1ª lei da termodinâmica

2013/2014

Trabalho 1: 1ª. Lei da Termodinâmica

Trabalho elaborado no âmbito da Unidade Curricular
Química-Física

O objetivo deste trabalho laboratorial é tentar calcular a variação de entalpia de formação do ácido salicílico tendo em conta a variação de temperatura medida aquando da combustão de uma amostra do mesmo. Para tal é necessário saber a constante calorifica do calorímetro usado, e para isso efetuou-se a combustão de uma outra amostra de ácido benzoico, cuja variação de entalpia de combustão é conhecida. A sua reação de combustão é:

C6H5COOH(s) + O2(g) → 7CO2(g) + 3H2O(l)

E como tal, Δn = 7 - ()  Δn = - 0,5. Sendo que a variação de entalpia de combustão é conhecida (ΔHc = -3226,7 kJ/mol), podemos calcular a variação da energia interna: ΔHc = ΔU + Δ(PV)   ΔHc = ΔU + ΔnRT   ΔU = ΔHc – ΔnRT   ΔU = -3226,7 kJ/mol -(-0,5 mol)(8,314 J/K/mol)(298.15 K)()  ΔU = -3225,46 kJ/mol Conhecendo a variação de energia interna é possível calcular a constante calorifica do calorímetro calculando previamente o calor, sendo que conhecemos a massa da substancia queimada: -ΔUc(S)= - Δ(A)  -ΔUc(S)= -( -3225,46 kJ/mol)   -ΔUc(S)=7,02 kJ/mol

q = - ΔUc(S)  q = 7,02 kJ/mol

C =  C =  C = 5,616 kJ/mol

Determinada a constante calorífica do calorímetro é possível calcular a variação de entalpia de combustão molar da amostra, isto é, do ácido salicílico. A sua reação de combustão é:

C7H6O3(s) + 7O2(g) → 7CO2(g)+3H2O(l)

O que nos leva a: Δn = 7 – 7  Δn = 0, e assim sendo a variação de entalpia de combustão é: Δ(A) = - CΔT + ΔnRT  Δ(A) = - (5,616 kJ/mol)(1,05ºC)  Δ(A) = -3000,98 kJ/mol

Depois disso podemos finalmente calcular a variação de entalpia de formação do ácido salicílico:

Δ(A) = 7Δº (CO2(g)) + 3Δº (H2O(l)) - 7Δº (O2(g)) - Δº (C7H6O3(s))  Δ (C7H6O3(s)) = 7Δº (CO2(g)) + 3Δº (H2O(l)) - 7Δº (O2(g)) - Δ(A)   Δ (C7H6O3(s)) = 7(-393,77 kJ/mol) + 3(-286,17