Como calcular o calor ganho por um calorímetro

Escrito por jack brubaker | Traduzido por pamela oliveira
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Como calcular o calor ganho por um calorímetro
O conteúdo calórico dos alimentos é medido pela calorimetria (lutte conte les calories, image by iMAGINE from Fotolia.com)

Químicos e físicos usam uma técnica conhecida como calorimetria para medir a quantidade de calor liberada ou absorvida durante uma reação química (veja Referência 1). O calorímetro geralmente consiste em um recipiente preenchido com um líquido, normalmente água, um termômetro para monitorar a temperatura e um aparato para agitar a água. O calorímetro propriamente pode ser tão simples quanto um copo de isopor. Os cálculos de calorimetria vêm da primeira lei da termodinâmica, que diz que a energia não pode ser criada nem destruída (veja Referência 2). Aplicada à calorimetria, isso significa que qualquer calor produzido pela reação química deve ser transferido ao calorímetro ou, mais especificamente, à água dentro dele (veja Referências 3 e 4). Então, se o químico ou físico puder medir o calor absorvido pela água, ele poderá saber o calor gerado pela reação.

Nível de dificuldade:
Desafiante

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Instruções

  1. 1

    Calcule a variação de temperatura, delta(T), da água no calorímetro de acordo com a equação delta(T) = temperatura final - temperatura inicial. Assumindo que a reação é exotérmica, isto é, que libera calor, delta(T) deve ser positivo. Se a reação for endotérmica, que absorve calor, delta(T) será negativo. Então se a temperatura inicial era de 24 ºC e a final de 33,4 ºC, então o delta(T) = 33,4 - 24,0 = 9,6 ºC.

  2. 2

    Calcule a massa de água no calorímetro. Se você estiver seguindo instruções como as de um procedimento de laboratório em um livro, as instruções devem ter incluído um passo em que uma quantidade determinada de água foi medida em, por exemplo, uma proveta, ou o copo do calorímetro foi pesado em uma balança antes e depois da adição da água. Se você mediu uma quantidade fixa de água, a massa em gramas vai ser igual ao volume em mililitros. Se pesou o calorímetro antes e depois de adição de água, então a massa dela será igual à massa do calorímetro com água menos a massa do copo vazio. Por exemplo, se o copo vazio pesava 4,65 g e o calorímetro com água pesava 111,88 g, então a massa de água era 111,88 - 4,65 = 107,23 g.

  3. 3

    Calcule o calor ganho pelo calorímetro, Q, de acordo com a equação Q = m * c * delta(T), onde "m" representa a massa de água, calculada no Passo 2, "c" é a capacidade calorífica da água, ou 4,184 J/gºC, e delta(T) representa a variação de temperatura calculada no Passo 1 (veja Referência 3). Continuando o exemplo dos Passos 1 e 2, Q = 107,23 g * 4,184 J/gºC * 9,6 C = 4,3 x 10^3 J, ou 4,3 kJ. Isso representa o calor absorvido pelo calorímetro.

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