Relatório 2 Estequiometria

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UNIVERSIDADE ESTADUAL DE SANTA CRUZ 
DEPARTAMENTO DE CIÊNCIAS EXATAS E TECNOLÓGICAS 
 
DALILA TEIXEIRA RODRIGUES (201310659) 
REBECA ABREU DE ABREU (201310668) 
 
 
 
 
 
 
ESTEQUIOMETRIA DE PRECIPITAÇÃO DO PbI2 
 
 
 
 
 
 
 
ILHÉUS-BAHIA 
2013 
i 
 
SUMÁRIO 
 
1 INTRODUÇÃO ..................................................................................................... 1 
2 OBJETIVOS .......................................................................................................... 2 
3 PARTE EXPERIMENTAL .................................................................................. 2 
4 RESULTADOS E DISCUSSÃO ........................................................................... 3 
5 CONCLUSÕES ..................................................................................................... 8 
6 REFERÊNCIAS .................................................................................................... 8 
7 ANEXO 1- QUESTIONÁRIO............................................................................... 9 
 
 
 
1 
 
1. INTRODUÇÃO 
 
A estequiometria é tida como o estudo sistemático da quantidade de reagentes e 
produtos em uma reação química. A estequiometria é baseada em dois fundamentos: na Lei da 
conservação das massas e na Lei das proporções definidas, ditadas por Lavoisier e Proust, 
respectivamente. 
A Lei de conservação das massas parte da afirmação de que a matéria não pode ser 
criada nem destruída, ou seja, a quantidade de massa existente antes de uma reação é igual à 
massa após a reação (CHANG, 2010). 
A Lei das proporções definidas defende a unicidade inicial dos compostos. De acordo 
com esta, os elementos podem se combinar para gerar mais de um composto, mas as 
proporções em massa dos elementos que o constituem permanece constante para qualquer 
quantidade de amostra analisada (CHANG, 2010). 
O estudo da estequiometria permite a previsão da formação de produtos a partir dos 
reagentes, prevendo, por exemplo, o rendimento de reações. A quantidade de produto 
formado e as proporções entre os compostos também é material de estudo da estequiometria. 
Em reações químicas, a partir da Lei de proporções definidas têm-se que a quantidade de 
produtos formada depende da quantidade de reagente disponibilizada. Se numa reação 
química, um dos reagentes encontra-se falta em relação ao outro dentro de suas proporções 
estequiométricas este reagente é chamado de reagente limitante, enquanto o que se encontra 
em maior quantidade é chamado de reagente em excesso (ATKINS, JONES; 2001). 
A estequiometria é a base das técnicas de química analítica. Na análise de gravimetria 
por precipitação, por exemplo, utilizada para a determinação de concentração de compostos 
causa-se a precipitação de um composto a partir de uma reação. Tal precipitado é pesado e a 
quantidade de substância na alíquota de uma das soluções reagentes pode ser calculada a 
partir das relações estequiométricas da reação recorrente (ATKINS, JONES; 2001). 
. 
 
2 
 
2. OBJETIVOS 
 
- Verificar experimentalmente a Lei da conservação das massas e a Lei das proporções 
definidas; 
- Aplicar a prática de análise gravimétrica ao estudo da estequiometria da precipitação do 
iodeto de chumbo (PbI2); 
- Determinar a concentração de amostras de nitrato de chumbo (Pb(NO3)2) e acetato de 
chumbo (PbCHCOOH). 
 
3. PARTE EXPERIMENTAL 
 
3.1. Materiais utilizados 
3.1.1 Procedimento Experimental 1- Obtenção do iodeto de chumbo 
 2 pipetas graduadas de 10 mL; 
 Pêra; 
 5 béqueres; 
 1 funil de vidro; 
 Papéis-filtro; 
 Solução de acetato de chumbo 0,1 mol/L; 
 Solução de iodeto de potássio 0,2 mol/L; 
 Balança analítica. 
 
