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7/29/2019 47790874-Relatorio-1-Termoquimica

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1. Introduo.A propriedade fundamental da termodinmica o trabalho, ou movimento contra uma

fora, a capacidade total de um sistema realizar trabalho chamada de energia interna, U. Nopode-se medir a energia total de um sistema apenas as variaes da mesma. Se um sistema

realiza um trabalho de 15 J, ele consumiu uma parte de sua energia armazenada e diz-se que

sua energia interna diminuiu 15 J, para representar essa variao Em

termodinmica o smbolo significa um diferena na propriedade:

Um valor negativo de significa que diminuiu e um valor positivo de que

aumentou. Ao realizar trabalho a energia interna do sistema varia.

Intrinsecamente esta energia esta armazenada como energia cintica translacional

rotacional e vibracional - e potencial nas molculas, onde o efeito desta ltima s relevante

para slidos e lquidos, visto que para um gs ideal, a energia interna independe do volume. O

efeito macroscpico desta energia pode ser percebido pela temperatura ou variao da mesma,

visto que esta justamente a medida do grau de agitao das molculas, justamente o que se

faz no presente trabalho.

Como dito a energia interna de um sistema pode ser alterada com a transferncia de energia

de um corpo para outro ou para a vizinhana sob a forma de calor, que nada mais do que a

energia transferida como resultado de uma diferena de temperatura entre dois sistemas o

processo chamado de calor sensvel.

Nesse caso, pode-se associar substncia que constitui o corpo as propriedades que, por

razes histricas, so chamadas de calor especfico e capacidade trmica molar.

Sendo a quantidade de energia que flui da vizinhana para o corpo de massa e , a

correspondente variao de temperatura do corpo, define-se o calor especfico pela expresso:

O calor especfico representa a quantidade de energia necessria para elevar de 1 0C a

temperatura de 1 g da substncia considerada.


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O calor especfico depende da temperatura ao redor da qual a variao medida.

Abaixo segue o valor desta constante para algumas substncias mais comuns:

TABELA 1. Calor especifico de algumas substncias comuns.

Substncia Kcal/kgC

gua (lquida) 1,000

gua (vapor) 0,374

Alumina 0,200

Alumnio (polido) 0,220

Chumbo 0,030

Cobre 0,095

A energia flui como calor de uma regio de temperatura alta para uma de temperatura

baixa, esta a razo da variao de temperatura que ocorre nas reaes. Conforme sua energia

varia essa diferena mensurvel com o auxilio de um termmetro, tal qual realizado.

A energia que se tem disponvel como calor a uma presso constante denominada

entalpia (H), cuja unidade no sistema internacional o Joule (J). A entalpia pode ser definidapela funo de estado introduzida por Josiah Willard Gibbs:

Onde U a energia interna do sistema e PV o produto da presso pelo volume do sistema.

A variao de entalpia representada por uma proporo com um nmero fixo de

mols. Esta propriedade permite classificar as reaes qumicas como de dois tipos:

Endotrmicas ( ): o valor da entalpia aumenta, pois a reao ira absorver calordo meio para se completar.

Exotrmicas ( ): o oposto da anterior, o valor da entalpia ir diminuir durantea reao, visto que ela ir liberar parte desta energia para se completar.

Vrios fatores influem na variao da entalpia:

Quantidade de reagentes e produtos: o valor do de uma reao varia em funo daconcentrao de cada um de seus participantes. O aumento da concentrao provoca

um aumento proporcional da variao de entalpia.
http://pt.wikipedia.org/wiki/Josiah_Willard_Gibbshttp://pt.wikipedia.org/wiki/Energia_internahttp://pt.wikipedia.org/wiki/Energia_internahttp://pt.wikipedia.org/wiki/Josiah_Willard_Gibbs


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Os estados fsicos dos reagentes e produtos: substncias no estado slido provocamvariaes de entalpia maiores do que no estado lquido; e estas maiores do que no

estado gasoso.

