RELATÓRIO 6 - EQUILÍBRIO QUÍMICO

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UNIVERSIDADE FEDERAL DO TRIÂNGULO MINEIRO
Instituto de Ciências Tecnológicas e Exatas
Fábio Lúcio Felix
Fernanda Lahr
Guilherme de Melo Lozano
Pedro José Trindade Campos
Rafael José de Freitas
Experimento nº: 07
Equilíbrio Químico
Benecildo Amauri Riguetto
Laboratório de Química
Uberaba – MG
30/09/2014
Fábio Lúcio Felix
Fernanda Lahr
Guilherme de Melo Lozano
Pedro José Trindade Campos
Rafael José de Freitas
Experimento nº: 07
Equilíbrio Químico
Relatório apresentado para fins avaliativos da disciplina de Laboratório de Química da Universidade Federal do Triângulo Mineiro.
Prof. Dr. Benecildo Amauri Riguetto
Uberaba - MG
30/09/2014
SUMÁRIO
1. INTRODUÇÃO	3
1.1. EQUILÍBRIO QUÍMICO E REAÇÕES REVERSÍVEIS	3
1.2. PRINCÍPIO DE LE CHATELIER	5
2. OBJETIVOS	5
3. PARTE EXPERIMENTAL	6
3.1 materiais	6
6. QUESTIONÁRIO	4
7. REFERÊNCIA	7
1. INTRODUÇÃO
1.1. EQUILÍBRIO QUÍMICO E REAÇÕES REVERSÍVEIS
O equilíbrio químico, associado a uma transformação química, apresenta importância econômica e biológica considerável. O processo Haber-Bosch, para obtenção de amônia, por exemplo, é um processo industrial que consiste na perturbação do equilíbrio, envolvido na reação entre hidrogênio e oxigênio, por meio do aumento da pressão e diminuição da temperatura do sistema. Dessa forma, a partir dessas alterações, torna-se possível otimizar o rendimento dessa etapa de produção. Por outro lado, o pH do sangue humano só se mantém estável, pois esse fluído funciona como uma solução-tampão, que evita que o seu pH sofra grandes alterações devido, sobretudo, ao equilíbrio iônico entre o ácido carbônico (H2CO3) e o íon bicarbonato (HCO3-) a ele associado, após a dissolução do CO2, um subproduto do metabolismo, no sangue.
O conceito de equilíbrio químico, no entanto, restringe-se apenas às reações denominadas reversíveis, àquelas que se processam em dois sentidos. Em outras palavras, o estado de equilíbrio é atingido quando as velocidades da reaçõe direta, processamento dos reagentes em produtos, e inversa, reconstituição dos produtos nos reagentes iniciais, são iguais. A variação das concentrações dos produtos e reagentes da síntese de Haber-Bosch, em um reator mantido a temperatura constante, é apresentada na FIGURA 1, a seguir.
	
A partir da análise gráfica percebe-se que, a partir de certo instante, após o tempo t2, não se observa alteração na concentração dos reagentes e dos produtos. É nesse momento que o equilíbrio químico dessa reação de síntese é atingido.
1.2. PRINCÍPIO DE LE CHATELIER
Quando atingido o estado de equilíbrio, o sistema tende a permanecer em equilíbrio indefinidamente. Todavia, em 1888, Henri – Lewis Le Chatelier observou que quando esse sistema era perturbado, por meio de fatores externos, como a mudança de temperatura, pressão e concentração, ocorria um deslocamento para anulação tais fatores promovendo, nesse sentido, a reorganização de uma nova composição de equilíbrio.
	Nessas condições, no contexto em que os experimentos foram executados, observou-se esse princípio, por meio da reação reversível entre os íons de ferro (III) e os íons tiocianato, como mostrado na equação (1), abaixo:
 Fe3+ + SCN- ↔ FeSCN2+					 (1)
Então, modificou-se a concentração dos íons pela adição de outra solução que reage formando um sal insolúvel com o íon. Além disso, verificou-se o efeito que uma mudança de temperatura causa sobre a solução em equilíbrio permitindo, desse modo, identificar se a reação estudada era endotérmica ou exotérmica.
2. OBJETIVOS
Os principais objetivos do experimento estão vinculados à observação do deslocamento do equilíbrio químico de uma reação a partir de fatores como a variação de temperatura e concentração dos reagentes. 
3. PARTE EXPERIMENTAL
3.1. materiais
6
 Para a realização do experimento utilizou-se os seguintes instrumentos listados abaixo:
	
Espátula; 
Béquer;
Tubos de ensaio;
Seringa;
Solução KSCN 1,0 mol/L;
Solução FeCl3 1,0 mol/L;
Solução AgNO3 0,2 mol/L;
Cloreto de potássio sólido – KCl
.
3.2 MÉTODOS
	
Colocou-se 20 mL de água em um béquer e adicionou-se, nesse recipiente, 2 gotas de solução 1 mol/L de FeCl3 e 2 gotas de solução 1 mol/L de KSCN. Em seguida, dividiu-se a mistura em sete porções de, aproximadamente, 2 mL dispondo cada uma em um tubo de ensaio. Um dos tubos de ensaio serviu como "controle" para a comparação com o conteúdo dos demais.
