Uma amostra de
de açúcar (sacarose,
) é queimada em um calorímetro de bomba (bomba calorimétrica). A temperatura de
de água no calorímetro aumenta de
para
. A capacidade calorífica da bomba é de
, e a capacidade calorífica específica da água é de
. Calcule (a) o calor liberado por grama de sacarose e (b) o calor liberado por mol de sacarose.
Passo 1
Beleza, vamos resolver esse exercício de química envolvendo calorimetria! O enunciado nos conta que uma grama de sacarose é queimada em um calorímetro de bomba, e temos informações sobre a água no calorímetro, a capacidade calorífica da bomba e da água. Vamos precisar usar conceitos de calorimetria, como calor absorvido e liberado, e as fórmulas relacionadas a isso para calcular o calor liberado por grama e por mol de sacarose.
Passo 2
Primeiro, vamos entender o que acontece na queima da sacarose. Quando ela queima, libera calor que é absorvido tanto pela água quanto pela bomba calorimétrica. Para encontrar o calor total liberado, precisamos calcular quanto calor a água e a bomba absorveram.
Passo 3
Vamos calcular o calor absorvido pela água. A fórmula para isso é:
Onde:
-
(massa da água) -
(capacidade calorífica específica da água) -
(variação de temperatura)
Substituindo os valores:
Passo 4
Calculando o valor:
Passo 5
Agora, vamos calcular o calor absorvido pela bomba calorimétrica. A fórmula é:
Onde:
-
(capacidade calorífica da bomba) -
Substituindo os valores:
Passo 6
O calor total liberado pela sacarose é a soma do calor absorvido pela água e pela bomba:
Passo 7
Agora, queremos saber o calor liberado por grama de sacarose. Como queimamos 1,00 g de sacarose, o calor liberado por grama é igual ao calor total:
Passo 8
Para calcular o calor liberado por mol de sacarose, precisamos saber a massa molar da sacarose (
):
- Carbono ©: 12 molar mass
- Hidrogênio (H): 1 molar mass
- Oxigênio (O): 16 molar mass
Calculando:
Passo 9
Agora, sabemos que 1,00 g de sacarose libera
, então 342 g (1 mol) liberarão:
Resposta
(a) O calor liberado por grama de sacarose é
.
(b) O calor liberado por mol de sacarose é
.
Exercícios relacionados
Calcule a entalpia padrão de combustão do benzeno,
.
A entalpia de formação do benzeno é conhecida
, e outros valores necessários podem ser pesquisados.
Suponha que
de
foram misturados com
de
um calorímetro de copo de café. A temperatura das soluções antes da mistura foi de
. Após a mistura e a ocorrência da reação, a temperatura foi de
. Qual foi a variação de entalpia quando um mol de ácido é neutralizado? Suponha que as densidades de todas as soluções sejam
, e suas capacidades caloríficas específicas,
.
O que é um ácido e uma base? O que é um zwiteríon?
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