Química Geral Determinação do volume molar do oxigênio

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Disciplina: Química Geral II
Professores: Jairo Esteves / Hugo Arca
DETERMINAÇÃO DO VOLUME MOLAR DO OXIGÊNIO
Aluna : Cassiopeia Schmidt Assinatura
Turma: T222 
Nº : 05 
28/03/2013 – 11/04/2013
I - OBJETIVO
Determinar o Volume molar do Oxigênio a 273K e 1 atm.
II – INTRODUÇÃO TEÓRICA
O volume molar de um gás é o volume ocupado por um mol desse gás, a uma determinada pressão e temperatura. De acordo com a Lei de Avogadro, volumes iguais de gases diferentes, nas mesmas condições de temperatura e pressão, contêm o mesmo número de moléculas. Numa dada condição de temperatura e pressão, portanto, os volumes ocupados por diferentes amostras de gases são diretamente proporcionais às quantidades de matéria dos gases contidos nas amostras. Assim, para poder comparar quantidades de gases diretamente através de seus volumes, convencionou-se utilizar determinados valores de pressão e temperatura. Essas condições são conhecidas como condições normais de temperatura e pressão (CNTP). Até 1982, a pressão padrão era tomada como uma atmosfera (1 atm ou 101 325 Pa) e a temperatura como 0 °C (273,15 K) e, portanto, o volume molar de um gás nas CNTP era 22,4 L/mol. A partir de 1982, a União Internacional de Química Pura e Aplicada (IUPAC) alterou o valor da pressão padrão, de forma que as novas condições normais de temperatura e pressão são: CNTP: t= 0 °C ou T = 273,15 K e p = 100000 Pa = 1 bar. 
As razões que levaram a IUPAC a alterar o valor da pressão padrão foram: valor numérico igual a 1 (1 x10 5 Pascals), compatibilidade comas unidades SI, produção de alterações muito pequenas nas tabelas de dados termodinâmicos e considerável simplificação dos cálculos. Um segundo aspecto diz respeito às dificuldades encontradas no estabelecimento do valor exato para a pressão de uma atmosfera, normalmente definida com a pressão ao nível do mar. Ora, o mar tem diferentes níveis no globo terrestre (na América Central, por exemplo, o mar tem um nível no Oceano Pacífico e outro no Oceano Atlântico), e o valor da pressão atmosférica num dado local depende das condições meteorológicas da região onde as experiências estão sendo realizadas.Nessas novas condições, pode-se calcular o volume molar de um gás, isto é, o volume ocupado por um mol de qualquer gás, através da seguinte equação: V= R x Nt/P. Como o valor da pressão padrão foi reduzido de 101 325 Pa para 100 000 Pa, houve um conseqüente aumento no volume molar. O valor recomendado pela IUPAC é: Vm (CNTP) = 22,71 L/mol.
III - MATERIAIS E REAGENTES
Cuba de Vidro ou plástico
Cilindro graduado de 100 mL
Bureta de 10 mL
Kitassato de 100 mL 
Tubos de Vidro
Rolha perfurada
Termômetro
Mangueira de látex
Água oxigenada a 10 volumes
Dióxido de Manganês (MnO2)
IV – PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL
Fez-se a montagem com base na figura abaixo, substituindo o erlenmeyer por um kitassato e a seringa, por uma bureta. 
Primeiramente, emborcou-se o cilindro graduado completamente cheio de água na cuba, evitando a entrada de bolhas de ar. Para isso, colocou-se um selo de papel na boca do cilindro. Em seguida, abriu-se a torneira da bureta e deixou-se gotejar levemente 7,0 mL de água oxigenada no kitassato; observando assim, que ao abrir a torneira da bureta e a água oxigenada entrar em contato com o MnO2 (catalisador) o H2O2 se decompôs em água(H2O) e oxigênio (O2), esse O2 liberado na decomposição da água oxigenada passou para a bureta através de uma mangueira de látex. Posteriormente, movimentou-se o kitassato até que não se observasse a formação de bolhas.
V- CÁLCULOS
1) Determinou-se a quantidade de matéria(n° de mols) de H2O2 existente em 7 mL de água oxigenada a 10 volumes segundo os cálculos abaixo:
1º Passo
22,4L _______ 1mol
0,007L_______ x X≅ 3x10-4 mol
2º passo
3 x 10-4 mol de H2O2_____________1000 mL
 X mol de H2O2_____________7 mL
21 x 10-4 = 1000X ( 21 x 10-4 / 1000 = X 
X = 0,021 x 10-4 mols de H2O2 ou X = 2,1 x 10-2 mols
A água oxigenada a 10 volumes corresponde a uma solução aproximadamente igual a 0,9 mol/L, ou seja, em 1 litro de solução de H2O2 contém aproximadamente 0,9 mols do mesmo. Logo:
1mol de H2O2 --------- 1000 ml de H2O2
X mol de H2O2 --------- 7ml de solução de H2O2
Logo X = 0, 0063 mol de H2O2 em 7 ml do mesmo.