Estado alotrpico de reagentes e produtos: cada estado alotrpico tem um valor deentalpia distinto.

Teoricamente, s possvel calcular o valor do se forem conhecidas s entalpias

absolutas dos reagentes () e dos produtos (): ( ). Tais valores, entretanto,

so impossveis de serem obtidos na prtica. Experimentalmente com o uso do calormetro,

instrumento usado para a medida da quantidade de calor e do calor especfico. Os quais

dividem-se em duas grandes categorias: aqueles nos quais so essenciais as medidas de

temperatura e aqueles cujo funcionamento se baseia sobre o conhecimento do calor latente em

jogo de uma determinada mudana de estado, s possvel obter valores de , j que

representam o calor perdido ou recebido pelo sistema durante a transformao, tcnica esta

utilizada para se estimar os valores de na reao de neutralizao do cido clordrico

(HCl) pelo hidrxido de sdio (NaOH) e na dissoluo do hidrxido de sdio (NaOH) em

meio aquoso .

Convencionou-se que toda substncia simples no estado padro (ou seja, no estado fsico e

alotrpico mais estvel a 25C e 1 atm), tem entalpia igual a zero (0). A partir da,determinaram-se as entalpias de formao e combusto das substncias.

Em 1840, um fsico chamado Germain Henry Hess, com base em seus estudos sobre

calores de reao, descobriu que, de um modo geral, quando uma reao se d em etapas, a

soma dos calores de reao correspondentes aos diversos estgios igual ao calor de reao

obtido quando a reao realizada completamente em uma s etapa.

Ento, enunciou sua lei: "Quando uma reao qumica apresenta etapas

intermedirias, a variao de entalpia da reao geral equivale soma das variaes de

entalpia de cada uma das etapas intermedirias", ou seja, a variao de entalpia em uma

reao qumica depende apenas dos estados inicial e final da reao, a reao principal

independe das reaes intermedirias.

Logo se esperou que todos os dados obtidos condizem-se o mximo com estas leis

fundamentais da termodinmica.
http://pt.wikipedia.org/wiki/Germain_Henry_Hesshttp://pt.wikipedia.org/wiki/Germain_Henry_Hess


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2. Resumo.O estudo da variao de temperatura que ocorre em reaes qumicas e,

consequentemente, da energia liberada ou consumida na reao ou processo qumico foiestudado atravs da analise da variao de entalpia na mistura de dois lquidos.

Nesse experimento foi feita a pesagem de trs Erlenmayer e colocou-se no primeiro100ml de gua destilada e foi medido a temperatura inicial e depois acrescentou-se 2g deNaOH(s) nessa gua e foi medido a temperatura mxima da soluo. No segundo foiacrescentado 100ml de HCl(aq) 0,5M e medido a temperatura inicial, depois foi adicionado2g de NaOH(s) e dissolvido com a ajuda do termmetro e depois mediu-se a temperaturamxima dessa soluo. No terceiro acrescentou-se 50ml de HCl(aq) e mediu-se a temperaturainicial da soluo de HCl (aq) e depois acrescentou-se 50ml de NaOH(aq) 0,5M, aps amistura dessas solues, mediu-se a temperatura mxima atingida dentro do recipiente.

Finalizamos o processo calculando a variao de temperatura em cada reao e emcada recipiente, encontrando a quantidade de calor absorvido tambm nas reaes.

3. Objetivos.

O presente trabalho tem por objetivos estudar a variao de temperatura de alguns

processos e associar isso a energia liberada ou consumida na reao/processo qumico. Bem

como investigar a gerao ou absoro de calor durante uma reao qumica atravs do uso de

um calormetro, buscando padres consistentes com as leis fundamentais da termodinmica e

a Lei de Hess.

