1. Objetivo

2. Introdução

Envolve conceitos de calor, variação de entalpia, capacidade térmica, calor específico e calorímetro, (calor de neutralização e dissolução de sólidos) e Lei de Hess.....!!

I. Temperatura, Calor e Energia:

O calor é uma forma de transferência de energia devido a uma diferença de temperatura entre o sistema e a vizinhança. A Temperatura é uma propriedade intensiva que determina em que direção a energia fluirá quando dois objetos, por exemplo, entram em contato. A energia sempre fluirá como calor da temperatura mais alta para a temperatura mais baixa. Quando estiverem na mesma temperatura, embora ainda ocorra transferência não haverá nenhum fluxo de energia e os corpos estarão, portanto, em equilíbrio térmico.

As paredes que permitem passagem de calor são chamadas de diatérmicas. Paredes que não permitem passagem de calor, mesmo quando há diferença de temperatura entre o sistema e a vizinhança, são chamadas de adiabáticas.

II. Medida de Calor:

De maneira geral, quando uma substância é aquecida sua temperatura aumenta. Para um certo valor de energia (q) transferida como calor, a variação de temperatura resultante (ΔT), depende da capacidade calorífica da substância. A Capacidade Calorífica (C) é definida como:

C= q∆T

;q=C .∆T

Sendo esta uma forma simples de calcular o calor absorvido ou liberado por um sistema. Mede-se a temperatura e aplica-se uma valor de C adequado.

A capacidade calorífica é uma propriedade extensiva, ou seja, depende da quantidade de matéria na amostra. Assim, a capacidade calorífica de 2 kg de Ferro é o dobro da de 1 kg de Fe, pois é necessário duas vezes mais calor para provocar o mesmo aumento de temperatura no primeiro caso do que no segundo. No entanto, é mais conveniente expressar C como uma propriedade intensiva (que não depende da quantidade de substância) utilizando a capacidade calorífica específica ou calor específico (c):

c ( JK .g )=Cm ;C=m.c ;q=m.c .∆T

Uma das formas de medir o valor da energia transferida como calor é através de um calorímetro.

Um calorímetro consiste de em um recipiente onde ocorre um processo físico ou químico, um termômetro e um banho de água circundante e o conjunto inteiro é isolado termicamente da vizinhança. O princípio de um calorímetro é usar o aumento da temperatura para determinar a energia liberada pelo processo que nele ocorre.

A variação de temperatura observada enquanto o sistema entra em equilíbrio permite calcular a capacidade calorífica do calorímetro a partir das equações previamente apresentadas.

3. Materiais e Métodos

Calorímetro Termômetro Placa de Aquecimento Balão Volumétrico Pipeta Graduada Proveta Béquer Solução 1,0 M de HNO3

Solução 1,0 M de NaOH Água Destilada

4. Procedimentos Experimentais

1°Experimento:

Com uma proveta, foram medidos 100 ml de água a temperatura ambiente (água fria). Esta água foi posta no calorímetro e aferida a temperatura do conjunto que ficou por volta de 25°C. Novamente com a proveta, foram medidos mais 100 ml de água, estes foram postos em um Becker e posto para aquecer. Ao atingir cerca de 70°C, esta água quente foi misturada a água fria no interior do calorímetro, que foi completamente fechado para não haver perda de calor para o ambiente. Com o termômetro foi possível verificar a temperatura de equilíbrio do sistema para serem realizados os cálculos e determinar a capacidade calorífica do calorímetro.

2° Experimento: (Todos os Cálculos em anexo)

Solução de HNO3 1,0M: Em um balão volumétrico de 100 ml, é posta certa quantidade de água para que o ácido possa ser posto sobre a água como deve ser feito em misturas de ácidos com água. O volume de 6,6 ml de ácido, calculado para fazer a solução 1M desejada, foi adicionado ao balão sobre a água, e depois o balão foi completo pelo restante de água necessária para atingir a marca de 100 ml.

Solução de NaOH 1,0M: Em um Becker foram pesados 4g de hidróxido de sódio na balança analítica (essa pesagem deve ser feita de maneira rápida devido ao hidróxido ser altamente higroscópico). Nesse Becker foi adicionada água para solubilizar o NaOH para que possa ser transferido para o balão volumétrico de 100 ml. Na transferência, o Becker e o funil devem ser bem lavados com a água durante o processo para garantir que todo NaOH foi levado ao balão. Feito isso, completou-se o balão com a quantidade de água necessária para atingir a marca de 100 ml.

Com as soluções prontas, 50 ml da primeira solução foi posta no calorímetro e medida a temperatura. Em um Becker foram separados 50 ml da segunda solução e mediu-se a temperatura dela pura. Depois a segunda solução foi misturada a outra no calorímetro, que foi devidamente fechado e com o termômetro em contato com a mistura para verificação da temperatura onde a mistura se estabiliza.

5. Resultados e Discussões

1° Experimento:

Ao misturar a água fria, 25°C, à água quente, 70°C, a temperatura onde a mistura entrou em equilíbrio foi de 46°C. Sabendo as temperaturas e as massas misturadas, a massa do calorímetro e a temperatura de equilíbrio, pode-se calcular a capacidade calorífica do calorímetro que foi de ???.

2° Experimento:

Solução de HNO3 1,0M: Com a densidade do HNO3 e sua massa molar sendo conhecidas (1,48 g/ml e 63,0 g, respectivamente), por meio de regras de três simples foi possível calcular a quantidade (ml) de ácido necessária para preparar a solução de 100 ml a 1,0M. Porém, o ácido é comercializado a 65%, por isso foi feita uma regra de três a mais para ajuste do valor necessário do ácido. O valor de ácido calculado foi de 6,6 ml, sendo o balão volumétrico completo por 93,4 ml de água.

1,48g --- 1 ml

63,0g --- x x= 42,57 ml

42,57 ml --- 65%

X --- 100% x= 65,48 ml

Para 100 ml de solução: 65,48/10 = 6,5 ml de ácido.

Solução de NaOH 1,0M: Como a massa molar do NaOH é 40g, para saber a quantidade necessária para 100 ml de solução 1,0 M, foi só dividir esse valor por 10. Obteve-se como resultado 4g de NaOH a ser pesada na balança analítica.

40g --- 1000 ml

X --- 100 ml

X= 40/10 = 4g de hidróxido

6. Conclusões

7. Referências Bibliográficas