Com o objetivo de determinar o calor de reação entre 50 mL de uma solução 1 mol / L de HCl e 50 mL de uma solução 1 mol / L de NaOH , sob pressão constante, um aluno obteve os seguintes resultados:
Temperatura inicial da solução ácida: 25^circ C.
Temperatura inicial da solução alcalina: 25^circ C.
Temperatura após a mistura: 32^circ C.
Massa aproximada da solução: 100 g .
Dado: Calor específico da água: 1 cal / g ^circ C.
Na reação de 1 mol de HCl com 1 mol de NaOH , qual a quantidade de calor (em calorias) liberada?

Passo 1

Beleza, vamos lá! O enunciado nos pede para descobrir quanto calor é liberado quando 1 mol de HCl reage com 1 mol de NaOH. A gente sabe que foram usadas 50 mL de uma solução de HCl 1 mol/L e 50 mL de uma solução de NaOH 1 mol/L. Depois de misturar, a temperatura subiu de 25°C para 32°C. A gente também tem a massa da solução (100 g) e o calor específico da água, que é . Vamos precisar usar a fórmula do calor sensível e entender a relação molar da reação.

Passo 2

Primeiro, vamos calcular a quantidade de calor absorvida pela solução quando a temperatura subiu. A fórmula que usamos é:
q = m times c times De
Onde:
  • q = 100 , g times 1 , cal/g°C times 7 , °C = 700 , cal é o calor absorvido,
  • é a massa da solução (100 g),
  • é o calor específico (1 cal/g°C),
  • é a variação de temperatura (32°C - 25°C = 7°C).
Então:
Isso significa que a solução absorveu 700 calorias de calor durante a reação.

Passo 3

Agora, como a solução absorveu 700 calorias, isso quer dizer que a reação liberou essa mesma quantidade de calor (mas em sentido contrário, já que é uma reação exotérmica).
A próxima coisa é ver quantos mols reagiram. Sabemos que:
  • Foram 50 mL de HCl 1 mol/L, então a quantidade de mols de HCl é:
    Mols de HCl = 0,05 , L times 1 , mol/L = 0,05 , mol
  • Igual coisa para o NaOH:
    Mols de NaOH = 0,05 , L times 1 , mol/L = 0,05 , mol
A reação entre HCl e NaOH acontece na proporção 1:1, então 0,05 mol de HCl reage com 0,05 mol de NaOH.

Passo 4

Queremos saber quanto calor é liberado por 1 mol de reação. Sabemos que 0,05 mol liberaram 700 cal. Então, para descobrir por 1 mol, fazemos uma regra de três simples:
700 , cal0,05 , mol = 14.000 , cal/mol

Resposta

A quantidade de calor liberada na reação é de 14.000 calorias por mol de HCl que reage com NaOH.

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