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Enunciado

Química - Atkins - Fisico-Quimica - Vol. 1- Ed: 8º - Capítulo 2.Exercícios - Ex. 19a

Quando se queimam 120 mg de naftaleno, C 10 H 8 ( s ) , numa bomba calorimétrica, a temperatura se eleva de 3,05 K. Calcule a constante do calorímetro. De quanto a temperatura se elevará na combustão de 100 mg de fenol, C 6 H 5 O H ( s ) , no mesmo calorímetro e nas mesmas condições.

Passo 1

Antes de calcularmos o valor de c precisamos dos valores de q e ∆ c U θ . Faremos:

(Obs: as variações de entalpia padrão usadas nesse e em vários outros exercícios são tabeladas, você pode encontrá-las na seção de tabelas do seu livro).

∆ c U θ = ∆ c H θ - ∆ n g R T

∆ c U θ = - 5182,7   K J   m o l - 1 - ( - 5 2 × 8,3 × 10 - 3     K J   m o l - 1 × 298   K )

∆ c U θ = - 5176,52   K J   m o l - 1

Com esse dado podemos encontrar q:

q = n ∆ c U θ

q = ( 120 × 10 - 3 g 1 28   g m o l - 1 ) × ( 5176,52   K J   m o l - 1 )

q = 4,853   K J

Passo 2

Para encontrar a constante do calorímetro faremos apenas:

C = | q | ∆ T

C = 4,853   K J 3,05   K = 1,58   K J K - 1

Passo 3

Para encontrar a variação da temperatura de 100 mg do fenol faremos o mesmo processo substituindo os valores pelos relativos ao fenol:

∆ c U θ = ∆ c H θ - ∆ n g R T

∆ c U θ = - 3054   K J   m o l - 1 - ( - 3 2 × 8,3 × 10 - 3     K J   m o l - 1 × 298   K )

∆ c U θ = - 3050   K J   m o l - 1

Com esse dado podemos encontrar q:

q = n ∆ c U θ

q = ( 1 00 × 10 - 3 g 94,12   g m o l - 1 ) × ( 3050   K J   m o l - 1 )

q = 3,241   K J

A variação da temperatura será dada por:

∆ T = | q | C = 3,243   K J 1,58   K   J K - 1

∆ T = + 0,205   K

Resposta

C =   1,58   K J   K - 1

∆ T = + 0,205   K

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