ENTALPIA DE FORMAÇÃO DO NH4Cl(s)

UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARANÁ

SETOR DE CIÊNCIAS EXATAS

DEPARTAMENTO DE QUÍMICA

CQ050 – FÍSICO-QUÍMICA EXPERIMENTAL I

PRÁTICA 6 – ENTALPIA DE FORMAÇÃO DO NH4Cl(s)

05/05/2015

Profª. Regina Maria Queiroz de Mello

Aluna: Letícia das Chagas Lima

        CURITIBA/PR

Introdução [1]

          Este experimento está relacionado com a entalpia de formação de alguns compostos. A entalpia é uma propriedade de estado extensiva e, pode ser definida como a quantidade de calor trocado no sistema à pressão constante. Como toda propriedade de estado, a variação de entalpia (ΔH) é a diferença entre seus valores, final e inicial, que são tomados independentemente do caminho percorrido para chegar até eles. A propriedade extensiva da entalpia nos diz que esta grandeza é dependente da quantidade de matéria contida no sistema. Pode-se expressar a variação de entalpia pela equação abaixo.

                                                                  ΔH=Qp                                                     (1)

          A entalpia de formação de um composto é a quantidade de calor necessária para a formação de um mol desta substância. Este calor pode ser negativo ou positivo, indicando que a reação para a formação pode ser, respectivamente, exotérmica ou endotérmica.

          Em muitos casos a obtenção experimental da entalpia de formação, a partir da reação direta do composto, é muito difícil de ser feita. Pois pode envolver reações de alto risco, uma alternativa para este tipo de circunstância é a aplicação da Lei de Hess. Este experimento é um exemplo dessa situação. A formação direta do cloreto de amônio se dá pela reação com gás nitrogênio e gás hidrogênio, gases de alta inflamabilidade e explosividade com o gás oxigênio [2,3,4], por isso a utilização de equações secundárias se torna necessária.

Objetivo

         

Determinar experimentalmente o valor da entalpia de formação do cloreto de amônio, utilizando a Lei de Hess.

Procedimentos Experimentais

          Como a determinação direta da entalpia de formação do NH4Cl(s) é inviável devido a estrutura do laboratório em que o experimento foi feito, foram utilizadas reações secundárias para obtê-la. Os calores de formação dessas reações foram previamente fornecidos, com exceção de dois, que serão determinados neste experimento. As reações das quais serão determinados os calores são: a de neutralização de NH4OH(aq) com HCl(aq) para formar NH4Cl(aq); e a de dissolução e dissociação de NH4Cl(s) em água destilada.

          Para isto, o experimento foi dividido em três etapas:

- Etapa 1: Determinar a constante calorimétrica do calorímetro (Ccal).

           Um calorímetro foi utilizado no experimento para conseguir medir com relativa precisão a quantidade de calor envolvida em casa uma das etapas. O calorímetro em questão era uma garrafa térmica, suficientemente competente para as dimensões da prática.

          A determinação da constante calorimétrica é necessária, pois, apesar de o calorímetro não trocar significativas quantidades de calor com o meio externo, as paredes internas do calorímetro participam das trocas de calor com os corpos que estão no seu interior.

          Para determinar Ccal foi feito o seguinte procedimento:

Colocou-se 100mL de água no calorímetro, após 1 minuto foi anotada a temperatura (T1= 20,1º C) em que a água estava. Em um béquer foi aquecida cerca de 200mL de água até uma temperatura de aproximadamente 60,0º C. Com esta água foi ambientada uma proveta e em seguida enchida com 100mL. Foi anotada a temperatura e imediatamente despejada dentro do calorímetro, fechando-o rapidamente. A temperatura medida nesta etapa foi de 62,8º C (T2). Aguardou-se cerca de 1 minuto, agitando a água algumas vezes. A temperatura de equilíbrio (T3) foi anotada, 37,7º C.

- Etapa 2: Determinação do calor envolvido na dissolução e dissociação de NH4Cl(s).

          Aqueceu-se novamente 200mL de água até uma temperatura inicial (Ti) de 59,8º C, esta foi colocada no calorímetro e, então adicionou-se 5,394g de NH4Cl(s). Manteve-se agitação suave até a completa dissolução do sal. Anotou-se novamente a temperatura (Tf), que foi de 57,3º C. Após isto, foi descartada a solução e o calorímetro foi lavado.

- Etapa 3: Determinação do calor envolvido na reação entre NH4OH e HCl.

           Foram adicionadas ao calorímetro 100,0mL da solução de NH4OH(aq) e foi anotada a temperatura de equilíbrio térmico (Ti), que foi de 21,7º C. Em seguida foram adicionadas 100mL da solução de HCl(aq) e foi anotada novamente a temperatura (Tf), 31,2º C.

        Resultados e discussões                

- Etapa 1:

Dados: T1=20,1º C; T2=62,8º C; T3=37,7º C; mágua=100g; cágua= 1 cal.g-1. º C-1.

          Para calcular Ccal, usou-se a seguinte equação:

              [mágua.cágua.(T3-T1)] + [Ccal.(T3-T1)] + [mágua.cágua.(T3-T2)] = 0               (2)