3.1.2 Procedimento experimental 2- Determinação de concentração de amostras 
desconhecidas 
 2 pipetas volumétricas de 5 mL; 
 Pêra; 
 9 béqueres; 
 1 funil de vidro; 
 Papéis-filtro; 
 Solução de acetato de chumbo de concentração desconhecida; 
 Solução de nitrato de chumbo de concentração desconhecida; 
 Solução de iodeto de potássio 0,2 mol/L; 
 Balança analítica. 
3 
 
3.2. Métodos utilizados 
3.2.1. Obtenção do iodeto de chumbo 
Com o auxílio da pipeta graduada transferiu-se 5 mL da solução iodeto de potássio 0,2 
mol/L para um béquer. Adicionou-se, com pipeta graduada, 2 mL da solução de acetato de 
chumbo 0,1 mol/L ao béquer e agitou-se levemente até o fim da reação de precipitação e 
reservou-se. Pesou-se o papel-filtro anotando a sua massa. Montou-se o papel-filtro sobre o 
funil e realizou-se a filtração da mistura reacional. Ao fim da filtração retirou-se o papel com 
o filtrado e aguardou-se a secagem completa. Pesou-se novamente o filtro. Anotaram-se os 
resultados observados. Repetiu-se todos os procedimentos anteriores por sua vez substituindo 
os volumes de solução de acetato de chumbo por 3 mL, 4 mL, 5 mL e 6 mL para cada béquer. 
3.2.2. Determinação de concentração de amostras desconhecidas 
Com o auxílio da pipeta graduada transferiu-se 5 mL da solução de iodeto de potássio 
0,2 mol/L para um béquer. Adicionou-se, com pipeta graduada, 5 mL da solução A de acetato 
de chumbo de concentração desconhecida ao béquer e agitou-se levemente até o fim da reação 
de precipitação e reservou-se. Pesou-se o papel-filtro anotando a sua massa. Montou-se o 
papel-filtro sobre o funil e realizou-se a filtração da mistura reacional. Ao fim da filtração 
retirou-se o papel com o filtrado e aguardou-se a secagem completa. Pesou-se novamente o 
filtro. Anotaram-se os resultados observados. Repetiu-se todos os procedimentos anteriores 
para mais 4 béqueres por sua vez substituindo a solução de acetato por solução de nitrato de 
chumbo, também de concentração desconhecida, rotuladas apenas como solução B, C e D. 
 
 
4. RESULTADOS E DISCUSSÃO 
 
Os resultados referentes às práticas experimentais estão apresentados a seguir. 
 
4.1. Obtenção do iodeto de chumbo 
 
A reação entre o acetato de chumbo e do iodeto de potássio possui a seguinte equação 
iônica simplificada: 
2𝐼− 𝑎𝑞 + 𝑃𝑏2+ 𝑎𝑞 → 𝑃𝑏𝐼2(𝑠) 
 
4 
 
Portanto, conforme aumenta a quantidade de acetato de chumbo, a quantidade de 
precipitado deve aumentar em mesma proporção caso a quantidade de iodeto de potássio seja 
suficiente. 
A Tabela 1 a seguir apresenta os valores de massa de precipitado obtidos na reação do 
acetato de chumbo com o iodeto de potássio. 
 
Tabela 1. Massa de precipitado (PbI2) para cada volume de solução acetato de chumbo utilizada. 
Amostra 
Volume de solução Acetato de 
chumbo 0,1 mol/L (mL) 
Massa de 
precipitado (g) 
1 2 0,1714 
2 3 0,1787 
3 4 0,1958 
4 5 0,1882 
5 6 0,1843 
 
 
A Figura 1 a seguir mostra o gráfico definido pelos valores encontrados no 
experimento: 
 
Figura 1. Massa de precipitado PbI2 por volume de solução acetato de chumbo 0,1 mol/L 
 
