Recolhimento de gás em água visando a determinação da pureza de uma amostra de magnésio

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Experimento N 7 de Química Experimental I
Recolhimento de gás em água visando a determinação da pureza de uma amostra de magnésio 
Autor: Vitor Batista Oliveira
Introdução
Geralmente, os reagentes utilizados nas indústrias não são totalmente puros. Isso se deve principalmente porque na forma impura esses reagentes são mais baratos e também porque eles não são encontrados em sua forma pura na natureza.
Portanto, ao realizar os cálculos estequiométricos da quantidade de produto que será formada ou da quantidade de reagente que se deve usar, deve-se levar em consideração o seu grau de pureza.
Há vários processos químicos existentes para determinar a pureza de uma amostra, como por exemplo, o experimento feito em sala de aula sobre recristalização. 
No experimento feito a seguir, será determinada a pureza de uma amostra de magnésio, utilizando a pressão de vapor no cálculo da pressão de um gás coletado sobre a água. Para tanto, é necessário entender o estudo da lei das pressões parciais de Dalton. 
A Lei de Dalton ou Lei das pressões parciais diz que a pressão total de uma mistura de gases é igual a soma das pressões parciais de cada gás que a compõe. A pressão parcial de um gás por outro lado é definida como a pressão que o mesmo exerceria se estivesse sozinho no recipiente. Desta forma podemos escrever:
P=∑pi
Pi=niRT 
 V 
Onde pi é a pressão parcial do gás i. A pressão parcial pode também ser obtida de uma forma conveniente utilizando a fração molar do composto, que é a razão entre o número de mols deste sobre o número de mols total presente no gás.
Pi=Xi.P 
Xi = ni
 nt
Como esperado, numa mistura de gases aquele em maior concentração exercerá maior pressão. Devido a esta relação a pressão parcial é muitas vezes usada como medida de concentração. 
Materiais e métodos
Proveta 250 mL;
Rolha Perfurada;
Tubo de vidro recurvado
Mangueira de borracha
balança analítica
béquer de 50mL
balão de fundo redondo
pipeta graduada de 10 mL
cuba de vidro
suporte universal e garras metálicas
Procedimento
Primeiramente pesou-se uma amostra de 0,150g magnésio de magnésio, que logo após foi transferido para o balão seco e limpo, sem que houvesse perdas.
Para o preparo da estrutura da Figura 1.0, encheu-se a cuba de vidro(C) até ¾ e toda a proveta (D) de água. Em seguida foi colocada cuidadosamente a proveta no interior da cuba sem que houvesse a formação de bolhas. Depois foi colocado o tubo de vidro recurvado (B) sob a boca da proveta.
Em seguida, pipetou-se 10 ml da solução de ácido clorídrico 3,0M, que foi rapidamente transferido para o balão com o Magnésio e fechado com a Rolha.
Foi observado a reação entre o Magnésio e o HCl, com a formação do gás Hidrogênio, que foi direcionado para o tubo e por consequência, entrou-se na proveta. Mediu-se a altura da coluna de água deslocada.
 
 Figura 1.0
Resultados e Discussão 
Massa da amostra Inicial de Mg + impurezas: 0,150g
Volume da coluna de água deslocada: 150 mL
Cálculo da Pressão atmosférica total:
Cálculo do número de mols (n) de H2:
Reação entre Mg e HCl:
Mg(s) + 2HCl(l) MgCl2 + H2
Proporção (em mols) entre Mg e H2: 1:1 0,00577:0,00577
Massa de Mg puro:
MMMg = 24,3 g/mol
1 mol 	- 24,3g
0,0057mols - Massa de Mg puro
Massa de Mg puro = 0,1385g
% de pureza do Mg:
Massa de Mg puro = 0,1385 = 0,9234 = 92,34% 
Massa Inicial da Amostra 0,1500 
 
Como resultado, pode-se comprovar a teoria da literatura de que os compostos na natureza não estão em sua forma pura e os cálculos ajudam a mostrar essa conclusão. Os procedimentos para tais cálculos também foram parecidos guardados as devidas proporções usadas de massa da amostra.
Conclusão
Pôde-se concluir com o experimento uma nova forma de conferir a pureza de certos compostos onde a sua reação com outra substância envolve um gás. Foi possível também entender a lei das pressões parciais de Dalton para o calculo da pressão de um gás de interesse e visualizar a formação deste na reação de estudo.
Tais estudos são importantes para determinar as quantidades exatas se reagentes que devem ser utilizados para a formação de certas quantidades de produtos, visto que estes reagentes não estão na sua forma pura. 
Referências
ATKINS, Peter; JONES, Loretta; Princípios de Química: contestando a vida moderna e o meio ambiente; 3ª ed; porto Alegre: Bookman, 2006