A adição de 5,44 g de NH4 NO3(s) a 150,0 g de água em um calorímetro de copo de café (com agitação para dissolver o sal) resultou em uma diminuição na temperatura de 18,6^circ C para 16,2^circ C. Calcule a variação de para dissolver NH4 NO3(s) na água. Considere que a solução esteja diluída e possua capacidade calorífica de 4,184 J / g K.
NH4 NO3(s) NH4^+(aq)+NO3^-(aq)

Passo 1

Beleza, o enunciado diz que a gente adiciona 5,44 g de NH₄NO₃ sólido em 150,0 g de água num calorímetro simples e a temperatura cai de 18,6 °C para 16,2 °C. A ideia é calcular a entalpia de dissolução (ΔH) dessa saleta.
Conteúdo que vamos usar:
  • Calorimetria (q = m·c·ΔT)
  • Sinal de q (reação absorve calor → endotérmica → ΔH > 0)
  • Cálculo de mols (massa molar do NH₄NO₃ ≃ 80,0 g/mol)
  • Conversão de J em kJ e resultado por mol.

Passo 2

Primeiro, calculamos a variação de temperatura ΔT da solução:
ΔT = Tfinal - Tinicial = 16,2;°C - 18,6;°C = -2,4;K
(Na prática °C e K têm a mesma unidade de variação.)
Também precisamos da massa total que troca calor, que é água + sal:
msolução = 150,0;g + 5,44;g = 155,44;g çã

Passo 3

Agora aplicamos a fórmula básica de calorimetria:
qsolução = msolução times c times ΔT = 155,44;g times 4,184;tfracJg·K times (-2,4;K) çãçã
qsolução approx 155,44 times 4,184 times (-2,4) approx -1,561;J çã
O sinal negativo indica que a solução perdeu calor (esfriou).

Passo 4

No nosso sistema, a reação (dissolução) é quem “roubou” esse calor da água, então:
qreação = -,qsolução = +1,561;J çãçã
Agora calculamos quantos mols de NH₄NO₃ dissolveram:
n = mM = 5,44;g80,0;tfracgmol approx 0,068;mol

Passo 5

Para achar a entalpia por mol (ΔH_diss), dividimos o calor absorvido pela quantidade de mols e convertemos para kJ:
ΔHdiss = qreaçãon = 1,561;J0,068;mol approx 22,96;tfracJmol approx 23,0;tfrackJmol çã
Como o valor deu positivo, a dissolução é endotérmica (absorve calor).

Resposta

ΔH₍diss₎ = +23,0 kJ/mol (entalpia de dissolução do NH₄NO₃, processo endotérmico).

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