Calor de neutralização

CALOR DE NEUTRALIZAÇÃO OBJETIVO: Determinar o calor de neutralização entre ácidos e bases. TEORIA
O calor de reação entre um ácido e uma base é denominado calor de neutralização. Em solução aquosa, os ácidos e as bases fortes encontram-se completamente dissociados, e o calor de neutralização é numericamente igual ao calor de dissociação da água com sinal contrário. Este é o caso da neutralização do ácido clorídrico em presença de hidróxido de sódio, cujas soluções podem ser descritas, segundo Arrhenius, como
HCl + aq = Cl-(aq) + H+(aq)
NaOH + aq = Na+(aq) + OH-(aq) .
Partindo dessas soluções, a reação de neutralização pode ser descrita como
Cl-(aq) + H+(aq) + Na+(aq) + OH-(aq) = Cl-(aq) + Na+(aq) + H2O , ou, simplesmente,
H+(aq) + OH-(aq) = H2O , ΔHo298 = -13,6 kcal/mol = -55,9 kJ/mol , onde ΔHo298 é o calor de neutralização a 1 atm e 25 oC, ou entalpia padrão de neutralização.
Quando o ácido ou a base não estão completamente dissociados o calor de neutralização assume valores diferentes. No caso do ácido acético, que é um ácido fraco, parte das moléculas não se encontram dissociadas. Isto é representado pela equação
CH3COOH + aq = CH3COOH(aq) .
Em presença de uma solução aquosa de uma base forte, como o NaOH, a reação de neutralização pode ser descrita como
CH3COOH(aq) + OH-(aq) = CH3COO-(aq) + H2O , ΔHI
De acordo com a Lei de Hess, esta equação pode ser obtida somando-se as equações
H+(aq) + OH-(aq) = H2O , ΔHII e
CH3COOH(aq) = CH3COO-(aq) + H+(aq) , ΔHIII , devendo-se fazer o mesmo com os efeitos térmicos dessas reações para obter o efeito térmico da reação global, isto é ,
ΔHI = ΔHII + ΔHIII .
Portanto, o calor liberado nessa reação, - ΔHI , pode ser calculado como a diferença entre a energia liberada na combinação dos ions hidróxido e hidroxila, - ΔHII , e o calor consumido para ionizar as moleculas de ácido, ΔHIII , isto é ,
- ΔHI = ( - ΔHII ) - ΔHIII .
A variações de entalpia durante reações de