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Curvas de Aquecimento e Resfriamento de Substâncias: Tipos e Características, Exercícios de Química

Este documento discute as curvas de aquecimento e resfriamento de substâncias puras e misturas, incluindo suas definições, critérios de interpretação e diferenças entre elas. Além disso, aprenda a classificar misturas azeotrópicas, eutéticas e simples analisando suas curvas de aquecimento.

O que você vai aprender

  • Qual é a definição de uma curva de aquecimento?
  • Quais são os critérios utilizados para interpretar uma curva de aquecimento?
  • Quais são as diferenças entre a curva de aquecimento de uma substância pura e de uma mistura?

Tipologia: Exercícios

2021

Compartilhado em 05/07/2021

ana-paula-4zm
ana-paula-4zm 🇧🇷

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Atividade Supervisionada 4: LEVANTAMENTO
DAS CURVAS DE AQUECIMENTO E
RESFRIAMENTO DE UMA SUBSTÂNCIA PURA
Discuta as seguintes questões:
1. O que é uma curva de aquecimento?
Segundo Atkins as entalpias de fusão e vaporização afetam a aparência das curvas
de aquecimento de uma substância. Uma curva de aquecimento é o gráfico que mostra a
variação da temperatura de uma amostra que foi aquecida em velocidade constante. A
curva contém muitas informações úteis sobre a substância, incluindo a temperatura e a
entalpia de cada transição de fase e a capacidade calorífica de cada fase.
2. Quais são os critérios utilizados para interpretar uma curva de aquecimento?
Na curva de aquecimento, podemos observar no gráfico de temperatura em função
do ganho de calor, um diagrama que demonstra os diversos estados físicos de uma
substância conforme sua temperatura aumenta em função do aquecimento. Por meio
deste gráfico, é possível observar uma reta ascendente com dois pontos de quebra, onde
a temperatura é constante, chamados de ponto de fusão (PF) e ponto de ebulição (PE).
3. Quais as diferenças entre a curva de aquecimento de uma substância pura e de
uma mistura?
Observamos a diferença por meio dos pontos de fusão e ebulição quando tratamos
de uma mistura. Em um gráfico de aquecimento de uma substância pura, podemos
afirmar que se PF e PE apresentarem temperatura constante, a amostra é uma substância
pura. Se um deles ou os dois apresentarem variação, trata-se de uma mistura.
4. 6Se uma amostra é uma mistura de substâncias como podemos classificá-la,
analisando a sua curva de aquecimento como simples, eutética ou azeotrópica?
Ilustre sua resposta.
Misturas azeotrópicas - a composição da fase líquida da mistura e da fase gasosa é
a mesma numa temperatura denominada temperatura azeotrópica ou ponto azeotrópico.
Na prática, isto inviabiliza a separação da mistura por destilação, pois, quando a
temperatura atinge a temperatura azeotrópica, a composição da fase líquida é a mesma
da fase gasosa. Nas Misturas azeotrópicas se mantêm sua temperatura constante durante
a vaporização/condensação.
Ex: Acetona (86,5%) + metanol (13,5%) – ponto de ebulição: 56°C.
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Atividade Supervisionada 4: LEVANTAMENTO

DAS CURVAS DE AQUECIMENTO E

RESFRIAMENTO DE UMA SUBSTÂNCIA PURA

Discuta as seguintes questões:

