Em um calorímetro de capacidade calorífica (K) igual a 335 J/°C misturam-se 100 mL de HNO₃ 1 mol/L com 100 mL de NaOH 1,0 mol/L. A temperatura inicial das soluções é a mesma e igual a 19,1 °C, e a temperatura final da mistura é 23,9°C. Sendo que, no processo, a variação da temperatura do calorímetro é a mesma da mistura.
Calcule o calor da reação ocorrida dentro do calorímetro, em kJ/mol.
Dados :
c especifico = 4,184 J.g⁻¹.°C⁻¹
densidade das soluções = 1,0 g/mL
Soluções para a tarefa
O calorímetro participa do sistema de calor. Assim sendo, a quantidade de calor da reação (Qrea) é a quantidade de calor aproveitada pela solução (Qsol) somada ao calor absorvido pelo calorímetro (Qcal).
A variação de temperatura foi a mesma para todo o sistema, isto é, AT = 23,9-19,1 = 4,8°C. A capacidade térmica do calorímetro é o produto m.c = K = 335. Já a massa da solução é de 200 gramas.
Qrea = Qcal + Qsol
Qrea = m.c.AT + m.c.AT
Qrea = 335.4,8 + 200.4,184.4,8
Qrea = 1608 + 4016,64 = 5624,64 J
Logo, o calor da reação foi 5624,64 J. Vamos encontrar quantos mols reagiram ao total.
1 mol -- 1 litro
x mol --- 0,01 litro (10 mL)
x = 0,01 mol
Foram dois mols (2 x 0,01) misturados, então o calor, em kJ/mol, é de:
5624,64/0,02 = 281232 J/mol = 281,232 kJ/mol