Thermochemistry — Measuring Heat in Chemical Reactions
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10 experimentos
Thermochemistry experiments quantify the heat absorbed or released during chemical and physical processes. Using calorimeters ranging from simple coffee-cup designs to sophisticated bomb calorimeters, students measure enthalpy changes and verify Hess's law — that enthalpy change depends only on initial and final states, not the reaction pathway.
Learning Objectives
Determine enthalpy of neutralization, dissolution, and combustion experimentally. Verify Hess's law using multi-step reactions. Calculate specific heat capacities. Understand the difference between system and surroundings, exothermic and endothermic processes, and calorimeter calibration.
Key Techniques
Coffee-cup calorimetry: mix reactants in an insulated container, measure temperature change, and calculate q = mcDeltaT. Bomb calorimetry: combust samples in a sealed oxygen-filled vessel and measure the water temperature rise. Calibrate calorimeters with a known reaction (e.g., benzoic acid combustion). Plot temperature vs. time to extrapolate the maximum temperature change.
Equipment Overview
Required: nested polystyrene cups (coffee-cup calorimeter), thermometer or temperature probe, magnetic stirrer, graduated cylinder, analytical balance. Advanced: bomb calorimeter, oxygen cylinder, ignition wire, Parr press for pellet formation.
A Dissolução Nem Sempre É Exotérmica
Comparação de variações de temperatura de diferentes dissoluções de sais
Comparar a entalpia de dissolução de diferentes sais (NaOH, CaCl₂, NH₄NO₃, KNO₃) para mostrar que a dissolução pode ser exotérmica …
Calor de Combustão do Magnésio
Determinação de ΔH usando a lei de Hess e óxido de magnésio
Determinar a entalpia de combustão do magnésio indiretamente usando a lei de Hess, pois a medição direta é impraticável.
Calorimetria em Copo de Café
Medição da entalpia de neutralização usando um calorímetro simples
Determinar a entalpia de neutralização de HCl e NaOH usando um calorímetro de copo de poliestireno.
Capacidade Calorífica Específica de Metais
Comparação de capacidades caloríficas de alumínio, cobre e ferro
Determinar a capacidade calorífica específica de vários metais usando o método de misturas e comparar com os valores aceitos.
Cristalização Exotérmica de Acetato de Sódio
Medição do calor liberado durante a cristalização instantânea
Quantificar o calor liberado durante a cristalização de acetato de sódio supersaturado usando calorimetria.
Demonstração de Reação Endotérmica
Reação fria de hidróxido de bário e tiocianato de amônio
Demonstrar uma reação dramaticamente endotérmica onde a mistura se torna fria o suficiente para congelar a água na parte externa …
Entalpia de Fusão do Gelo
Medição da energia necessária para derreter o gelo
Determinar a entalpia de fusão do gelo adicionando uma massa conhecida de gelo a água quente e medindo a variação …
Química das Bolsas de Frio
Estudo da dissolução endotérmica do nitrato de amônio
Medir a variação de temperatura quando o nitrato de amônio se dissolve em água, demonstrando um processo de dissolução endotérmico …
Simulação de Calorimetria em Bomba
Medição do conteúdo energético de alimentos usando calorimetria
Medir o conteúdo energético (calórico) de diferentes alimentos queimando-os e medindo o calor transferido para a água.
Verificação da Lei de Hess
Confirmação de que a entalpia é uma função de estado usando três reações
Verificar a lei de Hess medindo as mudanças de entalpia de três reações relacionadas e mostrando que ΔH₁ + ΔH₂ …