Coleta de dados com sensores – gráfico, suavização e cálculo de ΔH

QuímicaQuímica aplicada e experimentalIdades 15–16

Usar com minha turma

Um sensor de temperatura registra a dissolução de um sal em água ao longo do tempo. Ajuste a massa de sal, a taxa de amostragem e o ruído do sensor para ver o computador traçar os dados, suavizá-los, encontrar o extremo e calcular a entalpia de dissolução ΔH — seguindo o procedimento padrão das práticas de química com apoio da informática.

Aula: Práticas de química com apoio da tecnologia da informação

O que mostra

Quando um sal se dissolve em água, ele absorve ou libera calor, e a solução esfria ou esquenta. Uma sonda de temperatura ligada a um coletor de dados registra essa variação ao longo do tempo, e o software transforma as leituras em um resultado: traça o gráfico, suaviza o ruído com uma média móvel, encontra a temperatura extrema e calcula a entalpia de dissolução por ΔH = −m·c·ΔT/n. Como o copo troca calor com o ambiente, extrapolar a curva de resfriamento até o instante da mistura fornece um ΔT mais confiável. Tanto o equipamento quanto o tratamento dos dados afetam a exatidão.

Como usar

Escolha um Soluto e clique em Medir de novo; compare o sentido da variação de temperatura do NH₄NO₃ com o dos outros dois sais. Aumente o Ruído do sensor e ligue ou desligue Suavizar (média móvel) para ver como o extremo pode ficar preso a um único ponto ruidoso. Reduza a Taxa de amostragem para mostrar dados irregulares, depois ative a correção da perda de calor e compare o erro com o valor de referência.

Parâmetros que você pode mudar

  • Soluto NH₄NO₃ (endotérmico), CaCl₂ anidro (exotérmico), NaOH sólido (exotérmico)
  • Massa do soluto 2–20 g
  • Taxa de amostragem 1–10 amostras/s
  • Ruído do sensor 0–1 °C

Perguntas para explorar

  1. Ao dissolver NH₄NO₃, como a temperatura varia, e qual é o sinal de ΔH?
  2. Por que os dados com ruído devem ser suavizados antes de ler a temperatura extrema?
  3. Como o aumento da Massa do soluto afeta a variação de temperatura e o ΔH calculado por mol?

Ideias para a aula

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