Questão 3. (1 ponto) O calor de neutralização é definido como a energia na forma de calor envolvida na reação de neutralização de um ácido por uma base com formação de sal e água. A fim de encontrar o calor de neutralização para a reação de neutralização entre o ácido clorídrico ( HCl ) e o hidróxido de sódio ( NaOH ), os estudantes da disciplina QUI 318 misturaram 100 mL de uma solução de
com 100 mL de uma solução de
no interior de um calorímetro de capacidade calorífica (
) igual a
. Ao final da mistura, os alunos mediram uma variação de temperatura (
) no interior do calorímetro de
.
a) (
) Usando a equação
, e sabendo que o calor específico da solução dentro do calorímetro é
, determine o valor de
medido pelos estudantes. Considere que a massa de solução foi igual a 200 g .
b) (0,10 pts) Explique molecularmente por que ocorre o aumento de temperatura dentro do calorímetro?
a) (
b) (0,10 pts) Explique molecularmente por que ocorre o aumento de temperatura dentro do calorímetro?
Passo 1
O enunciado pede o calor de neutralização da reação
medido num calorímetro com
,
. Misturou-se
,mL de NaOH
,mol/L com
,mL de HCl
,mol/L, totalizando
,g com calor específico
,
e houve
,°C. Usaremos
Passo 2
Calculemos primeiro o calor absorvido pela solução e pelo calorímetro:
O calor total cedido pela reação é
Passo 3
Como
, obtemos
Passo 4
Convertendo para joules e para quilojoules (sabendo que
,
,
):
Passo 5
Molecularmente, quando
do ácido se une ao
da base, forma-se uma nova ligação O–H na molécula de água. A formação dessa ligação é um processo exotérmico (libera energia), e essa energia se manifesta como aumento da energia cinética média das moléculas da solução, elevando a temperatura dentro do calorímetro.
Resposta
(a)
,
(ou aproximadamente
,
).
(b) O aumento de temperatura ocorre porque a formação da ligação O–H em libera energia (reação exotérmica), que é transferida para a solução, elevando sua temperatura.
(b) O aumento de temperatura ocorre porque a formação da ligação O–H em