Utilizando as equações abaixo, obtenha a quantidade de calor liberada na dissolução do hidróxido de sódio:
Onde:
quantidade de calor cedida ou recebida por um material;
massa desse material que cede ou recebe calor Q ;
calor especifico desse material;
diferença de temperatura provocada pelo calor Q (ou seja, a diferença entre a temperatura inicial e a temperatura final);
Calor liberado na dissolução do hidróxido de sódio;
Calor absorvido pela água;
Calor absorvido pelo vidro do béquer;
Calor específico da água
;
calor especifico do vidro
;
massa do vidro
massa do béquer
Passo 1
Beleza, vamos lá! O que a gente tem aqui é um exercício de termologia química. A gente precisa descobrir quanto de calor é liberado quando dissolvemos hidróxido de sódio (
) na água. Para isso, vamos usar a equação $ Q = m \cdot c \cdot \Delta t
Q
m
c
\Delta t$). Também vamos considerar o calor absorvido pela água e pelo vidro do béquer onde estamos fazendo a dissolução.
Passo 2
Primeiro, vamos entender a equação principal que descreve a dissolução do
:
Aqui,
representa a quantidade de calor liberada ou absorvida na reação. Um valor negativo de
indica que o processo é exotérmico, ou seja, libera calor.
Passo 3
Agora, vamos olhar para a equação que relaciona o calor liberado pela dissolução do
com o calor absorvido pela água e pelo vidro:
Isso significa que o calor liberado pela dissolução do
é igual à soma do calor absorvido pela água e pelo vidro do béquer.
Passo 4
Vamos detalhar cada parte dessa equação usando a fórmula $ Q = m \cdot c \cdot \Delta t $:
Aqui:
- $ m_{\mathrm{H}_2\mathrm{O}} $ é a massa da água.
- $ c_{\mathrm{H}_2\mathrm{O}} $ é o calor específico da água (
). - $ m_v $ é a massa do vidro.
- $ c_v $ é o calor específico do vidro (
). - $ \Delta t $ é a variação de temperatura.
Passo 5
Vamos fatorar o
para simplificar a equação:
Isso deixa a equação mais limpa e facilita o cálculo.
Passo 6
Sabendo que $ Q_{\mathrm{NaOH}} $ também está relacionado à quantidade de calor liberada pela reação (
) e à quantidade de moles de
dissolvidos (
), podemos relacionar as duas equações:
Para encontrar
, isolamos a variável:
Resposta
A quantidade de calor liberada na dissolução do hidróxido de sódio (
) é dada por:
Onde:
- $ \Delta t $ é a variação de temperatura observada.
- $ m_{\mathrm{H}_2\mathrm{O}} $ é a massa da água.
- $ c_{\mathrm{H}_2\mathrm{O}} $ é o calor específico da água (
). - $ m_v $ é a massa do vidro do béquer.
- $ c_v $ é o calor específico do vidro (
). - $ n $ é o número de moles de
dissolvidos.
Para calcular
, basta substituir os valores conhecidos na fórmula acima.