Ao primeiro tubo, adicionou-se 3 gotas da solução 1 mol/L de FeCl3 e agitou-se. Após isso, comparou-se com o tubo “controle” e anotou-se os resultados observados durante esse procedimento.
Ao segundo, acrescentou-se 3 gotas da solução 1 mol/L de KSCN. Depois disso, comparou-se com o tubo “controle” e anotou-se as observações feitas nessa etapa da experiência.
Ao terceiro, despejou-se uma pequena quantidade de KCl sólido e agitou-se vigorosamente até que o composto dissolve-se. Comparou-se a cor do tubo "controle" e anotou-se as observações. Logo após, nesse mesmo utensílio, adicionou-se mais 3 gotas de solução 1,0 mol/l-1 de Fe(NO3)3, homogeneizou-se a solução e, novamente, anotou-se as modificações
Ao quarto, adicionou-se 3 gotas de solução 0,2 mol/L de AgNO3. Agitou-se bastante até homogeneizar a solução, anotando-se as observações. Depois, ainda nesse tubo, adicionou-se 3 gotas de solução 1,0 mol/L de Fe(NO3)3, agitou-se o e, por fim, anotou-se as verificações.
Ao quinto, adicionou-se 3 gotas de solução 0,2 mol/L de nitrato de prata (AgNO3). Homogeneizou-se conteúdo do tubo e anotou-se as observações. Posteriormente, adicionou-se, nesse mesmo utensílio, 3 gotas de solução 1,0 mol/L de KSCN, homogeneizou-se a solução e anotou-se os resultados analisados.
	Finalmente, colocou-se o sexto tubo de ensaio em banho - maria com temperatura entre 70 e 80 ºC durante 1 a 2 minutos. Comparou-se a solução quente com a solução no tubo o "controle", e anotou-se as observações. 	 
	Com o fim do experimento, as soluções que continham íons de prata foram descartadas em recipiente adequando. Já as demais soluções foram despejadas na pia.
4. RESULTADOS E DISCUSSÃO
A elevação da temperatura do sistema desloca o equilíbrio no sentido da reação endotérmica. De fato, esse acréscimo aumenta a energia cinética médias das partículas dos reagentes e dos produtos, aumentando as velocidades da reação direta e inversa. As reações endotérmicas aumentam mais as suas velocidades em relação às exotérmicas, pois absorvem energia e, quando se eleva a temperatura, tal absorção é favorecida.
O aumento da concentração dos reagentes ou de produtos desloca o equilíbrio no sentido oposto à adição de reagentes ou de produtos. Isso pode ser explicado uma vez que as velocidades das reações são proporcionais às concentrações dos participantes. Assim, aumentando-se a concentração de pelo menos um dos reagentes, a velocidade direta aumenta, ou seja, a reação desloca-se no sentido dos produtos. Ocorre o inverso quando parte dos reagentes for retirada
Os objetivos dos experimentos foram obtidos. No experimento, aprendemos a manipular, de forma correta, os diversos sistemas montados para que os processos de separação fossem realizados. Nesse contexto, aprenderam-se também as principais diferenças entre referentes à sublimação, filtração e evaporação e os casos em que esses métodos são mais utilizados.
Por outro lado, com os conceitos, relacionados às separações de misturas, mais bem fixados analisou-se, por meio dos dados coletados, as diferenças entre as porcentagens teórica e experimental em massa, antes e após os processos de separação respectivamente. Diante disso, entende-se que pelo fato de o experimento não ter sido executado em sistema fechado e, pelas falhas humanas, as alterações para mais e para menos nos valores de massa de cada um dos componentes das misturas são inevitáveis, tais como, as correntes de ar, secagem insuficiente,perda de vapor pelos orifícios e aferição incorreta.
Assim, compreende-se que o processo de separação de misturas é essencial para a realização dos processos industriais. Conhece-los, desse modo, e saber identificar as possíveis causas para as perdas, nesses processos, significa, portanto, maximizar a produção em uma indústria. 
6. QUESTIONÁRIO
QUESTÃO 1: Calcule o rendimento percentual do procedimento de separação.
RESPOSTA:
O rendimento percentual do procedimento de separação foi de 97,507%
QUESTÃO 2: Determine a porcentagem em massa de cada um dos componentes da amostra.
RESPOSTA:
A porcentagem de naftaleno foi de 0,333 g, de areia foi de 0,691 g e de NaCl foi de 0,504g.
QUESTÃO 3: Algum dentre os métodos de separação descritos neste roteiro poderia ser empregado para separar os elementos de um composto químico? Explique.
RESPOSTA:
Sim, o método de evaporação utilizado para separar a água do NaCl, por exemplo, é útil sempre que temos água envolvida no composto. Sabendo que o um dos compostos é sólido, pode-se evaporar água fazendo com que reste apenas a parte sólida da mistura. 
