A adição de de a de água em um calorímetro de copo de café (com agitação para dissolver o sal) resultou em uma diminuição na temperatura de para . Calcule a variação de entalpia para dissolver o na água. Considere que a solução esteja diluída e tenha capacidade calorífica de .

Passo 1

Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! A questão fala sobre a dissolução de 5,44 g de 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 ( ) 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 ( ) que foi absorvida pela solução durante a dissolução. A fórmula que usamos para isso é:
Onde:
  • é a massa da água (150,0 g)
  • é a capacidade calorífica da solução (4,2 J/g·K)
  • é a mudança de temperatura

Passo 3

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

Passo 4

Agora, substituímos os valores na fórmula do :
O valor negativo confirma que a solução absorveu 1512 J de calor.

Passo 5

Queremos encontrar a variação de entalpia por mol de dissolvido. Primeiro, precisamos calcular o número de mols dessa substância. A massa molar do 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
Então, o número de mols ( ) é:

Passo 6

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

Resposta

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

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