Neste experimento serão medidos os calores absorvidos ou depreendidos nas reações efetuadas e, como calorímetro, será usado, simplesmente, um erlenmeyer de 250 mL. Admitir-se-á que o calor da reação será utilizado para modificar a temperatura da solução aquosa e do vidro do erlenmeyer, sendo que outras pequenas trocas de calor com o exterior serão desprezadas. O símbolo Q é frequentemente empregado para designar diferença entre energia térmica de um sistema em seus estados inicial de final.
O valor de Q se obtém mediante o seguinte cálculo:
Q = m . c . Δt,
Onde:
m = massa c = capacidade calorífica Δt = variação de temperatura entre os estados inicial e final
“Capacidade calorífica” é definida como o número de calorias necessárias para aumentar de 1°Ca temperatura de um grama de uma substância (de 15 – 16 °C). A capacidade calorífica da água é 1,0 cal . g-1 . grau-1, e a do vidro é 0,2 cal . g-1 . grau-1.
Nesta prática, será medida a quantidade de calor absorvida ou depreendida em cada uma das três reações:
Reação n°1:
Hidróxido de sódio sólido dissolvido em água, para formar a solução aquosa dos íons.
NaOH(s) → Na+(aq) + OH-(aq) + X1 cal
ΔH1 = - X1 cal
Reação n°2:
Hidróxido de sódio sólido reagindo com uma solução aquosa de cloreto de hidrogênio para formar água e solução aquosa de cloreto de sódio.
NaOH(s) + H+(aq) + Cl-(aq) → H2O + Na+(aq) + Cl-(aq) + X2 cal
ΔH2 = - X2 cal
Reação n°3:
Solução aquosa de hidróxido de sódio reage com solução aquosa de cloreto de hidrogênio para formar água e solução aquosa de cloreto de sódio.
Na+(aq) + OH-(aq) + H+(aq) + Cl-(aq) → H2O + Na+(aq) + Cl-(aq) + X3 cal
ΔH3 = - X3 cal
● Determinação do calor na reação n°1:
1. Determinar a massa de um erlenmeyer de 250 mL, limpo e seco, com precisão de0,1 g.
2. Adicionar ao mesmo 200 mL de água fria. Agitar cuidadosamente com um termômetro até atingir uma temperatura constante (aproximadamente igual à temperatura ambiente ou ligeiramente inferior). Anotar esta temperatura.
3. Anotar a massa de 7-8 pastilhas de NaOH.
4. Transferir o NaOH(s) para o erlenmeyer contendo água. Agitá-lo por rotação, até que todo hidróxido de sódio se dissolva. Verificar a temperatura máxima alcançada e anotá-la com precisão de0,2 °C.
● Determinação do calor na reação n°2:
Usar outro erlenmeyer limpo e seco ou o mesmo utilizado anteriormente, após lavá-lo muito bem com água e enxágua-lo com água destilada.
Repetir os itens1 a4 descritos acima, substituindo os 200 mL de água fria por 200 mL de HCl0,20 M.
● Determinação do calor na reação n°3.
Usar um terceiro erlenmeyer limpo e seco ou o mesmo anteriormente utilizado após muito bem lavá-lo conforme já descrito.
1. Colocar 50 mL de solução0,5 M de HCl no erlenmeyer.
2. Em um outro recipiente, medir 50 mL de solução de NaOH. Verificar a temperatura das duas soluções; ambas devem estar à mesma temperatura, igual à ambiente ou ligeiramente inferior. Não esquecer de lavar e secar o termômetro antes de transferi-lo de uma solução para outra.
3. Adicionar a solução de hidróxido de sódio à de ácido clorídrico. Mexer rapidamente, usando o próprio termômetro como agitador. Anotar a máxima temperatura alcançada.
Referências: RUSSELL, John B.; Química Geral vol.1, São Paulo: Pearson Education do Brasil, Makron Books, 1994. FELTRE, Ricardo; Fundamentos da Química, vol. Único, Ed. Moderna, São Paulo/SP – 1990. HARRIS, Daniel c.; Análise Química Quantitativa, Ed. LTC, Rio de Janeiro/RJ – 1999. HUMISTON, Gerard E.; BRADY, James E.; Química Geral, Ed. LTC, Rio de Janeiro/RJ – 2000.