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Impresso por Luiz Nazareno Souza, E-mail luiznazareno@yahoo.com.br para uso pessoal e privado. Este material pode ser protegido por direitos autorais e não pode ser reproduzido ou repassado para terceiros. 22/02/2023, 15:27:27 Vitor Gabriel Vieira Costa João Paulo de Sales Pimenta Experiência 3: Estequiometria Relatório referente as atividades realizadas no laboratório de Química Geral no dia 18/03/2016. Universidade Federal de Minas Gerais UFMG – Departamento de Química Química Geral Prof.: Marcelo Andrade Chagas Belo Horizonte 2016 Impresso por Luiz Nazareno Souza, E-mail luiznazareno@yahoo.com.br para uso pessoal e privado. Este material pode ser protegido por direitos autorais e não pode ser reproduzido ou repassado para terceiros. 22/02/2023, 15:27:27 Vitor Gabriel Vieira Costa João Paulo de Sales Pimenta Experiência 3: Estequiometria Belo Horizonte 2016 Impresso por Luiz Nazareno Souza, E-mail luiznazareno@yahoo.com.br para uso pessoal e privado. Este material pode ser protegido por direitos autorais e não pode ser reproduzido ou repassado para terceiros. 22/02/2023, 15:27:27 1 Introdução A estequiometria tem como base as leis que garantem as proporções definidas nas reações químicas, são elas: Lei da Conservação das Massas Lei de Lavoisier em uma reação química – – que se processe em um sistema fechado, a massa permanece constante, ou seja, a soma das massas dos reagentes é igual á soma das massas dos produtos: Mreagentes = Mprodutos Lei das Proporções Definidas Lei de Proust quando, em várias reações – – químicas, duas substâncias se reúnem para formar um composto, sempre o fazem em uma mesma proporção; Lei das Proporções Múltiplas Lei de Dalton se a massa de um elemento for – – fixa e ela combinar com diferentes massas de outro elemento, para formar compostos diferentes, então a relação entre estas massas são de números inteiros e pequenos. Contudo, na prática, é possível estimar a massa dos produtos, tendo em mãos, a massa dos reagentes e a proporção estequiométrica. Além disso, em uma reação, pode haver um reagente limitante e um em excesso, sendo que, aquele deve ser consumido perto do total, pois, geralmente, ele é o elemento de custo mais elevado e isso pode ser alcançado, graças ao cálculo estequiométrico, que balanceia as proporções e as massas até que a quantidade de produto necessária seja atingida. A proporção estequiométrica será o que iremos verificar no experimento a seguir, através de um dos métodos capazes de identificar se está correto ou não. Impresso por Luiz Nazareno Souza, E-mail luiznazareno@yahoo.com.br para uso pessoal e privado. Este material pode ser protegido por direitos autorais e não pode ser reproduzido ou repassado para terceiros. 22/02/2023, 15:27:27 2 Objetivo Identificar a relação estequiométrica entre os elementos químicos, sendo eles, o sulfato de cobre e o hidróxido de sódio. Através do método de medida da altura do precipitado formado, o hidróxido de cobre, determinar se a relação altura/volume desse produto é proporcional á massa dos reagentes. Materiais e reagentes Estante para tubos de ensaio; Pipetas graduadas (10,00 ± 0,05 mL); Régua graduada em milímetros (30,00 ± 0,05 cm); Tubos de Nessler 18 x 150 mm; Béquer (50 ml); Béquer (100 ml); Bastão de vidro; Pipetador/pêra; Frasco para armazenamento de resíduo; Solução de CuSO 0,5 mol L (40 mL); 4 -1 Solução de NaOH 0,5 mol L (50 mL). -1 Impresso por Luiz Nazareno Souza, E-mail luiznazareno@yahoo.com.br para uso pessoal e privado. Este material pode ser protegido por direitos autorais e não pode ser reproduzido ou repassado para terceiros. 