Misturam-se 100 mL de
com 100 mL de
num calorimetro a pressão constante cuja capacidade calorifica é
. A temperatura inicial das soluções e do calorimetro é a mesma,
, e a temperatura final da mistura das soluç̧̄es é
. Calcule o calor envolvido na reaçăo de neutralização. Admita que as massas e os calores especificos das soluções são os mesmos da água.
. Justifique todas as suas considerações.
Passo 1
Vamos entender o que o problema está nos pedindo. Temos 100 mL de ácido clorídrico (
) 0,5 M e 100 mL de hidróxido de sódio (
) 0,5 M sendo misturados em um calorímetro. A temperatura inicial das soluções e do calorímetro é
, e a temperatura final da mistura é
. Queremos calcular o calor envolvido na reação de neutralização. Para isso, vamos precisar dos conceitos de calorimetria, capacidade calorífica e da reação de neutralização ácido-base.
Passo 2
Primeiro, vamos calcular a quantidade de substância (em mol) de
e
presentes na mistura. A concentração (
) é dada por
, onde
é a quantidade de substância e
é o volume.
Para
:
Para
:
Passo 3
A reação de neutralização entre
e
é:
Essa reação é exergônica, ou seja, libera calor. Como as quantidades de
e
são iguais, a reação será completa.
Passo 4
Agora, vamos calcular o calor absorvido pela solução e pelo calorímetro. A quantidade de calor (
) é dada por:
onde:
-
é a massa da solução, -
é o calor específico da água, -
é a variação de temperatura.
Como a densidade da água é
, a massa da solução é:
A variação de temperatura:
Então:
Passo 5
Além do calor absorvido pela solução, o calorímetro também absorve calor. A quantidade de calor absorvido pelo calorímetro (
) é dada por:
Substituindo os valores:
Passo 6
O calor total absorvido pelo sistema é a soma do calor absorvido pela solução e pelo calorímetro:
Como o sistema liberou calor, o calor da reação (
) é negativo:
Resposta
Exercícios relacionados
Gerar uma curva de titulação hipotética de
de
com NaOH
.
Após a adição de 10 mL do reagente :
Resposta: a) 1,30 ; b) 1,60 ; c) 7,00 ; d) 10,12
Após a adição de 10 mL do reagente
Resposta: a) 1,30 ; b) 1,60 ; c) 7,00 ; d) 10,12
Calcular o pH de uma solução de
valor de Kb para reação é
.
OBS: A fórmula para obter a constante de hidrólise da reação é
Sabendo-se que a variação na energia interna para a combustão de 1 mol de
em um cilindro de acordo com a equação
é
, responda, justificando:
a) Se um pistão conectado ao cilindro realiza 492 kJ de trabalho de expansão devido à combustão, quanto de calor é perdido pelo sistema (mistura reacional) durante o processo? Q = -400,4 kJ
b) Considerando uma expansão livre (contra o vácuo) do sistema, calcule a quantidade de calor perdida pelo sistema e compare com a resposta anterior.
a) Se um pistão conectado ao cilindro realiza 492 kJ de trabalho de expansão devido à combustão, quanto de calor é perdido pelo sistema (mistura reacional) durante o processo? Q = -400,4 kJ
b) Considerando uma expansão livre (contra o vácuo) do sistema, calcule a quantidade de calor perdida pelo sistema e compare com a resposta anterior.
Ao esquentar
de água uma pessoa utiliza uma chaleira de cobre de massa
. Considerando o calor especifico do cobre
e da água
, calcule a quantidade de calor necessária para se elevar a temperatura do conjunto (chaleira + água) de
até o ponto de ebulição da água,
. Qual o percentual de calor usado para aumentar a temperatura da água? Justifique todas as suas consideraçőes.
Qágua = 141210J