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<p>Relatório Calorimetria UFPE</p><p>Físico-Química</p><p>Universidade Federal de Pernambuco (UFPE)</p><p>6 pag.</p><p>Document shared on https://www.docsity.com/pt/relatorio-calorimetria-ufpe/5070643/</p><p>Downloaded by: layza-estevao-2 (estevaolayza@gmail.com)</p><p>https://www.docsity.com/pt/relatorio-calorimetria-ufpe/5070643/?utm_source=docsity&utm_medium=document&utm_campaign=watermark</p><p>Calorimetria em Experimentos em Química Inorgânica, Elizabeth Cristina Miranda Silva, Experimento 1.</p><p>1</p><p>Relató rió de quí mica geral experimental - Calórimetria</p><p>Ex</p><p>p</p><p>er</p><p>im</p><p>en</p><p>to</p><p>2</p><p>Nome do aluno</p><p>Departamento de Química Fundamental, Universidade Federal de Pernambuco, Recife, Brasil</p><p>Data da prática: 30/08/2019; Data de entrega do relatório: 06/09/2019</p><p>Introdução</p><p>A termodinâmica é a ciência que estuda as</p><p>leis e processos que regem as relações entre calor,</p><p>trabalho e tais formas de transformações de</p><p>energia, relacionando as causas e os efeitos de</p><p>mudanças na temperatura, pressão e volume de</p><p>uma substância. Em resumo é a parte da física e da</p><p>química que estuda fenômenos decorrentes da</p><p>transferência de uma forma de energia chamada</p><p>calor.</p><p>Segundo Atkins (2012) [1], pode-se definir</p><p>calorimetria como o estudo dos fenômenos</p><p>decorrentes da transferência de calor, sendo</p><p>estudada a energia térmica em transição durante</p><p>um processo químico ou físico.</p><p>A transferência de energia térmica entre</p><p>corpos com temperaturas diferentes é chamada</p><p>de calor (Q). Para líquidos e sólidos não haverá a</p><p>realização de trabalho, transformando toda</p><p>energia em calor. Com ausência de trabalho a</p><p>energia interna (U) aumentará e o calor (Q) será</p><p>positivo quando o corpo receber a energia. Já ao</p><p>doar energia, a energia interna (U) diminuirá e o</p><p>calor (Q) será negativo, sem realização de</p><p>trabalho.</p><p>A quantidade de calor necessária para variar</p><p>a temperatura de 1g de água em 1°C sob pressão</p><p>normal é definida como caloria. No Sistema</p><p>Internacional de Unidades (SI), a unidade de</p><p>quantidade de calor é o joule (J). A relação entre a</p><p>caloria e o joule é 1cal = 4,186J.</p><p>Calor específico (C) é uma grandeza física que</p><p>determina a variação térmica (ΔT) de uma</p><p>substância ao receber determinada quantidade de</p><p>calor (Q). Através dessas simples constatações</p><p>podemos obter a seguinte equação:</p><p>Equação 1: Q = C.ΔT</p><p>Logo, sabendo-se o calor específico (C) da</p><p>substância, pode-se obter a quantidade de calor</p><p>(Q) gerada através da observação da variação de</p><p>temperatura (ΔT) de um sistema em que está</p><p>substância esteja.</p><p>Procedimento Experimental</p><p>Materiais:</p><p>• Béquer de 250mL;</p><p>• Copo de isopor de 500mL com tampa de</p><p>isopor furada;</p><p>• Tampa de isopor com furo para o béquer;</p><p>• Béquer de 100mL;</p><p>• Balão volumétrico de 100mL;</p><p>• Termômetro de mercúrio - escala de 2°C,</p><p>mín. -10°C, máx. 240°C;</p><p>• Termômetro de mercúrio - escala de 1°C,</p><p>mín. -10°C, máx.150°C;</p><p>• Balança Weblabor Sp – Modelo: M214Ai.</p><p>Variação de ±0,1mg.