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Universidade Estadual do Maranhão Centro de Estudos Superiores de Caxias Departamento de Química e Biologia Disciplina: Físico-Química I Professor: M. Sc .Francisco Alberto Alencar Miranda
Volume Molar
Caxias-MA Maio- Universidade Estadual do Maranhão Centro de Estudos Superiores de Caxias Departamento de Química e Biologia Disciplina: Físico-Química I Professor: M. Sc .Francisco Alberto Alencar Miranda
Volume Molar
Noé Nonato dos Santos Filho
Caxias-MA Maio- Sumário
1 – Introdução ---------------------------------------------------------------------------------- 04 2 – Objetivos------------------------------------------------------------------------------- ------ 3 - Parte Experimental 3.1 Materiais e Reagentes------------------------------------------------------------ ------
3.2 Procedimentos Experimentais---------------------------------------------------------- 4 - Resultados e Discussões-------------------------------------------------------------------- 5 - Conclusão------------------------------------------------------------------------------ ------ 6 - Referências ---------------------------------------------------------------------------- ------ Anexos-------------------------------------------------------------------------------------- ------
INTRODUÇÃO
O referente relatório trata-se da determinação do volume molar de um gás na CNTP. Escreveu Brady (1986) que “estamos familiarizados com muitas das propriedades dos gases porque estamos constantemente cercados por uma mistura gasosa chamada atmosfera”. A matéria é capaz de existir em três formas físicas ou estados diferentes: sólido, liquido e gasoso. Quando um gás é introduzido em um recipiente, as moléculas movem-se livremente dentro deste, ocupando todo o seu volume. Uma vez que os gases se misturam livremente uns com os outros, se vários gases estiverem presentes numa mistura, o volume de cada componente é o mesmo que o volume ocupado pela mistura toda. Volume Molar é por definição, o volume ocupado por 1 mol de moléculas de uma substância (ou 1 mol de átomos de um elemento) na fase gasosa. Como um volume ocupado por um gás depende diretamente das condições da temperatura e pressão, o volume molar varia conforme a temperatura e a pressão variam. Nas CNTP, isto é, a 273 K e 760 mmHg, o volume por um mol de moléculas (ou átomos) de qualquer gás é aproximadamente igual a 22,4L. Podemos fazer uma experiência para confirmar esse, mas é importante observar a necessidade de Ter o máximo de cuidado com o material e o procedimento adotados para que a margem de erro seja a menor possível. “Em condições idênticas de temperatura e pressão, o volume ocupado por um gás, é diretamente proporcional à sua quantidade de substância, ou seja, ao seu número de mol. Assim, se dobrarmos seu número de mol (n), seu volume também irá dobrar. Logo, a relação entre o volume e o número de mol é constante (V/n= k)”. (USBERCO & SALVADOR, 2002). Como, em um mol de qualquer gás, o número de moléculas é sempre 6,0 · 10^23 , um mol de qualquer gás, nas mesmas condições de pressão e temperatura, ocupará sempre o mesmo volume. O experimento a seguir foi feito com o máximo de cuidado, desde a montagem do equipamento à produção do gás, pois se entende que qualquer descuido pode fazer com que o resultado esperado se altere. O material que vai ser descrito a seguir prevê uma margem de erro pequena, e para que se tenha sucesso na experiência, é preciso ter consciência de que, à medida que esse material for sendo substituído ou adaptado para viabilizar a experiência, a margem de erro se
Oxido de HgO (S ) ( amarelo) 01 (g) Conectores de vidro; 02 Cuba de vidro ou (tigela funda) 01 Bico de Bunsen ou ( vela) 01 Garra para tubo de ensaio 01 Suporte 01
3.2 PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL
Inicialmente pesou-se 1,0 g de água, determinou-se a massa do tubo de ensaio (que se
encontrava segundo as normas: limpo e seco), em seguida foi colocado o HgO(s) dentro do
tubo de ensaio com o cuidado de que o mesmo não fosse perdido. Calculando posteriormente
a massa total do sistema (mtotal=massa do tubo + massa do HgO (^) (s) ).
Dando continuidade à experiência foi montado o sistema: o tubo de ensaio foi
colocado inclinado no suporte universal, e abaixo do tubo foi posicionado o bico de Bunsen.
