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1. TÍTULO

DETERMINAÇÃO DO CALOR DE DISSOLUÇÃO

2. RESUMO

Utilizando 6g de ácidos benzoico, adicionado em 300mL de agua destilada e quente, para realizar a cristalização do soluto. Pipetar 25mL do sobrenadante e titular a amostra de hidróxido de sódio, utilizando a fenolftaleína como indicador.

Obtendo os volumes de NaOH em temperaturas diferentes, a Concentração, a Solubilidade e o Ln S e 1/T para determinar o calor de dissolução.

3. OBJETIVO

Determinar o calor de dissolução do ácido benzoico a partir das medidas de sua solubilidade em solução aquosa a diferentes temperaturas.

4. INRODUÇÃO

Será estudado o equilíbrio entre o soluto na solução e o soluto sólido puro, para tanto será utilizada uma solução saturada de ácido benzoico, de forma a se obter o equilíbrio:

soluto (sólido puro) soluto (solução)

Nesta condição a solução encontra-se saturada, com respeito ao soluto. A condição de equilíbrio requer que o potencial químico do soluto (µ2) seja o mesmo em ambas as fases, isto é,

µ2 (sólido, T, p) = µ2 (X2, T, p) (1)

onde X2 é a fração molar do soluto na solução saturada, e é portanto, a solubilidade do s oluto (S) expressa em termos de fração molar. Se a solução for ideal, pode-se utilizar a seguinte relação:

µ2 (X2, T, p) = µ2 (S, T, p) = µ02 (T, p) + RTlnS (2)

onde µ02 é o potencial químico do soluto líquido puro.

Rearranjando a Eq. (2), a seguinte expressão para a solubilidade é obitida:

lnS = (〖-µ2〗^0 (T,p)+µ2(solido,T,p) )/RT

Como µ02 (T, p) é o potencial químico do soluto líquido puro, µ02 (T, p) - µ2(solido, T, p) = ΔGdissoL, onde ΔGdissoL é a energia livre molar de dissolução do soluto em saturação, a Eq. (3) pode ser reescrita na forma:

lnS = (-ΔG dissol)/RT

A forma diferencial da Eq. (4), sendo mantida a pressão constante é:

(lnS)p = - 1/R ( (ΔG dissol))/T

Dividindo ambos os membros da Eq. (5) por T:

( (lnS)p)/( T) = - 1/R ( (ΔG dissol./T))/( T)

Mediante a equação de Gibbs-Helmholtz:

(( (ΔG/T))/( T))p = - ΔH/T^2

a Eq. (6) se modifica para:

( (lnS))/( T) = ΔHdissol/〖RT〗^2

ou de forma equivalente para:

( (lnS))/( (1/T)) = - (ΔH dissol)/R

onde ΔGdissoL é a variação de entalpia envolvida na dissolução de um soluto para formar uma solução saturada, ou:

dlnS = (ΔH dissol)/R dt/T^2

Supondo que ΔHdissoL é constante entre as temperaturas T1 e T2, a Eq. (8) pode ser facilmente integrada entre estes limites, ou seja:

lnS1/S2 = (ΔH dissol)/RT(1/T2 - 1/T1)

onde S1 é a solubilidade do soluto na temperatura absoluta T1 e S2 é a solubilidade do soluto em T2.

Se a solubilidade de uma substância é determinada em duas temperaturas diferentes, o seu calor de dissolução (ΔHdissoL) pode ser calculado plea aplicação da Eq. (9). Um resultado mais preciso pode ser obtido se a solubilidade for determinada em várias temperaturas diferentes. Assim ΔHdissoL pode ser obtido da inclinação de um gráfico de ln S vs. 1/T, conforme a Eq. (7b).

5. PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL

Adicionar 6 g de ácido benzoico à um erlenmeyer, logo em seguida adicionar 300 ml de água destilada à 70 ºC. Mergulhas o erlenmeyer no termostato a 25 ºC, e aguardar o equilíbrio térmico. Após o sólido repousar, pipetar 25 mL (a pipeta tem que estar aquecida), e transferir para outro erlenmeyer. Titular com uma solução padronizada de hidróxido de sódio 0.05 N, utilizando a felnolfitaleína como indicador.

Repetir o procedimento com o termostato a 35 e 45 ºC. Titulando com hidróxido de sódio a 0,1 M, as soluções de ácido benzoico a alta temperatura.

6. RESULTADOS E DISCUSSÃO

Pela solução de Ácido Benzoico foi feito em 3 temperaturas diferentes (45ºC, 35ºC e 25ºC). Foram obtidos os seguintes resultados:

Foi calculada a media dos volumes de NaOH obtidos nas três temperaturas e em seguida foi calculada a Concentração (mol. L-1).

25ºC C1 x V1 = C2 x V2

Volume 1 = 15,6 X .25ml=0,05 .15,6ml .〖10〗^(-3)

X= 0,78⁄25=0,0312 M/mL

x=3,12 x 〖10〗^(-5) mol/L

X .25ml=0,05 .15,6ml .〖10〗^(-3)

X= 0,78⁄25=0,0312 M/mL

x=3,12 x 〖10〗^(-5) mol/L

25ºC C1 x V1 = C2 x V2

Volume 2 = 15,6 X .25ml=0,05 .15,6ml .〖10〗^(-3)

x=3,12 x 〖10〗^(-5) mol/L

25ºC