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SUMÁRIO
- 1 - OBJETIVOS
- 2 - REVISÃO BIBLIOGRÁFICA
- 3 - METODOLOGIA .....................................................................................................
- 4.1 – TRATAMENTO DE RESULTADOS.................................................................. 4 - RESULTADOS E DISCUSSÕES
- 2 - QUESTÕES
- 5 – CONCLUSÃO ........................................................................................................
- 6 – REFERÊNCIAS
1 - OBJETIVOS
Esse experimento teve por finalidade determinar o volume do gás dióxido de carbono (CO 2 ) produzido quando uma amostra de Sonrisal (comprimido efervescente) reage com uma solução de ácido clorídrico (HCl), à temperatura e pressão ambientes.
2 - REVISÃO BIBLIOGRÁFICA
A característica de uma substancia gasosa é definida por não ter volume e nem forma própria. (Um gás tem forma do recipiente onde está contido e ocupa todo o espaço limitado pelas paredes do recipiente. O volume de um gás é o volume do recipiente). No modelo gasoso, pode-se dizer, que um gás é constituído por moléculas isoladas, separadas umas das outras por grandes espaços vazios em relação ao seu tamanho e em contínuo movimento de translação, rotação e vibração.(http://www.fisica.net/quimica/resumo17.htm)e (Livro COC, química geralII, 2011, pág.24) O gás é constituído de partículas que estão em contínuo movimento desordenado, e tem o seu estado definido a partir das suas variáveis de estado: Volume (V), pressão (P), temperatura termodinâmica, em kelvin (T) e quantidade de matéria (quantidade em mols (n)). Essas variáveis são expressas pela equação da Lei de Avogadro: P * V = n * R * T. Outra exemplo, é a equação geral dos gases (P1V1)/T1= (P2V2)/T1 que foi reunida em uma única expressão, através da Lei de Boyle e as leis de Charles e Gay-Lussac.(Tito&Canto, 2002, págs. 175 à 190), (Livro COC, química geral II, 2011, pág.26) e(http://www2.ufpa.br/quimdist/Livros/Qu%EDmia%20Geral%20Def%20P DF/Cap%EDtulo%20V%20Gases.pdf) Além da presença natural, os gases podem ser produzido através de reações, como por exemplo, a entre sólidos e líquidos (ácido clorídrico (HCl) e sonrisal (comprimido efervescente)).A análise de gases constitui procedimento dos mais importantes no campo de pesquisa e controle de qualidade de componentes químicos em misturas. Os procedimentos são os mais variados, e envolvem técnicas das mais simples às mais sofisticadas.(http://www2.ufpa.br/quimdist/livros_2/livro_quim_inorg_experimental/4a%20a ula_edgases.pdf)
Cuidadosamente foi colocado o comprimido efervescente na boca do balão, de forma que a amostra solida não entrasse imediatamente em contato com a solução. Após fechar a saída do balão, foi feito com que o comprimido entrasse em contato com a solução do ácido, para que desta forma ocorresse a reação. Esperou-se a reação ocorrer até a última bolha chegar ao fundo da proveta, para que desta forma toda a reação ocorresse. Mediu-se então, a altura da coluna de água e o volume de CO 2.
4 - RESULTADOS E DISCUSSÕES
A Tabela 2 mostra o elemento e os dados obtidos na experiência de coleta de gases Tabela 2: Elemento, temperatura, pressão e altura da coluna d’água. Massa do comprimido efervescente (g) Temperatura ambiente Pressão ambiente (mmHg) Volume de gás dióxido de carbono (CO2) mL Altura da coluna d’água (cm) 1,5580 g 20º C 714 mmHg 230 mL 10,1 cm Fonte: dados obtidos pelos alunos. A Tabela 3 mostra o valor da pressão do vapor de água (PvH2O) em mmHg em relação à Temperatura T(ºC) Tabela 3: Pressão de vapor de água (PvH2O) em mmHg à Temperatura T(ºC) T(ºC) PvH2O T(ºC) PvH2O 20 17,5 25 23, 21 18,6 26 25, 22 19,8 27 26, 23 21,1 28 28, 24 22,4 29 30, Fonte: material didático obtido em sala de aula
4.1 – TRATAMENTO DE RESULTADOS