</p><p>• Cronômetro;</p><p>• Almofariz e pistilo;</p><p>• Espátula;</p><p>Document shared on https://www.docsity.com/pt/relatorio-calorimetria-ufpe/5070643/</p><p>Downloaded by: layza-estevao-2 (estevaolayza@gmail.com)</p><p>https://www.docsity.com/pt/relatorio-calorimetria-ufpe/5070643/?utm_source=docsity&amp;utm_medium=document&amp;utm_campaign=watermark</p><p>Calorimetria em Experimentos em Química Inorgânica, Elizabeth Cristina Miranda Silva, Experimento 1.</p><p>2</p><p>• Pipeta de paster;</p><p>• Proveta de 100mL.</p><p>Metodologia:</p><p>O calorímetro foi construído pesando o</p><p>béquer de 250mL, em seguida o béquer foi</p><p>inserido no copo de isopor de 500mL, tampando o</p><p>béquer com uma tampa de isopor com um orifício,</p><p>o copo de isopor com outra tampa com orifício e</p><p>inseriu-se o termômetro pelos orifícios das</p><p>tampas.</p><p>Experimento 1) Calor de reação de uma solução</p><p>aquosa de Hidróxido de sódio com uma solução de</p><p>ácido acético (Calor de Neutralização)</p><p>Medir 100mL de uma solução de NaOH(aq) 2,00M</p><p>no balão volumétrico. Em seguida colocar esta</p><p>solução no béquer de 250mL do calorímetro.</p><p>Medir no balão volumétrico de 100mL uma</p><p>solução de ácido acético (CH3COOH) 2,00M e</p><p>transferir para outro béquer de 100mL.</p><p>Aferir a temperatura das duas soluções durante</p><p>2min a cada 30s e anotar.</p><p>Adicionar a solução de ácido acético sobre a de</p><p>NaOH com suave agitação e medir a temperatura</p><p>de 5s a 10s e em seguida a cada 10s por 2min.</p><p>Experimento 2) Calor de reação de uma solução de</p><p>amônia com outra de ácido acético (Calor de</p><p>Neutralização)</p><p>Repetir o procedimento anterior, só que desta vez</p><p>com 100mL de uma solução de Hidróxido de</p><p>amônia 3,00M no calorímetro e 100mL de uma</p><p>solução de ácido acético 2,00M no outro béquer.</p><p>Experimento 3) Calor de dissolução do cloreto de</p><p>amônia em água</p><p>Inserir 150mL de água destilada no béquer do</p><p>calorímetro. Tampar e aferir a temperatura a cada</p><p>30s por 3 min.</p><p>Macerar o cloreto de amônio no almofariz com o</p><p>pistilo e pesar cerca de 8,5g na balança de precisão</p><p>±0,1mg e anotar o peso.</p><p>Inserir o cloreto de amônia no calorímetro com</p><p>suave agitação, tapar o calorímetro e medir a</p><p>temperatura após cerca de 10s. Medir a</p><p>temperatura a cada 10s por 2 min.</p><p>Resultados e Discussão</p><p>O peso do béquer do calorímetro foi de</p><p>101,6910g e 101,6911g. Média de 101,6911g.</p><p>Sabendo que o calor específico do vidro do béquer</p><p>é 0,753J.g−1.K−1 podemos calcular o calor</p><p>específico do calorímetro.</p><p>Experimento 1)</p><p>Gráfico 1. Temperatura do CH3COOH em função</p><p>do tempo.</p><p>No gráfico 1, podemos perceber que a</p><p>temperatura estava próxima a temperatura</p><p>ambiente.</p><p>Document shared on https://www.docsity.com/pt/relatorio-calorimetria-ufpe/5070643/</p><p>Downloaded by: layza-estevao-2 (estevaolayza@gmail.com)</p><p>https://www.docsity.com/pt/relatorio-calorimetria-ufpe/5070643/?utm_source=docsity&amp;utm_medium=document&amp;utm_campaign=watermark</p><p>Calorimetria em Experimentos em Química Inorgânica, Elizabeth Cristina Miranda Silva, Experimento 1.</p><p>3</p><p>Gráfico 2. Temperatura do NaOH em função do</p><p>tempo.</p><p>No gráfico 2 também percebemos que a</p><p>temperatura do NaOH próxima a temperatura</p><p>ambiente e igual a temperatura do CH3COOH.