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Enunciado

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

Quando se queimam 2,25 mg de antraceno, C 14 H 10 ( s ) , numa bomba calorimétrica, a temperatura se eleva de 1,35 K. Calcule a constante do calorímetro. De quanto a temperatura se elevará na combustão de 135 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 = - 7061   K J   m o l - 1 - ( - 5 2 × 8,3 × 10 - 3     K J   m o l - 1 × 298   K )

∆ c U θ = - 7055   K J   m o l - 1

Com esse dado podemos encontrar q:

q = n ∆ c U θ

q = ( 2,25 × 10 - 3 g 173,23   g m o l - 1 ) × ( 7055   K J   m o l - 1 )

q = 0,0922   K J

Passo 2

Para encontrar a constante do calorímetro faremos apenas:

C = | q | ∆ T

C = 0,0922 K J 1,35   K = 68,3   J K - 1

Passo 3

Para encontrar a variação da temperatura de 135 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 = ( 135 × 10 - 3 g 94,12   g m o l - 1 ) × ( 3050   K J   m o l - 1 )

q = 4,375   K J

A variação da temperatura será dada por:

∆ T = | q | C = 4,375   K J 0,0683   k   J K - 1

∆ T = + 64,1   K

Resposta

C =   68,3   K J   K - 1

∆ T = + 64,1   K

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