Relatório ESTUDO ESTEQUIOMETRICO DA PRECIPITAÇÃO DE PbI2

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UNIVERSIDADE ESTADUAL DE SANTA CRUZ
DEPARTAMENTO DE CIÊNCIAS EXATAS E TECNOLÓGICAS
ENGENHARIA DE PRODUÇÃO
ESTUDO ESTEQUIOMÉTRICO DA PRECIPITAÇÃO DE 
DANIEL BORGES DA SILVA (201310113)
LUCAS NASCIMENTO MOREIRA (201310114)
ILHÉUS-BAHIA
2013
DANIEL BORGES DA SILVA (201310113)
LUCAS NASCIMENTO MOREIRA (201310114)
ESTUDO ESTEQUIOMÉTRICO DA PRECIPITAÇÃO DE 
Relatório apresentado como parte dos critérios de avaliação da disciplina CET835 – QUÍMICA GERAL II. Turma P03. Dias de execução do experimento: 19 E 26 DE AGOSTO DE 2013.
Professor: Marcelo Franco
ILHÉUS-BAHIA
2013
SUMÁRIO
1	INTRODUÇÃO	4
2	OBJETIVO	5
3	MATERIAIS E MÉTODOS	5
3.1	Materiais e Reagentes	5
3.2	Métodos	5
4	RESULTADOS E DISCUSSÃO	6
5	CONCLUSÃO	9
6	RESPOSTAS DO QUESTIONÁRIO	10
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS	11
INTRODUÇÃO
	A estequiometria baseia-se na Lei da Conservação das Massas e na Lei das Proporções Definidas. A primeira delas, introduzida pelo químico francês Antoine Lavoisier em 1774, afirma que: "Numa reação química que ocorre num sistema fechado, a massa total antes da reação é igual à massa total após a reação". Ou seja, a matéria jamais pode ser criada ou destruída, apenas transformada.
	Já a Lei das Proporções Definidas foi elaborada em 1794 pelo químico Louis Proust, e o enunciado diz que “uma determinada substância pura contêm sempre os mesmos elementos combinados na mesma proporção em massa, independente da sua origem”. Ou seja, as massas dos reagentes e dos produtos que participam de uma reação obedecem a uma determinada proporção constante, que não depende da quantidade em massa dos reagentes utilizados. Tal proporção é específica de cada reação química.
 	A estequiometria é usada frequentemente para balancear equações químicas, pois é base para o estudo quantitativo das reações e substâncias. É possível, de posse de uma equação balanceada que representa uma reação química, prever com precisão as quantidades de cada produto gerado, ou ainda determinar as quantidades necessárias de reagentes de modo a produzir certa quantidade de produtos.
	Através da estequiometria é possível determinar, por exemplo, qual será o reagente limitante de uma reação. Tanto no laboratório como na indústria, as relações entre reagentes e produtos não são simples, uma vez que é necessário atentar-se que as quantidades relativas de reagentes raramente obedecem às proporções estequiométricas, havendo um reagente limitante e outro(s) em excesso, por isso a quantidade obtida de cada produto nem sempre é igual à teoricamente esperada, fazendo com que o rendimento da reação seja inferior.
	Portanto, é importante determinar o reagente limitante de uma reação, que é aquele cuja quantidade determina a(s) quantidade(s) máxima(s) de reagente(s) que se gasta(m) e de produto(s) que se forma(m) nessa reação química. Se as quantidades de todos os reagentes estiverem em proporções estequiométricas, todos os reagentes são limitantes.
2	OBJETIVO
	Estudar a estequiometria da precipitação de , bem como verificar a Lei da Conservação das Massas e a Lei das Proporções Definidas através dos dados obtidos experimentalmente.
