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.
Escreva a equação química desta reação e determine a entalpia de reação.(1,0)
Escreva a equação química desta reação e determine a entalpia de reação.(1,0)
Passo 1
Beleza, o enunciado diz que misturamos 50 mL de NaOH 1 M com 50 mL de HNO₃ 1 M, ambos a 26 °C, num calorímetro (um béquer de vidro de 100 g isolado). A mistura sobe pra 28,7 °C. Não há troca de calor com o ambiente.
Conteúdo: calorimetria e entalpia de reação.
O que vamos usar:
Conteúdo: calorimetria e entalpia de reação.
O que vamos usar:
- Equação da reação de neutralização;
- Densidade da água (1 g/mL) pra achar massa da solução;
- Fórmula do calor sensível,
; - Relação entre q e ΔH (sinal e cálculo por mol de reação).
Passo 2
Escrevendo a reação química:
É uma neutralização ácido-base típica.
Passo 3
Calcular a massa da solução que aqueceu:
– Volume total = 50 + 50 = 100 mL.
– Como a densidade da água é 1 g/mL, massa da solução ≈ 100 g.
(Obs.: aqui desprezamos o calor absorvido pelo vidro, pois não foi dado o calor específico do vidro.)
– Volume total = 50 + 50 = 100 mL.
– Como a densidade da água é 1 g/mL, massa da solução ≈ 100 g.
(Obs.: aqui desprezamos o calor absorvido pelo vidro, pois não foi dado o calor específico do vidro.)
Passo 4
Calcular o calor absorvido pela solução (q solução):
– Calor específico da água:
– Variação de temperatura:
– Calor específico da água:
– Variação de temperatura:
Esse é o calor absorvido pela solução. Como a mistura esquentou, a reação liberou esse calor, logo
Passo 5
Agora, quantos mols reagiram?
– Concentração 1 M × 0,050 L = 0,050 mol de cada reagente.
– A reação usa 1 mol de NaOH pra 1 mol de HNO₃, logo reagem 0,050 mol.
– Concentração 1 M × 0,050 L = 0,050 mol de cada reagente.
– A reação usa 1 mol de NaOH pra 1 mol de HNO₃, logo reagem 0,050 mol.
A entalpia de reação por mol de reação é
Resposta
ΔH da reação de neutralização é aproximadamente –22,6 kJ por mol de NaOH/HNO₃ reagido.