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UNIVERSIDADE FEDERAL DE GOIÁS INSTITUTO DE QUÍMICA TRANSFORMAÇÕES QUÍMICAS (PRÁTICA) ESTEQUIOMETRIA. HIGOR EDUARDO REGIS DOS SANTOS JÉSSICA MARIA AMORA TEIXEIRA VALDIRENE DA COSTA VIEIRA WIRES BOMTEMPO GOIÂNIA 2014 UNIVERSIDADE FEDERAL DE GOIAS INSTITUTO DE QUIMICA TRANSFORMAÇÕES QUÍMICAS (PRÁTICA) ESTEQUIOMETRIA RELÁTÓRIO REALIZADO PARA OBTENÇÃO DE NOTA COMPLEMENTAR CORRESPONDENTE A MATÉRIA TRANSFORMAÇÕES QUÍMICAS, SOB ORIENTAÇÃO DO PROFESSOR RAFAEL PAVÃO DAS CHAGAS. GOIÂNIA 2014 INTRODUÇÃO Partindo de um principio que todos os elementos químicos existentes são suscetíveis a uma correlação com outro elemento, e que toda esta relação é coordenada através de uma proporção quantitativa calculável afim de determinar a relação que poderá gerar mais produto ou mais excesso de reagentes foi criada a estequiometria que é justamente este calculo. Entretanto a estequiometria por si só não seria nada se não fosse embasada em leis que a comprova-se e fizesse com que ela fosse a forma mais correta de se calcular a proporção molar de uma reação. São elas: Lei da conservação das massas (Antoine Lavoisier): “Nada se perde, nada se cria, tudo se transforma.” Lei das proporções definidas (Proust): “Uma determinada substância pura contêm sempre os mesmos elementos combinados na mesma proporção em massa, independente da sua origem.” Lei das proporções múltiplas (Dalton): “Quando ocorre uma reação entre elementos químicos, os mesmos se combinam em uma razão de pequenos números inteiros.” MATERIAIS E MÉTODOS Materiais usados 1 Balança semi-analítica 2 Béqueres de 50 ml 2 Pipetas graduadas 1 Papel filtro 1 Funil 1 Bateria 5 Tubos de ensaio 1 Bastão de vidro 1 Régua Substâncias usadas 10 ml de H2SO4 10 ml de BaCl2 30 ml de NaOH 30 ml de CuSO4 ESTEQUIOMETRIA DAS REAÇÕES QUÍMICAS Num primeiro momento com auxílio de uma balança semi-analitica pesamos a massa de dois béqueres vazios, onde cada deles estavam destinados a uma substancia, um ao acido sulfúrico e outro ao cloreto de bário, as massas obtidas foram respectivamente: 1º béquer: 49,325 g 2º béquer: 51,810 g Com auxílio de uma pipeta inserimos em cada béquer 10 ml de sua substância designada anteriormente, e novamente aferimos a massa obtendo: 1º béquer + 10 ml de H2SO4: 60,263 g 2º béquer + 10 ml de BaCl2: 63,397 g Em um segundo momento aferimos a massa de um papel filtro na mesma balança semi-analítica, obtendo: Papel filtro: 0,981g Após a mistura observou-se uma mistura viscosa e esbranquiçada, filtramos esta e obtivemos sulfato de bário (BaSO4) sólido, mas antes foi preciso deixar a substancia filtrada e o papel filtro em uma estufa para que seca-se o precipitado. A massa do papel filtro mais a massa do precipitado seco se igualou à: Papel filtro + precipitado seco = 2,2971 g Através do calculo a seguir, obtivemos a massa do valor teórico de rendimento e tendo em mãos a massa do valor obtido que equivale a massa que pesamos do sólido na balança semi-analítica menos a massa do papel filtro destacada anteriormente, foi possível realizar o calculo de rendimento. BaCl2 C = n/V 1,0 = n/0,01 n = 0,01 mols H2SO4 C = n/V 1,2 = n/0,01 n = 0,012 mols Obedecendo a razão molar 1:1, o máximo de numero de mols de H2SO4 seria 0,01 mols, sendo assim o BaCl2 é o reagente limitante. Tendo conhecimento disto podemos realizar a proporção de produção de produtos: 208,2 g de BaCl2 -------------- 233,36 de BaSO4 2,082 g de BaCl2 -------------- x X = 2,3336 g de BaSO4 Assim o rendimento do experimento foi: Rend.