Quando 3,88 g de nitrato de amônio (NH4 NO3) se dissolve em 60 g de água em um calorímetro de copo de isopor, a temperatura cai de 23 para 18,4^circ C. Suponha que o calor específico da solução seja o mesmo da água pura que é de 4,184 J / g 0 C. A massa molar do nitrato de amônio é de 80,05 g / mol. Determine o calor absorvido ou liberado no processo em kJ / mol de soluto e defina se o processo é exotérmico ou endotérmico.

Passo 1

Beleza, vamos dar uma olhada no que a questão está pedindo. Temos 3,88 g de nitrato de amônio dissolvendo em 60 g de água, e a temperatura cai de 23°C para 18,4°C. A gente precisa descobrir quanto de calor foi absorvido ou liberado por mol de soluto e dizer se o processo é exotérmico ou endotérmico. A matéria aqui é termodinâmica, e vamos precisar usar a fórmula de calor específico para resolver.

Passo 2

Primeiro, vamos calcular a variação de temperatura, que é a diferença entre a temperatura final e a inicial. Isso vai nos ajudar a entender quanto a temperatura mudou durante a dissolução.
De

Passo 3

Agora, vamos calcular a quantidade de calor absorvida ou liberada pela solução usando a fórmula do calor específico:
q = m times c times De
Onde:
  • m = 60,g + 3,88,g = 63,88,g é a massa da solução (água + soluto),
  • q = 63,88,g times 4,184,Jg°C times (-4,6,°C) = -1.231,5,J é o calor específico da água ( ),
  • é a variação de temperatura.
Primeiro, somamos as massas da água e do nitrato de amônio:
Então, aplicamos a fórmula:

Passo 4

Agora, vamos converter o calor de joules para quilojoules, já que a resposta pede em kJ/mol:
q = -1.231,5,J times 1,kJ1000,J = -1,2315,kJ

Passo 5

Por fim, vamos calcular o calor por mol de nitrato de amônio. Sabemos que a massa do soluto é 3,88 g e a massa molar é 80,05 g/mol. Então, o número de moles é:
Mo<=s = 3,88,g80,05,g/mol approx 0,0485,mol
Agora, dividimos o calor total pelo número de moles:
qmol = -1,2315,kJ0,0485,mol approx -25,38,kJ/mol

Resposta

O calor absorvido no processo é de aproximadamente −25,38 kJ/mol de nitrato de amônio, indicando que o processo é endotérmico.

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