Tendo em vista que a proporção entre a quantidade de acetato de chumbo reagente e a 
formação de iodeto de chumbo é constante, o gráfico deveria possuir uma forma linear até a 
0,1714
0,1787
0,1958
0,1882
0,1843
0,1
0,2
0 1 2 3 4 5 6 7
M
as
sa
 d
e 
p
re
ci
p
it
ad
o
 P
b
I 2
(g
)
Volume de solução Acetato de chumbo 0,1 mol/L (mL)
5 
 
sua estabilização quando houvesse um ponto de excesso de acetato de chumbo. Porém isto 
não fora observado, ou seja, o gráfico se manteve crescente, mas em dado momento começou 
a declinar. 
Este resultado para a massa deprecipitado pode ter sido causado por erros no 
momento da medida de volume dos reagentes para a reação, ou pela excessiva saturação do 
meio causando a queda na formação do precipitado devido à diminuição do contato entre os 
íons em solução. A perda de precipitado no momento da transferência ao funil para a filtração 
também pode ser um dos motivos deste resultado, uma vez que por ser insolúvel em água, a 
utilização desta na remoção dos resíduos do béquer não se torna deveras eficiente. 
Sendo constante a quantidade em mols de reagente em cada unidade de volume, e suas 
concentrações conhecidas, o número de mols de cada composto na reação explicitada pode ser 
obtido a partir da eq. (1): 
𝑛 = 𝑉𝑀 (1) 
Sendo n, V e 𝑀 , o número de mols, volume utilizado e a molaridade da solução, 
respectivamente. 
A partir da equação (1) calculou-se a quantidade em mols de reagentes utilizados: 
Para a solução de iodeto de potássio: 
𝑛 = 𝑉𝑀 = 5 × 10−3𝐿 . 0,2 𝑚𝑜𝑙/𝐿 = 1 × 10−3 𝑚𝑜𝑙 
Para a solução de acetato de chumbo: 
Na amostra 1: 
𝑛 = 𝑉𝑀 = 2 × 10−3𝐿 . 0,1 𝑚𝑜𝑙/𝐿 = 0,2 × 10−3 𝑚𝑜𝑙 
Na amostra 2: 
𝑛 = 𝑉𝑀 = 3 × 10−3𝐿 . 0,1𝑚𝑜𝑙/𝐿 = 0,3 × 10−3𝑚𝑜𝑙 
Na amostra 3: 
𝑛 = 𝑉𝑀 = 4 × 10−3𝐿 . 0,1𝑚𝑜𝑙/𝐿 = 0,4 × 10−3𝑚𝑜𝑙 
Na amostra 4: 
6 
 
𝑛 = 𝑉𝑀 = 5 × 10−3𝐿 . 0,1𝑚𝑜𝑙/𝐿 = 0,5 × 10−3𝑚𝑜𝑙 
Na amostra 5: 
𝑛 = 𝑉𝑀 = 6 × 10−3𝐿 . 0,1𝑚𝑜𝑙/𝐿 = 0,6 × 10−3𝑚𝑜𝑙 
 
A Tabela (2) a seguir relaciona as quantidades calculadas: 
Tabela 2. Relação entre o nº de mols de iodeto de potássio e acetato de chumbo utilizado nas amostras. 
Amostra 
Nº de mols de iodeto de 
potássio (nPbI2 x10
-3) 
Nº de mols de acetato de chumbo 
(nacetato x10
-3) 
1 1 0,2 
2 1 0,3 
3 1 0,4 
4 1 0,5 
5 1 0,6 
 
Como a relação entre os reagentes, iodeto de potássio e acetato de chumbo, é de 2:1, 
então a partir da tabela é possível visualizar que na amostra 5, o reagente limitante passa a ser 
o acetato de chumbo, então a massa de precipitado formada seria igual à produzida na amostra 
4, que é o ponto limite. Isto de fato acontece, porém com pequena diferença. 
Como a quantidade em mols de acetato de chumbo utilizada é igual à quantidade em 
mols de iodeto de chumbo formada quando este é o reagente limitante, então pode - se 
calcular a massa que deveria ter sido aferida durante o experimento. A massa molar do PbI2 é 
de 461, 01g/mol então a massa que deveria ser formada para as amostras é dada na Tabela 3: 
Tabela 3. Massa teórica de precipitado que deveria ter sido formada para cada amostra 
Amostra Nº de mols de acetato de chumbo 
(nacetato x10
-3) 
Massa de PbI2 
1 0,2 0,0922 
2 0,3 0,1383 
3 0,4 0,1844 
4 0,5 0,2305 
5 0,6 0,2305 
 
