Relatorio 3

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UNIVERSIDADE FEDERAL DE CAMPINA GRANDE
CENTRO DE TECNOLOGIA E RECURSOS NATURAIS
UNIDADE ACADÊMICA DE ENGENHARIA AGRÍCOLA
PROFESSORA: LÚCIA MARIA
EXPERIMENTO 3 - COLETA DE GASES
Raysa da Silva Oliveira
Campina Grande – PARAÍBA
2024
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SUMÁRIO
1. INTRODUÇÃO ------------------------------------------------------------------------3
2. OBJETIVO------------------------------------------------------------------------------4
3. FUNDAMENTOS TEÓRICOS-----------------------------------------------------4
4. MATÉRIAS-----------------------------------------------------------------------------5
5. MÉTODOS------------------------------------------------------------------------------5
6. RESULTADOS-------------------------------------------------------------------------7
7. DISCUSSÃO----------------------------------------------------------------------------7
8. CONCLUSÃO--------------------------------------------------------------------------9
9. REFERÊNCIAS------------------------------------------------------------------------10
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1 – INTRODUÇÃO
Os gases preparados em laboratórios são, geralmente, coletados
por deslocamento de água. Esta técnica baseia-se no princípio de que
um gás produzido em uma reação química pode deslocar a água de um
recipiente, permitindo a coleta do gás. O gás é geralmente coletado em
uma proveta ou outro recipiente adequado, que é preenchido com água e
invertido em uma cuba de água. À medida que o gás é produzido, ele
sobe para o topo do recipiente, deslocando a água (figura 1), na presente
pratica será aprendido como coletar gases em um laboratório.
Fonte: Apostila-LQG.
Pt = Pgás + Pv(H2O)
Se o nível da água no cilindro e no banho não é o mesmo a
pressão atmosférica é “compensada” pala soma da pressão do gás, do
vapor d’água e a pressão exercida pela coluna d’água (Ph);
P(atm) = Pgás + Pv(H2O) + Ph
Ou seja, a pressão parcial do gás será igual a;
Pgás = P(atm) – (Pv(H2O) + Ph)
TABELA 1 – Pressão de vapor de água (PvH2O) em mmHg à temperatura T (°C)
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Fonte: Semishin (1982).
2 – OBJETIVO
Determinar o volume de gás hidrogênio produzido quando uma amostra de
um metal reage com ácido clorídrico. Esse volume será medido com temperatura e
pressão ambiente.
3 – FUNDAMENTOS TEÓRICOS
Dos três estados da matéria, o estado gasoso é o que exibe as propriedades
mais simples e é o mais fácil de ser entendido. Diferente dos sólidos e líquidos,
muitos gases são surpreendentemente semelhantes em suas propriedades físicas, e
por essa razão é útil definir e descrever um gás hipotético, chamado gás ideal, que
pode então ser usado como um padrão de referência com o qual os gases reais
podem ser comparados. Dessa forma podemos voltar nossa atenção às diferenças
entre o comportamento do gás ideal e do gás real (RUSSEL, John B. 1994).
Um gás é denominado gás ideal, ou gás perfeito, quando ele obedece à Lei
de Clayperon, isto é, quando entre as moléculas, ou partículas, que o compõem não
há interação nenhuma. Os choques entre elas são perfeitamente elásticos. O gás
ideal não pode ser liquefeito por mera variação de pressão. Existe uma temperatura
a partir da qual ele pode ser liquefeito (temperatura crítica). A partir deste momento
este gás torna-se gás real (LENZI, Ervin; BORTOTTI, Luzia. 2012).
A relação entre P, V, n e T expressa pela lei de um gás ideal pode ser usada
para calcular qualquer uma destas variáveis, a partir das outras três.
PV = nRt
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Utilizando a lei do gás ideal, podemos calcular qual o volume ocupado por 1
mol de um gás ideal a qualquer temperatura e pressão. A condição de referência
que é usada comumente para descrever as propriedades do gás é 0°C (273,15 K) e
1,0000 atm, chamada de pressão e temperatura padrão ou condições normais de
temperatura e pressão ou, mais sucintamente, CNTP. O volume ocupado por um mol
de um gás ideal nas CNTP é:
Fonte: RUSSEL, John B. 1994.
Este é o chamado volume molar de um gás ideal nas CNTP. Os volumes molares
dos gases reais nas CNTP não estão longe deste valor, como é mostrado na Tabela
2.
TABELA 2 – volume molar dos gases ideais nas CNTP.
Fonte: RUSSEL, John B. 1994.
4 – MATERIAIS
TABELA 3 - Matérias usados no experimento.
Balança Analítica; Mangueira;
Barômetro; Cuba;
Termômetro; Suporte;
Provetas; Régua de 30 cm;
Fita de Magnésio;
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Becker; Rolha;
Solução de HCl 2,0 mol/L; Balão de fundo redondo de duas bocas.