QUESTÃO 4: Quando se prepara um chá mergulhando um saquinho de papel em água quente qual (is) procedimento (s) de separação é (são) empregado (s)?
RESPOSTA:
O procedimento de separação empregado nesse caso é o de filtração e também a extração
QUESTÃO 5: Um grupo de estudantes iniciou este experimento com 1,543 g da mistura. Ao final do experimento a massa de sólido recuperada foi de 1,734 g. Assumindo que não houve erro nas etapas de pesagem nem nos cálculos, apresente uma explicação experimental para este resultado.
RESPOSTA:
O que pode ter acontecido, nesse caso, é que a areia no processo de secagem, não permaneceu na estufa por tempo suficiente para que toda a água evaporasse da amostra de areia, fazendo assim que um pouco de água retida na mesmo tenha sido levada para a balança o que gerou uma pesagem não confiável da amostra de areia no filtro.
QUESTÃO 6: Você determinou a massa de naftaleno por duas maneiras: por subtração e por pesagem direta do naftaleno recolhido sob a cápsula de porcelana. Houve diferença entre os dois valores? A que pode ser atribuída esta diferença? Em sua opinião, qual é o procedimento mais confiável?
RESPOSTA: 
Sim, houve diferença nos dois valores. Isso ocorreu, porque no béquer existe uma pequena curvatura por onde é comum deixar-se escorrer líquidos. Como o vidro de relógio não vedou completamente a parte superior do béquer, no momento do aquecimento da mistura na primeira etapa, quando o naftaleno estava no estado de vapor, possivelmente uma quantidade do mesmo pode ter saído por esse orifício. O procedimento por subtração da massa do béquer com toda a mistura pela massa do béquer apenas com areia e sal é mais confiável, pois mesmo que uma parte do naftaleno em forma de vapor saia do béquer, essa subtração inclui todo o naftaleno que estava na mistura.
QUESTÃO 7: 11,562 g de uma mistura contendo areia, NaCl e naftaleno foi submetida ao procedimento descrito nesse roteiro. As seguintes massas foram encontradas: 3,642 g de NaCl, 1,564 g de naftaleno e 5,921 g de areia. Determine o rendimento percentual da separação e a porcentagem em massa de cada componente da mistura.
RESPOSTA:
O rendimento percentual da separação é de 96,237%. A porcentagem em massa de NaCl é de 31,499%, de naftaleno é de 13.786% e de areia é de 51,210%.
QUESTÃO 8: Apresente pelo menos dois erros experimentais que justificariam um rendimento percentual menor do que 100%. Apresente pelo menos dois erros experimentais que justificariam um rendimento percentual maior do que 100 %.
RESPOSTA:
O rendimento percentual menor do que 100 % pode ser causado devido ao fato de que o béquer, quando submetido ao aquecimento para a sublimação do naftaleno, não é completamente vedado e, assim, parte desse componente se esvai do recipiente, na forma de vapor. Outro motivo para essa diferença no percentual seria durante ao aquecimento da água no processo separação do NaCl. No momento em que toda a água é evaporada, restando apenas o sal, caso esse aquecimento não seja interrompido contribui para a perda do sal.
Já o rendimento percentual maior do que 100 % pode ser causado nos momentos em que a areia, quando submetida ao aquecimento na estufa, não é secada suficientemente para que toda a água dissolvida seja eliminada. Além disso, caso os utensílios de laboratórios não seja completamente limpos, as partículas neles contidas podem influenciar no valor final da massa da amostra.
QUESTÃO 9: Compare as porcentagens encontradas por seu grupo com as nominais. Faça uma comparação crítica.
RESPOSTA:
Porcentagem em massa encontrada de naftaleno 21,25 %, de Areia 44,09 %, de NaCl 32,16 %. 
Porcentagens em massa teórica de naftaleno 25 %, de areia 40 %, de NaCl 35%.
Houve uma diferença entre a porcentagem encontrada e a porcentagem teórica. No caso do naftaleno, parte da substância na forma de vapor pode ter saído do béquer quando estava submetido ao aquecimento durante a separação por sublimação, devido ao fato do béquer não ter sido completamente vedado pelo vidro de relógio. Da mesma forma, uma parte do NaCl dissolvido na água, na ultima etapa de separação, pode ter espirrado para fora do recipiente. Por fim, quanto à porcentagem de areia, o processo de secagem em estufa pode não ter sido o suficiente para eliminar toda umidade presente. 
7. REFERÊNCIA
[1] RAGAZZI, Marcos. Análise Imediata. Apostila Bernoulli. 4 ed. Vol 2. Editora Bernoulli. Belo Horizonte – MG, p.45 -53
[2] RAGAZZI, Marcos. Matéria e suas transformações. Apostila Bernoulli. 4 ed. Vol 1. Editora Bernoulli. Belo Horizonte – MG, p.31- 41.
FALCON, L. C. Apostila de Química Orgânica CEFETEQ - Rio de Janeiro - RJ, 1998.