Question

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.​

Answer 1

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:

$\Delta T=\frac{Q}{mc}\\\\\Delta T=\frac{31000}{1000\times4,18}\\\\\Delta T=7,4 \ K$

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.