determinação de entalpia de neutralização de um Ácido e uma base forte

7/28/2019 Determinao de Entalpia de Neutralizao de um cido e uma Base Forte

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Relatrio N 1

Determinao de Entalpia de Neutralizao de um

cido e uma Base Forte


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1. Resumo

O objetivo deste experimento a determinao da entalpia da reao de neutralizao

entre uma base e um cido forte, atravs do emprego de um calormetro simplificado, na

temperatura ambiente e a presso constante.


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2. Introduo

A Termodinmica um ramo da cincia que estuda a relao entre o calor e outras

formas de energia. A Termoqumica um ramo da termodinmica que estuda a variao

de calor associada a uma transformao qumica.

Quando uma transformao ocorre presso constante, o nico trabalho possvel o

trabalho de expanso e o calor liberado igual H (variao da entalpia), ou seja,

Q = H, onde Q o calor da reao qumica a presso constante. Esse calor pode alterar

a energia do sistema. Assim, medindo-se a variao da energia do sistema podemos

determinar o calor produzido pelas reaes qumicas. O mtodo que estuda tais relaes

a calorimetria. O presente experimento tem por objetivo determinar o calor de uma

reao de neutralizao por calorimetria.


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3. Materiais e Mtodos

3.1 Materiais

Termmetro de 0 a 120 C; Proveta de 50 ml; Um calormetro simplificado (copo de bquer de 100 ml envolto por um isopor. Na

tampa do isopor um orifcio por onde passa o termmetro);

3.2 Reagentes

40 ml de soluo de HCL; 40 ml de soluo de NaOH;

3.3 Procedimento

No copo do calormetro de massa conhecida (mc) foram colocados 40 ml de soluo de

1 mol L-1

de HCL e medida sua temperatura inicial (ti). O mesmo processo foi repetido

com o NaOH.

Na proveta de 100 ml foi medido 40 ml de NaOH, 1 mol. L-1

, e depois adicionada a

soluo de HCL no calormetro que, em seguida, foi tapado e agitado. Com o

termmetro foi observado e registrado a temperatura final (tf) no momento em que a

mesma se estabiliza, ou seja, quando para de subir na escala do termmetro.


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4. Resultados e Discusso

A equao da reao de neutralizao entre um cido forte como, por exemplo, HCI euma base forte como, por exemplo, NaOH em soluo diluda pode ser escrita como:

Na+(aq) + OH

-(aq) + H

+(aq) + Cl

-(aq) Na

+(aq) + Cl

-(aq) + H2O

Esta reao ocorre com desprendimento de calor, ou seja, exotrmica. O valor deste

calor obtido experimentalmente para 1 mol de cido o prprio H de neutralizao

(variao de entalpia de neutralizao). Por se tratar de uma reao exotrmica H < 0.

A entalpia resultante da neutralizao constante -58 KJ mol-1

ou -13,7 Kcal mol-1

na

neutralizao entre cidos fortes e bases fortes. O valor proporcional ao nmero de

mols do cido e da base.

A reao (1) se reduz a apenas a neutralizao dos ons H+

pelos ons OH-dando H2O:

H+(aq) + OH

-(aq) H2O

Quando um cido forte reage com uma base fraca ou um cido fraco com uma base

forte a reao que ocorre tambm a (2). Entretanto em se tratando de reao com cido

ou base fraca, alm do efeito trmico devido neutralizao existe o efeito trmico

devido ionizao. Os valores obtidos experimentalmente correspondem neste caso aos

valores de neutralizao e de ionizao.

Para medir o calor de neutralizao, foi usado nesse experimento um calormetro

improvisado. Este calormetro adiabtico, ou seja, impede que haja troca de calor com

o meio exterior.

O calor de neutralizao obtido a partir de medidas das temperaturas antes e depois da

reao e de clculos simples como vemos a seguir:


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4.1 Clculo do calor de neutralizao e da entalpia molar de neutralizao

O calor produzido na reao igual ao calor necessrio para aumentar a temperatura da

soluo e do calormetro (admitindo o calormetro perfeitamente adiabtico).

Q reao = Q soluo + Q calormetro

Como Q = m c (tf- ti)

Sendo

m = massa da espcie em questo,

c = calor especfico desta espcie,

tf ti = t = variao da temperatura,

t = temperatura em (C), f = final e i = inicial;

Podemos escrever a equao (1) especificando cada termo:

Q = ms cst + mc cvt

Onde ms a massa total da soluo, cs o calor especfico da soluo, t a variao de

temperatura, mc a massa do copo de vidro e cv o calor especfico do vidro.

Os resultados obtidos com os procedimentos foram:

Massa do copo de vidro (mc) = 48,78 g; Massa da soluo de HCL = 40 g; Massa da soluo de NaOH = 40 g; Temperatura inicial da reao (ti) = 24 C; Temperatura final da reao (tf) = 30,5 C;

Os dados restantes foram pesquisados, como:

Calor especfico da soluo (cs) = 1 cal g-1

C-1

;

Calor especfico do vidro (cv) = 0,25 cal g-1 C-1;


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Com esses dados em mos foi possvel calcular o calor de neutralizao da reao de

HCl e NaOH:

Q = ( 80g . 1 cal g-1

C-1

. 6,4 C ) + ( 48,76g . 0,25 cal g-1

C-1

. 6,4 C )

Q = 512 cal + 78 cal

Q = 590 cal

Como a reao ocorrida a partir dos volumes utilizados das solues no de 1 mol,

mas sim de 0,04 mol, esta a entalpia de neutralizao dos 0,04 mol. Portanto, a

entalpia molar de neutralizao :

590 cal . 0,04 mol-1

=x . 1 mol-1

x = 590 cal . 1 mol . 0,04 mol-1

x = 14750 cal ou 14,75 Kcal

Como a neutralizao uma reao exotrmica, este valor negativo, e a entalpia de

neutralizao encontrada neste experimento foi de -14,47 Kcal mol-1

.

O Sistema Internacional de Unidades recomenda que se utilize o joule (J) ou o quilo-

joule (KJ) como unidade de medida de energia liberada ou absorvida em uma reao. A

relao entre cal ejoule dada por:

1 cal 4,18 J ou 1 kcal 4,18 KJ

Assim, multiplicando o valor encontrado a cima por 4,18 chegamos a:

Q = -60,48 KJ


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5. Concluses

Comparando-se o resultado encontrado e o valor tabelado de entalpia de neutralizao

de uma base forte por um cido forte, pode-se concluir que os valores so muito

prximos, indicando relativa exatido no experimento realizado. Algumas diferenas

entre estes valores podem ser atribudas alguma pequena liberao de energia pelo

calormetro.


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6. Referncias

1. USBERCO, J. Fsico-qumica. 10 edio. Saraiva. So Paulo: 2006.2. ATKINS, JONES. Princpios de Qumica. 3 edio. Bookmans. Porto Alegre:

2006.

3. RUSSEL, J.B. Qumica Geral Vol 1. Mc GrawGraw-Hill. So Paulo: 1982.

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