Lab_QG_2010.2_Aula_07

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Aula nº 7 
Investigação quantitativa da reação de um metal com ácido 
 
Relembrando conceitos básicos: 
 
Massa Molar - M( ) - indica a quantidade de matéria (g) de 1 mol de elemento ou substância 
 
Exemplos: 
 
1) M(Mg) = 24,3 g mol-1 
 
24,3 g é a massa de 1 mol de átomos de Mg ou a massa de 6,02 x 1023 átomos de Mg. 
 
2) M(HCl) = 36,5 g mol-1 
 
36,5 g é a massa de 1 mol de moléculas de HCl ou a massa de 6,02 x 1023 moléculas de HCl. 
 
 
Equação dos gases ideais: 
 
 
PV = nRT 
 
 
• Volume Molar é o volume de um mol de qualquer gás na Condição Normal de Temperatura e 
Pressão, CNTP (760 mm Hg e 273,5 K), sendo 22,4 L mol-1 
• Lei da Conservação das Massas ou Lei de Lavoisier: “em uma reação química, a massa total 
dos reagentes é igual a massa total dos produtos”. 
 
O balanço de massa de uma equação química é feito em função da quantidade de matéria dos 
reagentes e produtos, obedecendo a proporção dos mesmos na reação (estequiometria). 
 
Mg(s) + 2HCl(aq) � MgCl2(aq) + H2(g) 
1 mol 2 mol 1 mol 1 mol 
24 g + 2x36,5 g = 95 g + 2 g 
 
Equação simplificada: 
Mg(s) + 2H+(aq) � Mg2+(aq) + H2(g) 
1 mol 2 mol 1 mol 1 mol 
 
Concentração de uma solução em quantidade de matéria: mol L-1 
 
Em uma mistura gasosa a pressão total é igual à soma das pressões parciais dos gases (Lei de Dalton). 
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Temperatura ºC Pressão mm de Hg Temperatura ºC Pressão mm de Hg 
15 12,8 23 21,0 
16 13,6 24 22,4 
17 14,5 25 23,8 
18 15,5 26 25,2 
19 16,5 27 26,7 
20 17,5 28 28,3 
21 18,6 29 30,0 
22 19,8 30 31,8 
 
 
Procedimento experimental 
Investigação quantitativa da reação de um metal com ácido 
 
O objetivo deste procedimento é determinar a quantidade de matéria, em mols, do gás 
hidrogênio, através da medida do seu volume, produzido quando uma amostra de Magnésio (Mg) 
metálico reage com o ácido clorídrico. 
 
Etapa 1 
Leia e anote em seu caderno, a temperatura (em oC ou K) e a pressão (em mm de Hg) do seu 
ambiente de trabalho (laboratório). Localize os instrumentos de medição no laboratório. 
 
Etapa 2 
 Consulte a tabela abaixo e anote em seu caderno a pressão de vapor da água na temperatura 
ambiente. 
Tabela 1 – Pressão de vapor d’água a diferentes temperaturas 
 
 
 
 
 
 
 
Etapa 3 
 Conhecendo a pressão do seu ambiente de trabalho e pressão de vapor da água na temperatura 
ambiente, calcule a pressão parcial do hidrogênio numa mistura de gás hidrogênio com vapor d’água. 
Pambiente = PH2(g) + PH2O(v) 
 
Etapa 4 
Pese uma amostra de fita de Mg
 
na balança de prato externo. 
 
Etapa 5 
Dobre a fita de Magnésio metálico de maneira que ela possa ser colocada dentro de uma gaiola 
feita de cobre fino. Deixe alguns poucos centímetros sem enrolar, para servir de cabo e fixar na gaiola. 
Adapte a gaiola a uma rolha furada. 
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Etapa 6 
Adicione 10 mL de HCℓ (6 mol L-1) a um tubo graduado de 50 mL (próprio para esta experiência) 
ligeiramente inclinado e use o frasco lavador para arrastar o ácido das paredes internas e completar o 
volume com água. Tenha o cuidado de lavar as paredes internas do tubo para não ficar nenhum resíduo 
de ácido. Coloque a rolha com a gaiola no tubo e recoloque, cuidadosamente, o tubo na posição 
vertical. 
Observação: O conjunto rolha + cabo da gaiola de fio de cobre contendo a fita de Magnésio 
metálico deve ficar cerca de 3 cm para dentro. Como o tubo está cheio, ao tampar, deverá derramar 
água. 
 