No outro suporte universal com uma garra foi colocado a proveta com água dentro da
cuba de vidro cheia de água. Logo após para colocar a proveta graduada na cuba de vidro
foram seguidos alguns passos:
1. Encheu-se a proveta com água até a extremidade;
2. Tampou-se bem a extremidade da proveta com o centro da mão, Virou-se a
proveta colocando a extremidade aberta dentro da cuba de vidro com água,
e só então, retirou-se a mão, tendo o cuidado de não entrar ar, afinal,
estamos falando de gás, e qualquer contato com o ar altera-se o resultado.
O Bico de Bunsen foi acesso para aquecer o tubo de ensaio e provocar a
decomposição térmica do HgO(s) , notando-se que o gás oxigênio foi recolhido para a
proveta que conseqüentemente fez o nível de água baixar. No instante em que o O (^) 2 (g) parou
de borbulhar na proveta, foi desligada a chama e desconequitada a mangueira de látex,
evitando assim que
ocorresse o refluxo de
água para o tubo de ensaio. Fazendo o nível de água dentro da proveta coincidir com o nível
de água na cuba de vidro, leu-se o volume de O (^) 2(g) obtido; retirou-se a rolha do tubo de
ensaio e foi determinada mais uma vez a massa do conjunto.
RESULTADOS E DISCUSSÕES
Com esta pratica pudemos observar que quando o nível de água na proveta e na cuba de vidro ficaram iguais, notou-se que o volume de O (^) 2(g) obtido foi de 84 mL (0,084L). Com o tudo de ensaio já frio, retirou-se a rolha com cuidado e determinamos a massa do conjunto: tubo de ensaio + mercúrio metálico= 19,7556g. Para encontrarmos a massa de O (^) 2(g) obtida na proveta subtraímos: Mtotal – Mtubo + Hg = 19,8679 - 19,7556= 0,1123g de O2(g). Utilizando-se da equação geral dos gases P1V (^) 1/T 1 = PO V (^) O/T (^) O:
P 1 = Pressão do O2(g) na proveta, calculada da seguinte maneira:
P vapor da água = 17,5 mmHg( 20º C) ou 17,9mmHg(25ºC); T = temperatura no local da experiência. O valor de T 1 utilizado nos cálculos deve estar em Kelvin; V 1 = volume de O (^) 2(g) ; PO = 760mmHg;
TO = 273K;
VO = volume de O (^) 2(g) ;que teria sido obtido se a experiência tivesse sido feita nas CNTP. Equação: 742,1 x 0,084/298 = 760 x Vo/ Vo = 0,07514 L (75,14mL) Por intermédio da regra de três foi calculado o volume de O (^) 2(g) nas CNTP que corresponde a 1 mol (32g) de moléculas desse gás. Massa do oxigênio → Vo 32g → xL x≈22,4L 0,1123g → 0,07514L 32g → x X= 21,4L Por fim calculou-se a margem de acerto, da experiência: 100% →22,4L Y → xL
100% → 22,4L
P 1 = pressão atmosférica local – pressão do vapor da água.
ANEXOS
Sistema para obtenção do O 2 , através do HgO(s) : 2 HgO(s) → 2Hg (^) (s) + ½ O 2
Montagem do SistemaCombustão do HgO(s)
QUESTIONÁRIO
- Escreva a reação de obtenção do O 2 em laboratório.
Energia + H2OCO 2 → C (^) 6H12O 6 + 6O 2
- Como se faz para recolher um gás em um recipiente?
Aquecendo-se a fim de provocar a decomposição térmica.
- (^) Qual a função do Óxido de Mercúrio neste exercício de laboratório?
Promover a reação de óxido-redução que sofrem variações nos números de oxidação
e ocorrem transferências de elétrons.
- Faça a definição de Combustão.
Significa queima, da qual possui um combustível e um comburente (O2). Há três
formas de combustão: completa, incompleta com formação de monóxido de carbono
e incompleta com formação de carbono (fuligem).
- Defina Volume Molar de um gás.
Volume Molar é por definição, o volume ocupado por 1 mol de moléculas de uma
substância (ou 1 mol de átomos de um elemento) na fase gasosa. Como um volume
ocupado por um gás depende diretamente das condições da temperatura e pressão, o
volume molar varia conforme a temperatura e a pressão variam.
- (^) Qual o percentual de O 2 no ar atmosférico?
O percentual de Oxigênio na atmosfera é de 21%.
