LEQ 1 Calor de Mistura

INTRODUÇÃO

A calorimetria é uma técnica físico-química capaz de medir o efeito térmico e, consequentemente, a variação de entalpia associada a processos químicos, físicos ou bioquímicos que ocorrem num sistema de interesse. Quando dois compostos são misturados, se não há reação química entre eles, a variação da entalpia durante o processo é denominada calor de mistura. Esse calor depende da natureza e da concentração das substâncias misturadas.

OBJETIVOS

Determinar os calores integral e diferencial da mistura entre o clorofórmio e a acetona.

FUNDAMENTOS TEÓRICOS

Neste experimento, é necessário distinguir os termos: calor diferencial e calor integral de mistura ou de solução. O calor integral de solução, ∆H, é o calor absorvido ou liberado quando se prepara, por mistura de dois componentes puros, uma solução de concentração c. Enquanto que o calor diferencial de solução, ∆h, é o calor liberado, ou absorvido, quando 1 mol de soluto é dissolvido numa quantidade infinita de solução de concentração c, tal que esta concentração não varie apreciavelmente à pressão e temperatura constantes. Esses dois termos estão relacionados segundo a Equação 3.1:

(3.1) em que x1 é a fração molar do soluto e x2 a fração do solvente. Portanto, conhecendo-se o

valor de ∆H em função da concentração pode-se calcular ∆h2, a uma dada concentração.

Num sistema binário, o gráfico ∆h = f(x) pode apresentar um máximo, e isto geralmente significa que há uma forte associação dos dois componentes da mistura. A proporção molar dos componentes desta associação é dada pela concentração na qual este máximo ocorre.

Neste experimento, ao misturar a acetona e o clorofórmio haverá uma liberação de calor (mistura exotérmica) que não é dada somente pelos efeitos da diluição, mas também pelo calor envolvido na formação de ligações de hidrogênio entre a acetona e o clorofórmio, tal que:

(CH3)2 C=O + HCCl3  (CH3)2 C=O ... HCCl3

Tal fenômeno pode ser comprovado dissolvendo-se a acetona em um solvente “inerte”, tal como o tetracloreto de carbono, e repetindo-se o processo de mistura com o clorofórmio ou, ainda, estudando a variação ∆h em função da fração molar de um dos compostos.