A Calorimetria na Química

        Nesta aula foi realizado experimentos termoquímicos em 3 etapas:

ETAPA 1 - Determinação da capacidade térmica ou calorífica do calorímetro.

ETAPA 2 - Determinação do calor na reação entre NaOH e HCl.

ETAPA 3 - Determinação do calor na reação entre NaOH e CH3COOH.

ETAPA 1 - Determinação da capacidade térmica ou calorífica do calorímetro

" O calorímetro é um aparelho isolado termicamente do meio externo e muito utilizado nos laboratórios para estudos sobre a quantidade de calor trocado entre dois ou mais corpos de temperaturas diferentes[...] Determinar a capacidade térmica do calorímetro é necessário, porque o calorímetro troca calor com o sistema que está sendo investigado no seu interior. Este processo é denominado de calibração. A calibração é feita pela mistura, no interior do calorímetro, de quantidades conhecidas de água fria e quente."

Na primeira etapa do experimento, foi medido, em proveta, 50,0 mL de água fria (armazenada em um bécker e resfriada com gelo em caixa de isopor) e depois transferiu-se a água para o calorímetro. Nele, mediu-se a temperatura da água, com termômetro digital com uma (1) casa decimal de precisão. A temperatura encontrada foi de 19,0°C. Depois, mediu-se também em proveta, 50,0 mL de água quente (armazenada em um bécker, aquecida por um aquecedor). A temperatura, medida por termômetro digital com uma (1) casa decimal de precisão, foi de 41,6°C. A água quente foi transferida para o calorímetro e homogeneizada com auxílio de bastão de vidro.

 A temperatura de equilíbrio da mistura foi de 28,3°C.

Medida de água	Temperatura	Temperatura de Equilíbrio	Variação de temperatura (ΔT)
Água fria	50,0 mL	19,0 °C	28,3 °C	9,3 °C
Água quente	50,0 mL	41,6 °C	-13,3 °C

Com essas informações calculamos a capacidade calorífica do calorímetro com os seguintes cálculos:

• Capacidade calorífica no calorímetro:

1. Usar a equação Q = mc(ΔT)1 para descobrir o calor (Q) da água fria e água quente.

[pic 1]

2. Como temos a medida da água em mL, é necessário transformá-la para gramas. Sabendo que a densidade da água é 1,0 g/mL, temos a seguinte equação2:

[pic 2]

[pic 3]

[pic 4]

3. Equação para água fria:

[pic 5]

[pic 6]

onde:

• Q = o que queremos saber;
• m = 50 g;
• c = 1,0 cal/g °C;
• ΔT = 19°C - 28,3°C = 9,3°C.

[pic 7]

[pic 8]

4. Equação para água quente:

[pic 9]

[pic 10]

onde:

• Q = o que queremos saber;
• m = 50 g;
• c = 1,0 cal/g °C;
• ΔT = 28,3°C - 41,6°C = -13,3°C.

[pic 11]

[pic 12]

5. Sabendo o calor (Q) da água fria e quente, calcula-se o calor (Q) no calorímetro:

[pic 13]

[pic 14]

[pic 15]

[pic 16]

[pic 17]

[pic 18]

6. Já se sabe o calor do calorímetro, agora, calcula-se a capacidade térmica do calorímetro(C cal)3:

[pic 19]

[pic 20]

ETAPA 2 - Determinação do calor na reação entre NaOH e HCl

        

        Reação do experimento:

NaOH(aq) + HCl(aq) ---> H2O(l) + NaCl (aq) + calor liberado/absorvido

        Na segunda etapa, foi medido, em proveta, 50,0 mL de solução aquosa de NaOH (hidróxido de sódio). Mediu-se a temperatura, com termômetro digital com uma (1) casa decimal de precisão. A temperatura encontrada foi de 20,1°C. Depois transferiu-se para o calorímetro. Nele, esperou-se três (3) minutos, mediu-se novamente a temperatura, com termômetro digital com uma (1) casa decimal de precisão. A temperatura encontrada foi de 21,3°C.

        Mediu-se também em proveta, 50,0 mL de solução aquosa de HCl (ácido clorídrico). A temperatura, por termômetro de mercúrio, foi de 21,5°C.

        No calorímetro já contendo NaOH, foi colocado o HCl e imediatamente medida a temperatura com termômetro digital com uma (1) casa decimal de precisão. A temperatura encontrada foi de 25,2°C.

        Temos que a variação de temperatura (ΔT) dentro do calorímetro é 3,9 °C.

Medida	Temperatura fora do calorímetro	Temperatura no calorímetro	Temperatura máxima (mistura no Calorímetro)	Variação de temperatura (ΔT)
Solução de NaOH	50,0 mL	20,1 °C	21,3 °C	25,2 °C	3,9 °C
Solução de HCl	50,0 mL	21,5 °C	-----	3,7 °C

        Com essas informações determinamos o calor da reação pelos seguintes cálculos:

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