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UNIVERSIDADE FEDERAL DE GOIÁS – REGIONAL CATALÃO Engenharia Civil Química Geral Prática – Profª: Lídia Lorrany Jenifer Teodoro da Costa Mariana de Oliveira Yan Alves Carvalho EXPERIMENTO 4 ESTEQUIOMETRIA Catalão – GO 20/01/2016 INTRODUÇÃO Também conhecida como cálculo estequiométrico, a estequiometria é importante para a avaliação da quantidade de reagentes e produtos em uma determinada reação química. O cálculo de tais medidas pode ser feito com a utilização de mols, volume, massa e o número de moléculas e átomos. Ele é decorrente da lei de Proust (lei de proporções definidas) e executado utilizado equações químicas que tenha relação com o procedimento. (ROSENBERG, 2003) Ao realizar os cálculos estequiométricos, é necessário o conhecimento das proporções que existem entre os elementos constituintes das distintas substâncias. Tais proporções são observadas através do conhecimento das fórmulas das respectivas substâncias. É importante que se determine a quantidade de produtos que será formado a partir de certa quantidade de reagentes na reação. Além disso, saber a quantidade de reagentes que são responsáveis pela formação de uma determinada quantidade de produto é necessário. (ROSENBERG, 2003) A representação do cálculo estequiométrico se dá por meio de coeficientes estequiométricos, que estabelecem a proporcionalidade de reagentes e produtos, de tal modo como enuncia a lei de Proust: “Toda substância apresenta uma proporção constante em massa, na sua composição e a proporção na qual as substâncias reagem e se formam é constante”. Essa lei nos possibilita a previsão das quantidades de substâncias que serão participantes da reação química. Além dessa, outra importante lei foi a que Lavoisier enunciou: “Na natureza nada se cria, nada se perde, tudo se transforma”. Tal lei diz que em uma reação química feita em um sistema fechado, ao somar-se as massas dos reagentes o valor é similar a soma das massas dos produtos, como exemplo: Dadas mA, mB, mC e mD como sendo as massas das respectivas substâncias A, B, C e D, que participam de um determinada reação expressada pela equação A+B C+D; segundo Lavoisier, mA+mB = mC+mD. (RUSSEL, 2006) Também é possível determinar o reagente limitante nas reações químicas, que é a substância que é consumida em sua totalidade durante a reação. Posteriormente ao consumo desse, é finalizada a possibilidade de formação de mais produto na reação. Em contraponto, o reagente que está em excesso não foi consumido integralmente na reação. (RUSSEL, 2006; CARVALHO,1997) OBJETIVOS Observar a importância das medidas, concentrações e proporcionalidades entre reagentes que permitem a obtenção de quantidade determinada de produto. 3. MATERIAIS Soluções aquosas Na2So4 e BaCl2; 5 tubos de ensaio e estante para tubos; Pipetas graduadas; Pinça de madeira; Balança semi-analítica; Funil; 2 pêras; Papel de filtro. 4. PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL Os tubos de ensaio foram numerados e em cada um deles foi adicionado 1,0 mL da solução de BaCl2 (0,5 mol.L-1). Em seguida, adicionou-se para cada tubo os seguintes volumes da solução de Na2So4 (0,5 mol.L-1): Tubo 1 2 3 4 5 Volume da solução 0,5 1,0 2,0 3,0 4,0 Após a adição dos volumes correspondentes a cada tubo, estes foram agitados e após uma espera de 3 minutos a altura dos precipitados foi observada. Pesou-se o papel de filtro seco e sua massa foi anotada. Para o tubo 2 foi montado o sistema completo de filtração, e após esta ser realizada (sendo repetida coma própria água de lavagem, até que não restasse resíduos no tubo), o papel de filtro contendo o precipitado foi levado à estufa tendo um tempo de 20 minutos para a secagem. Após a secagem, o papel de filtro contendo o precipitado foi pesado e tomou-se nota de sua massa para efetuar o cálculo do rendimento da reação. 