Um experimento químico envolvendo 50 mL de
e 50 mL de
, ambas as soluções aquosas de mesma concentração,
, e a
. As duas soluções foram misturadas em um béquer de vidro de 100 g , isolado com isopor, constituindo o calorímetro. A temperatura final no calorímetro foi de
. Não houve perdas de calor para as vizinhanças, nem variação de pressão, durante o experimento. A densidade da água, nesta temperatura é
. Responda justificando.
É correto afirmar que o calor de reação está contido no béquer?(1,0)
É correto afirmar que o calor de reação está contido no béquer?(1,0)
Passo 1
Beleza, o enunciado diz que misturamos 50 mL de NaOH 1 M com 50 mL de HNO₃ 1 M, ambas a 26 °C, num béquer de vidro de 100 g isolado por isopor. Depois da reação a temperatura sobe pra 28,7 °C. Não houve perda de calor pro ambiente. O conteúdo é calorimetria (energia, calor específico, conservação de energia) e vamos precisar entender que, num calorímetro isolado, o calor liberado pela reação é absorvido pelo conjunto (solução + béquer).
Passo 2
Teoria básica:
- Calor de reação (q_reação) é a energia trocada quando reagentes viram produtos.
- Num calorímetro isolado, não há troca de calor com o meio externo. Logo, a energia liberada pela reação fica no próprio calorímetro.
- Princípio da conservação de energia:
onde
Passo 3
Detalhando as massas e capacidades:
- m_solução ≃ 50 mL + 50 mL = 100 g (densidade da água = 1 g/mL).
- c_água ≃ 4,18 J/(g·K).
- m_béquer = 100 g, c_vidro ≃ 0,84 J/(g·K) (valor típico).
- ΔT = 28,7 °C − 26,0 °C = 2,7 K.
Passo 4
O calor do calorímetro é:
Como não há perdas, este q_calorímetro é exatamente o negativo do q_reação. Ou seja, todo calor liberado pela reação ficou no conjunto.
Passo 5
Interpretação:
- Se não tem troca com o ambiente, o calor liberado só pode aquecer a solução e o béquer.
- Logo, o calor da reação está “contido” no béquer (e na solução dentro dele).
Resposta
Sim, é correto afirmar que o calor de reação está contido no béquer, pois, em um calorímetro isolado, todo o calor liberado pela reação é absorvido pelo conjunto (solução + vidro), sem vazamento para o ambiente.