3.13 Uma amostra de
de sacarose (açúcar de cana,
) é colocada numa bomba calorimétrica e queimada em oxigênio. O calorímetro contém 1,200 kg de água, e sua temperatura aumenta de 22,90 para
. Se a capacidade calorífica total do interior do calorímetro (sem água) é
, qual é o calor molar de combustão da sacarose?
Passo 1
O enunciado diz que queimamos numa bomba calorimétrica uma amostra de
g de sacarose
. O calorímetro contém
kg de água e, sem a água, sua capacidade é de
kJ,
. Ao queimar, a temperatura sobe de
para
. Queremos o calor molar de combustão, isto é, o calor liberado por mol de sacarose. Vamos usar calorimetria simples:
– calcular ,
– achar o calor absorvido pelo sistema (água calorímetro),
– determinar o calor liberado pela reação,
– converter para base molar.
– calcular
– achar o calor absorvido pelo sistema (água
– determinar o calor liberado pela reação,
– converter para base molar.
Passo 2
Calculamos a variação de temperatura do calorímetro:
Passo 3
A capacidade térmica total do sistema é a soma da da água e do calorímetro:
Calculando:
Passo 4
O calor absorvido pelo sistema é
Como esse calor vem da reação, o calor liberado pela combustão é
Passo 5
Agora convertemos a massa de sacarose em mols. A massa molar é
Assim, em
g há
Passo 6
O calor molar de combustão é o calor liberado por mol de sacarose: