Relatório 3 Química Geral Experimental (1)

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UNIVERSIDADE FEDERAL DE MINAS GERAIS
QUÍMICA GERAL EXPERIMENTAL
PROFESSOR: Dayse Carvalho da Silva.
DATA: 17/09/2013.
TURMA: PS2D.
GRUPO: Pedro Enrique Batista, Raquel Navarro, Rayane Milagres.
TÍTULO DA EXPERIÊNCIA: Estequiometria.
INTRODUÇÃO:
A estequiometria trata das relações de massa entre as espécies químicas numa reação. Os cálculos estequiométricos baseiam-se nas proporções fixas existentes entre as espécies e a equação química balanceada mostra essa relação quantitativa entre reagentes e produtos de uma determinada reação. A Lei da conservação da massa é um dos princípios orientadores das proporções estequiométricas. De modo geral, numa reação química, a massa, os átomos e as cargas se conservam. Os coeficientes numéricos da equação balanceada se referem á proporção de mols envolvidos entre as espécies da reação. Conhecendo a relação molar e a massa molar das espécies, pode-se determinar a relação de massa. Uma reação química cessa logo que qualquer um dos reagentes seja totalmente consumido (chamado reagente limitante) sendo possível que restem outros reagentes em excesso (chamados de reagente em excesso). Para a determinação experimental das proporções estequiométricas das reações podem ser utilizados vários métodos, como a medida da massa de precipitado formada, volume de gás liberado, intensidade da cor de uma solução, entre outros.
OBJETIVOS:
O objetivo do experimento foi determinar a relação estequiométrica da reação entre o nitrato de chumbo (Pb(NO3)2) e o iodeto de potássio (KI), com a formação do iodeto de chumbo (PbI2). Isso foi obtido a partir da medida da altura do precipitado formado, devido a sua proporcionalidade direta com a massa.
PROCEDIMENTOS:
- Colocou-se em uma estante para tubos de ensaio, seis tubos de Nessler;
- Foram adicionados a cada um deles, sucessivamente, 3,0 mL de solução de Pb(NO3)2 0,5mol/L;
- Foram adicionados aos mesmos tubos, e na seguinte ordem 1,5; 3,0; 4,0; 6,0; 9,0 e 12,0 mL da solução de KI 0,5 mol/L;
- Foram misturados com um bastão de vidro;
- Foram deixados em repouso por aproximadamente 15 minutos;
- Mediu-se com a régua a altura do precipitado formado em cada tubo;
- Ao término do experimento, foram descartados os resíduos contendo chumbo em recipientes apropriados.
RESULTADOS E DISCUSSÃO:
Com o início do procedimento, foi observado que ao adicionar aos seis tubos de Nessler uma mesma quantidade da solução de Pb(NO3)2, de mesma concentração 0,5 mol/L, teria uma quantidade fixa de mol de chumbo, para que pudesse descobrir, a partir das variações das quantidades de mol do outro reagente, KI, de concentração 0,5 mol/L, a estequiometria da equação química da reação. Desta forma, para cada tubo, foi adicionada uma quantidade diferente de KI, que pode ser vista nesta Tabela:
Os tubos foram deixados em repouso por cerca de 15 minutos. Ao fim deste período, foi observado que havia presença de um precipitado em cada tubo, o PbI2, e que a quantidade de precipitado, definida pela altura do mesmo em cada tubo, variava dos tubos 1 ao 5. Entretanto, foi visto que no tubo 5, foi encontrada a mesma quantidade de precipitado (mesma altura) que no tubo 6, mesmo que em 6, tenha sido adicionada maior quantidade do reagente KI. O seguinte gráfico demonstra as seguintes alturas de precipitado PbI2 encontradas em cada tubo de Nessler:
ESPAÇO PARA GRÁFICO
ESPAÇO PARA GRÁFICO
ESPAÇO PARA GRÁFICO
ESPAÇO PARA GRÁFICO
ESPAÇO PARA GRÁFICO
ESPAÇO PARA GRÁFICO
ESPAÇO PARA GRÁFICO
ESPAÇO PARA GRÁFICO
Assim, para detalhar a estequiometria da equação química, foi feita uma tabela em que foi possível observar as quantidades de reagentes e de produtos antes e depois da reação, para se encontrar o máximo de KI, ou seja, a maior quantidade deste reagente para que a reação ocorra e que não tenha presença de excessos nem do reagente de quantidade fixa e nem do reagente de quantidade variável, seguindo a equação já balanceada:
Pb(NO3)2 + 2 KI --> PbI2 + 2 KNO3
 A tabela pode ser vista abaixo:
	
