Lição de casa da aula: Utilizando Medidas de Calorímetros Química

Nesta atividade, nós vamos praticar a utilizar o calor específico de um material para calcular a massa, mudança de temperatura ou quantidade de calor trocado.

Questão 1

A variação da entalpia quando cloreto de cálcio (CaCl)2 se dissolve em água é de 82,9 KJ/mol. A capacidade térmica mássica da solução é aproximadamente igual à da água (𝑐=4,18/)JgK. Se 90 g de CaCl2 se dissolve em 5,0 L de água a 20C, qual é a temperatura da solução resultante?

Questão 2

A entalpia de fusão do gelo é de 6,01 KJ/mol. A 0,00C, a combustão de 10,0 g de butano (CH)410 liberta calor suficiente para fundir 1,20 kg de gelo e aumentar a temperatura da água resultante (𝑐 = 4,184 J/g⋅K) para 18,9C. Qual é a entalpia de combustão do butano?

  • A2,9×10 KJ/mol
  • B5,5×10 KJ/mol
  • C2,4×10 KJ/mol
  • D1,3×10 KJ/mol
  • E2,3×10 KJ/mol

Questão 3

O cloreto de ferro (II) aquoso (FeCl)2 e o peróxido de hidrogénio (HO)22 reagem em ácido clorídrico diluído de acordo com a equação: FeCl()+12HO()+HCl()FeCl()+HO()22232aqaqaqaql.A variação da entalpia desta reação é de 149 KJ/mol. A 20,0C, soluções que contêm 1,901 g de FeCl2 e 0,260 g de HO22 em 1 M de HCl aquoso são misturadas num recipiente isolador. A solução final tem um volume de 100 cm3, uma densidade de 1,000 g/cm3 e uma capacidade térmica mássica de 4,184 J/g⋅K. Calcule, com 1 casa decimal, a temperatura da solução no fim da reação.

Questão 4

O gás natural é principalmente metano. Queimar gás natural no ar é uma forma muito eficaz de gerar calor.

O metano queima completamente no ar de acordo com a seguinte equação:CH+2OCO+HO4222.A combustão de 10,0 mmol de metano e excesso de oxigénio aquece uma pequena quantidade de água num calorímetro em 21,1C. A água tem uma massa de 100 g e uma capacidade térmica mássica de 4,184/JgC. Assumindo que a água absorve todo o calor gerado pela reação, calcule a entalpia molar da combustão do metano.

Questão 5

Periodato de sódio aquoso (NaIO)4 reage com ácido iodídrico aquoso (HI) de acordo com a equação: NaIO()+2HI()NaIO()+I()+HO()4322aqaqaqaql.

A mudança de entalpia para esta reação é 493 KJ/mol e a entalpia da solução para NaIO4 é 55,2 KJ/mol. A 20,0C, 1,85 g de NaIO4 é dissolvido em 150 cm3 de 0,100 M aquoso HI em um recipiente isolado. Supõe-se que a solução tenha uma densidade de 1,00 g/cm3 e calor específico de 4,184 J/g⋅K e que a massa de soluto é insignificante. Ao identificar o reagente limitante e determinar o calor total absorvido ou liberado pela solução, calcule a temperatura da solução no final da reação com 1 casa decimal.

Questão 6

O etanol pode ser utilizado como um combustível, tanto por adição à gasolina ou na sua forma pura. A combustão completa de 50,0 mL de etanol liberta 906 KJ de calor sob condições normais. Sabendo que a densidade do etanol é de 0,789 g/mL, qual é a entalpia molar padrão da combustão do etanol?

Questão 7

O hidróxido de sódio aquoso (NaOH) e o ácido clorídrico (HCl) reagem de acordo com a seguinte equação: NaOH()+HCl()NaCl()+HO()aqaqaql2. A 20,00C, 4,00 g de NaOH em 100 cm3 de água são adicionados a 100 cm3 de 1,50 M de HCl aquoso. A temperatura da solução resultante é de 26,87C.

Qual é a variação da entalpia desta reação? Assuma, para todas as soluções, que a capacidade térmica mássica é de 4,184 J/g⋅K e que a densidade é de 1,00 g/cm3.

Questão 8

Hidróxido de sódio aquoso (NaOH) reage com ácido fosfórico aquoso (HPO)34 de acordo com a equação: NaOH()+13HPO()13NaPO()+3HO()aqaqaql34342.A mudança de entalpia para essa reação é 52,0 KJ/mol. Quando 1,52 g de sólido NaOH é dissolvido em 300 cm3 de 0,100 M aquosa HPO34, a temperatura da solução muda de 20,00C para 22,60C. A solução tem uma densidade de 1,00 g/cm3 e calor específico de 4,184 J/g⋅K e absorve todo o calor gerado pela reação. Qual é a entalpia da solução para NaOH, para 2 números significativos?

Questão 9

Um copo isolado contém 100 mL de água a 0C. Quando essa água é aquecida, sua densidade e calor específico permanecem aproximadamente constantes. Qual das alternativas a seguir, se despejada no copo, aumentaria a temperatura de seu conteúdo pela maior quantidade?

  • A5 mL de água a 100C
  • B20 mL de água a 60C
  • C10 mL de água a 80C
  • D80 mL de água a 20C
  • E40 mL de água a 40C

Questão 10

Um balde isolado contém 3,00 kg de areia (𝑐=0,92/)JgC misturada com 900 g de água (𝑐=4,18/)JgC. A mistura arrefece uniformemente 12,0C durante a noite. Com 2 algarismos significativos, quanto calor foi libertado da mistura?

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