TERMOQUÍMICA – LEI DE HESS

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Universidade Federal de Pernambuco

Centro de Acadêmico do Agreste

Núcleo de Formação Docente

Curso de Química-Licenciatura

LABORATÓRIO DE FÍSICO-QUÍMICA

EXPERIMENTO Nº 01

TERMOQUÍMICA – LEI DE HESS

ALUNAS: Magda Samara, Maria do Carmo, Cacau e Patricia.

TURMA: 2018.1

PROFESSOR: Juliana Angeiras Batista da Silva

Caruaru

Dia.Março.2018

1. INTRODUÇÃO

        A termoquímica é o estudo dos efeitos do calor que acompanham as reações químicas, a formação de soluções e as mudanças de estado de agregação, como a fusão ou a vaporização. Assim sendo, as transformações físico-químicas são classificadas como endotérmicas acompanhadas por absorção de calor, ou exotérmicas, acompanhadas pela evolução de calor [1].

        Na termoquímica é comum à utilização de dois termos fundamentais caracterizados como sistema, que é a parte de interesse, e a vizinhança considerada como uma parte externa do sistema, em que as medidas podem ser realizadas. Sendo assim o sistema pode interagir ou não com a vizinhança, a interação é em forma de troca de calor. Calor é definido como a energia transferida para o sistema ou do sistema para a vizinhança, é representada por q. O movimento realizado contra a força oposta é chamado de trabalho, uma propriedade muito importante para a termodinâmica, todas as formas de trabalho podem ser consideradas como equivalentes ao trabalho efetuado quando um peso é levantado contra a força da gravidade, ou quando uma bateria empurra uma corrente elétrica em um circuito. O trabalho necessário para mover um objeto até certa distância pode ser calculado multiplicando a força pela distância percorrida.

        Para distinguir o tipo de sistema envolvido se faz necessário analisar como é caracterizada a fronteira que faz a separação entre o sistema e sua vizinhança. Assim sendo, o sistema pode ser identificado como aberto em que há troca de matéria e energia com a vizinhança, sistema fechado havendo troca de energia, porém a matéria permanece constante e o sistema isolado que não há troca de matéria e nem de energia. Na prática realizada, o sistema estudado foi o isolado, pois houve o isolamento térmico para que o sistema não trocasse calor (energia) com a vizinhança [3].

        Em uma transferência de calor é necessário levar em consideração as condições físicas e químicas durante todo o processo. No entanto, calor é a energia transferida como resultado de uma diferença de temperatura. A energia flui como calor de uma região de temperatura alta a uma região de temperatura baixa. Portanto, em um sistema com paredes sem isolamento térmico, se o sistema encontra-se mais frio que suas vizinhanças, a energia flui das vizinhanças para o sistema e a energia interna do sistema aumenta [2].

        Quando na reação ocorre liberação de calor para a vizinhança, o processo é exotérmico, e quando o sistema absorve calor, o processo é endotérmico. Contudo, a liberação de calor corresponde à diminuição de entalpia de um sistema, se o processo ocorre à pressão constante, ΔH < 0, e nos casos em que há absorção de calor a pressão constante, a entalpia do sistema é aumentada, ΔH > 0 [3].

        Ao exposto, o calor também pode entrar em um sistema, de modo que a temperatura do sistema aumente, ou pode sair do sistema e, nesse caso, a temperatura diminui. Para qualquer mudança em que o calor entra no sistema, o valor de q é positivo. Por outro lado, se o calor sai do sistema, q é negativo. O sinal de q mostra, portanto, a direção da transferência de calor [2].

        Vale salientar que, a mesma variação de temperatura necessita de uma quantidade de calor diferente para diferentes materiais. Por exemplo, um sistema composto de 10 cm3 do metal ferro se torna mais quente com menos calor do que 10 cm3 de água [2].

        A razão entre o calor fornecido ao sistema e a variação na temperatura do sistema, fornece a capacidade calorífica (C), Eq. 01, que por sua vez é uma propriedade extensiva, necessária para converter uma mudança de temperatura em energia. Como a capacidade calorífica é extensiva, quanto maior for a amostra mais calor é necessário para aumentar a temperatura e consequentemente maior é sua capacidade calorífica.

C = q / ∆T                                      Eq. 01

        Na termodinâmica é comum falar em calor específico ou capacidade calorífica específica (Cs), que é definida pela capacidade calorífica dividida pela massa da amostra, e temos uma relação da capacidade calorífica com o número de mols, da qual obtém-se a capacidade calorífica molar (Cm), Eq. 03).

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        Correlacionando as equações 1, 2 e 3 e assim podemos calcular a capacidade calorífica de uma substância a partir de seu número de mols e de sua massa e de sua capacidade calorífica específica, Eq. 04, e da mesma forma relacionar o número de mols e capacidade calorífica molar, Eq. 05.

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        Para se medir a transferência de calor, utiliza-se um calorímetro, um aparelho que auxilia o monitoramento da variação de temperatura provocada pela transferência de calor, onde é usada a Eq. 06, em que a Ccal é capacidade calorífica do calorímetro.

 q = Ccal. ∆T              Eq. 06

        O objetivo desta atividade experimental é a construção de um calorímetro (instrumento usado para a medida de calor transferido em uma reação química) simples para posterior determinação dos calores de reação e dissociação. Feito isso, é possivel se verificar a Lei de Hess, observando que ela só depende dos estados inicial e final do sistema.  

2. PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL

2.1.  MATERIAIS E REAGENTES

2.2. CONSTRUÇÃO DO CALORÍMETRO

        1- Pesou-se um béquer (250 mL) limpo e seco de tal maneira que a máxima diferença entre duas medidas subseqüentes e espaçadas de 30 segundos, foi de ±0,05 g.

        2- Envolve-se o béquer pelos lados e por baixo com toalhas de papel amassadas. As toalhas de papel não foram amarradas nem compactadas fortemente ao redor do béquer, mas deixadas fofas de forma que formaram bolsas de ar preso, que é o verdadeiro isolante.

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