1,00 L de solução 1,00 M de Ba(NO3)2 a 25^circ C foi misturado em 1,00 L de solução 1,00 M de Na2 SO4 a 25 ^circ C em um calorímetro. Nessa reação, BaSO4 foi formado e a temperatura da mistura aumentou para 28,1^circ C. Assumindo que a absorção do calorímetro é somente uma quantidade negligenciável de calor, o calor especifico da solução é 4,18 J / ^circ C g, e a densidade da solução final é 1,0 g / mol. Calcule a mudança de entalpia por mol do BaSO4 formado.

Passo 1

Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! A gente vai trabalhar com termodinâmica, mais especificamente com a mudança de entalpia numa reação química. A situação é a seguinte: você tem 1,00 litro de uma solução de nitrato de bário ( Ba(NO3)2) a 1,00 molar e 1,00 litro de uma solução de sulfato de sódio ( Na2SO4) também a 1,00 molar, ambos a 25°C. Quando misturamos essas soluções, forma-se sulfato de bário ( BaSO4) e a temperatura sobe para 28,1°C. Queremos descobrir a mudança de entalpia por mol de BaSO4 formado.

Passo 2

Primeiro, vamos descobrir quantos mols de BaSO4 foram formados. Como estamos misturando 1,00 L de cada solução, com concentração de 1,00 M, temos:
  • Mols de Ba(NO3)2: 1,00 L × 1,00 mol/L = 1,00 mol
  • Mols de Na2SO4: 1,00 L × 1,00 mol/L = 1,00 mol
A reação entre Ba(NO3)2 e Na2SO4 é:
Ba(NO3)2 + Na2SO4 BaSO4 + 2,NaNO3
Então, para cada mol de Ba(NO3)2, forma-se 1 mol de BaSO4. Portanto, temos 1,00 mol de BaSO4 formado.

Passo 3

Agora, vamos calcular a quantidade de calor liberado ou absorvido na reação. A fórmula que vamos usar é:
q = m times c times De
Onde:
  • q é o calor (em Joules)
  • m é a massa da solução (em gramas)
  • c é o calor específico (em J/g°C)
  • De é a variação de temperatura (em °C)

Passo 4

Primeiro, vamos encontrar a massa da solução final. Sabemos que a densidade da solução é 1,0 g/mL. Como misturamos 1,00 L de cada solução, temos um total de 2,00 L, que corresponde a 2000 mL. Então:
m = 2000 , mL times 1,0 , g/mL = 2000 , g

Passo 5

Agora, vamos calcular a variação de temperatura:
De

Passo 6

Com todos os valores, podemos calcular o calor q:
q = 2000,g times 4,18,J/g°C times 3,1,°C = 2000 times 4,18 times 3,1
Vamos calcular passo a passo:
  • 2000 times 4,18 = 8360
  • 8360 times 3,1 = 25916,J
Então, q = 25916,J

Passo 7

Como a temperatura aumentou, a reação liberou calor para o ambiente, o que significa que a reação é exotérmica. Portanto, o calor da reação qreaçãoçã é negativo:
qreação = -25916,J çã

Passo 8

Agora, queremos a mudança de entalpia por mol de BaSO4 formado. Como formamos 1,00 mol de BaSO4, a mudança de entalpia De será igual a qreaçãoçã dividido pelos mols de BaSO4:
De
Convertendo para kJ/mol:
De

Resposta

A mudança de entalpia por mol de BaSO4 formado é aproximadamente -25,9,kJ/mol.

Exercícios relacionados