4. Materiais.

Abaixo se encontram os materiais usados nas duas partes da experimentao:

Vidrarias/ Equipamentos:Termmetro;Esptula;Vidro de relgio;Erlenmeyer de 125 mL;Becker de 25 mL;Proveta de 100 mL e 25 mL;

Basto de vidro;Balana de um prato

Solues:Soluo de 0,5 Mol/l de Hidrxido desdio (NaOH);Soluo de 0,25 Mol/l de cidoclordrico (HCl).gua destilada (H2O)

Sais:Hidrxido de sdio slido (NaOH).


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5. Metodologia.

Com o valor desta constante determinada possvel se determinar a quantidade de

calor liberada ou absorvida pelo sistema, atravs da frmula:

Onde:

Q = quantidade de calor (cal);

C = constante trmica do calormetro (cal/C)

T = variao da temperatura (C)


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6. Resultados e Discusses.

6.1ENTALPIA DE DISSOLUO DO NaOHDe incio foi determinada e registrada a massa de um bquer limpo e seco. Aps a

pesagem o recipiente foi transferido para a bancada.

Foram medidos 100 mL de gua em uma proveta. Depois a gua foi colocada no bquer

anteriormente pesado. J no bquer, a temperatura da gua foi medida e registrada. O

termmetro no foi retirado do recipiente.

Juntamente com os processos citados acima, foram pesados cerca de 2,0 g de hidrxido

de sdio (NaOH), a quantidade obtida foi registrada e transferida para o bquer com gua.

A soluo foi completamente solubilizada e a maior temperatura alcanada foi registrada.

A seguinte reao e dados foram observados:

REAO 1

Massa de NaOH 2,005 g

N de mols 0,05013 mol

Massa do bquer g

Temperatura inicial 23C

Temperatura final 27C

4C

O nmero de mols foi obtido da seguinte maneira:

Com estes dados, calculamos primeiro a quantidade de calor do sistema para depoiscalcularmos a entalpia da reao 1, sabendo-se que:


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Quantidade de calor absorvido pela soluo:

Onde: ms = massa de soluo e Cs= H20= 1,00 cal/g.C

Quantidade de calor absorvido pelo bquer:

Onde: mb = massa do bquer e Cb = 0,20 cal/g.C

Quantidade de calor total absorvido:

Na tabela seguem os resultados obtidos:

Qs (cal) Qb (cal) Qtotal (cal) reao (cal/mol)

REAO 1 cal cal cal - cal/mol


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6.2ENTALPIA DE NEUTRALIZAO E DISSOLUONesta segunda etapa, 100 mL de HCI 0,50 mo1.L-1 foram adicionados ao bquer de 100

ml, sobre a tela de amianto. Mediu-se a temperatura da soluo.

Depois, certa massa de NaOH foi adicionada soluo e aps a dissoluo, determinou-

se a nova temperatura.

A seguinte reao foi observada:

)()(2)()()( aqaqaqaqs ClNaOHClHNaOH

Abaixo os dados observados e registrados:

REAO 2

Massa de NaOH 2,000 g


Massa do bquer g



11C

Numero de Mols

Clculo da quantidade de calor e da entalpia da reao 2:


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Na tabela abaixo foram registrados os resultados obtidos a partir dos calculus acima:

Qs (cal) Qb (cal) Qtotal (cal)reao

(cal/mol)

REAO 2 cal cal cal cal


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6.3 ENTALPIA DE NEUTRALIZAONesta terceira etapa, foram adicionados 50 mL de soluo de HCl 0,5 M- 1 no bquer de

massa conhecida e determinou-se a temperatura da soluo. Em outro bquer, foramadicionados 50 mL de soluo de NaOH 0,5 M, aps a sua temperatura ter sido verificada,

observou-se que possua o mesmo valor de temperatura da soluo de HCl.

A soluo de NaOH foi adicionada soluo de HCl e a mistura foi feita, com o

auxlio do termmetro. Verificou-se ento, o valor mximo que a temperatura atingiu.