</p><p>Gráfico 3. Temperatura de neutralização do</p><p>CH3COOH e NaOH em função do tempo.</p><p>No gráfico 3, podemos perceber que a</p><p>temperatura se elevou na reação de neutralização</p><p>entre um ácido forte e uma base fraca.</p><p>Usando a variação dessa temperatura, podemos</p><p>calcular o calor específico da reação de</p><p>neutralização, considerando que o calor específico</p><p>e a densidade da solução são iguais ao da água.</p><p>Q = C.ΔT</p><p>Q = 4,18 J.g−1.K−1 x 200g x (309-297)K</p><p>Q = 10032 J</p><p>Logo o calor específico de neutralização do</p><p>hidróxido de sódio e do ácido acético é 10032J</p><p>Experimento 2)</p><p>Gráfico 4. Temperatura do CH3COOH em função</p><p>do tempo.</p><p>No gráfico 4, podemos perceber que a</p><p>temperatura estava próxima a temperatura</p><p>ambiente.</p><p>Gráfico 5. Temperatura do NH4OH em função do</p><p>tempo.</p><p>No gráfico 5 percebemos que a temperatura do</p><p>NH4OH está próxima da temperatura ambiente,</p><p>mas é menor que a temperatura do CH3COOH. Foi</p><p>suposto que pelo fato do NH4OH ser mais volátil,</p><p>tem um pressão de vapor menor, o que pode ter</p><p>diminuído a temperatura do mesmo.</p><p>Document shared on https://www.docsity.com/pt/relatorio-calorimetria-ufpe/5070643/</p><p>Downloaded by: layza-estevao-2 (estevaolayza@gmail.com)</p><p>https://www.docsity.com/pt/relatorio-calorimetria-ufpe/5070643/?utm_source=docsity&amp;utm_medium=document&amp;utm_campaign=watermark</p><p>Calorimetria em Experimentos em Química Inorgânica, Elizabeth Cristina Miranda Silva, Experimento 1.</p><p>4</p><p>Gráfico 6. Temperatura de neutralização do</p><p>CH3COOH e NH4OH em função do tempo.</p><p>No gráfico 6, podemos perceber que a</p><p>temperatura se elevou na reação de neutralização.</p><p>Usando a variação dessa temperatura, podemos</p><p>calcular o calor da reação de neutralização,</p><p>considerando que</p><p>o calor específico e a densidade</p><p>da solução são iguais ao da água. Vamos utilizar a</p><p>temperatura inicial como sendo a média das duas</p><p>iniciais.</p><p>Q = C.ΔT</p><p>Q = 4,18 J.g−1.K−1 x 200g x (308-296)K</p><p>Q = 10032 J</p><p>Logo o Calor específico dessa reação de</p><p>neutralização foi 10032 J</p><p>Experimento 3)</p><p>O peso do cloreto de amônia foi 8,5001g.</p><p>Gráfico 7. Temperatura do CH3COOH em função</p><p>do tempo.</p><p>No gráfico 7, podemos perceber que a</p><p>temperatura estava próxima a temperatura</p><p>ambiente.</p><p>Gráfico 8. Temperatura de solubilização do</p><p>NH4OCl em função do tempo.</p><p>No gráfico 8, podemos perceber que a</p><p>temperatura diminuiu na solubilização.</p><p>Usando a variação dessa temperatura, podemos</p><p>calcular o calor da reação de neutralização,</p><p>considerando que o calor específico e a densidade</p><p>da solução são iguais ao da água.</p><p>Q = C.ΔT</p><p>Q = 4,18 J.g−1.K−1 x (150+8,5001)g x (293-297)K</p><p>Q = -2650 J</p><p>Percebemos que o calor específico de solubilização</p><p>é -2650 J.</p><p>Document shared on https://www.docsity.com/pt/relatorio-calorimetria-ufpe/5070643/</p><p>Downloaded by: layza-estevao-2 (estevaolayza@gmail.com)</p><p>https://www.docsity.com/pt/relatorio-calorimetria-ufpe/5070643/?utm_source=docsity&amp;utm_medium=document&amp;utm_campaign=watermark</p><p>Calorimetria em Experimentos em Química Inorgânica, Elizabeth Cristina Miranda Silva, Experimento 1.