Determinação da entalpia e espontaneidade da dissolução do nitrato de potássio

METODOLOGIA:

Material utilizado: Tubos de ensaio; Becker; Termômetro; Pipeta; Vidro de relógio; Pisseta; Reagentes Químicos: Água destilada; Nitrato de potássio (KNO₃);

Procedimento experimental: Pesou-se 20g de nitrato de potássio (KNO₃) e transferido para um tubo de ensaio de pet, e adicionado 15 mL de água destilada e aquecido o tubo com a mistura em um banho Maria, agitando, até a completa dissolução de KNO₃. Posteriormente foi registrado o volume da solução de KNO₃ através de outro tubo de ensaio exatamente igual ao anterior, adicionando água até o volume em ambos os tubos se tornem iguais, e aferir o volume da água do segundo tubo numa proveta. Um termômetro é introduzido no tubo de ensaio para aferir a temperatura a partir da formação dos primeiros cristais. Após anotada adicionou mais 5 mL de água na solução levou a chapa aquecedora para nova dissolução dos cristais. Para posteriormente lê o volume e a temperatura novamente. Repetir o ciclo mais 3 vezes adicionando sempre 5 mL de água.

RESULTADOS E DISCUSSÕES:

A tabela abaixo mostra os dados experimentais, contendo as temperaturas de cada tubo e seus respectivos volumes, de acordo com o procedimento experimental apresentado anteriormente.

5- Compare os resultados com os da literatura e comente. O ∆Hº experimental apresentou-se maior que o da literatura (∆Hº literatura = 34,9 Kj), devido à ocorrência de erros com a dissolução incompleta do nitrato de potássio, a medição inadequada da temperatura de aparecimento dos primeiros cristais, como também devido a alguns interferentes que podem ter contribuído para esta diferença.

6- Discuta o experimento de uma forma crítica, ou seja, observe os pontos fracos do experimento e a partir daí dê sugestões para corrigi-los.

O experimento obteve um resultado, com valores aceitáveis experimentalmente, mas para que seja evitada a ocorrência de erros, deve-se verificar se o nitrato de potássio foi devidamente pesado e completamente dissolvido, assim como a precisa aferição e o registro exato da temperatura de aparecimento dos primeiros cristais.

7- Explique corretamente o que significa o aparecimento dos primeiros cristais.

Significa que o sistema não recebeu energia térmica necessária para dissolver todo o sistema, pelo fato da temperatura ter diminuído, e consequentemente o ponto de solubilidade.

8- Diga-me corretamente o que entende por constante de equilíbrio, especificamente Kps.

A constante de equilíbrio é um valor que relaciona as concentrações das espécies reagentes e do produto no momento em que ocorre o equilíbrio. O produto de solubilidade é o produto das concentrações (em mol/L) dos íons existentes em uma solução saturada, estando cada concentração elevada ao coeficiente do íon na equação de dissociação iônica. A constante que se associa ao equilíbrio denomina-se Produto de solubilidade (K_ps) e é expressa pelo produto das concentrações molares de equilíbrio dos íons, cada qual elevada aos respectivos coeficientes estequiométricos.

9- O processo de dissolução estudado é endotérmico ou exotérmico? É espontâneo? Por quê?

O processo estudado neste experimento é endotérmico, já que sua entalpia foi maior do que zero (>0) (positivo). É considerado espontâneo, pois a partir dos cálculos todos os valores para ΔGº calculados são negativos.

CONCLUSÃO:

Com a realização da aula prática, pudemos determinar as funções termodinâmicas, entalpia, entropia e energia livre de Gibbs, a partir da solubilidade do nitrato de potássio, e afirmar que a reação é endotérmica e espontânea. A determinação dessas grandezas é importante para cálculos dos estados de equilíbrio, e com isso podemos saber as principais características das reações, quanto à espontaneidade, liberação ou absorção de energia, entre outros.