O que demonstra que o desvio entre os resultados teóricos e experimentais para o 
processo de precipitação do iodeto de chumbo fora muito acentuado. 
7 
 
3.2.2. Determinação de concentração de amostras desconhecidas 
A reação do nitrato de chumbo e do iodeto de potássio obedece à seguinte equação 
iônica simplificada: 
2𝐼− 𝑎𝑞 + 𝑃𝑏2+ 𝑎𝑞 → 𝑃𝑏𝐼2(𝑠) 
 
Portanto, a reação iônica simplificada obedece à mesma estequiometria que a reação 
entre o acetato de chumbo e o iodeto de potássio. 
Então se conclui que como no caso do acetato, conforme aumenta a quantidade de 
nitrato de chumbo, a quantidade de precipitado deve aumentar em mesma proporção caso a 
quantidade de iodeto de potássio seja suficiente. 
Como a quantidade em mols de acetato e nitrato de chumbo utilizado é igual à 
quantidade em mols de iodeto de chumbo formada quando este é o reagente limitante, então 
pode - se calcular o número de mols do reagente a partir da massa de precipitado formado. 
Como a massa molar do PbI2 é de 461, 01g/mol, tal como já citado, o nº em mols n de 
precipitado pode ser obtido a partir da eq. (2): 
𝑛 =
𝑚
𝑀𝑀
 (2) 
Onde m e MM são a massa do precipitado e sua massa molar, respectivamente. 
Destarte, para cada amostra A, B, C e D foi calculado o nº em mols de reagente 
presente no volume aferido, dados na Tabela 4 a seguir: 
Tabela 4. Número de mols de PbI2 (nPbI2) para cada massa de precipitado formado 
Amostra Massa do precipitado (g) 
Nº de mols de iodeto de 
chumbo(nPbI2 x10
-4) 
A 0,2247 4,8741 
B 0,1209 2,6225 
C 0,1041 2,2581 
D 0,0512 1,1106 
 
Se utilizando da eq. (2) foram calculadas as concentrações aproximadas das soluções: 
Para a solução A: 
𝑀 =
𝑛
𝑉
=
4,8741 × 10−4𝑚𝑜𝑙
5 × 10−3𝐿
= 0,97482 𝑚𝑜𝑙/𝐿 → 0,97𝑚𝑜𝑙/𝐿 
8 
 
Para a solução B: 
𝑀 =
𝑛
𝑉
=
2,6225 × 10−4𝑚𝑜𝑙
5 × 10−3𝐿
= 0,05245 𝑚𝑜𝑙/𝐿 → 0,052𝑚𝑜𝑙/𝐿 
Para a solução C: 
𝑀 =
𝑛
𝑉
=
2,2581 × 10−4𝑚𝑜𝑙
5 × 10−3𝐿
= 0,045162 𝑚𝑜𝑙/𝐿 → 0,045𝑚𝑜𝑙/𝐿 
Para a solução D: 
𝑀 =
𝑛
𝑉
=
1,1106 × 10−4𝑚𝑜𝑙
5 × 10−3𝐿
= 0,022212 𝑚𝑜𝑙/𝐿 → 0,022𝑚𝑜𝑙/𝐿 
 
Levando em conta as eventuais perdas de precipitado e outros fatores, estima-se que as 
concentrações das soluções A, B, C e D sejam 1,0 mol/L, 0,6 mol/L, 0,5 mol/L e 0,3 mol/L 
respectivamente. 
 
5. CONCLUSÃO 
 
A técnica de gravimetria permite a determinação de concentrações desconhecidas de 
compostos, porém atenta-se para eventuais perdas de significância experimental por desvios 
ocorrentes no momento das medidas efetuadas. Estes desvios podem levar a grandes 
diferenças entre os valores teóricos e os esperados, causando interpretações equivocadas se 
estes forem tomados como base para a efetuação de outras determinações. 
 
