Na Parte B do experimento, um aluno mistura 25,0 mL de HCl 1,1 M (aq) com 1.000 NaOH em um calorímetro bem isolado e observa que a temperatura da solução aumenta em?
A equação química balanceada para a reação entre HCl e NaOH é:
$$HCl_{(aq)}+NaOH_{(aq)}\rightarrow NaCl_{(aq)}+H_2O_{(l)}$$
O calor liberado pela reação pode ser calculado usando a seguinte fórmula:
$$q=-n\Delta H$$
onde q é o calor liberado, n é o número de moles do reagente limitante e \(\Delta H\) é a mudança de entalpia da reação.
Para determinar o reagente limitante, precisamos comparar o número de moles de HCl e NaOH que estão presentes na solução. Usando as concentrações e volumes fornecidos, podemos calcular o número de moles de cada reagente:
$$n(HCl)=M(HCl)×V(HCl)=1,1 M×25,0 mL=27,5 ×10^{−3} mol$$
$$n(NaOH)=M(NaOH)×V(NaOH)=1,000 M×V(NaOH)$$
Como o volume de NaOH não é especificado, não podemos determinar o reagente limitante neste ponto. Vamos supor que o HCl seja o reagente limitante e calcular o calor liberado pela reação:
$$n=n(HCl)=27,5 ×10^{−3} mol$$
A mudança de entalpia da reação é \(\Delta H=-57,3 kJ/mol\). Substituindo esses valores na fórmula, obtemos:
$$q=-n\Delta H=-27,5 ×10^{−3} mol×(-57,3 kJ/mol)=1,57 kJ$$
Portanto, espera-se que a temperatura da solução aumente em 1,57 kJ.