A dissolução de sais pode provocar variações perceptíveis na temperatura da solução. A entalpia da dissolução de KBr(s) pode ser calculada a partir da Lei de Hess. A seguir são fornecidas equações auxiliares e respectivos dados termoquímicos:
Utilizando os dados termoquímicos fornecidos, responda:
a) A dissolução do brometo de potássio em água é um processo endotérmico ou exotérmico?
b) Qual o valor da entalpia em kJ.mol-1 da dissolução do brometo de potássio?
c) Ao se dissolver 1 mol de brometo de potássio em 881 g de água a 20 °C, qual o valor da temperatura f inal? Considere que não há troca de calor com as vizinhanças e a capacidade calorífica da solução salina é 4,18 J.g-1K-1. Dados: M (g.mol-1) K = 39,09; Br = 79,90.
Soluções para a tarefa
As equações auxiliares são:
(I) K⁺(aq) → K⁺(g) ΔH = 321 kJ/mol
(II) Br⁻(aq) → Br⁻(g) ΔH = 337 kJ/mol
(III) KBr(s) → K⁺(g) + Br⁻(g) ΔH = 689 kJ/mol
a) A dissolução do brometo de portássio em água é um processo endotérmico, devido ao ΔH > 0 (positivo), indicando que houve absorção de calor.
b) Utilizando a Lei de Hess, invertemos as equações (I) e (II) e mantemos a (III):
K⁺(g) → K⁺(aq) ΔH = -321 kJ/mol
Br⁻(g) → Br⁻(aq) ΔH = -337 kJ/mol
KBr(s) → K⁺(g) + Br⁻(g) ΔH = 689 kJ/mol
Somando as equações, temos a equação a dissolução:
KBr(s) → K⁺(aq) + Br⁻(aq) ΔH = ? kJ/mol
O variação de entalpia é somada da mesma maneira. Desta forma:
ΔH = (-321) + (-337) + 689 ⇒ ΔH = +31 kJ/mol.
c) M(KBr) ≅ 119 g/mol
massa da solução: 119 g (1 mol) de Kbr + 881 g de água = 1000 g
c = 4,18 J/gK
Admitimos que ΔH = Q = +31 kJ/mol = 31000 J/mol
A fórmula é:
Q = m × c × ΔT
Substituindo os valores, temos:
Como a variação de temperatura na escala Kelvin é igual à variação na escala Celcius, podemos admitir que ΔT = 7,4ºC.
Como a dissolução do brometo de potássio é endotérmico e absorve calor, a temperatura diminuirá 7,4ºC.
Logo: 20ºC - 7,4ºC = 16ºC.
Ou seja, a temperatura final será 16ºC.