por mol de NaOH igual a 10,12 kJ/mol.

Experimento III: Determinação