5. RESULTADOS E DISCUSSÃO Reação Química: BaCl2 + Na2So4 → BaSo4 + 2NaCl 1 para 1 → 1 para 2 Molaridade: BaCl 0,5 – 1 L X – 0,001 X = 0,00005 mol/L X = 5,0 * 10-4 Tubo 1: Na2 So4 0,5 mol – 1 L X mol – 0,0005 L X = 0,00025 mol/L X = 5,0 * 10-4 Tubo 2: Na2 So4 0,5 mol – 1 L X mol – 0,001 L X = 0,001 mol/L X = 5,0 * 10-4 Tubo 3: Na2 So4 0,5 mol – 1 L X mol – 0,002 L X = 0,001 mol/L X = 1,0 * 10-4 Tubo 4: Na2 So4 0,5 mol – 1 L X mol – 0,003 X = 0,0015 X = 15,0 * 10-4 Tubo 5: Na2 So4 0,5 mol – 1 L X mol – 0,004 L X = 0,002 X = 2,0 * 10-4 Tabela 1: Molaridade Tubos Ba Cl2 (mol/L) Na2 So4 (mol/L) 1 5,0 * 10-4 2,5 * 10-4 2 5,0 * 10-4 5,0 * 10-4 3 5,0 * 10-4 10,0 * 10-4 4 5,0 * 10-4 15,0 * 10-4 5 5,0 * 10-4 20,0 * 10-4 O reagente limitante no tubo 1 é o Na2 So4, pois possui menor quantidade de mols impossibilitando a interação entre as moléculas de Ba Cl2, que está em maior quantidade de mols. No tubo 2 não há reagente limitante já que a quantidade de mols das substâncias é a mesma. O reagente limitante no 3º tubo é o Ba Cl2, pois possui menor quantidade de mols impossibilitando a interação entre as moléculas de Na2 So4, que está em maior quantidade de mols, assim como nos tubos 4 e 5. Rendimento: Peso do papel de filtro – 1,292 g Peso do papel de filtro após secagem – 1,738 g Massa do BaSo4 = 0,086 g Massa do BaSo4 no tubo 2: 233,340 g – 1 mol X g – 5,0 * 10-4 mol X = 1166,7 * 10-4 g X = 1,167 * 10-1 g 100% - 0,117g X % - 0,086 X = 73,504% Houve perda de 26,496% no rendimento devido a quantidade de BaCl que fixou-se nas paredes do tubo impossibilitando sua retirada para pesagem. Por que foi selecionado o tubo 2 para a continuidade do experimento? O tubo 2 foi o selecionado para dar continuidade no experimento pois neste a quantidade de mols das substâncias reagentes é igual, possibilitando maior interação entre as moléculas da reação e, posteriormente maior formação de produto, já que a equação química é de relação estequiométrica 1 mol de BaCl2 para 1 mol de Na2So4 para 1 mol de BaSo4 para 2 mols de NaCl. Isso demonstra que há existência de mesma concentração e equilíbrio estequiométrico na reação. CONCLUSÃO Partindo dos resultados alcançados conclui-se que a relação ideal existente entre as quantidades de matéria presente nos reagentes para obter um determinado produto acontece quando as concentrações assim como os volumes de ambas as soluções que reagem são iguais, assim, as proporções se tornam constantes. Essa relação que é direta e não possui variação entre as substâncias componentes do procedimento químico. A referida relação se baliza na lei de Conservação das Massas, enunciada por Lavoisier. Apesar de haver certa discrepância entre a quantidade de produto no fim da reação e a dos reagentes ao se iniciar a reação, essa matéria ainda estará presente, havendo apenas sofrido um processo de transformação. De tal modo, condiciona-se uma ideia de que, mesmo sendo improvável realizar experimentalmente reações com aproveitamento ideal, por meio de cálculos matemáticos, é possível estabelecer uma proporcionalidade. REFERÊNCIAS CARVALHO, G. C.; Química Geral. Vol. único. São Paulo: Scipione, 1997. 687 p. ROSENBERG, J. L.; EPSTEIN, L. M. Química Geral. 8 ed. Porto Alegre: Bookman, 2003. 368 p. RUSSEL, J. B. Química geral. 2. ed, v. 1. São Paulo: Pearson Makron Books, 2004. 614 p.
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