Relatório Determinação da massa molecular de um líquido

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RELATÓRIO
FÍSICO-QUÍMICA EXPERIMENTAL 
TRABALHO PRÁTICO Nº 3
Determinação da massa molecular de um líquido 
TURMA: EQM5-M1
DOCENTE: Kátia Gabriel
DATA: 29 DE ABRIL DE 2015
ELEMENTOS DO GRUPO
Aníbal Canzenze- 20130647
Marlene Manuel- 20130540
Miguel António-20130644
I – INTRODUÇÃO TEÓRICA
Massa é uma medida de quantidade de matéria em uma amostra, independente da sua identidade química. Em química, onde centralizamos nosso interesse no comportamento dos átomos, é normalmente mais útil conhecer o número de cada tipo específico de átomo, molécula ou ião em uma amostra, no lugar da qunatidade de matéria (a massa).[2]
Um conceito muito importante é o da massa molar, M, a massa por mol de substância, isto é, a massa de uma amostra da substância dividida pela quantidade química de átomos, moléculas ou fórmulas unitárias que contem.[1]
De maneira geral, a determinação da massa molecular de uma substância tem por objectivo estabelecer sua fórmula molecular se conhecemos a composição centesimal de uma substância e dadas as massas atómicas dos elementos constituintes, obtem-se apenas a fórmula empírica.[1]
O método para a determinação da massa molar de líquidos puros, os quais podem ser completamente evaporados sem decomposição é baseado na teoria dos gases ideais. A equação de estado para os gases ideais é dada por:
 ou (1)
 Com: (2)
Substituindo a equação (2) na (1) teremos:
Essa equação só é válida quando o vapor comporta-se como um gás ideal que é o caso de estar à temperatura de mais de 20 K, acima do ponto de ebulição.
Para calcular o comportamento real do vapor, a equação de Van der Waals deve ser utilizada.
 (3)
A multiplicação e simplificação da equação (3) leva a:
Onde: a e b são constantes de Van der Waals.
Com e , a equação seguinte pode será:
O que tem em conta o comportamento do vapor na determinação das massas molares.
II - OBJECTIVOS:
A prática referida, teve como objectivo:
Determinar a massa molar de dietil éter, metanol e acetona através da equação de estado dos gases ideais e a equação de Van der Waals.
III- PARTE EXPERIMENTAL
III.1 – MATERIAIS E REAGENTES
			Materiais 
	Reagentes
	Haste de suporte, aço inoxidável, l= 250 mm
	Metanol
	Braçadeira
	Dietil éter
	Braçadeira universal
	Acetona
	Revestimento de vidro
	
	Seringa de gás (100 ml)
	
	Termómetro de laboratório (-10... +150ºC)
	
	Tampa de borracha
	
	Balança analítica 
	
	Tubos de borracha, d=6 mm
	
	Bécker de vidro, 250 mL
	
	Aparelho de aquecimento
	
	Regulador de energia
	
	Toalhas de papel
	
	Seringa de injecção, 1 ml
	
III.2 – ESQUEMA DE APARELHAGEM
 
Figura 1. Aparelhagem utilizada:
Seringa de gás (100 ml) com revestimento de vidro;
Termómetro;
Termómetro;
Placa de aquecimento;
Suporte com hastes e braçadeiras.
IV- PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL
Para o experimento da determinação da massa molecular dos líquidos: metanol, dietil éter e acetona, seguiram-se os seguintes procedimentos:
Empurrou-se o êmbolo da seringa de vidro seco e limpo para a graduação 5 mL, isto foi feito para fazer a injecção do líquido mais facilmente. 
Fechou-se a extremidade do tubo capilar de vidro com a tampa de borracha de modo que a seringa não liberte o gás .
Ligou-se o aparelho de aquecimento e ajustou-se o regulador de potência, de modo que a água fosse levada a ebulição suave. Após a água ter atingido uma temperatura constante, começou-se as medições.
Extraiu-se uma pequena quantidade dos líquidos a serem investigados para a seringa de injecção (0,12 ml de metanol, 0,3 ml de éter dietílico e 0,11 ml de acetona) sem bolhas. Limpou-se a seringa externamente e pesou-se a seringa com a substância, na balança com uma precisão de 1 mg.
Injectou-se rapidamente a substância na seringa de gás, através da tampa de borracha assegurarando que toda a substância de teste foi injectada para dentro do cilindro da seringa de gás.
Deixou-se a seringa presa na tampa de borracha até se observar as mudanças no volume de vapor mais longos. Assegurou-se que o equilíbrio de pressão entre a seringa e a atmosfera foi atingido rodando o cilindro da seringa de vidro ligeiramente.
Em seguida, após de ter o líquido vaporizado, pesou-se novamente a seringa vazia e calculou-se a massa da substância.
Fez-se três medições para cada um dos líquidos. 
Depois de cada medição, retirou-se a tampa de borracha da seringa gás e retirou-se o vapor da seringa com ar empurrando o êmbolo para trás e para a frente para cada experiência.
V – RESULTADOS E DISCUSSÕES
Tabela 1 - Determinação da massa molar obtida com a equação de estado do gás ideal.
	Componentes
	Exp.
	V (ml)
	m (g)
	Tª(K)
	M (g/mol)
	ɛ(%)
	
