Question

Num experimento, um aluno dissolveu 4,04 g de nitrato de potássio em água a 25 oC, totalizando 40 g de solução salina. Considere que não há perda de calor para as vizinhanças e a capacidade calorífica da solução salina é 4,18 J.g-1.K-1. A entalpia de dissolução do nitrato de potássio é AH = 34,89 kJ.mol-1. Massas molares (g.mol-1): K = 40, N = 14, O = 16. Com base nos dados fornecidos, a temperatura final da solução será de: a) 20,1oC. *b) 16,6oC. c) 33,4oC. d) 29,9oC. e) 12,8oC.

Answer 1

Massa molar KNO3=102g/mol

Para dissolver 102g (1mol) de KNO3 são necessários 34.89kJ, logo para dissolver 4.04g precisamos de 

102g KNO3----------34.89kJ
4.04g-----------------------x
x=1.382kJ

Variação de temperatura da solução salina

Q=m*c*ΔT
Q=40*4.18*ΔT

Como Q=1.382kJ ou 1382J temos

1382=40*4.18*ΔT
1382=167.2*ΔT
ΔT=8.3ºC

A temperatura inicial era 25ºC e foram utilizados 8.3ºC, logo a temperatura final da solução é 25-8.3=16.7ºC.

Answer 2

O enunciado informa a entalpia de dissolução de cada mol de KNO3: 34,89kJ/mol. 

Pela massa molar do KNO3, podemos saber qual a massa em g de cada 1mol do sal:


A massa molar é calculada por:
K = 40 +
N = 14 +
O = 16*3 total = 101gmol-1


assim, se cada 1mol que é 101gmol-1 equivale libera 34,89kJ, como não há perda, todo esse calor foi transferido para a solução. 

101g ----- 34,89kJ
4,10g ---- x 


x = 1,42kJ liberados da dissolução dos 4,10g de sal;

Utilizando a fórmula do calor sensível: 

Q = c*m*delta T

Em que Q = calor sensível (em Joules)

c = capacidade calorífica (J/g.K)

delta T = variação de temperatura (Tf - Ti)

m = massa (g)

Convertendo 1,42kJ para Joules 1420J, sabendo-se que a massa da solução e´40g e a capacidade calorífica -e 4,18JgK e calculando a variação de temperatura:


1420 = 40*4,18*(delta T)

delta T =   8,5 oC 

Ou seja a temperatura variou em 8,5oC, como a dissolução é endotérmica (delta H é positivo), então a solução diminui sua temperatura nessa quantidade:


25oC - 8,5oC = 16,5oC.