1. Quando se queimam 2,25 mg de antraceno, C14 H10(s), numa bomba calorimétrica, a temperatura se eleva de 1,35 K. (i) Calcule a constante do calorímetro. (ii) De quanto a temperatura se elevará na combustão de 125 mg de fenol, C6 H5 OH(s), no mesmo calorímetro e nas mesmas condições? (De<aC H^ominus(C 14 H 10, s)=-7061 kJ mol^-1)(RESP: i ) C=6.60 kJK^-1 ;; ii) De<a T=+0.663 K)

Passo 1

O enunciado trata de calorimetria de bomba: queima de antraceno para determinar a constante do calorímetro e, em seguida, previsão da elevação de temperatura na combustão de fenol no mesmo aparelho. Vamos usar que, na bomba calorimétrica, todo o calor liberado pela reação vai para o calorímetro, obedecendo
qrm liberado + qrm absorvido = 0,
com
qrm liberado = n,De<ac H^circ e qrm absorvido = C,De<a T

Passo 2

Calcular o número de moles de antraceno queimado. Dados: massa mrm antra=0,225; g (correspondendo a 225 mg) e massa molar
Mrm antra =14times12,011+10times1,008 =178,23;g,mol^-1
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nrm antra =mrm antraMrm antra =0,225178,23 =1,262times10^-3;mol

Passo 3

Calcular o calor liberado pela combustão do antraceno usando De<ac H^circ(C14H10)=-7061;kJ,mol^-1:
qrm liberado =nrm antratimes(-De<ac H^circ) =1,262times10^-3times7061 =8,91;kJ
O sinal é negativo para o processo, mas usamos o módulo para balanço de energia no calorímetro.

Passo 4

Determinar a constante do calorímetro C sabendo que a temperatura subiu De<a T=1,35; K:
C =qrm absorvidoDe<a T =8,911,35 =6,60;kJ,K^-1

Passo 5

Agora vamos à combustão do fenol. Dados: massa mrm fenol=0,125; g (125 mg) e massa molar
Mrm fenol =6times12,011+6times1,008+16,00 =94,11;g,mol^-1,
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nrm fenol =0,12594,11 =1,328times10^-3;mol

Passo 6

Usamos o valor de De<ac H^circ(C6H5OH) obtido em tabela ( approx-3293;kJ,mol^-1). O calor liberado é
qrm liberado =nrm fenoltimes(-De<ac H^circ) =1,328times10^-3times3293 =4,37;kJ
A elevação de temperatura no mesmo calorímetro é
De<a T =qrm absorvidoC =4,376,60 =0,663; K

Resposta

i) C=6,60;kJ,K^-1
ii) De<a T=+0,663; K

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