	
	
Acetona
	1
	48
	0.082
	370.15
	52.57
	
0.96
	
9.3
	
58.64
	
	2
	30
	0.053
	367.65
	54.00
	
	
	
	
	3
	43
	0.097
	369.90
	69.37
	
	
	
	
Metanol
	1
	92
	0.109
	370.65
	36.51
	
9.42
	
1.3
	
35.06
	
	2
	88
	0.098
	367.15
	33.99
	
	
	
	
	3
	90.5
	0.103
	366.65
	34.69
	
	
	
	
Dietil-éter
	1
	77
	0.188
	369.15
	74.93
	
6.27
	
3.5
	
78.77
	
	2
	75
	0.200
	368.15
	81.62
	
	
	
	
	3
	89
	0.231
	369.65
	79.76
	
	
	
Tabela 2 - Determinação da massa molar obtida com a equação de Van der Waals.
	Componentes
	Exp.
	V (ml)
	m (g)
	T (K)
	M (g/mol)
	ɛ(%)
	
	
	
Acetona
	1
	48
	0.082
	370.15
	51.59
	
0.37
	
9.6
	
57.86
	
	2
	30
	0.053
	367.65
	53.09
	
	
	
	
	3
	43
	0.097
	369.90
	68.90
	
	
	
	
Metanol
	1
	92
	0.109
	370.65
	36.22
	
8.55
	
1.3
	
34.78
	
	2
	88
	0.098
	367.15
	33.72
	
	
	
	
	3
	90.5
	0.103
	366.65
	34.41
	
	
	
	
Dietil-éter
	1
	77
	0.188
	369.15
	74.67
	
5.99
	
3.6
	
78.56
	
	2
	75
	0.200
	368.15
	81.66
	
	
	
	
	3
	89
	0.231
	369.65
	79.37
	
	
	
Com os resultados obtidos verifica-se uma aproximação razoável àqueles que eram os valores teóricos. Comparando-se os valores das massas molares calculados com a equação de Van der Waals e com a equação dos gases ideais, pode-se dizer que, houve uma maior aproximação nos valores de massa molar obtidos com a equação de Van der Waals, e tais resultados são observados pois a equação de Van Der Waals descreve melhor o comportamento do gás real. Também notou-se que a massa molar variou de acordo a seguinte ordem álcool < cetona < éter.
Com base nas observações dos erros verifica-se que, com o valor da massa molar calculado com a equação de Van der Waals obteve-se um valor de erro menor em relação ao valor obtido com a equação de gases ideais. Os valores dos erros encontrados podem ser justificados por vários factores como: A falta de precisão na hora de retirar os líquidos para a seringa de injecção (pode ter sido tirado ligeiramente a mais ou a menos), a força e/ou rapidez na hora da injeção do líquido para a seringa de gás (o líquido não foi sempre posto da mesma maneira, e nem pelo mesmo operador), o tempo para a pesagem do vapor que por sua vez era bastante volátil.
Um baixo desvio padrão indica que os dados tendem a estar próximos da média; um desvio padrão alto indica que os dados estão espalhados por uma gama de valores. 
Quanto aos valores do desvio padrão pode-se dizer que, para o dietil éter não se verificou muita precisão entre as medidas e que também houve pouca exatidão entre as mesmas; para o metanol já se observa uma maior precisão entre as medidas; para a acetona não se verificou grande precisão ou exactidão das medidas. 
V - CONCLUSÕES
Apesar de alguns erros e contratempos foi possível realizar a experiência econcluí-la com êxito. Os valores de massa não foram exatamente iguais aos tabelados, mas obteve-se valores aproximados.
Foi possível observar que, entre as equações utilizadas, a de Van der Waals foi a que obteve menor erro relativo em relação ao valor verdadeiro. Dessa forma, essa é a equação que melhor representa o comportamento do vapor. 
É recomendável proceder de forma mais criteriosa ao escolher a seringa a ser trabalhada, pois este é o passo fundamental que determinará o sucesso ou fracasso do experimento.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
ATKINS, Peter. DE PAULA, Julio. Físico-Química. 7. Ed. Rio de Janeiro: Editora LTC, p.4. 2003.
WEDLER, Gerd – Manual de química física. 4ª edição. Av. Burna/Lisboa: Editora Fundação Calouste Gulbenkian, 2001.
http://quimicasemsegredos.com/Propriedades-Coligativas.php (visitado aos 06.05.2015)
	
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