Relatório - Determinação do Volume Molar de um Gás (2)

Prévia do material em texto

Universidade Estadual de Maringá - UEM	
 Centro de Ciências Exatas - CCE
 Departamento de Química - DQI
Relatório 
 Determinação do Volume Molar de um Gás
Acadêmicos:   
Andressa M. Takahashi                                              RA: 80106 
Bruna C. Bernardi RA: 99154
Geovana Alda                                                          RA: 95204
Docente: Prof. Dr. Wilker Caetano 
Curso: Química - Bacharelado
Disciplina: Físico-Química  Experimental I - Turma 03
   Maringá – 2021
RELATÓRIO
1. RESUMO
O experimento realizado para a determinação do volume molar de um gás, o qual foi o hidrogênio, envolveu um simples esquema utilizando uma fita de magnésio (Mg), ácido clorídrico (HCl) e uma bureta com água e imersa em um béquer. Essa prática trouxe a partir da teoria equações muito usadas quando se trata de gases e proporcionou aos alunos um maior contato com o conteúdo, possibilitando maior entendimento. Os valores obtidos no experimento foram discrepantes da teoria, no entanto, erros podem acontecer e sempre podem ocorrer nas práticas realizadas em laboratório, outro grande fator decisivo para se chegar nos valores esperados eram as condições do meio.
 
2. OBJETIVOS
Determinar o volume molar do gás hidrogênio pelas condições normais de temperatura e pressão através das equações do gás ideal, van der Waals e Redlich-Kwong.
 
3. PARTE EXPERIMENTAL
3.1. Material Utilizado
● 	bureta
● 	0,04 g de Mg em fita
● 	gaze
● 	fio de cobre
● 	béquer
● 	proveta
● água destilada
3.2. PROCEDIMENTO
Para o experimento ser realizado, foi necessário o uso dos seguintes materiais: bureta, fita de magnésio, fio de cobre, gaze, béquer, proveta, balança analítica, ácido clorídrico e água destilada.
Primeiramente foi limpada a fita de magnésio, para retirar possíveis impurezas contidas nela e em seguida a mesma foi pesada em uma balança analítica. Determinou-se o volume correspondente a porção não graduada de uma bureta entre o último traço da graduação e a torneira, a qual foi denominada como volume morto.
Fechou-se a bureta, introduzindo nela 7-8 mL de ácido clorídrico a 6,0 mol/L e então a bureta foi completada com a adição de água destilada, sem a agitação da bureta, foi tomado cuidado para que não entrasse bolhas de ar na bureta. A fita de magnésio foi enrolada na gaze e fechou-a com o fio de cobre, molhando-a e inserindo-a na bureta cheia, cuidando novamente para não gerar bolhas ao sistema.
Em um béquer de 600 mL foi adicionado água até encher 2/3 de seu volume, a extremidade da bureta foi tampada com o dedo e rapidamente invertida, colocada no béquer e fixada com o auxílio de um suporte universal na bancada. Notou-se o ácido se deslocando lentamente para baixo, até entrar em contato com o Mg, reagindo e liberando o gás hidrogênio. Deixou-se a reação se completar durante alguns minutos. A gaze foi retirada e tampando a extremidade da bureta, transferiu-a para uma proveta quase cheia de água destilada, fazendo o nível da água dentro e fora da bureta iguais, medindo assim o volume.
Por fim, foi registrado a pressão atmosférica e a temperatura ambiente.
 
4. RESULTADOS E DISCUSSÕES
Para determinar o volume da parte não graduada da bureta, adicionou-se água entre a torneira e o último traço, escoou essa água em um béquer de massa já conhecida, dessa forma foi possível obter somente a massa da água contida no béquer, posteriormente o volume foi calculado, através da densidade e da massa de água.
Ao final do experimento nos foi fornecido o valor do volume de gás já calculado.
Vgás = Vbureta – Vágua destilada + Vnão graduada = 42,3 mL
A massa da fita de magnésio utilizada na prática foi de 0.0373 g, após ser envolvida com a gaze, está foi inserida na parte inferior da bureta.
Em seguida adicionou-se à bureta 7- 8 mL de ácido clorídrico e completou-se o volume com água destilada, por ser mais denso que a água, este se deslocou para a parte inferior da bureta, onde ocorreu a reação redox entre HCl e a fita de magnésio.
Mgº + 2HCl → Mg2+ + 2Cl- + H2(g)
A reação entre Mg e HCl foi observada a partir da liberação do gás hidrogênio, onde houve a formação de gás dentro da bureta, desta forma o gás diminui o volume de água destilada e a reação finalizou quando este volume parou de sofrer alteração.
Segundo os dados fornecidos ao final da prática, obteve-se os seguintes resultados:
- Patm= 707 mmHg - 0,93 atm.
- Tamb= 30°C = 303,15 K.
- Pv.água= 31,8026 mmHg.
- Vm. medido= 42,3 mL - 0,0423 L
- WMg= 0,0373 g.
A partir do volume de gás, foi possível calcular a pressão de H2 na bureta.
PH2O + PH2 = Patm
31,8026 + PH2 = 707
PH2 = 675,197 mmHg (0,888 atm)
A partir, dos valores de pressão de H2 e volume do gás de hidrogênio, calculou-se o volume do gás Hidrogênio.
VH2 = V. PH2 / Patm
VH2 = 42,3 x 675,197 / 707
VH2 = 40,397 mL (0,04037 L) de gás hidrogênio
Para calcular o volume molar, é necessário primeiramente saber o número de mols n, sabendo-se que a estequiometria da reação é 1:1, o número de mols de Mg será o mesmo para H2, dessa forma calculou-se n a partir da equação n = m / M, sendo n = 1,53x10-3.
Tendo os valores de número de mols e pressão do H2, foi possível calcular o volume molar pelas equações abaixo:
· equação do gás ideal
PV = n R T
V = 1,534x10-3 . 0,082 . 303,15 / 0,888
V = 0,042 L de H2
1,534x10-3 mol ------------- 0,042 L
1 mol ---------------------- 27,379 L
· equação de van der Waals
 - 
V = 0,826 L de H2
 
· equação de Redlich-Kwong
 - 
 V = 1,197 L de H2
5.	Conclusão
 A partir da prática realizada, foi possível determinar o volume molar do gás H utilizando diferentes equações, na CNTP o volume molar de um gás é de 22,4L, com base em nossos resultados, concluiu-se que obtivemos uma certa discrepância em relação ao valor teórico.
 
6.	Referências
[1] A TK IN S, P.W. & DE PAULA, J. Físico - Química, v. 1 e 2. 8. ed. Rio de Janeiro : LTC Editora,( pag. 106 = 171)
[2] CASTELLAN, Gilberto. Fundamentos de Físico- Química. 8 ed. R io de Ja ne iro :LTC,1986 ( pag. 284c - 365)