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.