Termoquímica

Misturam-se 200 mL de solução aquosa 0,862 mol/L de HCl com 200 mL de solução aquosa 0,431 mol/L de Ba(OH)2 em um calorímetro a pressão constante, cuja capacidade calorífica é desprezível. A temperatura inicial das soluções de HCl e Ba(OH)2 é 20,48 ºC. Para o processo, H+(aq) + OH-(aq) >> H2O(l), o calor de neutralização é igual a -56,2 kJ/mol. Qual a temperatura final da mistura das duas soluções?

Gabarito: 26,3 ºC.

Belíssima questão. Me fez raciocinar bastante acerca de um modo de resolvê-la! :twisted: Depois de um dia inteiro matutando, acho que encontrei a resposta!

Minha resolução segue abaixo:

0,862 mol de HCl --- 1 L
x mol de HCL ------- 0,2 L
x = 0,1724 mol de HCl

0,431 mol de Ba(OH)2 ---- 1 L
x mol de Ba(OH)2 -------- 0,2 L
x = 0,0862 mol de Ba(OH)2

A reação de neutralização é a seguinte:

0,1724 HCl + 0,0862 Ba(OH)2 ----> 0,1724 H2O + 0,0862 BaCl2

Pela equação, vemos que não há sobra de reagentes e que o número de mols de água formados é 0,1724. Agora achamos o calor liberado pela formação da água:

56200 J ---- 1 mol de H2O
X J ---- 0,1724 mols de H20
X = 9688,88 J

Sabe-se que 1 cal = 4,18 J, transformamos então:

1 cal --- 4,18 J
x cal --- 9688,88 J
x ~ 2317,9 cal

Também devemos descobrir a massa de água formada:

1 mol de H2O ---------- 18 g
0,1724 mols de H2O ---- x g
x ~ 3,1 g de H2O formados

Entretanto, já possuímos 400 mL de água na questão. Transformamos para gramas também:

1 kg H2O --- 1 L H20
x ---------- 0,4 L
x = 0,4 kg = 400 g de H2O

Somamos as massas de água:

400 + 3,1 = 403,1 g de H2O

Finalmente, utilizamos a fórmula Q = m*c*(T2 - T1):

2317,9 = 403,1*1*(T2 - 20,48)
2317,9 = 403,1*T2 - 8255,49
2317,9 + 8255,49 = 403,1*T2
10573,59 = 403,1*T2
T2 ~ 26,23°C

Não deu exato ao gabarito, mas eu acho que dependendo das aproximações feitas o resultado pode se aproximar mais ou menos. De toda forma, ficando nessa faixa dos 26°C a banca examinadora deve ter considerado como certa.

Gostaria de saber de onde você tirou essa questão. Realmente fantástica! :bball:

não sei de onde é, meu professor que passou ela.