4.1.1 - Deduza a reação entre o bicarbonato de sódio (NaHCO 3 ) e o ácido clorídrico (HCl); A reação entre os dois reagentes ocorre da seguinte forma: NaHCO 3 + HCl → NaCl + H 2 O + CO 2 4.1.2 - Determine o número de moles de bicarbonato de sódio (NaHCO 3 ) usado, tendo em vista que é o componente que se encontra em maior quantidade no sonrisal; Como a massa molar do bicarbonato de sódio (NaHCO 3 ) é 84g/ mol, e a massa utilizada do mesmo reagente no experimento foi 1,5580g , podemos fazer uma regra de três simples, de modo que: 84g de (NaHCO 3 ) ------------ 1 mol 1,5580g de (NaHCO 3 ) ------ x mol x = 0,018547 mol Deste modo, o número de moles de bicarbonato de sódio (NaHCO 3 ) usado foi 0,018547 mol. 4.1.3 - Determine a pressão parcial de gás dióxido de carbono (CO 2 ); Pamb = PCO2 + PvH PCO2 = Pamb - PvH PCO2 = 714 mmHg – 17,5 mmHg PCO2 = 696,5 mmHg é a pressão parcial de gás CO 2. 4.1.4 - Determine o volume de gás dióxido de carbono (CO2) á pressão ambiente; Cálculo da quantidade de mols de CO 2 : 1 mol de NaHCO 3 ---------------------- 1 mol de CO 2 0,018547 mol de NaHCO 3 --------- n mol de CO 2 n = 0,018547 mol CO 2 Conversão da pressão de mmHg para atm:
10 / 300 = 15 / X
X = 450K
V1 / T1 = V3 / T3Colocando os dados da tabela 10 / 300 = 20 / Y Y = 600K O quanto difere X e Y é: |X – Y| |450 – 600| = 150K 4.2.2 Um gás diatômico (X2) está confinado em um recipiente de 200L, a uma temperatura de 1 27ºC e pressão de 3,28 atm. Qual o número de átomos existentes dentro do recipiente? Transformar temperatura em ºC para K 127ºC + 273 = 400K Utilizando a lei de Avogadro: P * V =n * R * T 3,28 * 200 = n * 0,082 * 400 656 = 32,8 * n n = 20 mols Cada molécula tem 2 átomos, por isso, deve- se multiplicar 20 * 2 = 40 mols 1 mol ------------------- 610^23 moléculas 40 mols----------------- X X = 2,410^25 moléculas 4.2.3 Em um balão de vidro de 500mL, que resiste a pressões de 5 atm, estão para ser colocados em reação de 10g de CaCO3 é ácido em excesso, à temperatura ambiente de 300 K. Se o balão for fechado hermeticamente e a reação for completa, o recipiente resistirá à pressão interna? Dados Ca – 40; C - 12; O – 16. CaCO3 = 10g CaCO3 = 100g/mol 1 mol CaCO3 = 100g ------------------------------- 1 mol CO 10g -------------------------------- X X = 0,1 mol CO P * V = n * R * T P * 0,5 = 0,1 * O,O82 * 300 P = 4,92 atm Como o recipiente suporta até 5atm , ele resistirá a pressão encontrada. 4.2.4 Um recipiente indeformável, hermeticamente fechado, contém 10 litros de um gás perfeito a 3ºC, suportando a pressão de 2 atm. A temperatura do gás é, aumentada até atingir 60ºC. a) Calcule a pressão final do gás. *Considerando que o volume do gás é constante, temos que a transformação é isocórica. Assim,
P1/T1 = P2/T
2/303 = P2/
P2 = aproximadamente 2,2 atm. b) Esboce o gráfico pressão versus temperatura de transformação descrita. Fonte: Elaborado pelos autores (alunos), através do programa do matlab. 4.2.5 Indicar os cálculos necessários para a determinação da massa molecular de um gás sabendo se que 0,800g desse gás ocupa um volume de 1,12litros a 273ºC e 2,00 atm. Que valor se encontra para a massa molecular do gás?(Volume molar nas CNTP = 22,4 L). PV=nRT PV=(m/MM)RT 21,12=(0,8/MM)0,082* MM = (0,80,082546)/(21,16) MM = 16g 4.2. 6 Um gás perfeito à temperatura de 0ºC e sob pressão de 1atm ocupa um volume igual a 22,4L. Qual seria o volume ocupado por 5 mols deste gás a 100ºC, sob a pressão de 1 atm? (1) P1 * V1 = n1 * R * T1 R = (P1 * V1) / (n1 * T1) (2) P2 * V2 = n2 * R * T2 R = (P2V2) / (n2 * T2) *Igualando as concentrações (P1 * V1) / (n1 * T1) = (P2 * V2) / (n2 * T2) (1 * 22,4) / (1 * 273) = (1 * V2) /(5 * 373) V2 = (22,4 * 5 * 373) / 273 V2 = 153L
6 - REFERÊNCIAS:
Disponível em : http://www.fisica.net/quimica/resumo17.htm - acesso em 09 de out. de 2012 Disponível em : http://www2.ufpa.br/quimdist/Livros/Qu%EDmia%20Geral%20Def%20PDF/ Cap%EDtulo%20V%20Gases.pdf - acesso em 09 de out. de 2012 Disponível em : http://www2.ufpa.br/quimdist/livros_2/livro_quim_inorg_experimental/4a% 20aula_edgases.pdf - acesso em 09 de out. de 2012 acessado em 09 de out. de 2012 Livro COC, química geral II, 2011, pág. Livro COC, química geral II, 2011, pág. (Tito&Canto, 2002, págs. 175 à 190),