2) Determinou-se quantos mols de O2 são produzidos a decomposição de 7 mL dessa água oxigenada segundo os cálculos abaixo:
1 mol de H2O2_____________0,5 mol de O2
2,1 . 10-2 mol de H2O2_____________x
X= 0,5 x 2,1 . 10-3
X= 1,05 . 10-2 mol de O2
Pela equação química balanceada abaixo podemos ver que 1 mol de H2O2 produz 0,5 mol de O2.
H2O2(aq) ( H2O(l) + O2(g) obs.: não foi possível colocar o catalisador MnO2 sobre a seta da reação.
Mas como vimos no procedimento anterior 7 ml de H2O2 possui 0,0063 mol do mesmo. Logo:
1 mol de H2O2 --------0,5 mol de O2
0,0063 mol de H2O2 -------X mol de O2
Logo na decomposição de 7ml de H2O2 produziria 0,00315 mol de O2.
3) Sabe-se que esta quantidade de matéria de O2 é diretamente proporcional ao volume de gás medido experimentalmente, nas condições ambientes. A seguir, seguem os cálculos que resultam no volume molar do O2 nessas condições.
1,05 . 10-2 mol de O2_____________0,009L
 1 mol_____________ x
1,05 . 10-2 X = 0,09 
X= 0,009L 
 1,05.10-2 mol
X≅ 0,0085 x 10-2 L/mol ou X≅ 0,85 L/mol
Como eu demonstrei no procedimento anterior na decomposição de 7 ml de H2O2 temos a liberação de 0,00315 mol de O2. Em laboratório constatamos a liberação de 90 ml de O2 em condições a 299 Kelvins e a pressão de 734,8 mm Hg. Logo em 1 mol de O2 nas condições em laboratório o seu volume seria:
0,0035 mol de O2 --------- 90 ml de O2
1 mol de O2 ----------------X ml de O2
X = 25714,23 ml de O2 ou 25,71423 L.
Obs.: Não utilize o tipo de linguagem no texto acima.
4) A seguir, seguem os cálculos que resultam no volume molar do O2 a 273K e 1 atm.
 P1 x V1 = P0 x V0 
 T1 T0
(760 – 25,2) x 0,85 = 760 x V0 ( 730,8 x 0,85 = 760 x V0
 299 273 299 273
169582,14 = 80730 V0
V≅ 2,1 L
Pressão = pressãototal – pressãovapor da água
Pressão = 734,8mm Hg
Temperatura = 299K
Volume = 25,71423 L
1 atm = 760 mm Hg
Logo a expressão ficará:
734,8 x 25,71423 /299 = 760 x volume / 273
Volume aproximadamente 22,7L.
Obs.: Não sei colocar a expressão como vc fez!!! Kkkkkkkkkk!!!
VI - CONCLUSÕES
Efetue os cálculos de devidos a determinar o quanto o valor experimental se desvia do valor esperado e conclua sobre as possíveis causas do desvio.
22,4L_____________100%
 20,3 _____________ x%
X≅ 90,5% 
22,4L de O2 -------------100%
22,7 de O2 ---------------------- X %
Logo 22,7 L = 101,34%, portanto o desvio foi de 1,34%.
Umas das possíveis causas do desvio pode ter sido leitura imprecisa das vidrarias, graduação errada nas vidrarias, o fato da solução de água oxigenada a 10 volumes ser aproximadamente 0,9mol/L, ou poderia não ser de 10 volumes.
As possíveis causas eu mesmo pensei então não tem bibliografia, vc pode ou não acreditar, mas eu não tenho certeza se a resposta que ele espera é essa , então se vc colocar isso não tenho culpa se errar em! kkkkkkkkk!!!
VII- Bibliografia
http://qnesc.sbq.org.br/online/qnesc02/atual2.pdf
Obs: nesse relatório não foi preciso pesquisa e consulta , logo as conclusões e resultados foram retirados de conhecimentos adquiridos em aula.
Espero que vc e Ariane tirem uma boa nota (9 para cima), abraços! (