Relatório - Físico-quimica - DETERMINAÇÃO DA MASSA MOLAR DE UM GÁS EFEITO DA PRESSÃO NO PONTO DE EBULIÇÃO

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UNIVERSIDADE FEDERAL DA GRANDE DOURADOS
FACULDADE DE CIENCIAS BIOLÓGICAS E AMBIENTAIS
VII BIOTECNOLOGIA – 3º SEMESTRE
FUNDAMENTOS DE FISICO-QUIMICA EXPERIMENTAL – T1
DETERMINAÇÃO DA MASSA MOLAR DE UM GÁS EFEITO DA PRESSÃO NO PONTO DE EBULIÇÃO
Professores: Adriana E. Carvalho e Thiago Sequinel
Autores: Dayane S. Alvares, Larissa Avelino Silva e Pedro Lucas C. Nunes Monteiro.
DOURADOS/MS
JULHO/2016
INTRODUÇÃO:
Por definição, gases são fluidos que diferentemente dos líquidos, ao estarem em um sistema de contenção ocupa sua totalidade. Estando no estado físico gasoso da matéria, os gases são formados por um aglomerado de moléculas dispersas em um meio, diferente dos demais estados que possuem maior rigidez e interação na sua composição estrutural. [4]
	Um gás pode alterar seu estado conforme a manipulação de três variáveis que o regem: temperatura, pressão e volume. As três estão diretamente ligadas, quanto maior a pressão, por exemplo, menor o volume e maior a temperatura. Uma equação que possua essas variáveis é considerada uma equação dos gases. [2]
No caso dos gases ideais, sua equação de referencia é a de Clapeyron, dada por: p⋅V=n⋅R⋅T, onde “p” é pressão, “V” é volume, “R” é a constante universal dos gases ideais, “T” é a temperatura e “n” é o numero de mols do gás, que é a relação entre a massa do gás (m) e a sua massa molar (M), expressa pela equação . [1]; [2]
A equação desenvolvida pelo engenheiro e físico-químico francês Benoît Paul-Émile Clapeyron, é a tradução matemática da “Lei geral dos gases ideais”, que relaciona os estados diferentes de uma transformação gasosa baseada essencialmente em suas três variáveis de alteração. A formulação desta equação foi proposta através de dados experimentais, sendo assim uma equação obtida de forma empírica. [2]; [3]
OBJETIVOS:
Interpretar as leis que regem o comportamento dos gases ideais. 
Utilizar a equação da lei do gás ideal. 
Medir o volume e a massa de um gás.
MATERIAL:
Balança;
Termômetro;
 Bacia;
 Seringa;
 Tubo de borracha;
 Proveta de 250 Ml;
 Isqueiro; 
 Béquer de 250 ml.
PROCEDIMENTO:
A
Determinação da massa molecular de um gás
Foi preenchida com água uma proveta de 100 mL, a mesma invertida em uma bacia (com água).
Colocou-se um isqueiro na lateral por baixo da parte em que estava invertida da proveta dentro da bacia.
No momento em que a válvula do isqueiro foi aberta pressionando-se o botão, o gás foi liberado, assim descolando-se a água do interior da proveta.
Procedeu-se da seguinte forma:
Pesou-se o isqueiro com precisão de 0,01g utilizando a balança analítica e anotou-se o peso.
Mergulhou-se a proveta dentro da bacia com água até 2/3 de seu volume, inverteu-se a proveta de maneira que ficasse totalmente cheia de água.
Mediu-se a temperatura da água e anotou a.
No momento em que um colega segurava a proveta, o outro colocou o isqueiro dentro da bacia direcionando-o mais perto da proveta, para que liberasse o gás dentro da mesma. Inclinou-se levemente a proveta para que o isqueiro liberasse gás.
Coletou-se gás para deslocar 50 mL de água e fechou-se o registro do isqueiro. Posicionou-se a proveta de maneira que os níveis de água fossem iguais nas partes externa e interna.
Leu-se o volume do gás direto na proveta.
Secou-se o isqueiro e o pesou.
Calculou-se a massa do gás pela diferença do peso do isqueiro nas duas pesagens.
Repetiu-se o procedimento duas vezes.
B
 O efeito da pressão no ponto de ebulição
Aqueceu-se a água em uma chapa elétrica a ± 80° C.
Usou-se uma seringa plástica (50 mL), succionou-se ± 10 mL de água quente. Devolveu-se agua para o béquer e repetiu-se a operação até que a seringa estivesse aquecida.
Segurou-se a seringa com o bico para cima e removeu-se todo o gás de seu interior. 
Impediu-se a entrada de ar, deixou-se o bico da seringa para baixo e puxou-se suavemente o êmbolo da seringa.
