Como desenvolver este problema de Entalpia e calor específico?

Question

80 g de nitrato de amônio foram dissolvidos em água suficiente para se obter 1,0 L de solução. Sendo o ΔH de dissolução igual a 26 Kcal.mol -1 e o calor específico da solução aquosa de nitrato de amônio igual a 1 cal . g -1 . oC -1 , determine de quantos graus Celsius a temperatura da solução foi diminuída. Considerando a densidade da solução igual a da água, isto é: 1g . mL -1.

Answer 1

Para determinar a variação de temperatura temos que utilizar a fórmula do calor sensível, porém nos falta a massa da solução, para achar a massa temos que recorrer á fórmula de concentração e depois a de densidade:

O primeiro passo é saber a fórmula do NITRATO DE AMÔNIO, sabemos que esta substância tem a seguinte fórmula:

NH4NO3 - no exercício diz que 80 gramas desta substância se dissolve em água, formando uma solução aquosa de nitrato de amônio com volume igual à 1 Litro.

No segundo passo precisamos determinar a que concentração a substância está meio à água.
PARA ISTO BASTA USAR A FÓRMULA DA CONCENTRAÇÃO SIMPLES, OU ENTÃO UMA REGRA DE TRÊS:

C = m / V - onde C = concentração, m = massa de soluto, no caso o NH4NO3, e V = volume da solução:

C = m / V
C = 80g / 1 L
C = 80 g/L

Sabendo-se a concentração da substância em meio aquoso temos que achar a massa total de solução, para então determinarmos a variação de temperatura:

PARA ISTO FOI FORNECIDO NO EXERCÍCIO A DENSIDADE DA SOLUÇÃO QUE É: 1 g/ml

d = M / V - onde d = densidade da solução, M = massa da solução e V é o volume da solução...

1 g/ml = M / 1000 ml - lembrando que 1000 ml, correspondem à 1 Litro

1 = M / 1000
M = 1000 gramas

sabendo-se a massa basta aplicar a fórmula do calor sensível para determinar qual for a variação de tempertaura em graus CELSIUS:

Q = M. c . (Tf - Ti) - onde Q = quantidade de calor, M = massa da solução, c = calor específico, (Tf-Ti) é a variação entre a temperatura final e a temperatura inicial.

Q = M . c . (Tf - Ti)
26000 kcal = 1000 g . 1 cal/gºC . (Tf-Ti)
26000 = 1000 . 1 . (Tf - Ti)
(Tf-Ti) = 26000 / 1000
(Tf-Ti) = 26 ºC

RESPOSTA FINAL: a variação de tempertaura é de 26 º C

OBSERVAÇÃO: ALGUMAS PESSOAS AO INVÉS DE UTILIZAR (Tf-Ti), UTILIZAM O DELTA TETA, QUE É A MESMA COISA.

QUALQUER DÙVIDA ENTRE EM CONTATO

Answer 2

Temos que:

I) Quantidade de matéria de NH4NO3:
n = m/M --> n = 80g/ 80g/mol --> n = 1 mol de nitrato de amônio
II) Concentração molar de NH4NO3:
Molaridade = n/V --> 1/1 = 1 molar ou 1 mol/L
III) Calor liberado na dissolução endotérmica:
1 mol de NH4NO3 ---- 26 Kcal
III) Massa de solução:
d = m/v --> m = d x v = 1 x 1000 = 1000 g
IV) Temperatura da solução:
Q = m x c x Delta T, onde Q é o calor absorvido, m é a massa da solução e Delta T a variação de temperatura e c é o calor específico;
26000 = 1000 x 1 x delta T
delta T = 26ºC