Considere duas soluções, a primeira sendo 50 mL^-20 CuSO4 1 mol / L e a outra 50 mL de KOH 2 mol / L. Quando as duas soluções são misturadas em um calorímetro de pressão constante forma-se um precipitado e a temperatura da mistura sobre de 21.5^circ C para 27.5^circ C. a partir dos dados calorimétricos, calcule o De 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 CuSO4 a 1 , mol/L e outra com 50 mL de KOH a 2 , mol/L. Quando misturamos essas duas em um calorímetro, a temperatura sobe de 21.5^circ C para 27.5^circ C. Nosso objetivo é calcular a variação de entalpia ( De) 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 CuSO4 com KOH. A reação de dupla troca forma um precipitado de hidróxido de cobre(II) e sulfato de potássio:
CuSO4 + 2,KOH Cu(OH)2downarrow + K2SO4
O downarrow indica que Cu(OH)2 é um precipitado.

Passo 3

Agora, vamos calcular a quantidade de substância (moles) de cada reagente:
Para CuSO4:
n = C times V = 1, mol/L times 0.050, L = 0.050, mol
Para KOH:
n = 2, mol/L times 0.050, L = 0.100, mol

Passo 4

Analisando a estequiometria da reação, vemos que 1 mol de CuSO4 reage com 2 moles de KOH. Temos 0.050 mol de CuSO4 e 0.100 mol de KOH. Isso significa que os reagentes estão na proporção exata, então nenhum está em excesso. Ou seja, todos os 0.050 mol de CuSO4 vão reagir completamente.

Passo 5

Agora, vamos calcular a quantidade de calor liberado pela reação usando a equação de calorimetria:
q = m times c times De
Onde:
- m é a massa da solução. Como a densidade é igual à da água ( 1, g/mL) e o volume total é 100 mL, então m = 100, g.
- c é o calor específico da água, 4.184, J/g cdot ^circ C.
- De é a variação de temperatura, 27.5 - 21.5 = 6.0, ^circ C.
Substituindo:
q = 100, g times 4.184, J/g cdot ^circ C times 6.0, ^circ C = 2510.4, J

Passo 6

Esse calor q é a quantidade de energia liberada pela reação. Para encontrar De, que é a variação de entalpia, consideramos que q = De, já que o processo ocorre a pressão constante. Portanto, De (o sinal negativo indica que a reação é exotérmica).

Resposta

A variação de entalpia ( De) para a reação é -2510, J.

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