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Prática de Físico-Química Experimental
Tipologia: Notas de estudo
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Data de realização: 16/09/ Data de entrega: 23/09/
Professor responsável: Miguel Jafelicci Junior
Integrantes: Gabriel Martins de Alvarenga
Naira BuzzoAnhesine Renan Diego Zanetti Weslei Bruno Botero
Primeiramente, preparou-se soluções de HCl e HAc com as concetrações descritas nas tabelas 1 e 2 presentes neste relatório, todas as diluições foram realizadas em balões volumétricos de 100 ml, os cálculos, juntamente com os volumes necessários para se chegar a tais diluições se encontram no tópico resultados e discussão.
Após preparar todas as soluções, buscou-se, com a ajuda de um condutivímetro medir a condutância de cada solução afim de comparar os valores das concentrações em função dos valores de condutância de cada amostra, porém antes da medida, o condutivímetro foi calibrado da seguinte maneira; A partir de uma solução de condutividade conhecida (KCl), fez-se a medida do condutivímetro mergulhando o eletrodo contendo placas de platina na solução e esperou-se por alguns minutos até que o visor do equipamento mostra-se em seu visor, o valor da condutância da solução em unidades de μS/cm. É importante ressaltar que o eletrodo foi mergulhado e retirado da solução diversas vezes afim de uma homogeneização da solução no espaço entre as placas, para que a medida de condutância fosse valida. As soluções foram medidas partindo-se das concentrações menores, tanto dos eletrólitos fracos quanto dos eletrólitos fortes, para concentrações maiores, pois dessa maneira, eliminou-se a possibilidade do condutivímetro medir a condutância de soluções restantes entre as placas de concentrações maiores.
Concentração (M) Condutância (μS/cm) 1x10-^4 16, 2,5x10-^4 24, 5x10-^4 33, 1x10-^3 48, 2,5x10-^3 74, 5x10-^3 111, 2,5x10-^2 256, 5x10--^2 361, Tabela 1 – Concentração de Ácido Acético à esquerda, ao lado dos valores de condutância à direita.
Tabela 2 – Concentração de Ácido Clorídrico à esquerda, ao lado dos valores de condutância à direita.
Analisou-se os gráficos de Concentração x Condutância para prever o comportamento tanto de soluções de eletrólitos fortes quanto soluções de eletrólitos fracos.
Imagem 1 – Gráfico demonstrando o comportamento da condutividade de uma solução de ácido acético com o aumento da concentração do mesmo.
Concentração (M) Condutância (μS/cm) 5x10-^5 11, 1x10-^4 32, 5x10-^4 5x10-^3 1x10-^2 5x10-^2 1x10-^1
Concentração (M) Condutividade molar (S.cm^2 /mol) 5x10-^5 222, 1x10-^4 5x10-^4 5x10-^3 400, 1x10-^2 5x10-^2 1x10-^1 Tabela 4 – Concentração de ácido clorídrico por valores de condutividade molar calculados para cada concentração. Logo, com um gráfico de Condutividade molar x concentração molar é possível observar o real comportamento dos eletrólitos.
Imagem 3 – Gráfico demonstrando o comportamento da condutividade molar de uma solução de um eletrólito fraco (ácido acético) de acordo com a concentração.
Imagem 4 – Gráfico demonstrando o comportamento da condutividade molar de uma solução de um eletrólito forte (ácido clorídrico) de acordo com a concentração.
Para soluções muito diluídas de eletrólitos fortes a condutividade molar se aproxima de um λo, uma condutividade molar à diluição infinita. Essa está relacionada com a concentração por:
Comparando a imagem 4 com a imagem da literatura observou-se quais pontos apresentavam erros de medida mais consideráveis, sendo estes os três primeiros. Plotou- se, com os pontos residuais, o gráfico de Condutividade molar x raiz da concentração, obtendo-se assim uma reta com um coeficiente de correlação muito mais próximo de 1. Obteve-se:
Logo obteve-se a condutividade molar à diluição infinita do ácido clorídrico: S.cm^2 .mol-^1
Da literatura têm-se para o HCl igual a 426,1 0 S.cm^2 .mol-^1 , logo o desvio percentual encontrado foi de:
Observou-se, a partir dos gráficos das imagens 1 e 2 um comportamento da condutividade aceitável com o expresso na literatura. Percebeu-se a presença de erros experimentais na imagem 4, onde viu-se, para as menores concentrações, um valor de condutividade molar diferente do esperado. Apesar disso foi possível observar o comportamento dos eletrólitos fortes (representados pelo HCl) e dos eletrólitos fracos (representados pelo HAc) frentes a diferentes diluições, onde observou-se que para ambos os casos há um aumento da condutividade com o aumento da concentração. Verificou-se que os eletrólitos fracos tendêm a estabelecerem um equilíbrio à uma diluição infinita, assim como determinou-se o valor dessa condutividade à diluição infinita para o eletrólito forte pelo fato do mesmo seguir a lei de Kohlrausch. Apesar dos erros experimentais, foi possível obter valores satisfatórios para as medidas.
CASTELLAN, G. W.; Fundamentos de Fisico-Química, 1ª ed., Livros Técnicos e Científicos Ed. S.A.: Rio de Janeiro, 1986
ATKINS, P. W.; De PAULA, J. Físico-Química. 9 ed. Rio de Janeiro: LTC, 2012. Volume 1. p. 151-155.