  1. O que é uma curva de aquecimento? Segundo Atkins as entalpias de fusão e vaporização afetam a aparência das curvas de aquecimento de uma substância. Uma curva de aquecimento é o gráfico que mostra a variação da temperatura de uma amostra que foi aquecida em velocidade constante. A curva contém muitas informações úteis sobre a substância, incluindo a temperatura e a entalpia de cada transição de fase e a capacidade calorífica de cada fase.
  2. Quais são os critérios utilizados para interpretar uma curva de aquecimento? Na curva de aquecimento, podemos observar no gráfico de temperatura em função do ganho de calor, um diagrama que demonstra os diversos estados físicos de uma substância conforme sua temperatura aumenta em função do aquecimento. Por meio deste gráfico, é possível observar uma reta ascendente com dois pontos de quebra, onde a temperatura é constante, chamados de ponto de fusão (PF) e ponto de ebulição (PE).
  3. Quais as diferenças entre a curva de aquecimento de uma substância pura e de uma mistura? Observamos a diferença por meio dos pontos de fusão e ebulição quando tratamos de uma mistura. Em um gráfico de aquecimento de uma substância pura, podemos afirmar que se PF e PE apresentarem temperatura constante, a amostra é uma substância pura. Se um deles ou os dois apresentarem variação, trata-se de uma mistura.
  4. Se uma amostra é uma mistura de substâncias como podemos classificá-la, analisando a sua curva de aquecimento como simples, eutética ou azeotrópica? Ilustre sua resposta. Misturas azeotrópicas - a composição da fase líquida da mistura e da fase gasosa é a mesma numa temperatura denominada temperatura azeotrópica ou ponto azeotrópico. Na prática, isto inviabiliza a separação da mistura por destilação, pois, quando a temperatura atinge a temperatura azeotrópica, a composição da fase líquida é a mesma da fase gasosa. Nas Misturas azeotrópicas se mantêm sua temperatura constante durante a vaporização/condensação. Ex: Acetona (86,5%) + metanol (13,5%) – ponto de ebulição: 56°C.

Fonte: (IFSC, n.d.) Misturas Eutéticas - É uma mistura de elementos ou compostos sólidos e distintos que se comportam como se fossem uma substância pura e onde o ponto de fusão ocorre em temperatura constante até que o componente mais volátil seja totalmente descristalizado. Nas Misturas Eutéticas se mantêm a temperatura constante durante a fusão/solidificação. Ex: Chumbo (38%) + estanho (62%) – ponto de fusão: 183°C. Fonte: (IFSC, n.d.) Mistura simples - são aquelas que apresentam intervalos de mudança de fase em mais de uma temperatura, ou seja a temperatura durante a fase de fusão e ebulição variam em função do tempo. Fonte: (IFSC, n.d.)

c =

C

m

Q

m Δ T onde C é a capacidade térmica do material, m é a massa do material, Q é o calor trocado, ΔT é a variação de temperatura do corpo. A unidade usual para determinar o calor específico é cal / g 0 C. No sistema internacional usa-se J/K.kg

  1. Na determinação da capacidade calorífica de um calorímetro, foram misturados 100 g de água destilada a 26oC com 100 g de água destilada a 50oC. Sabendo-se que a temperatura de equilíbrio térmico foi de 37 oC, calcule a capacidade calorífica do calorímetro. DADO: calor específico da água = cágua = 1 cal/g oC Kcal × ΔT + M (^) água × ΔT (^) água = 0 Kcal × (37 − 26) + 200 × (50 − 26) = 0 Kcal × 11 + 200 × (− 13) = 0 Kcal × 11 + (− 2600) = 0 Kcal × 11 = 2600 Kcal =

Kcal = 236, 363 Capacidade calorífica do calorímetro é de 236, REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ATKINS, Peter; JONES, Loretta; LAVERMAN, Leroy. Princípios de Química: Questionando a Vida Moderna e o Meio Ambiente. Bookman Editora, 2018. ATKINS, P. W.; DE PAULA, Júlio. Físico-Química, vol. 1. LTC. Rio de Janeiro, RJ, 2008. PAWLOWSKY, Alda Maria et al. Experimentos de Química Geral. 2a Edição. Universidade Federal do Paraná, 1996. MIRANDA PINTO, C. O. B.; SOUZA, E. de Manual de Trabalhos Práticos de Físico Química, Belo Horizonte: Ed. UFMG, 2006. Química Geral - Substâncias puras e misturas parte 1. Material Didático. Análises Químicas. Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia de Santa Catarina. Disponível em:

http://docente.ifsc.edu.br/michael.nunes/MaterialDidatico/Analises%20Quimicas/ Quimica%20Geral/substacncias-puras-e-misturas-parte-1.pdf. Acesso em: 6 dezembro