A DETERMINAÇÃO DO CALOR DE FUSÃO DO GELO

[pic 1]	Universidade Regional Integrada do Alto Uruguai e das Missões – URI – Campus de Santo Ângelo Engenharia Química Físico-Química Experimental I Professora: Dra. Daiane Skupin da Silva
RELATÓRIO DE AULA PRÁTICA Nome: Emanuelli de Melo Müller e Milena Santiago Chiquim Data: 22/08/2018

DETERMINAÇÃO DO CALOR DE FUSÃO DO GELO

1. INTRODUÇÃO

Calor é uma forma de energia que se manifesta, como a energia trocada pelo sistema com meio externo devido à ação exclusiva de uma diferença de temperatura. O calor é a quantidade de energia que flui através da fronteira do sistema durante uma transformação, devido a uma gradiente de temperatura (NETZ, 2002).

O calor de fusão de uma substância representa a quantidade de energia que devemos adicionar a essa substância para que mude de seu estado sólido para o líquido. O processo requer energia porque os átomos ou moléculas do sólido devem ser liberados de sua estrutura rígida. Um exemplo disso é a fusão do gelo (CASTELLAN, 2015).

Segundo Netz (2002), as transformações de sólidos em líquido (fusão) são processos acompanhados de um efeito térmico endotérmico. Este calor absorvido tem como origem as diferenças nas forças de interação: as forças atrativas intermoleculares são mais acentuadas no estado sólido. A 0 ºC e 1 atm, 1 mol de água funde com absorção de água de 6,02 kJ de calor, segundo a Reação 1.

H2O (s) → H2O (l)                                         (Reação 1)

Quando o calor é absorvido por um sólido ou líquido, a temperatura do material não aumenta necessariamente. E ao invés disso, a amostra pode mudar de uma fase ou estado para outro. Assim, o gelo pode derreter e a água ferver, absorvendo calor sem mudar a temperatura. A quantidade de calor por unidade de massa, que precisa ser transferida para que a amostra do material mude de fase completamente, é chamada de calor de transformação, ou calor latente (HALLIDAY, 1993).

Quando há uma reação endotérmica, considera-se o sinal positivo, identificando a absorção de calor já quando a reação é do tipo exotérmico, admite-se o sinal negativo, representando a liberação de calor.

Se uma substância com capacidade calorífica C é aquecida ou esfriada em um intervalo de temperatura ∆T, o cálculo do calor é realizado conforme a Equação 1 (ROSENBERG et. al., 2013).

                                  (Equação 1)[pic 2]

No experimento, utilizou-se um béquer envolvido com lã de vidro, representando um calorímetro e, para o cálculo do calor, levou-se em consideração a massa das soluções.

2. OBJETIVOS

Determinar por meio experimental o calor de fusão do gelo.

3. MATERIAIS E MÉTODOS

• Béquer revestido com manta de vidro (calorímetro);
• Termômetro;
• Proveta de 100 mL;
• Béquer de 250 mL;
• Água destilada;
• Gelo;
• Chapa de aquecimento;

Incialmente pesou-se e anotou-se a massa do béquer usado no calorímetro. Após, colocou-se 100 mL de água destilada em temperatura ambiente a um béquer de 250 mL, verificou-se a temperatura da mesma e aqueceu a água em uma chapa de aquecimento até 10 ºC acima da temperatura ambiente. Transferiu-se cuidadosamente a água aquecida para o calorímetro, repesou-se o conjunto e anotou-se a massa.

Em seguida agitou-se a água do calorímetro com um termômetro até o momento em que foi obtida uma temperatura constante, registou-se está temperatura. Após, pesou-se aproximadamente 25 g de gelo e acrescentou-se ao calorímetro, agitou-se a água com gelo até que todo o gelo fosse fundido. Posteriormente, pesou-se o conjunto e observou-se a variação de temperatura, registrou-se a massa e a menor temperatura.

4. RESULTADOS E DISCUSSÕES

        Após o procedimento experimental, foram realizados os cálculos com o intuito de determinar o calor de fusão do gelo. Para isto, calculou-se a entalpia de fusão do gelo a partir da Equação 2.

   (Equação 2)[pic 3]

        

        Onde m é a massa utilizada em gramas (g), Cs é o calor específico da substância (água ou gelo) dado em cal.g−1.ºC−1, QF é o calor de fusão (cal) e ∆T a variação de temperatura em °C.

        Os valores experimentais de massa e de variação de temperatura, estão expressos no Quadro 1 a seguir.