Os dados na tabela ao lado foram coletados durante um experimento de titulação calorimétrica de 20 mL de uma solução aquosa de NaOH de concentração desconhecida com uma solução aquosa padronizada 0,098 mol L^-1 de HCl .
a) Construa um gráfico de Temperatura X Volume de HCl adicionado.
b) Qual foi o volume da solução aquosa de HCl gasto para neutralizar os 20 mL da solução aquosa de NaOH ?
Tabela 1. Medida da temperatura X volume de HCl adicionado.
Volume de HCl / mL T / ^circ C
0 24,5
8 25
10 26
12 26,5
14 27
16 27,5
18 28
20 27,5
22 26,5
c) Calcule a concentração da solução aquosa de NaOH em mol L-1.
d) De acordo com o perfil da curva de Temperatura X Volume de HCl adicionado, o que você pode dizer sobre a reação ocorrida em termos de calor envolvido no processo?
Explique.

Passo 1

Beleza, vamos resolver esse exercício de titulação calorimétrica! O que temos aqui é uma tabela com dados de temperatura e volume de HCl adicionados a uma solução de NaOH. Vamos usar conceitos de estequiometria e termodinâmica para construir o gráfico, encontrar o ponto de neutralização, calcular a concentração do NaOH e entender o calor da reação.

Passo 2

a) Construindo o gráfico de Temperatura ( °C) vs Volume de HCl adicionado ( mL):
Primeiro, vamos plotar os dados da tabela em um gráfico onde o eixo X representa o volume de HCl adicionado e o eixo Y representa a temperatura. Isso vai nos ajudar a visualizar como a temperatura varia durante a titulação.

Passo 3

Para isso, colocamos os volumes de HCl no eixo horizontal e as temperaturas correspondentes no eixo vertical. Conectamos os pontos para observar o comportamento da temperatura conforme adicionamos HCl.

Passo 4

b) Determinando o volume de HCl gasto para neutralizar o NaOH:
No gráfico, buscamos o ponto onde a temperatura atinge seu valor máximo, que geralmente indica a neutralização completa. Observando os dados, a temperatura aumenta até 28°C aos 18 mL de HCl e depois começa a diminuir.

Passo 5

Portanto, o volume de HCl necessário para neutralizar os 20 mL de NaOH é aproximadamente 18 mL.

Passo 6

c) Calculando a concentração da solução de NaOH:
Usaremos a equação de neutralização:
N1 V1 = N2 V2
Onde:
  • N1 é a concentração do NaOH (que queremos encontrar),
  • V1 = 20 , mL,
  • N2 = 0,098 , mol,L^-1,
  • V2 = 18 , mL.
Primeiro, convertemos os volumes para litros:
V1 = 20 , mL = 0,020 , L
V2 = 18 , mL = 0,018 , L
Agora, isolamos N1:
N1 = N2 V2V1 = 0,098 times 0,0180,020 = 0,0017640,020 = 0,0882 , mol,L^-1

Passo 7

Resposta:
A concentração da solução aquosa de NaOH é 0,0882 , mol,L^-1.

Passo 8

d) Analisando o perfil da curva de Temperatura vs Volume de HCl adicionado:
A curva mostra que a temperatura aumenta até certo ponto (28°C) e depois diminui. Esse pico de temperatura indica que a reação de neutralização é exotérmica, ou seja, libera calor.

Passo 9

Resposta:
A reação de neutralização entre NaOH e HCl é exotérmica, pois durante a adição de HCl, a temperatura do sistema aumenta, liberando calor.

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