Nível 1

O calor liberado na combustão em volume constante do ácido benzoico, $\ce{C6H5COOH}$ , que é muito usado para calibrar calorímetros, é $\pu{-3,2 MJ.mol-1}$ . Quando $\pu{6,1 g}$ de ácido benzoico foram queimados em um calorímetro, a temperatura aumentou $\pu{10 \degree C}$ .

Assinale a alternativa que mais se aproxima da capacidade calorífica do calorímetro.

\pu{7,7 kJ.K-1}

\pu{11 kJ.K-1}

\pu{16 kJ.K-1}

\pu{23 kJ.K-1}

\pu{33 kJ.K-1}

Gabarito

A capacidade calorífica do calorímetro pode ser obtida a partir do calor liberado na combustão do ácido benzoico e da variação de temperatura observada. Como a combustão ocorre em volume constante, o calor liberado pela reação é igual, em módulo, ao calor absorvido pelo calorímetro.

Etapa 1.Calcule a quantidade de ácido benzoico.

De $n = \dfrac{m}{M},$ $n = \dfrac{\pu{6,1 g}}{\pu{122 g//mol}} = \pu{0,05 mol}$

Etapa 2.Calcule o calor absorvido pelo calorímetro.

O calor liberado pela combustão de $\pu{0,05 mol}$ de ácido benzoico é $Q = (\pu{-3,2 MJ//mol})(\pu{0,05 mol}) = \pu{-160 kJ}$ Logo, o calor absorvido pelo calorímetro é $Q_\mathrm{cal} = -Q = \pu{160 kJ}$

Etapa 3.Calcule a capacidade calorífica do calorímetro.

De $C_\mathrm{cal} = \dfrac{Q_\mathrm{cal}}{\Delta T},$ $C_\mathrm{cal} = \dfrac{\pu{160 kJ}}{\pu{10 K}} = \boxed{\pu{16 kJ//K}}$