	
	Pb(NO3)2/mol
	KI/mol
	PbI2/mol
	KNO3/mol
	Tubo 1
	Antes
	1,5 x 10-3
	0,750 x 10-3
	0
	0
	
	Depois
	1,1125 x 10-3
	0
	0,375 x 10-3
	0,750 x 10-3
	Tubo 2
	Antes
	1,5 x 10-3
	1,5 x 10-3
	0
	0
	
	Depois
	0,750 x 10-3
	0
	0,750 x 10-3
	1,5 x 10-3
	Tubo 3
	Antes
	1,5 x 10-3
	2,0 x 10-3
	0
	0
	
	Depois
	0,5 x 10-3
	0
	1,0 x 10-3
	2,0 x 10-3
	Tubo 4
	Antes
	1,5 x 10-3
	3,0 x 10-3
	0
	0
	
	Depois
	0
	0
	1,5 x 10-3
	3,0 x 10-3
	Tubo 5
	Antes
	1,5 x 10-3
	4,5 x 10-3
	0
	0
	
	Depois
	0
	1,5 x 10-3
	1,5 x 10-3
	3,0 x 10-3
	Tubo 6
	Antes
	1,5 x 10-3
	6,0 x 10-3
	0
	0
	
	Depois
	0
	3,0 x 10-3
	1,5 x 10-3
	3,0 x 10-3
Assim, observou-se que nos tubos 1, 2, 3 e 4, houve excesso do reagente Pb(NO3)2, no tubo 5 não foi encontrado excesso de reagentes, e no tubo 6, o excesso encontrado foi de KI. Mas para que o experimento tivesse sucesso, não deveriam ter quaisquer excessos no tubo 4, e sim no tubo 5. Isso foi provado após observação dos dados da tabela. Pela proporcionalidade da equação química, quando um reagente está em menor quantidade proporcional ao outro, que é fixo, o primeiro é totalmente consumido, enquanto o segundo não é. Quando se alcança a proporcionalidade, todos os reagentes são totalmente consumidos, e quando o reagente está em maior quantidade proporcional em relação ao outro, que é fixo, o segundo é totalmente consumido, o primeiro não, e a quantidade de produtos é a mesma de quando a quantidade dos reagentes alcançava a proporcionalidade. Mas podem acontecer erros na experimentação, causados, por exemplo, pela margem de erro das concentrações de cada reagente, e claro, pela forma de medição da quantidade de produto. Medir a altura é um método eficaz quando o precipitado está completamente seco, pois quando o precipitado está dentro de um líquido, a altura medida é igual à do precipitado mais à do líquido que se encontra no mesmo. O ideal seria usar o precipitado PbI2 como base de comparação, mas usá-lo completamente seco, para que fosse medida apenas sua massa, pois a massa não varia com a variação de volume, por exemplo. Assim, seria feita uma medição com maior precisão, e os resultados encontrados seriam mais próximos àqueles feitos à base da equação química já balanceada. Desta forma, a estequiometria encontrada pela experimentação não está de acordo com a estequiometria encontrada pela Tabela, pois, como já foi explicado, a proporcionalidade encontrada entre as quantidades de produtos na experimentação, não bateu com a proporcionalidade entre as quantidades de produtos encontrada na Tabela, que foi feita com base na equação química já balanceada.
CONCLUSÃO:
Após os procedimentos, por meio de observações e cálculos dos resultados, foi possível encontrar a relação estequiométrica entre os reagentes, Pb(NO3)2 e KI, e seus produtos formados, PbI2 e KNO3. Essa relação é dada pela seguinte equação
Pb(NO3)2 (aq) + 2 KI (aq) -> PbI2 (s) + 2 KNO3 (aq)
Além disso, após observar os precipitados dos tubos, concluiu-se que quando um dos reagentes está em excesso, aumentar sua quantidade não altera os produtos. Dessa forma, seria necessário inserir maior quantidade do reagente limitante para assim ser possível formar mais produto.
REFERÊNCIAS:
Apostila de Química Geral UFMG, 2° semestre de 2013.