 
 
 
 
 
 
Etapa 7 
Cubra o furo do conjunto rolha + gaiola com o dedo e inverta o tubo num bécher de 400 mL 
contendo 250 mL de água deionizada, fixando-o com a garra, como mostra a figura abaixo. O ácido, por 
ser mais denso que a água, vai se difundir através da água e irá reagir com o Magnésio metálico. Não 
ocorre reação com o cobre. 
 
 
 
 
 
 
 
Observação: É importante limpar todo o resíduo de ácido das paredes do tubo com água 
destilada, utilizando o pissete, para que a reação não comece precocemente. 
 
 
 
 
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Etapa 8 
Após a reação acabar, espere mais cinco minutos para que o sistema atinja a temperatura 
ambiente. O hidrogênio produzido na reação estará na parte superior (é menos denso), juntamente com 
um pouco de vapor d’água. 
 
Reação que ocorre no tubo: 
Mg(s) + 2 HCℓ(aq) � MgCℓ2 (aq) + H2(g) 
ou de forma simplificada: 
Mg(s) + 2 H+(aq) � Mg2+(aq) + H2(g) 
1 mol ----------------------------------------- 1 mol 
Etapa 9 
Para determinar o volume dos gases hidrogênio + vapor d’água nas condições de pressão e 
temperatura ambiente proceda da seguinte maneira: de novo, cubra com o dedo o furo da rolha para 
tirar o conjunto tubo + rolha de dentro do bécher com água e coloque o mesmo em uma proveta de 1L 
cheia com água à temperatura ambiente como mostra a figura abaixo. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Eleve-o ou abaixe-o até que o líquido em seu interior fique no mesmo nível que a água da 
proveta. Anote o volume (mL) em seu caderno de laboratório. 
OBS: O H2(g) ocupa o mesmo espaço da mistura gás hidrogênio + vapor d’água 
 
Etapa 10 
Calcule a quantidade de matéria, em mol, de H2(g) aplicando a relação dos gases ideais 
PV = nRT 
Onde P é a pressão parcial (mm Hg) do H2(g), V é o volume (L) do H2(g), R a constante dos gases 
(62,3 mm Hg L K-1) e T a temperatura ambiente (K). 
OBS: tanto o H2(g) quanto H2O(v) ocupam o mesmo volume no tubo graduado; logo, o volume lido 
no tubo é o volume ocupado pelo H2(g). 
Etapa 11 
A partir do nº de mols de H2(g) calcule o volume de H2(g), nas CNTP, produzido no experimento. 
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Relatório da aula nº 07 
Investigação quantitativa da reação de um metal com ácido 
 
 
Relatório: 
 
1. Temperatura ambiente: ______ 0C ou ________K 
 
 
2. Pressão atmosférica do ambiente: ______ mm de Hg 
 
 
3. Pressão de vapor da água na temperatura ambiente: ______ mm de Hg 
 
 
4. Pressão parcial do hidrogênio: ______ mm de Hg 
 
 
5. Quantidade de matéria, em g, de magnésio metálico: ______ g 
 
 
6. Quantidade de matéria, em mol, de magnésio metálico: ______ mol 
 
 
7. Volume ocupado por hidrogênio e vapor d’água nas condições ambientais: ______ L 
 
 
8. Quantidade de matéria, em mol, de hidrogênio: ______ mol 
 
 
9. Volume ocupado por hidrogênio nas CNTP: ______ L 
 
 
10. Valor esperado para o número de mols de hidrogênio a partir da relação estequiométrica da reação: _____ 
Data da prática: _____ / _____ / _____ Turma: __________ Nota: __________ 
Professor:__________________________________________________________________ 
Aluno(s):___________________________________________________________________
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