Pratica 2- Calor de Dissolucao

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UNIVERSIDADE ESTADUAL DE MARINGÁ 
CENTRO DE CIÊNCIAS EXATAS - DEPARTAMENTO DE QUÍMICA
QUÍMICA EXPERIMENTAL – 207/2
ENGENHARIA QUÍMICA
2
 Calor de Dissolução
 
 Acadêmicos:			 RA: 
Geovanna Guerra 128441
Maria Eduarda Fernandes Silva 131132
Mariana Miotto Magalhães	 131119
Pablo Rian Siqueira Lopes	 124541
 
 Prof. Paulo Cesar S. Pereira
 
 
 MARINGÁ
1 - INTRODUÇÃO
1.1 – Fundamentação teórica
Termoquímica é o ramo da química que estuda a quantidade de calor envolvida em transformações físico-químicas, baseadas nos princípios da termodinâmica. Esses tipos de reações físico-químicas costumam ser representadas na forma de equações, chamadas de equações termoquímicas. Essas diferem das equações químicas comuns por apresentarem a variação de entalpia, temperatura e pressão de transformação. Ademais, a variação de entalpia para qualquer processo depende somente da natureza dos produtos e reagentes, e independe do número de etapas do processo ou da maneira como é realizada uma determinada reação. Com base nesses conhecimentos, são estudadas muitas propriedades relevantes para a termoquímica, como a que será abordada neste relatório: calor de dissolução. 
O calor de dissolução é a variação de entalpia observada na dissolução de 1 mol da substância (soluto) em solvente suficiente para se considerar a solução como diluída. É importante por indicar o calor integral e diferencial da dissolução, no qual o primeiro é o calor absorvido ou liberado quando um mol de soluto se dissolve numa quantidade de solvente adequada para uma dissolução de concentração desejada; e o segundo, o calor absorvido quando uma pequena quantidade de soluto se dissolve numa quantidade de solução, tal que não produza modificação apreciável de concentração.
A determinação de calor em sistemas em equilíbrio pode ser feita através de várias técnicas, dependendo do contexto. Alguns métodos comuns incluem: Calorimetria: Utiliza dispositivos chamados calorímetros para medir as trocas de calor. Calorímetros de bomba são frequentemente usados para determinar mudanças de entalpia em reações químicas. Leis da Termodinâmica: As leis da termodinâmica, especialmente a primeira lei (conservação de energia), fornecem uma estrutura teórica para entender as trocas de calor em sistemas em equilíbrio. Cálculos de Entalpia: Determinações de entalpia envolvem medir a energia térmica trocada a pressão constante.
Equilíbrio térmico é a situação obtida após dois ou mais corpos trocarem calor e, então, alcançarem uma temperatura igual entre si, é a condição em que um corpo encontra-se na mesma temperatura que suas vizinhanças. Observa-se que todos os corpos que se encontram em temperaturas mais altas que seus vizinhos tendem a ceder-lhes calor de forma espontânea até que ambos passem a apresentar a mesma temperatura. A transferência de calor sempre ocorre de forma espontânea, no sentido do corpo de maior temperatura para o corpo de menor temperatura. Essa transferência de energia em forma de calor pode ocorrer por meio de processos como a condução, convecção e radiação. 
A constante de solubilidade é uma medida da quantidade máxima de soluto que pode dissolver em um solvente a uma dada temperatura, formando uma solução saturada. Geralmente, essa constante é expressa como o produto das concentrações dos íons no equilíbrio. Vale ressaltar que, em muitos casos, a solubilidade de um composto aumenta com o aumento da temperatura, mas isso não é uma regra universal. Em alguns casos, a solubilidade pode diminuir com o aumento da temperatura. Essas variações são descritas pelas equações matemáticas que modelam a dependência da solubilidade com a temperatura para substâncias específicas.
O ácido benzóico é um composto aromático, pertencente ao grupo dos ácidos carboxílicos e o mais simples da sua categoria. Praticamente insolúvel em água, mas solúvel em solventes orgânicos menos polares como éteres, álcoois e benzeno. O nome oficial do ácido benzoico é ácido-benzeno-monocarboxílico. Pode ser obtido por meio da oxidação parcial do tolueno com oxigênio, usado naftalenatos de manganês ou cobalto, como catalisadores ou pela oxidação do tolueno com solução aquosa saturada de permanganato de potássio. Outra forma de obtê-lo é a partir da reação do benzeno com cloreto de metanoíla catalisado pelo cloreto de cobre I ou cloreto de alumínio, produz inicialmente o benzaldeído, e posteriormente oxidado, originando o ácido benzoico. Também pode ser produzido por hidrólise da nitrobenzila ou da benzamida, ou por carbonação do bromobenzeno. Sua fórmula química é C7H6O2.