3	MATERIAIS E MÉTODOS
 3.1	Materiais e Reagentes
Solução de nitrato de chumbo com concentração de 1,0 mol/L;
Solução de iodeto de potássio com concentração de 2,0 mol/L;
7 béqueres de 25 mL;
1 béquer de 50 mL;
3 pipetas volumétricas de 10 mL;
1 pêra;
1 espátula
Água destilada;
Vidro de relógio;
Funil de filtração;
Papel de filtro;
Balança semi-analítica.
 3.2 	Métodos
	Na parte I, duas soluções aquosas (25 ml de solução de KI, 2,0 mol/L e 25 ml de solução de , 1,0 mol/L) foram coletadas e armazenadas em béqueres. Em seguida, com o auxílio de uma pipeta volumétrica fez-se a mistura destas soluções em cinco béqueres diferentes, nas proporções indicadas, a fim de formar o precipitado iodeto de chumbo II (). Para que esse precipitado decantasse mais rapidamente, as soluções foram levemente agitadas. Feito isso, com o auxílio de um funil e um papel de filtro, as cinco soluções foram filtradas. Após a secagem do papel contendo o sólido , os mesmos foram pesados em uma balança semi-analítica previamente tarada.
	Na parte II, 5 mL de quatro soluções aquosas de nitrato de chumbo II com concentrações desconhecidas foram coletadas e armazenadas em quatro béqueres. Cerca de 20 mL de solução de KI, 0,2 mol/L foi armazenado em outro béquer. Após isso, adicionou-se 5 mL da solução de iodeto de potássio em cada béquer contendo as soluções aquosas de com concentrações desconhecidas. Em seguida, agitaram-se as misturas para decantar o precipitado, novamente filtrando e pesando a massa de sólido obtida.
4	RESULTADOS E DISCUSSÃO
Parte I
	As duas substâncias em questão, e são solúveis em água. Portanto, as mesmas formaram as seguintes espécies em solução:
	Após colocar essas duas soluções em contato ocorreu a formação do iodeto de chumbo II () que, por ser muito pouco solúvel em água, formou um precipitado. 	Esta reação é descrita pela equação:
	Pela estequiometria da reação, verifica-se que cada mol de reage com dois mols de e um de . Esta proporção foi comprovada com o experimento realizado, que obteve os seguintes resultados, expostos na Tabela 1:
Tabela 1: Massa de obtida em cada um dos experimentos.
	Experimento
	Volume da solução de , 1,0 mol/L
	Volume da solução de KI, 2,0 mol/L
	Massa de obtida
	I
	2 mL
	5 mL
	0,33 g
	II
	3 mL
	5 mL
	0,35 g
	III
	4 mL
	5 mL
	0,36 g
	IV
	5 mL
	5 mL
	0,37 g
	V
	6 mL
	5 mL
	0,38 g
	
	A partir desses dados experimentais, foi elaborado o seguinte gráfico:
Gráfico 1: Massa de x volume da solução de
	Pode-se observar através deste gráfico que a quantidade em gramas de cresce com o aumento do volume da solução de adicionado, com uma tendência linear.
	Nesta parte do experimento, também foi feita de outra forma a pesagem da massa do sólido obtida. Após pesá-lo junto com o papel de filtro, retirou-se o do papel, com o auxílio de uma espátula, depositando-o em um vidro de relógio. Estas massas foram pesadas e, comparando com os resultados anteriores, notou-se uma diferença considerável. Os pesos para as cinco massas foram menores, isto pode ser explicado pelo fato de que grande parte do sólido ainda fica grudada ao papel, portanto este método não é tão eficaz para obter a massa do .
Parte II
	Ao adicionar 5 mL de solução de iodeto de potássio em 5 mL solução aquosa de nitrato de chumbo II de concentração desconhecida (esse processo foi realizado quatro vezes, para quatro concentrações diferentes), ocorreu novamente a seguinte reação:
	Pela estequiometria da reação, verifica-se que cada mol de reage com dois mols de e um de . Sabendo dessa proporção de 1:1 entre o e o e que o é o reagente limitante da reação, pode-se efetuar cálculos estequiométricos para encontrar as diferentes concentrações das soluções de nitrato de chumbo II através dos dados experimentais.
