Question

Uma amostra de 1,349 g de cafeína pura, C8H10O2N4, é queimada em oxigênio num calorímetro que contém 1,828 kg de água. A capacidade calorífica total no interior do calorímetro (sem a água) é 1,648 kJ/°C. Se a temperatura muda de 21,32 para 24,99 °C, qual é o calor molar de combustão da cafeína?

Answer 1

Resposta:

4,91*10³ KJ/mol

Explicação:

Dados

M(cafeína)= 1,349 g

MM(C₈H₁₀O₂N₄)= 194,2 g/mol ==> mol= 194,2 g

M(água)= 1,828 Kg = 1828 g

MM(H₂O)= 18 g/mol ==> mol= 18 g

C(cal)= 1,648 kJ/ºC

Δt = 24,99 °C - 21,32 °C = 3,67 °C

c(H₂O)= 75,3 J/mol /°C

- lembre que o calor liberado pela queima da cafeína é absorvido pelo calorímetro e pela água;

- cálculo do nº de mols da água

1 mol --- 18 g

x mol --- 1828 g

x= 101,56 mols de moléculas de água;

- cálculo do calor absorvido pela água

q(H₂O) = n(H₂O) *c(H₂O) * Δt

q(H₂O)  = 101,56 mol * 75,3 J/mol°/C* 3,67 °C

q(H₂O)  = 28,06 KJ

- cálculo do calor absorvido pelo interior do calorímetro

q(cal) = C(cal) * Δt

q(cal) = 1,648 KJ/°C * 3,67 °C

q(cal) = 6,05 KJ

- cálculo do calor total absorvido

Qtotal = q(H₂O) + q(cal)

Qtotal = 28,06 KJ + 6,05 KJ

Qtotal = 34,11 KJ

- como Qtotal  tem que ser igual à quantidade de calor liberada na queima da cafeína, fazemos:

- cálculo do nº de mols de cafeína queimado

1 mol --- 194,2 g

n mol --- 1,349 g

n= 0,00694 mol de molécula de cafeína

- cálculo do calor liberado pela queima de 0,00694 mol de cafeína

Calor lib= qtotal ÷ n° mols de cafeína

Calor lib= 34,11 KJ ÷ 0,00694 mol  

Calor lib= 4914,9 KJ/mol = 4,91*10³ KJ/mol