 
6. REFERÊNCIAS 
 
ATKINS, P.; JONES, L.; Princípios de Química – Questionando a vida moderna e o meio 
ambiente, Porto Alegre: Ed. Bookman, 2001. 
 
CHANG, R. Química Geral: Conceitos essenciais. 4. ed. Editora: AMGH: Porto Alegre, 
2010. 
MAIA, D. Práticas de Química para Engenharia. 1 ed. Editora Alínea e Átomo: São Paulo, 
2008. 
 
9 
 
ANEXO 1- QUESTIONÁRIO 
 
1. Qual a conclusão você tira a respeito do gráfico: volume de solução Pb(NO3)2 versus 
massa de PbI2? 
Tendo em vista que a proporção é constante, o gráfico deveria possuir uma 
forma linear até o ponto de saturação de reagente. Porém isto não fora 
observado, ou seja, o gráfico se manteve crescente, porém em dado momento 
começou a declinar demonstrando a existência de algum erro durante o 
experimento. 
2. Por que 5 mL da solução de KI 0,2 mol/L é suficiente para fazer com que o Pb2+ seja o 
reagente limitante? 
Pois, segundo as relações estequiométricas da reação dada, em 5 mL da 
solução KI haveria mais íons I
-
 em solução do que o necessário para reagir 
completamente com o Pb
2+
 presente nas soluções acrescentadas, uma vez que 
estas apresentavam concentrações muito baixas. As relações entre os números 
de mols de íons pode ser encontrada na Tabela 2. 
3. Qual a concentração de Pb(NO3)2 da solução desconhecida? 
Fora estimado que as concentrações das soluções de concentração 
desconhecida A, B, C e D eram de 1,0 mol/L, 0,6 mol/L, 0,5 mol/L e 0,3 mol/L 
respectivamente. 
 
4. Cite algumas causas de erros que podem ter interferido na determinação da massa do 
PbI2. 
O erro nos resultados apresentados para a massa de precipitado pode ter sido 
provocado por erros no momento da medida de volume dos reagentes para a 
reação. A perda de precipitado no momento da transferência ao funil para a 
filtração também pode ser um dos motivos deste resultado, uma vez que por ser 
10 
 
insolúvel em água, a utilização desta na remoção dos resíduos do béquer não 
se torna deveras eficiente.5. Nas estações de tratamento de água (ETAs), uma das maneiras de se eliminar 
impurezas sólidas em suspensão é por meio do arraste por flóculos de hidróxido de 
alumínio, produzidos na reação: 
𝐴𝑙2(𝑆𝑂4)3 + 3𝐶𝑎(𝑂𝐻)2 → 2𝐴𝑙(𝑂𝐻)3 + 3𝐶𝑎𝑆𝑂4 
Para tratar 1,0x10
6
 m³ de água, foram adicionados 17 toneladas de Al2(SO4)3. Qual é a 
massa de Ca(OH)2 necessária para reagir completamente com esse sal? 
Sejam dados a massa molar dos reagentes: 
𝐴𝑙2(𝑆𝑂4)3 = 342,17 × 10
−3𝑘𝑔/𝑚𝑜𝑙 e 
3𝐶𝑎(𝑂𝐻)2 = 74,01 × 10
−3𝑘𝑔/𝑚𝑜𝑙 
Portanto, por relação linear, em 17 toneladas de haveriam aproximadamente 
49682,91 mols de Al2(SO4)3. Pela reação dada acima se pode perceber que a 
relação estequiométrica entre os reagentes é de 1:3, portanto a quantidade 
necessária em números de mols de Ca(OH)2 é o triplo da quantidade inicial do 
sulfato, ou seja, cerca de 149048,73 mols. Tendo sido dado a massa molar do 
Ca(OH)2 igual a 74,01x10
-3
kg/mol então, novamente por relação linear têm-se 
que a massa necessária do hidróxido de cálcio para a reação se processar de 
forma completa é de cerca de 11,031 toneladas.