	As massas obtidas dos precipitados para as reações com as diferentes concentrações de foram expostas na tabela abaixo:
Tabela 2: Massas de obtidas.
	Concentração de 
	Volume da solução de 
	Volume da solução de KI, 0,2 mol/L
	Massa de obtida
	A
	5 mL
	5 mL
	0,1659 g
	B
	5 mL
	5 mL
	0,1241 g
	C
	5 mL
	5 mL
	0,0418 g
	D
	5 mL
	5 mL
	0,0334 g
Para a solução de concentração A:
x __________ 0,1659 g de 
331 g de ________ 461 g de PbI2
x = 0,1191 g de 
Logo,
Para a solução de concentração B:
x __________ 0,1241 g de 
331 g de ________ 461 g de 
x = 0,8910 g de 
Logo,	
Para a solução de concentração C:
x __________ 0,0418 g de 
331 g de ________ 461 g de 
x = 0,03001 g de 
Logo,
Para a solução de concentração D:
x __________ 0,0334 g de 
331 g de ________ 461 g de 
x = 0,02398 g de 
	Logo,5	CONCLUSÃO
	Com este experimento concluiu-se que, através do cálculo estequiométrico é possível determinar as quantidades de reagentes e produtos envolvidos numa reação química, utilizando as proporções estequiométricas da própria reação. Partindo das massas obtidas nas pesagens do precipitado iodeto de chumbo II produzido nas reações, determinou-se as quantidades de utilizadas nos reagentes. Além disso, comprovou-se através deste experimento que o reagente limitante é aquele que determina a formação dos produtos de uma reação, como foi o caso do , que foi o limitante das reações e, ao ser totalmente consumido, as reações cessavam, mesmo que ainda tivessem outros reagentes disponíveis.
6 	RESPOSTAS DO QUESTIONÁRIO
1ª) Através do gráfico é possível concluir que a massa de aumenta com o aumento do volume da solução de , com uma tendência linear.
2ª) Na solução de KI, o número de mols para o volume de 100 mL é 0,2 mol, que é o mesmo número de mols de , pois a proporção entre estas substâncias é 1:1 em solução aquosa. Já na solução de , o número de mols para o volume de 50 mL é 0,05 mols, que é o mesmo número de mols do , pois a proporção entre essas substâncias é de 1:1 em solução aquosa. Como a reação que ocorre quando estas soluções entram em contato é , observa-se que a proporção de e é de 1:2. Portanto, os 0,05 mols iniciais de reage com, no máximo 0,1 mols de , fazendo com que o seja o reagente em excesso e o o reagente limitante.
3ª) As concentrações foram: .
4ª) 
Ou seja, em 1 litro de solução dissolve-se aproximadamente 0,001 mol de . Como a solução do experimento era de 10 mL, esse valor cai para 0,00001 mol e . Este erro é muito inferior a 0, 1%, portanto é um erro desprezível.
5ª) Os volumes das soluções podem não ter sido os valores determinados a rigor, pois podem ter ocorridos erros ao medi-las e manuseá-las com os equipamentos. Além dos possíveis erros na filtração e pesagem do .
6ª) 
Como na reação a proporção entre o e o é de 1:3, então:
1 mol de ________ 222g de 
48851 mols de ___ x
x = 10844922 g de 
7ª) 
Como a proporção na reação entre o e o é de 1:1, então:
160 g de ________ 100 g de 
850000 g _________ x
x = 531250 g de 
Como a pureza é de 70%, precisará de .
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
ATKINS, P.; LORETTA, J. Princípios de Química: Questionando a vida moderna e o meio ambiente. 2ed. Porto Alegre: Bookman, 2001.
Roteiro de aula prática utilizado em laboratório (MAIA, DALTAMIR; Práticas de Química, Experimento 5).