Segue abaixo o quadro com as informaes dos valores obtidos:

REAO 3


Massa do bquer g

Massa da soluo 101,788 g



2C

Obteno de n de mols:

Clculo da quantidade de calor e da entalpia da reao 3:


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Segue abaixo a tabela com os resultados:

Qs (cal) Qb (cal) Qtotal (cal)reao

(cal/mol)

REAO 3 cal cal cal -

Verificao:

H2 = (H1 + H3)(-7,015) = (-1,35) + (-5,62)

-7,015 = - 6,97

Erro:

- 7,015 ---- 100%

- 0,045 ---- X

X = 0,64 %


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7. ConclusoAtravs de metodologia empregada pode-se perceber claramente que as situaes de

variao da energia em sistemas qumicos obedecem s leis fundamentais da termodinmica.O objetivo pretendido desde o inicio foi alcanado, obtendo-se assim uma comprovao

prtica de toda a teoria abordada.

Com todos os objetivos alcanados, fcil concluir que a termoqumica tem um papel

crucial na atualidade. Devido procura de novas fontes energticas, no poluentes o que

sejam renovveis. A energia trmica proveniente das reaes qumicas pode vir a substituir

uma parte da energia que necessitamos para o nosso meio, devido ao homem ter atualmente

uma grande dependncia da energia. Por isso importante sabermos a quantidade de calorliberado pelas reaes, para saber qual a ideal para esse proposito.


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Referncias Bibliogrficas

http://inorgan221.iq.unesp.br/quimgeral/respostas/eletrolitos.html

http://www.aalborg-industries.com.br/downloads/calor-especifico-medio.pdf

http://pae.com.br/arquivos/calorimetroa1a1.pdf?id_livro=84

http://www.ufsm.br/gef/TeoCinetica09.htm

http://inorgan221.iq.unesp.br/quimgeral/experimental2/termoquimica.htm

ATKINS, Peter; JONES, Loretta. Princpios de Qumica: Questionando a Vida Moderna e oMeio Ambiente. 3. ed. Traduo de Ricardo Bicca de Alencastro. Porto Alegre: Bookman

Companhia Editora/Artmed Editora S. A., 2005.
http://inorgan221.iq.unesp.br/quimgeral/respostas/eletrolitos.htmlhttp://www.aalborg-industries.com.br/downloads/calor-especifico-medio.pdfhttp://pae.com.br/arquivos/calorimetroa1a1.pdf?id_livro=84http://www.ufsm.br/gef/TeoCinetica09.htmhttp://inorgan221.iq.unesp.br/quimgeral/experimental2/termoquimica.htmhttp://inorgan221.iq.unesp.br/quimgeral/experimental2/termoquimica.htmhttp://www.ufsm.br/gef/TeoCinetica09.htmhttp://pae.com.br/arquivos/calorimetroa1a1.pdf?id_livro=84http://www.aalborg-industries.com.br/downloads/calor-especifico-medio.pdfhttp://inorgan221.iq.unesp.br/quimgeral/respostas/eletrolitos.html


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UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARUFPa

INSTITUTO DE TECNOLOGIAITECFACULDADE DE ENGENHARIA CIVILFEC

RELATRIO 5: Calor de Reao Termoqumica.

Belm2013


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UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARUFPa

INSTITUTO DE TECNOLOGIAITECFACULDADE DE ENGENHARIA CIVILFEC

Antonio Laercio Teixeira Carrera08118006601

Arthur Peixoto Oliveira Junior07118004201

Guilherme da Silva Pereira06094001401

Miguel Figueiredo de O. Neto11019006601Pedro Henrique Gomes12118000601

Thiago Fonseca da Gama06118005101

RELATRIO 5: Calor de Reao Termoqumica.

Belm - 2013

Relatrio 5 (cinco): Termoqumica,

apresentado disciplina de Qumica

Experimental Bsica sob a orientao do

Professor Raimundo Pimentel.


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