Relatório

Páginas: 16 (3766 palavras) Publicado: 14 de novembro de 2011
Universidade Federal de Pernambuco
Centro de Tecnologia e Geociências
Departamento de Engenharia Química

Relatório 2 – Calor de neutralização e calor de mistura

Aluna: Carina Anselmo de Lima
Disciplina: Laboratório de Engenharia Química 1
Professor: José Marcos

Introdução

Calor de neutralização

O calor de reação entre um ácido e uma base é denominado calor deneutralização. Em solução aquosa, os ácidos e as bases fortes encontram-se completamente dissociados, e o calor de neutralização é numericamente igual ao calor de dissociação da água com sinal contrário.
Quando o ácido ou a base não estão completamente dissociados, o calor de neutralização assume valores menores. No caso de um ácido fraco, a adição de uma base forte desloca o equilíbrio no sentido dadissociação de mais ácido e o calor liberado na reação de neutralização do ácido é em parte utilizado para dissociá-lo. Ácidos fortes estão completamente dissociados e portanto não consomem energia na sua dissociação.

A Lei de Hess estabelece que, sendo a entalpia uma função de estado, a entalpia da reação global pode ser calculada pela soma das entalpias das semi-reações envolvidas. Dessa maneiracalcula-se a entalpia de dissociação de um ácido fraco por simples subtração da entalpia de neutralização do ácido pela entalpia de neutralização de um ácido forte com uma base forte.
A variações de entalpia durante reações de neutralização podem ser determinadas por simples calorimetria, com o auxílio de um calorímetro (figura 1), dispositivo no qual o calor transferido é monitorado medindomudanças de temperatura.

Figura 1: Calorímetro a pressão constante.

Em um calorímetro isolado adiabaticamente, o calor liberado durante a neutralização, - ΔH, é igual à quantidade total de calor recebida pelos produtos da reação, Qp, e pelo calorímetro, Qc de modo que:

- ΔH = Qp + Qc = Q   (Equação 1)

A quantidade total de calor, Q, por sua vez, pode ser medida pelaelevação da temperatura do sistema durante o processo:

Q = Cc.(Teq - Tf ) + Cp.(Teq - Tf )     (Equação 2)

Tf - a temperatura inicial de equilíbrio do calorímetro e dos reagentes;
Teq - a temperatura final de equilíbrio do calorímetro e dos produtos da reação;
Cc e Cp - as capacidades caloríficas do calorímetro e dos produtos.

A capacidade calorífica dosprodutos pode ser calculada por:

Cp = mp.cp   (Equação 3)

mp é a massa produtos
cp o calor específico dos produtos

Sendo a massa dos produtos igual à massa dos reagentes, mp está determinada pela escolha das quantidades dos reagentes.
Para medir a capacidade calorífica do calorímetro, considera-se o calorímetro isolado adiabaticamente, o calor cedido pela águaquente é igual ao calor recebido pela água fria e pelo calorímetro ou, dito de outro modo, a soma dos calores recebidos por todos os corpos no processo adiabático é igual a zero, isto é:

m.c.(Teq - Tf ) + Cc.(Teq - Tf ) + m.c.(Teq - Tq ) = 0   (Equação 4)

Calor de mistura

Quando dois compostos são misturados, se não há reação química entre eles, a variação da entalpia durante o processoé denominada calor de mistura. Esse calor depende da natureza e da concentração das substâncias misturadas.
Neste experimento, é necessário distinguir os termos: calor diferencial e calor integral de mistura ou de solução. O calor integral de solução, ∆H, é o calor absorvido ou liberado quando se prepara, por mistura de dois componentes puros, uma solução de concentração c. Enquanto que ocalor diferencial de solução, ∆h, é o calor liberado, ou absorvido, quando 1 mol de soluto é dissolvido numa quantidade infinita de solução de concentração c, tal que esta concentração não varie apreciavelmente a pressão e temperatura constantes. Esses dois termos estão relacionados segundo a equação:
∆h2 = ∆H - x2 . (d(∆H)/ dx1) (Equação 5)
Onde x1 é a fração molar do soluto...
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