Um calorímetro de volume constante foi calibrado realizando-se uma reação conhecida por liberar de calor em de solução no calorímetro, resultando em um aumento de temperatura do sistema de . Em seguida, realizou-se um experimento misturando-se de uma solução aquosa de com de uma solução aquosa de NaOH no calorímetro. Observou-se um aumento de temperatura de
a) Escreva a equação química que ocorre no calorímetro.
b) Informe a variação da energia interna do sistema.
c) Qual o calor associado à reação?

Passo 1

Beleza, vamos dar uma olhada no que a questão está pedindo. Temos um problema de calorimetria, que é uma parte da química que estuda como o calor é trocado em reações químicas. Precisamos resolver três partes:
a) Escrever a equação química que ocorre no calorímetro.
b) Informar a variação da energia interna do sistema.
c) Determinar o calor associado à reação.
Para resolver isso, vamos precisar lembrar de algumas coisas básicas sobre reações químicas, energia interna e calorimetria.

Passo 2

Vamos começar com a parte a): Escrever a equação química que ocorre no calorímetro.
Primeiro, sabemos que estamos misturando ácido hipocloroso ( ) com hidróxido de sódio (NaOH). Quando um ácido reage com uma base, geralmente forma-se um sal e água. Esse tipo de reação é chamado de reação de neutralização.
Então, a reação básica de neutralização entre e NaOH seria:
Essa é a equação química que está acontecendo no calorímetro.

Passo 3

Agora, vamos para a parte b): Informar a variação da energia interna do sistema.
A variação da energia interna ( ) em um sistema pode ser relacionada ao calor absorvido ou liberado e ao trabalho realizado. No caso de um calorímetro a volume constante, não há trabalho de expansão ou compressão (já que o volume não muda), então a variação da energia interna é igual ao calor trocado pelo sistema.
Na primeira parte do experimento, sabemos que uma reação libera de calor. Como o sistema está liberando calor, a variação da energia interna será negativa, pois está perdendo energia.
Portanto:

Passo 4

Finalmente, vamos para a parte c): Qual o calor associado à reação?
Aqui, queremos determinar o calor ( ) da reação específica que ocorreu quando misturamos com NaOH. Para isso, podemos usar a equação de calorimetria:
Onde:
  • é a capacidade calorífica do calorímetro.
  • é a variação de temperatura.
Primeiro, precisamos encontrar a capacidade calorífica do calorímetro usando os dados da calibração:
çã
Então:
çã
Agora, usando a variação de temperatura do segundo experimento ( ):
Como a temperatura aumentou, o sistema absorveu calor, então é positivo.

Resposta

a) A equação química que ocorre no calorímetro é:
b) A variação da energia interna do sistema é .
c) O calor associado à reação é .

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Escreva a equação da atomização de 2-metilpropano gasoso, (g). Com os dados apresentados nos quadros, calcule a entalpia padrão de formação de 2-metilpropano gasoso.
Composto
716,7
218,0
Ligação Energia de ligação (kJ mol )
:—: :—:
C-C 347
C-H 413
A hidrazina e a 1,1-dimetil-hidrazina reagem espontaneamente com o oxigênio, equações 1 e 2 respectivamente, e podem ser usadas como combustíveis de foguetes.
Equação 1:
Equação 2:
a) Com os dados apresentados no quadro a seguir, determine o valor da entalpia para as duas reações.
Composto
- 241,8
- 393,5
b) Suponha que você seja responsável pela escolha de uma das substâncias para ser usada como combustível por um foguete da NASA. A partir dos valores encontrados no item (a), indique qual substância você escolheria como combustível. Justifique sua resposta ao item anterior.
a) Com os dados apresentados no quadro, calcule a entalpia da ligação oxigênio-oxigênio na molécula de peróxido de hidrogênio .
b) Considerando que , o que pode dizer sobre a ordem da ligação oxigênio-oxigênio nesta molécula?
)
Energia de ligação O-H 464
de atomização de 1070