Question

Um aluno efetuou um experimento para avaliar o calor envolvido na reação de um ácido com uma base. Para isso, tomou 8 tubos de ensaio e a cada um deles adicionou 50 mL de uma mesma solução aquosa de HCl e diferentes volumes de água. Em seguida, acondicionou esses tubos em uma caixa de isopor, para minimizar trocas de calor com o ambiente. A cada um desses tubos, foram adaptados uma rolha e um termômetro para medir a temperatura máxima atingida pela respectiva solução, após o acréscimo rápido de volumes diferentes de uma mesma solução aquosa de NaOH. O volume final da mistura, em cada tubo, foi sempre 100 mL. Os resultados do experimento são apresentados na tabela.

a) Construa um gráfico, no quadriculado apresentado na página de resposta, que mostre como a temperatura máxima varia em função do volume de solução aquosa de NaOH acrescentado.

b) A reação do ácido com a base libera ou absorve calor? Justifique sua resposta, considerando os dados da tabela.

c) Calcule a concentração, em mol L-1, da solução aquosa de HCl, sabendo que a concentração da solução aquosa de NaOH utilizada era 2,0 mol L-1.

Answer 1

a) Tendo como base a tabela recebida, teremos uma elevação da temperatura do tubo 1 até o tubo 6. Nota-se, no entanto, que a partir do tubo 6 a temperatura permanecerá constante. (ver gráfico em anexo).


b) O tubo 1 contém 50mL de solução de HCl e 50mL de H2O. Neste tubo, a temperatura é de 23°C. Já no tubo 2, percebemos que a temperatura está mais elevada (24,4°C). Neste tubo temos 50mL de solução de HCl, 45mL de H2O e 5mL de solução de NaOH.
Constatamos que a reação de neutralização entre as substâncias HCl e NaOH eleva a temperatura, portanto, a neutralização produz calor.


c) O tubo 6, porém, é o que concentra a temperatura mais elevada, apontando que as sunstãncias HCl e NaOH são reagentes estequiometricamente, ou seja, os reagentes não foram excedidos.

Para exemplificar, observem a equação química:

NaOH + HCl → NaCl + H2O + calor
1 mol      1 mol


Portanto, é possível chegar à conclusão que: $n_{NaOH}= n_{HCl}$

O cálculo da quantidade de matéria (em mol) de NaOh é assim representado:

M = $\frac{ n_{NaOH} }{V}$

2 mol . L⁻¹ = $\frac{ n_{NaOH} }{25.10^{-3}L }$
$N_{NaOH =} 50. 10^{-3}mol$


Concentração da solução HCl, expressa pelo cálculo:

M = n/V
M = 50.10⁻³mol/50.10⁻³L
M = 1 mol.L⁻¹