</p><p>5</p><p>Conclusão</p><p>Por meio deste experimento pode-se</p><p>construir um calorímetro à pressão constante e foi</p><p>possível determinar tanto o calor neutralização</p><p>quanto de dissolução das soluções propostas. É</p><p>interessante notar que o calor neutralização foi o</p><p>mesmo valor para duas reações diferentes em que</p><p>se utilizou o ácido acético. Isto está ligado à baixa</p><p>desprotonação do CH3COOH, que acaba por</p><p>limitar a reação, assim como a quantidade de calor</p><p>absorvido.</p><p>Já o calor de dissolução apresentou um valor</p><p>negativo, o que mostra que houve uma reação</p><p>endotérmica.</p><p>Referências</p><p>[1] Atikins, Peter; Jones, Loretta. Como se Faz</p><p>a Ciência. In:__. Princípios de Química:</p><p>questionando a vida moderna. 5 Ed. Porto Alegre:</p><p>Bookmann, 2012.</p><p>Document shared on https://www.docsity.com/pt/relatorio-calorimetria-ufpe/5070643/</p><p>Downloaded by: layza-estevao-2 (estevaolayza@gmail.com)</p><p>https://www.docsity.com/pt/relatorio-calorimetria-ufpe/5070643/?utm_source=docsity&amp;utm_medium=document&amp;utm_campaign=watermark</p><p>Calorimetria em Experimentos em Química Inorgânica, Elizabeth Cristina Miranda Silva, Experimento 1.</p><p>6</p><p>Questões</p><p>Questões para o relatório:</p><p>Q1) Calcule o ΔH°r para a reação de</p><p>neutralização de 50,00mL de HCL(aq),1,00M, com</p><p>50mL de NaOH(aq) 1,00M:</p><p>ΔH°r=- 285,83 KJ</p><p>Q2) A partir de dados tabelados de entalpia</p><p>padrão de formação, calcule o ΔH°r para a reação</p><p>abaixo e compare com o ΔH°r calculado na</p><p>questão 1.</p><p>ΔH = Hprodutos – Hreagentes</p><p>Substituindo os valores da fórmula temos:</p><p>ΔH = HH2O – (HH2 + ½ HO2)</p><p>ΔH = ((- 285,83) - 0) KJ</p><p>ΔH = - 285,83 KJ</p><p>Como podemos perceber, o ΔH°r tanto para</p><p>a formação de H2O quanto para a neutralização de</p><p>HCL(aq) com NaOH(aq) tem o mesmo valor, pois a</p><p>neutralização entre um ácido e um a base fortes,</p><p>com desprotonação total, a ionização dos ácidos e</p><p>a dissociação das bases ocorre de forma completa.</p><p>Isso significa que em meio aquoso eles fornecem</p><p>100 % de íons H+ e OH-, assemelhando-se, em</p><p>resumo a formação de H2O.</p><p>Q3) Quais as formas de transferência de</p><p>calor? Cite métodos ou procedimentos para isolar</p><p>termicamente sistemas sujeitos a essas formas de</p><p>transferência de calor.</p><p>O calor pode ser transmitido por condução,</p><p>convecção ou irradiação. Para evitar a condução,</p><p>deve-se isolar utilizando materiais que possuam</p><p>um coeficiente de condutividade muito baixo e</p><p>evitando o contato com outros sólidos que possa</p><p>transmitir calor para o sistema. Para evitar a</p><p>convecção, deve-se isolar o sistema, de modo que</p><p>não entre em conta com fluídos externos, como a</p><p>água e o ar do ambiente; para isto pode-se</p><p>simplesmente tampar o sistema com uma tampa</p><p>de material com baixa condutividade. Para evitar</p><p>a irradiação, além de utilizar materiais que</p><p>impeçam a passagem de radiação, devemos deixar</p><p>o sistema distante ou protegido da luz e de outras</p><p>formas de irradiação de calor.</p><p>Document shared on https://www.docsity.com/pt/relatorio-calorimetria-ufpe/5070643/</p><p>Downloaded by: layza-estevao-2 (estevaolayza@gmail.com)</p><p>https://www.docsity.com/pt/relatorio-calorimetria-ufpe/5070643/?utm_source=docsity&amp;utm_medium=document&amp;utm_campaign=watermark</p>