1.    Objetivo

A partir de um recipiente fechado, um termômetro de álcool, fermento biológico e água oxigenada 10 volumes, construir um calorímetro e o utilizar para medir a energia produzida.

2. Introdução

A termoquímica estuda o calor das reações e as trocas de energia entre as reações e o meio ambiente. Na experiencia calorimétrica realizada, foi medida a entalpia molar da reação de decomposição do peróxido de hidrogênio que existe em água oxigenada de 10 volumes, usando fermento biológico como catalisador da reação.

A variação da temperatura da água oxigenada será uma medida da energia produzida pela combustão ocorrida, tendo como causa o fermento biológico.

A entalpia é o conteúdo de energia de cada substância participante da reação. A variação da entalpia de um sistema é o calor liberado ou absorvido quando uma transformação ocorre sob pressão constante.

A variação da entalpia da água é calculada por ΔH = m.Cp. ΔT, onde por ΔH é a variação do calor absorvido pela água, m é a massa de água medida em gramas, Cp é a capacidade calorifica sob pressã constante em cal.g-1.K-1 e ΔT é a variação da temperatura antes e  após o aqueciemento da água oxigenada (medido em graus Celsius na presente experiencia).

Como nem toda energia liberada é alcançada com exatidão, a partir disso, determinaremos a eficiência do calorimetro. Sendo essa eficiencia a fração de energia que é capturada. 

Os materiais e reagentes que participaram para a prática foram o calorímetro (garrafa térmica),  o fermento biológico e água oxigenada 10 volumes.

3. Procedimento Experimental

Para iniciar o experimento, despejamos 100 mL de água oxigenada 10 volumes na garrafa térmica e medimos sua temperatura inicial com o termômetro, que marcou 25ºC.

Despejamos então meia colher de chá de fermento biológico dentro do calorímetro agitando vagarosamente a solução, reagindo o mesmo com H2O2 durante alguns minutos, medimos a temperatura dessa reação que chegou a 41ºC.

Logo após, descartamos a solução, lavamos o recipiente, e medimos, na proveta, 50 mL de água destilada em temperatura de 24ºC e colocamos no calorímetro; adicionamos 50 mL de água destilada no béquer, e levamos para aquecer em cima de uma chapa que se encontrava em média a 300ºC.

Após alguns minutos a água chegou a 76ºC, sendo levada até a bancada e adicionamos à garrafa térmica, após alguns minutos, a mistura água quente + água fria chegou aos 43 ºC.

Calculamos a variação da entalpia das duas reações e também calculamos a constante calorimétrica com a utilização da fórmula:

mágua fria x 4,18 J g-1 (°C)-1Δtf + C Δtf =

mágua quente x 4,18 J g-1(°C)-1 Δtq

4. Resultados

Dados obtidos:

Ti H2O2 = 25°C

H2O2 com fermento biológico = 41°C

Ti da água destilada = 24°C

T água quente fora da mistura = 76°C

T mistura = 43°C

Fórmulas:

qabs pela água oxigenada = 4,18J/°C.g x 100g x Δt

qlib pela reação a.o + fermento = - 4,18J/°C.g x 100g x Δt + C Δt

ΔTf = T mistura – T H2O fria

ΔTq = T H2O quente - Tmistura

mágua fria x 4,18 J g-1 (°C)-1Δtf + C Δtf = mágua quente x 4,18 J g-1(°C)-1 Δtq

Cálculos:

ΔTf= TH2O2+fermento - TH2O2 fria = 41-25

Tem –se a Temperatura ΔTaox+fermento = 16ºC

ΔTf = T mistura – TH2O fria

ΔTf = 43 – 24

Tem-se a Temperatura ΔTaf = 19°C

ΔTq = TH2Oquente - Tmistura

ΔTq = 76 – 43

Tem-se a Temperatura ΔTaq = 33°C

mágua fria x 4,18 J g-1 (°C)-1Δtf + C Δtf = mágua quente x 4,18 J g-1(°C)-1 Δtq

50x4,18x19+CΔtf = 50x4,18x33

3975+ C Δtf = 6897

C Δtf = 2926J ou 2,926kJ

C=2926/19 = 154 J

qlib pela reação a.o + fermento = - 4,18J/°C.g x 100g x 16

qlib pela reação a.o + fermento = -6688J

qlib real lib. na reação= - 4,18J/°C.g x 100g x Δt + C Δt

qlib real lib. na reação = -4,18x100x16+154x16

qlib real lib. na reação = - 6688+154x16 = -4224

UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ

ENGENHARIA DE PRODUÇÃO

CAMILA SILVA

FÁBIO CIAMBELLI

ISABELA RODRIGUES BISPO

JONATHAN MATSUZAKI

LAILA GRANDO

RUBIA CARLA MENDES

Relatório apresentado à

disciplina de Química referente

as aulas práticas do 1º semes-

tre da turma de Eng de Produ-

ção.

Professora: Juliana Martins

Ponta – Grossa

2012

ENGENHARIA DE PRODUÇÃO

RELATÓRIO

CALORÍMETRO

Ponta – Grossa

2012

5. Conclusão

Conclui-se que o experimento realizado tem por sua vez, a realização da liberação do gás oxigênio, ou seja, deixando o gás sair do calorímetro para que possa obter uma pressão constante na experiência.

Obtendo a temperatura da garrafa térmica (calorímetro) no experimento, deixa-o mais preciso nos resultados, possibilitando uma faixa de erro pequena.

Verificamos, por exemplo, que ao medir a temperatura da água inicialmente e depois com o fermento biológico houve um aumento na temperatura, ou seja, uma liberação de calor.

6. Questões

Exercício1 – A reação usada neste experimento necessita de um catalisador, pois a decomposição é extremamente lenta sem o uso deste. Como podemos explicar que catalisadores aceleram reações químicas?

R: Catalisador é uma substancia que abaixa a energia de ativação de uma reação, aumentando, assim, a sua velocidade, sem sofrer alterações. São substâncias que aceleram o mecanismo sem sofrerem alteração permanente, isto é, durante a reação eles não são consumidos. 

Exercício 2 - Ao se colocar água oxigenada em uma ferida (a água oxigenada é um antisséptico), observa-se uma forma­ção de espuma e borbulhas. O que acontece quando a água oxigenada entra em contato com a ferida?

R: A água oxigenada entra em contato com a ferida, desprendendo oxigênio, formando uma espuma abundante e liquidando um grande número de micróbios, principalmente os anaeróbios, isto é, os que vivem sem oxigênio, como, por exemplo, o do tétano.

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