Calibração de um calorímetro
1 . Objetivo: Verificar experimentalmente, como o equilíbrio térmico, utilizando um calorímetro e medir a capacidade térmica do calorímetro. 2. Introdução: É possível medir a energia transferida para um sistema na forma de calor, se soubermos capacidade calorifica do sistema, C, isto é, e a razão entre o calor fornecido e o aumento de temperatura que ele provoca. C= q T
Conhecida a capacidade calorifica, pode-se medir a variação de temperatura, T, do sistema então calcular o calor fornecido usando a equação q= C T. A capacidade calorifica é uma propriedade extensiva: quanto maior for a amostra, mais calor é necessário para aumentar sua temperatura e portanto, maior sua capacidade calorifica. É comum, portanto, registrar a capacidade calorifica especifica (frequentemente chamada de calor de calor especifico). C, que é capacidade calorifica dividida pela massa da amostra (c, = C/m) ou a capacidade calorifica dividida pela quantidade (em mols) da amostra ( Cm= C/n). A transferência de energia na forma de calor é medida com um calorímetro, um dispositivo no qual o valor transferido é monitorado pela variação de temperatura que ele provoca, usando-se capacidade calorifica do calorímetro, Ccal para converter a mudança de temperatura no calor produzido. qcal=Ccal T
A capacidade calorifica de um objeto é a razão entre o calor fornecido e o aumento de tempetura observado. A transferência de calor é medida com um calorímetro calibrado.
3 . Materiais Utilizados: - Calorímetro (garrafa térmica) - Termômetro (- 10 Cº a 110 Cº) - Béquer (150 mL) - Proveta (100 mL)
- Água destilada - Aquecedor
4. Procedimento: Utilizando a proveta, meça 50 mL de água que corresponde a 50 g de água (dágua= 1,0 g/cm3)). Coloque a água no calorímetro à temperatura ambiente e agite a água até a temperatura permanecer constante, isto é, atingir o equilíbrio térmico. Anote o valor desta temperatura inicial da água (T1i) e da massa de água (mágua1). Coloque 100 g de água (utilizando a proveta para medir) no béquer, e aqueça a água a uma temperatura de 50 oC (não precisa ser necessariamente este valor). Anote o valor desta temperatura (T2i) e da massa de água (mágua2).. Adicione rapidamente a água aquecida à água dentro do calorímetro, tampe-o. Resfrie o termômetro em água corrente, antes de introduzi-lo no calorímetro. Agite a água até a temperatura permanecer constante, isto é, até atingir o equilíbrio térmico. Anote o valor da temperatura final (Tf). Repetir a experiência, no mínimo, três vezes.
5. Resultados e discussões: 1) Determinar o valor médio da capacidade térmica do calorímetro.
2)
Determinar o equivalente em água do calorímetro.
3) Dê sugestões de como poderia diminuir a capacidade térmica do calorímetro. 4) Pesquise e descreva um procedimento detalhado para determinar:
a) Calor de reação, calor de neutralização; b) Calor de dissociação de (NaOH) em água;
1) T1i; 22°C , 23°C, 22°C
T2i; 50°C, 50°C, 50°C TF; 35°C, 36°C, 35°C
Primeiro resultado obtido na capacidade térmica do calorímetro C= 273.569 J/°C Segundo resultado obtido na capacidade térmica do calorímetro C= 241.307 J/°C Terceiro resultado obtido na capacidade térmica do calorímetro C= 273.569 J/°C
2)
Valor médio de C; C1, C2, C3 = 262,815 J/°C
3) 4)
Determinação do calor de reação de neutralização de ácido e base forte
1.Esvazie, lave e resfrie a garrafa térmica utilizado no experimento anterior; 2.
Meça, com uma proveta, 50 mL da solução de ácido clorídrico 1,0 M e coloque na garrafa
térmica. Agitesuavemente e meça a temperatura do conjunto após estabilizar.
3. Meça, com uma proveta, 50 mL da solução de hidróxido de sódio 1,0 M. Meça a
temperaturadesta solução que deve ser igual à da solução de ácido. Senão, faça com que ambas soluçõesentrem em equilíbrio térmico com o ambiente até que atinjam a mesma temperatura. 4. Verter a solução de hidróxido de sódio sobre a solução de ácido clorídrico. Feche
rapidamente ocalorímetro e acompanhe a elevação da temperatura. Anote a temperatura após estabilizar.
5. Calcule a entalpia da reação de neutralização, Hneutralização, considerando a capacidade
caloríficado calorímetro. Compare-o com os valores reportados na literatura. qreação + qsolução + qcalorímetro = 0
b)
DISSOLUÇÃO: Determinação do calor de dissolução do NaOH (s) em água. 1) Medir com a proveta 96 mL de água destilada a temperatura ambiente e despejar no
calorímetro vazio. Após o sistema entrar em equilíbrio medir a temperatura da água no calorímetro. 2)
Medir 4g de NaOH utilizando um Becker pequeno e balança analítica. Fazer esse
procedimento rápido poisNaOH é altamente higroscópico. Não deixar o frasco original de NaOH aberto por muito tempo para não contaminar o restante do produto. 3) Introduzir os 4g de NaOH dentro do calorímetro com água e agitar levemente para dissolver
todo o NaOH e após alguns minutos (± 2ou 3) medir a temperatura do sistema. 4) Fazer os cálculos para determinar T. Note que você possui aproximadamente 100g de
solução.
5) Calcular o calor cedido pela reação e em seguida calcular o H (vamos chamá-lo de H ). 1
Lembre-seque o H representa o calor liberado/recebido por mol. Nesse caso é preciso calcular o número de moles de NaOH na solução. DADOS: Considere o calor específico da solução de NaOH igual a 0,94 cal/gºC. Considere T T . Massa molar do NaOH = 40 g/Mol. dis
Conclusão:
cal
