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.
A reação em questão pode ser classificada como exotérmica ou endotérmica?

Passo 1

Primeiro, vamos entender o que o enunciado está pedindo. Temos uma mistura de ácido clorídrico (HCl) e hidróxido de sódio (NaOH), e queremos descobrir se a reação que ocorre entre eles libera calor (exotérmica) ou absorve calor (endotérmica). Para resolver isso, vamos precisar usar conceitos de termodinâmica química, especificamente sobre calor de reação e como a temperatura da solução muda durante a reação.

Passo 2

Vamos começar identificando as informações fornecidas:
  • Volume de HCl: 50 mL
  • Concentração de HCl: 1 mol/L
  • Volume de NaOH: 50 mL
  • Concentração de NaOH: 1 mol/L
  • Temperatura inicial das soluções: 25°C
  • Temperatura após a mistura: 32°C
  • Massa aproximada da solução: 100 g
  • Calor específico da água: 1 cal/g·°C

Passo 3

Primeiro, vamos calcular a quantidade de mols de HCl e NaOH presentes:
Mols de HCl = Concentração times Volume = 1 , mol/L times 0,050 , L = 0,05 , mol çã
Mols de NaOH = 1 , mol/L times 0,050 , L = 0,05 , mol

Passo 4

A reação de neutralização entre HCl e NaOH é:
HCl + NaOH NaCl + H2O
Essa reação forma sal (NaCl) e água, e é conhecida por ser exotérmica, ou seja, libera calor.

Passo 5

Para confirmar se a reação é exotérmica, vamos calcular o calor liberado usando a fórmula:
q = m times c times De
Onde:
  • q = 100 , g times 1 , cal/g·°C times 7 , °C = 700 , cal é o calor (em calorias)
  • é a massa da solução (100 g)
  • é o calor específico da água (1 cal/g·°C)
  • é a variação de temperatura (32°C - 25°C = 7°C)

Passo 6

O valor positivo de indica que houve um aumento de temperatura na solução. Isso significa que a reação liberou calor para o ambiente.

Resposta

A reação entre HCl e NaOH é exotérmica, ou seja, libera calor.

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