Uma soluçâo diluída de ácido clorídrico com uma massa de 610,29 g e contendo 0,33183 mol de HCl foi neutralizada exatamente em um calorímetro por 615,31 g de uma solução diluída de NaO H. A temperatura aumentou de 16,784 até 20,610^circ C. A capacidade calorifica específica da soluçāo de HC.I era de 4.031 Jg^prime ^circ C,-1; e a da solução de Na(HH era de 4,046 Jg^prime ^prime 2 C^-1. A capacidade calorífica do calorínetro era de 77,99 J^circ C Cl^-1. Iscreva a equaçáo balanceada para a reação. Use os dados do problema para calcular o calor liberado. Qual é o calor de neutralizaçăo por mol de IJ J? Admita que as soluçôes originais dăo contribuiçoes independentes para a capacidade calorifica total do sistema após a formaçâo da mistura.

Passo 1

Beleza, vamos dar uma olhada no que a questão está pedindo. Temos uma solução diluída de ácido clorídrico (HCl) que foi neutralizada exatamente com uma solução diluída de hidróxido de sódio (NaOH) dentro de um calorímetro. A temperatura aumentou durante a reação, e temos informações sobre as massas, moles, capacidades caloríficas das soluções e do calorímetro. A matéria envolvida aqui é química de soluções aquosas e calorimetria. Para resolver, vamos precisar usar a equação balanceada da reação química e as fórmulas de calorimetria para calcular o calor liberado na reação de neutralização por mol de HCl.

Passo 2

Primeiro, vamos escrever a equação balanceada para a reação de neutralização entre o ácido clorídrico (HCl) e o hidróxido de sódio (NaOH). Neutralização é uma reação entre um ácido e uma base que forma sal e água.
HCl + NaOH NaCl + H2O
Essa equação já está balanceada, pois temos a mesma quantidade de cada tipo de átomo em ambos os lados da seta.

Passo 3

Agora, vamos calcular o calor liberado na reação. Para isso, usamos a fórmula de calorimetria:
q = m times c times De
Onde:
  • qHCl = mHCl times cHCl times De é o calor transferido,
  • qNaOH = mNaOH times cNaOH times De é a massa da substância,
  • qcalorímetro = Ccalorímetro times De é a capacidade calorífica específica,
  • qHCl = 610,29 times 4,031 times 3,826 approx 93,85,J é a variação de temperatura.
Temos três componentes que absorvem calor:
  1. A solução de HCl,
  2. A solução de NaOH,
  3. O próprio calorímetro.
Vamos calcular o calor absorvido por cada um:
Para a solução de HCl:
qNaOH = 615,31 times 4,046 times 3,826 approx 94,82,J
Para a solução de NaOH:
qcalorímetro = 77,99 times 3,826 approx 298,06,J
Para o calorímetro:
qtotal = qHCl + qNaOH + qcalorímetro approx 93,85 + 94,82 + 298,06 = 486,73,J íí
Vamos calcular cada termo:
qreação = - qtotal = -486,73,J
í
Somando todos os calores absorvidos:
í
Esse é o calor absorvido pelo sistema durante a reação. Como a reação é exotérmica (libera calor), o calor liberado será negativo:
çã

Passo 4

Agora, queremos saber qual foi o calor de neutralização por mol de HCl. Sabemos que foram 0,33183 mol de HCl reagidos. Então, dividimos o calor total pela quantidade de mols:
qpor mol = qreaçãomols de HCl = -486,73,J0,33183,mol approx -1.467,Jmol çã

Resposta

O calor de neutralização por mol de HCl foi de aproximadamente -1.467 ,J,mol^-1.

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