22/02/2023, 15:27:27 3 Procedimentos Colocou-se em uma estante para tubos de ensaio, 7 tubos de Nessler, que possuem o fundo chato. Adicionou-se com uma pipeta graduada em cada tubo, sucessivamente, 11,0; 10,0; 8,0; 6.0; 4,0; 2,0mL de solução de NaOH 0,5 mol L . Do −1 mesmo modo, adicionou-se 1,0; 2,0; 4,0; 6,0; 8,0; 10,0mL de CuSO 0,5 mol L4 -1, sucessivamente, nesses tubos. Com isso, agitaram-se os tubos e deixaram em repouso para que formassem a precipitação do produto visível e de coloração azul, sendo ele, o Cu(OH) . Essa reação 2 foi de dupla troca e de formação de precipitado (sal de metal + base). Após o repouso e a formação de grande parte do precipitado, mediu-se com uma régua a altura do precipitado e os resultados obtidos estão na tabela 1. Resultados e Discussão Gráfico 1: Variação da altura do precipitado em função do volume da solução de NaOH adicionado: CuSO (aq)4(aq) + 2NaOH(aq) -> Cu(OH) (s) + Na2 2SO4 Impresso por Luiz Nazareno Souza, E-mail luiznazareno@yahoo.com.br para uso pessoal e privado. Este material pode ser protegido por direitos autorais e não pode ser reproduzido ou repassado para terceiros. 22/02/2023, 15:27:27 4 Tabela 1: volume dos reagentes e altura do precipitado. Tubo Volume / mL CuSO4 0,5 mol L−1 Volume / mL NaOH 0,5 mol L−1 Altura / cm do precipitado 1 1,0 ± 0,05 mL 11,00 ± 0,05 mL 1,50 ± 0,05 cm 2 2,00 ± 0,05 mL 10,00 ± 0,05 mL 3,00 ± 0,05 cm 3 4,00 ± 0,05 mL 8,00 ± 0,05 mL 4,00 ± 0,05 cm 4 6,00 ± 0,05 mL 6,00 ± 0,05 mL 2,00 ± 0,05 cm 5 8,00 ± 0,05 mL 4,00 ± 0,05 mL 1,50 ± 0,05 cm 6 10,00 ± 0,05 mL 2,00 ± 0,05 mL 0,50 ± 0,05 cm Tabela 2: Quantidade de matéria dos reagentes e produtos antes e depois da reação. CuSO4 / mol NaOH /mol Cu(OH)2 /mol Na2SO4 / mol TUBO 1 Antes 0,5x10-3 5,5x10-3 0 0 Depois 0 4,5x10-3 0,5x10-3 0,5x10-3 TUBO 2 Antes 1,0x10-3 5,0x10-3 0 0 Depois 0 3,0x10-3 1,0x10-3 1,0x10-3 TUBO 3 Antes 2,0x10-3 4,0x10-3 0 0 Depois 0 0 2,0x10-3 2,0x10-3 TUBO 4 Antes 3,0x10-3 3,0x10-3 0 0 Depois 1,5x10-3 0 1,5x10-3 1,5x10-3 TUBO 5 Antes 4,0x10-3 2,0x10-3 0 0 Depois 3,0x10-3 0 1,0x10-3 1,0x10-3 TUBO 6 Antes 5,0x10-3 1,0x10-3 0 0 Depois 4,5x10-3 0 0,5x10-3 0,5x10-3 Para calcular a quantidade de matéria, utilizamos a fórmula: n = c x V Sendo que: n = quantidade de matéria; c = concentração da solução (mol mL-1); V = mL. Com base no cálculo de quantidade de matéria, foi possível encontrar a quantidade de matéria de cada reagente em cada parte do experimento. Após obter a quantidade dos reagentes, calculou-se a quantidade de matéria dos produtos tendo como base a equação balanceada. Sendo assim a altura do precipitado é proporcional a massa do hidróxido de cobre. Impresso por Luiz Nazareno Souza, E-mail luiznazareno@yahoo.com.br para uso pessoal e privado. Este material pode ser protegido por direitos autorais e não pode ser reproduzido ou repassado para terceiros. 22/02/2023, 15:27:27 5 Com base na tabela 2: a) Excesso de NaOH: tubos 1 e 2. Excesso de CuSO : tubos 4, 5 e 6. 4 Tubo 3: não houve de excesso de reagentes. b) É possível demonstrar experimentalmente o que foi afirmado no item anterior, por conta da reação do tubo 3, onde havia uma quantidade de cada reagente e eles foram consumidos “completamente”. c) Um dos possíveis erros do experimento é a precisão, pois não há como garantir medidas exatas para a reação utilizando a pipeta graduada, pois há um erro proveniente da pipeta, outro fato, é a pera utilizada com a pipeta, pois nem sempre permite soltar toda a quantidade do reagente no tubo, o que pode comprometer a reação. Para melhorar, seria necessário utilizar instrumentos de medição com uma precisão maior. d) O peso do produto, entretanto, no experimento realizado não foi possível obter tal medida, pois não houve separação das fases formadas. e) A estequiometria determinada experimentalmente está de acordo com a estequiometria encontrada na tabelaporque as quantidades do precipitado encontradas estão de acordo com as esperadas da proporção. Conclusão Tendo em mente o que foi feito na experiência, é possível evidenciar, o Princípio de Conservação de Massas, no qual a quantidade dos produtos depende diretamente da quantidade dos reagentes. A formação de diferentes quantidades de hidróxido de chumbo se dá por conta das diferentes quantidades dos reagentes. Sendo assim, a massa em uma reação química se conserva e a reação ocorre entre os elementos químicos até que um dos reagentes (o limitante) acabe. Referências [1] Departamento de Química, UFMG - Apostila de Química Geral, 2006.