Em um calorímetro adiabático, com capacidade térmica desprezível, são introduzidos, sob pressão constante de , um volume de solução aquosa de ácido clorídrico e um volume de solução aquosa molar de hidróxido de sódio. A reação que ocorre é aquele representada pela equação química: As misturas efetuadas são as seguintes:
I- e e observa-se um aumento de temperatura .
II- e e observa-se um aumento de temperatura .
III- e e observa-se um aumento de temperatura .
Com relação ao efeito térmico que se observa, é correto prever que:
Do enunciado, podemos escrever
\begin{matrix} \underbrace{\ce{HCl + NaOH \longrightarrow NaCl + H_2O}} \\ \ce{H^+ + OH^- \longrightarrow H_2O} \\ {\fbox{$1:1:1:1$}}
\end{matrix}Repare que, ambas as soluções aquosas estão a $1 \ molar$, assim, o número de mols dos reagentes depende apenas do volume, veja: \begin{matrix} n_{(HCl)} = \dfrac{\ce{1 \ mol}}{\ce{1 \ L}}\cdot V_1 &\Rightarrow& \fbox{$n_{(HCl)} = V_1$} \\ \\
n_{(NaCl)} = \dfrac{\ce{1 \ mol}}{\ce{1 \ L}}\cdot V_2 &\Rightarrow& \fbox{$n_{(NaCl)} = V_2$}
\end{matrix}Além disso, sabido que a variação de temperatura é diretamente proporcional ao número de mols que reagem, e inversamente proporcional ao volume final da reação, podemos analisar cada caso: \begin{matrix} \Delta T \ \alpha \ \dfrac{n_R}{V_f} &\therefore& \fbox{$\Delta T = k \cdot \dfrac{n_R}{V_f}$}
\end{matrix}$\color{orangered}{Obs:}$ Atente ao fato da razão estequiométrica.
$• \ \text{Caso I:}$\begin{matrix} {\Delta T_1 = k \cdot \dfrac{0,1 + 0,1}{0,1 + 0,1} = k }
\end{matrix}$• \ \text{Caso II:}$ \begin{matrix} {\Delta T_2 = k \cdot \dfrac{0,05 + 0,05}{0,05 + 0,15} = \dfrac{1}{2}\cdot k }
\end{matrix}$• \ \text{Caso III:}$ \begin{matrix} {\Delta T_3 = k \cdot \dfrac{0,05 + 0,05}{0,05 + 0,05} = k }
\end{matrix}Dessa forma, podemos concluir que:\begin{matrix} \fbox{$ \begin{matrix} \Delta T_1 &=& \Delta T_3 &>& \Delta T_2 \end{matrix}$}
\end{matrix}\begin{matrix} Letra \ (A)
\end{matrix}
