A adição de 5,44 g de NH4 NO3(s) a 150,0 g de água em um calorímetro de copo de café (com agitação para dissolver o sal) resultou em uma diminuição na temperatura de 18,6^circ C para 16,2^circ C. Calcule a variação de entalpia para dissolver o NH4 NO3(s) na água. Considere que a solução esteja diluída e tenha capacidade calorífica de 4,2 J / g K.
NH4 NO3(s) NH4 ^+(aq)+NO3^-(aq)

Passo 1

Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! A questão fala sobre a dissolução de 5,44 g de NH4NO3 em 150,0 g de água dentro de um calorímetro. Quando isso acontece, a temperatura cai de 18,6°C para 16,2°C. Nosso objetivo aqui é calcular a variação de entalpia ( De) dessa dissolução. Para resolver isso, vamos precisar entender conceitos de calorimetria e de entalpia de dissolução.

Passo 2

Primeiro, vamos calcular a quantidade de calor ( q) que foi absorvida pela solução durante a dissolução. A fórmula que usamos para isso é:
q = m times c times De
Onde:
  • m é a massa da água (150,0 g)
  • c é a capacidade calorífica da solução (4,2 J/g·K)
  • De é a mudança de temperatura

Passo 3

Vamos calcular a variação de temperatura ( De). Como a temperatura diminuiu de 18,6°C para 16,2°C, temos:
De
O sinal negativo indica que o calor foi absorvido pela solução, caracterizando um processo endotérmico.

Passo 4

Agora, substituímos os valores na fórmula do q:
q = 150,0 , g times 4,2 , Jg·K times (-2,4 , K) = -1512 , J
O valor negativo confirma que a solução absorveu 1512 J de calor.

Passo 5

Queremos encontrar a variação de entalpia por mol de NH4NO3 dissolvido. Primeiro, precisamos calcular o número de mols dessa substância. A massa molar do NH4NO3 é:
  • N: 14,01 g/mol
  • H: 1,01 g/mol × 4 = 4,04 g/mol
  • O: 16,00 g/mol × 3 = 48,00 g/mol
M = 14,01 + 4,04 + 48,00 = 66,05 , gmol
Então, o número de mols ( n) é:
n = 5,44 , g66,05 , gmol approx 0,0824 , mol

Passo 6

Finalmente, calculamos a variação de entalpia ( De):
De
Como o processo é endotérmico, a entalpia de dissolução é positiva.

Resposta

A variação de entalpia para dissolver o NH4NO3(s) na água é de aproximadamente +18,35 kJ/mol.

Exercícios relacionados