Observou-se e anotaram-se as mudanças presentes quando o êmbolo foi puxado para fora.
RESULTADOS:
A. 
Massa do isqueiro: 12,7314g.
Temperatura da agua: 23° C
Procedimento 1:
Massa do isqueiro: 12,6358g.
Temperatura da agua: 23° C
Diferença da massa do gás: 0,0956g.
Procedimento 2:
Massa do isqueiro: 12,5372g.
Temperatura da agua: 23° C
Diferença da massa do gás: 0,0986g.
Procedimento 3:
Massa do isqueiro: 12,4125g.
Temperatura da agua: 24° C
Diferença da massa do gás: 0,1247g.
B.
A agua entrou em ebulição.
DISCUSSÃO:
A partir dos dados coletados no procedimento “A”, deduza qual a natureza do gás presente no isqueiro. Desenvolva o raciocínio teórico que o levou a tal conclusão. 
Butano, um gás que foi pressurizado e por isso transformou-se em liquido. Butano e o gás utilizado para alguns isqueiros e gás de cozinha. [5]
Explique o fenômeno provocado no procedimento “B” e discuta porque ele acontece.
Ao puxar o êmbolo da seringa fechada diminui-se a pressão no interior da seringa. Diminuindo a pressão, a ebulição da água ocorre mais 'fácil'. Quando a água e aquecida a uma temperatura inferior à sua temperatura de ebulição, as bolhas de vapor não conseguem se formar, pois são esmagadas pela pressão atmosférica. Ao atingir a temperatura de ebulição, as bolhas de vapor d'água se tornam estáveis, pois sua pressão interna (pressão de vapor) se torna igual a pressão externa( atmosférica) e as bolhas conseguem sair de qualquer parte do líquido.
CONCLUSÕES:
 A condição do gás contido no isqueiro, no caso submetido por uma certa pressão, fez com que o volume fosse reduzido e seu estado alterado. Esse fato submete também a uma das características dos gases ideais, no caso a do volume próprio desprezível levando em consideração somente o espaço ocupado pelo gás. Pode ser observado esse evento, pois o isqueiro possuía um volume menor ao de 50 mL, e ainda assim pouca quantidade do gás contido no mesmo foi necessário para ocupar esse mesmo volume três vezes.
Isso tem a ver também com a diferença de pressão que o gás que saia do isqueiro foi submetido, referindo alteração do estado já citada. Desta maneira pode ser dito que a diferença de potencial de volatização dos gases contidos no isqueiro permitiu a diminuição da massa, sem demonstrar que a ausência do butano e propano que em diferenças de pressões podem ser alterados para gás liquefeito.
REFERÊNCIAS:
[1] GRIMM, Alice Marlene – Metereologia Básica - Física - UFPR disponível em: http://fisica.ufpr.br/grimm/aposmeteo/cap4/cap4-2.html (Acessado dia 13/07/16)
[2] Só física – Lei Geral dos Gases perfeitos. 2008 – disponível em: http://www.sofisica.com.br/conteudos/Termologia/EstudodosGases/lgeral.php (acessado dia 13/07/2016)
[3] Só física – equação de Clapeyron. 2008 disponível em: http://www.sofisica.com.br/conteudos/Termologia/EstudodosGases/clapeyron.php (acessado dia 11/09/2016)
[4] FOGAÇA, Jennifer – Conceito e característica dos gases – Mundo educação, disponível em: http://mundoeducacao.bol.uol.com.br/quimica/conceito-caracteristicas-dos-gases.htm (acessado dia 11/09/2016)
[5] Super, A ciência de um isqueiro. Disponível em: http://super.abril.com.br/ciencia/a-ciencia-de-um-isqueiro (acessado dia 12/09/2016)
UFC.BR, SEARA DA CIENCIA, QUIMICA. Disponível em: <http://googleweblight.com/?lite_url=http%3A%2F%2Fwww.seara.ufc.br%2Fsugestoes%2Fquimica%2Fquimica026.htm&ei=7qm7lJme&lc=pt-BR&s=1&m=229&host=www.google.com.br&ts=1468373802&sig=AKOVD64KHtpJ3RAAJZ4MLMFNSyuEje-gKw> Acesso em: 10 de Julho de 2016.
GRIMM, Alice Marlene – Meteorologia Básica - Física - UFPR. Disponível em: <http://fisica.ufpr.br/grimm/aposmeteo/cap4/cap4-2.html> Acesso em 10 de julho de 2016.
ATKINS, P.W.; “Físico-Química”, 7ª ed., Vols.: 1, editora LTC, Rio de Janeiro, 1999.