Considere duas soluções, a primeira sendo
e a outra 50 mL de
. Quando as duas soluções são misturadas em um calorímetro de pressão constante forma-se um precipitado e a temperatura da mistura sobre de
para
. a partir dos dados calorimétricos, calcule o
para a reação que ocorre na mistura. Suponha que o calorímetro absorva apenas quantidades desprezíveis de calor, que o volume total da solução seja 100 mL e que o calor especifico e a densidade da solução após a mistura sejam os mesmos da água pura.
Passo 1
Beleza, vamos lá! Temos duas soluções: uma com 50 mL de
a
e outra com 50 mL de
a
. Quando misturamos essas duas em um calorímetro, a temperatura sobe de
para
. Nosso objetivo é calcular a variação de entalpia (
) da reação que aconteceu nessa mistura. Vamos usar conceitos de calorimetria e estequiometria para resolver isso.
Passo 2
Primeiro, vamos identificar a reação que ocorre quando misturamos
com
. A reação de dupla troca forma um precipitado de hidróxido de cobre(II) e sulfato de potássio:
O
Passo 3
Agora, vamos calcular a quantidade de substância (moles) de cada reagente:
Para :
Para
Para
Passo 4
Analisando a estequiometria da reação, vemos que 1 mol de
reage com 2 moles de
. Temos 0.050 mol de
e 0.100 mol de
. Isso significa que os reagentes estão na proporção exata, então nenhum está em excesso. Ou seja, todos os 0.050 mol de
vão reagir completamente.
Passo 5
Agora, vamos calcular a quantidade de calor liberado pela reação usando a equação de calorimetria:
Onde:
-
-
-
Substituindo:
Passo 6
Esse calor
é a quantidade de energia liberada pela reação. Para encontrar
, que é a variação de entalpia, consideramos que
, já que o processo ocorre a pressão constante. Portanto,
(o sinal negativo indica que a reação é exotérmica).
Resposta
A variação de entalpia (
) para a reação é
.