1.2 – Objetivos
Determinar o calor de dissolução de uma substância pelo método da solubilidade.
2- PROCEDIMENTOS
a) Inicialmente, foram colocados 8,01 g de ácido benzóico em 400 mL de água. A mistura foi colocada em um béquer grande (o qual foi parcialmente submerso em água sob aquecimento) e aquecida por bico de bunsen e agitador magnético até que chegasse a 80oC.
b) Utilizando um funil com lã de vidro previamente aquecido com água destilada, foram retiradas 4 amostras de 10 mL (cada uma com uma temperatura, começando em 60oC e decaindo de 10 em 10 graus, até 30oC) e colocadas em béqueres menores, também aquecidos. Nessa etapa, é importante que os materiais utilizados estejam em uma temperatura elevada para evitar a cristalização do ácido benzóico, caso contrário, a concentração de ácido seria diferente em cada amostra.
c) Aproximadamente 3 gotas de indicador ácido-base (fenolftaleína) foram adicionadas às amostras. Em seguida, o béquer com a amostra de maior temperatura foi colocado sob uma bureta que continha uma solução de NaOH. A bureta gotejou até que a solução de ácido ficasse rosada e então o volume da solução básica utilizado foi aferido. O processo repetiu-se para todas as amostras.
d) Entre cada parte do experimento, os instrumentos utilizados foram lavados com água destilada e aquecidos novamente para a reutilização. Não houve recuperação do ácido após a neutralização para a continuidade do experimento. 
3 - RESULTADOS E DISCUSSÃO
Primeiramente realizou-se o experimento e foram feitas 4 titulação da amostra, nas temperaturas de 60, 50, 40 e 30 graus celsius.
Após realizar a primeira titulação, 0,0096 L de NaOH foram utilizados para neutralizar a amostra, sabendo que a relação entre NaOH e o ácido benzóico é 1:1, tem-se que a quantidade em mol de ácido benzóico da amostra 1 á aproximadamente 63,5oC é 0,0096 mol. 
Como essa quantidade é para 10 ml, deve-se fazer a análise para 1000ml. 
Para descobrir a molalidade do ácido benzoico, deve-se calcular o valor em mol do ácido benzóico para 1 kg de solução. Considerando a densidade da água como 1 g/cm3. 
Assim, tem-se que a molalidade (mac. benzóico)= . 
Para a segunda amostra á aproximadamente, 49,5oC, tem-se uma molalidade de 
Na amostra 3, á 40,4oC, a molalidade é 
Por fim, na última amostra, a aproximadamente 31,6oC, a molalidade é igual a 
Colocando os dados em uma tabela: 
	Temperatura (oC)
	Volume de NaOH (ml)
	Número de mols de ac. benzóico 
	Molalidade (mol/kg)
	63,5
	9,6
	0,00096
	0,096
	49,5
	6,9
	0,00069
	0,069
	40,4
	4,7
	0,00047
	0,047
	31,6
	3,2
	0,00032
	0,032
Sabendo que para descobrir a entalpia de dissociação do ácido benzoico, é necessário manipular a equação de Van't Hoff, a pressão constante: 
Fazendo = m ac. benzóico , tem-se: 
Assim, integrando sem limites, defini-se: 
 →
 (1)
Fazendo um gráfico de X : 
	ln m
	1/T
	-2,343407088
	0,002971768202
	-2,673648774
	0,003100775194
	-3,057607677
	0,003190810466
	-3,442019376
	0,003282994091
Pode-se definir o coeficiente angular da reta, que pelaequação (1), equivale a , sabendo que R= 8,31 J/mol.K e o coeficiente angular é igual a -3554,2, tem-se: 
29 535, 4 J = 29, 535 KJ 
O valor da entalpia dissolução do ácido benzóico teórico é de aproximadamente 30 KJ, ou seja o valor experimental teve um desvio de 1,55%. 
4 - CONCLUSÃO
Com a realização do experimento, foi possível aplicar vários conceitos de físico-química e também chegar a um valor para o calor de dissolução do ácido benzóico. Por meio da titulação de alíquotas de soluções aquosas deste ácido a diferentes temperaturas, utilizando o método da solubilidade, pode-se aplicar os conhecimentos acerca do equilíbrio químico em soluções ideais. Desta forma, foi obtido um valor satisfatório para o calor de dissolução dada às condições experimentais. Com isso, pode-se concluir que os objetivos deste experimento foram alcançados.
5 - REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
[1] Roteiro das aulas práticas da Disciplina 207 FÍSICO-QUÍMICA
[2] Calor de dissolução. Disponível em: 
https://www.studocu.com/pt-br/document/universidade-federal-do-maranhao/fisico-quimica-fundamental/calor-de-dissolucao/8909852 Acesso em 22 de novembro de 2023. 
[3] Equilíbrio térmico. Disponível em: 
https://www.infopedia.pt/apoio/artigos/$equilibrio-termico Acesso em 22 de novembro de 2023. 
[4] Ácido benzóico. Disponível em: 
https://www.carbonchemicals.com.br/linha-de-produtos/linha-industrial/acido-benzoico/ Acesso em 22 de novembro de 2023.
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