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DETERMINAÇÃO DO VOLUME MOLAR Objetivo Demonstrar experimentalmente que o valor ocupado por uma molécula – grama de qualquer substância gasosa nas condições normais de temperatura e pressão é igual a 22,4 litros. Introdução Teórica É denominado Volume Molar ao volume ocupado por 1 mol de cada substância. Para os gases o volume molar apenas dependerá das condições de temperatura e pressão, qualquer que seja a natureza do gás, diferentemente dos sólidos e líquidos que dependem do meio externo e da substância composta. Nas condições normais de temperatura e pressão (p = 1atm; ou 760 mmHg e T = 0 °C) o volume molar apresenta um valor constante de 22,4L que é, portanto, o volume ocupado por 1 mol de qualquer gás nas referidas condições acima. Para calcular valores para gases reais os mesmos apresentam próximos a 22,4L. As experiências realizadas pelos pesquisadores Robert Boyle e posteriormente Gay-Lussac demostra respectivamente que o volume de um gás é inversamente proporcional a pressão e que envolvendo volume e temperatura a uma dada massa de gás, a pressão constante, é diretamente proporcional a temperatura. Com a combinação dos experimentos é gerada a Equação Geral dos Gases: P.V = n. R. T Onde: P= pressão V= volume n= número de mols R= constante universal dos gases T= temperatura (Kelvin) A partir de dados experimentais e considerando o número de mols em um determinado experimento constante e alterando-se a temperatura, pressão ou volume, podemos escrever: Pi.Vi = Pf.Vf Ti Tf Onde: P= pressão V= volume T= temperatura (Kelvin) Material e Reagentes - Tubo de ensaio; - Suporte Universal com Garras; - Becker de 1000 ml; - Pinça de Borracha; - Vareta de Vidro; - Mangueira de Látex; - Proveta Graduada de 200 ml; - Balança Analítica; - Clorato de Potássio (KClO3) sólido; - Dióxido de Manganês (MnO2) sólido; Procedimento Experimental Com a aparelhagem montada. Pesou-se 0,506 g de KClO3 e 0,252 g de MnO2, misturou-se os sais e transferiu-se para o tubo de ensaio, com cuidado para que não houvesse perda. Adaptou-se ao tubo de ensaio uma rolha atravessada por um tubo de escape. Com um papel de filtro vedou-se a proveta completa de água e rapidamente inverteu-se a proveta no Becker contendo ¾ da sua capacidade com água. Conectou-se o tubo de desprendimento ao Becker, e com um bico de Bunsen aqueceu-se diretamente a mistura contida no tubo de ensaio. Observou-se o desprendimento de oxigênio (formação de bolhas). Após o termino desse desprendimento, desconectou-se o tubo de ensaio, a fim de evitar o refluxo de água para o tubo quente com a mistura. Anotou-se o volume de água deslocado pelo oxigênio dentro da proveta e anotou-se a pressão e temperatura na qual a experiência foi realizada. Resultados e Discussões Dados de Pressão e Temperatura obtidos durante o experimento: Pamb= 712 mmHg Tamb= 25°C + 273,15 = 298,15 K CNTP ( P0= 760 mmHg; T0= 273,15 K) Pressão de Vapor da Água ( Tamb= 25°C → PH2O= 23,06 mmHg) Pa= Pamb – PH2O= (712 – 23,06= 688,94 mmHg) Dados Experimentais: mKClO3= 0,506 g mMnO2= 0,252 g Va= 173 ml Cálculos: Mol de KClO3= 122,5 g/mol Mol de O2= 32 g/mol KClO3 ---MnO2 KCl + 3/2O2 122,5g -------------------------------- 48g 0,506g ------------------------------mO2g mO2= 0,1982g Vo= Pa.Va.To / Po.Ta Vo= 688,94.173.273,15/ 760.298,15= 143,67 ml Vm= Vo.32/mO2 Vm= 143,67.32/0,1982= 23195,96367 ml → 23,19L Δ%= Vt – Vm/ Vt . 100 Δ%= 22,4 – 23,19 / 22,4 . 100 = 3,52% Conclusões Através do procedimento foi possível determinar o volume ocupado pelo gás desprendido dos componentes: Clorato de Potássio e Dióxido de Manganês. A margem de erro considerável para este experimento é de 5%, portanto, o experimento feito está dentro das normas de erro conforme os resultados dos cálculos apresentados, podendo assim afirmar que o valor ocupado por uma molécula - grama de qualquer substância gasosa nas condições normais de temperatura e pressão é igual a 22,4 litros. Bibliografia WIKIPEDIA. www.wikipedia.org/leidosgasesideais. Acesso 27 Agosto 2012. M.EDUCAÇÃO. www.mundoeducacao.com.br. Acesso 27 Agosto 2012. C.WEB. www.coladaweb.com/fisicoquimica. Acesso 27 Agosto 2012. GRUPO Bianca Graziano – RA: 11.0122-9 Camila Carraro – RA: 11.0219-3 Caroline de Géa – RA: 11.0819-0 Júlia Leite – RA: 11.0949-5
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