5 – MÉTODOS
5.1 Pesar, uma quantidade de magnésio extra (entre 0,1 e 0,2 g):
5.2 Encha a cuba até 3⁄4 com água;
5.3 Encha a proveta completamente e então emborque a proveta para dentro da
cuba. Fazendo isso rapidamente;
5.4 Pipete aproximadamente 10 mL da solução de ácido clorídrico 2,0 mol/L e
colocar no tubo com a saída lateral (ou tubo de ensaio);
5.5 Montar o Balão de fundo redondo de duas bocas conectado com a mangueira
sobre a boca da proveta;
5.6 Feche o balão com a saída lateral (ou tubo de ensaio), com a rolha que se
encontra no final da mangueira;
5.7 Colocar a fita de magnésio na saída do balão (ou tubo de ensaio), de forma que
essa fita não entre imediatamente em contato com a solução de ácido clorídrico;
5.8 Após fechado a saída do tubo, faça o magnésio entrar em contato com a solução
do ácido;
5.9 Depois que a reação cessar, espere um intervalo de tempo para deixar o tubo
esfriar;
5.10 Meça a altura da coluna d’água;
6 – RESULTADOS
TABELA 4 – Resultados Obtidos no Experimento;
Massa de
magnésio
(g)
Temperatura
ambiente
(°C)
Pressão
ambiente
(mmHg)
Volume de
gás
hidrogênio
(mL)
Altura da
coluna
d’água
(cm)
0,14g 25°C 722 mmHg 154 mL 10,8cm
7 – DISCUSSÃO
Segue a Reação do experimento, verificar se está balanceada;
Mg(s) + 2HCl (Aq) MgCL2 + H2
Para determinar o número de mols do magnésio usaremos a seguinte fórmula;
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n = m/M, n = 0,125g / 24,305 g/mol = 5,2X10-03 mol (Mg)
Para determinar a pressão do gás, temos que ter;
Pamb = 722 mmHg;
Pv(H2O)= 23,76 mmHg;
Ph= 7,944
Após achar o valor da pressão da coluna da água, aplicamos na fórmula a seguir,
para determinar a pressão do gás:
PH2 = Pamb – (PvH2O + PcH2O )
PH2 = 722 – (23,76 +7,944)
PH2 = 690,29 mmHg
Para determinar o volume do gás hidrogênio (H2) utilizamos e equação de
Clapeyron, porém, antes disso, devemos calcular alguns outros valores;
A quantidade de mols de H2:
1 mol de Mg - 1 mol de H2
5,7X 10 -03 mol de Mg - x mols de H2
x = 5,7 X 10 -03 mol de H2
Usando a equação dos gases ideais (PV = nRT), obtemos o volume teórico de gás
hidrogênio para análise experimental:
PV = nRT
(690,29 mmhg) x V(H2) = (5,7X10-03 mol) x (62,36 mmhg.L/mol.K) x (298 K)
V(H2) = 105,925/690,29
V(H2) = 0,154t L ou 154 mL
Dentre os resultados obtidos podemos calcular o erro da seguinte forma:
(VT(H2)-VP(H2))/VT(H2) *100 = ERRO
ERRO = (0,154-0,176)/0,154 * 100 = -111,33
8 – CONCLUSÃO
Concluo que, os objetivos desses experimentos foram alcançados,
respeitando as normas laboratoriais, de fato a certa semelhança nos dados obtidos
com os tabelados nos livros ou artigos de pesquisa, a diferença pode se levar em
consideração a falta de vidrarias, de equipamentos, a imprecisão na medição de
volume do gás, erros de arredondamento nos cálculos, o uso incorreto de unidades
para definir a pressão de coluna, e o uso do parâmetro de gases ideais, mesmo
sabendo que o gás coletado é um gás real (H2).
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Este processo é importante para entender o comportamento dos gases sob
diferentes condições de pressão e temperatura. No entanto, é importante notar que
os gases coletados dessa maneira podem ser contaminados com moléculas de
água.
Em conclusão, a coleta de gases é uma técnica essencial na química geral
que permite aos cientistas estudar as propriedades dos gases. No entanto, é
importante levar em consideração fatores como a pressão do vapor da água e a
possível contaminação do gás coletado.
9 – REFERÊNCIAS
LENZI, Ervin; BORTOTTI, Luzia. Química geral experimental. 2. ed. Rio de
Janeiro: Freitas Bastos, 2012. E-book. Disponível em:
https://plataforma.bvirtual.com.br. Acessoem: 13 set. 2023.
SEMISHIN, V. - Laboratory Exercises in General Chemistry, Moscow, Peace
Publisher, 1982, 391p.
RUSSEL, J.B., Química Geral v.1 e v.2. São Paulo: Makron Books, 2ª edição,
1994, 1268p
Apostila de Química Experimental. Universidade Federal de Campina Grande –
Centro de Ciências e Tecnologia – Unidade Acadêmica de Engenharia Química,
Vários Autores. Parte II – Experiência nº 2;
Passei Direto relatório LQG III coleta de gases eq ufcg, disponível no site
RELATÓRIO LQG III COLETA DE GASES EQ UFCG - Laboratório de Química
(passeidireto.com). Acessado em 10 de setembro de 2023.
https://www.passeidireto.com/arquivo/24854414/relatorio-lqg-iii-coleta-de-gases-eq-ufcg
https://www.passeidireto.com/arquivo/24854414/relatorio-lqg-iii-coleta-de-gases-eq-ufcg