% = valor obtido / valor teórico x 100 = 2,2971g / 2,3336g x 100 = 98,43% de BaSO4. CONTINUANDO A ESTEQUIOMETRIA Tendo em mãos uma bateria e cinco tubos de ensaio, enumeramos os tubos e seguindo dados pré obtidos realizamos misturas, e com auxílio de um bastão de vidro tornamos as misturas mais homogêneas, em seguida deixamos as misturas decantarem por aproximadamente 8 minutos, após isso percebemos que as misturas eram heterogêneas e possuíam 2 fases, para finalizar com ajuda de uma régua foi possível aferir a altura do precipitado, a seguir a tabela de todos os dados, tanto oferecidos pela proposta de experimento, quanto obtidos por nossa equipe no experimento: Tubo de ensaio 1 2 3 4 5 NaOH 2 ml 4 ml 6 ml 8 ml 10 ml CuSO4 10 ml 8 ml 6 ml 4 ml 2ml Altura do precipitado (cm) 0,8 cm 2,4 cm 4,3 cm 6,1 cm 5,3 cm Para melhor visualização também expomos os dados no seguinte gráfico: Com base neste gráfico podemos fazer uma rápida relação, onde quando a quantidade de NaOH é 2 vezes maior que a quantidade de CuSO4 a altura do precipitado (produto) é maior, portanto é possível determinar que a formula mínima está relacionada a uma razão molar de 1:2. Seguindo esta linha de raciocínio também foi possível determinar a equação química: CuSO4(aq) + 2 NaOH(aq) Na2SO4(aq) + Cu(OH)2(s) Entretanto em todos os experimentos pode-se ocorrer erros, e neste experimento em questão o que mais representou este perigo e pode ter interferido em algumas de nossas medidas foi o fato de uma de nossas pipetas graduadas possuir escala inversa que por alguma distração poderia ter acarretado em erros milimétricos de medida que fariam total diferença no experimento, sendo assim para um melhor experimento deduzimos que se 0 1 2 3 4 5 6 7 2 ml de NaOH e 10 ml de CuSO4 4 ml de NaOH e 8 ml de CuSO4 6 ml de NaOH e 6 ml de CuSO4 8 ml de NaOH e 4 ml de CuSO4 10 ml de NaOH e 2 ml de CuSO4 A ltu ra d o pr ec ip ita do e m c m . /p/////pfazia necessários uma pipeta graduada que iniciasse no ponto 1, pois nesta o grupo já possui uma experiência maior. Em um ultimo momento calculamos o reagente limitante dos 5 tubos: 1º tubo: NaOH = 2 ml C = n/v 0,5 = n/0,002 n = 1 x 10^ -3 mols CuSO4 = 10 ml C = n/v 0,5 = n/0,010 n = 5 x 10^ -3 mols Tendo em vista que a razão molar é 1:2 o máximo de CuSO4 deveria ser 0,5 x 10^ -3 mols, sendo assim o reagente limitante é o NaOH. Sendo assim o excesso de CuSO4 é 4,5 x 10^ -3 mols e massa = 0,717 g. 2º tubo: NaOH = 4 ml C = n/v 0,5 = n/0,004 n = 2 x 10^ -3 mols CuSO4 = 8 ml C = n/v 0,5 = n/0,008 n = 4 x 10^ -3 mols Tendo em vista que a razão molar é 1:2 o máximo de CuSO4 deveria ser 1 x 10^ -3 mols, sendo assim o reagente limitante é o NaOH. Sendo assim o excesso de CuSO4 é 3 x 10^ -3 mols e massa = 0,478 g. 3º tubo: NaOH = 6 ml C = n/v 0,5 = n/0,006 n = 3 x 10^ -3 mols CuSO4 = 6 ml C = n/v 0,5 = n/0,006 n = 3 x 10^ -3 mols Tendo emvista que a razão molar é 1:2 o máximo de CuSO4 deveria ser 1,5 x 10^ -3 mols, sendo assim o reagente limitante é o NaOH. Sendo assim o excesso de CuSO4 é 1,5 x 10^ -3 mols e massa = 0,239 g. 4º tubo: NaOH = 8 ml C = n/v 0,5 = n/0,008 n = 4 x 10^ -3 mols CuSO4 = 4 ml C = n/v 0,5 = n/0,004 n = 2 x 10^ -3 mols Tendo em vista que a razão molar é 1:2 a quantidade de CuSO4 está em correta proporção, sendo assim a mistura dos reagentes foi perfeita não havendo nem reagente limitante e muito menos reagente em excesso. 5º tubo: NaOH = 10 ml C = n/v 0,5 = n/0,010 n = 5 x 10^ -3 mols CuSO4 = 2 ml C = n/v 0,5 = n/0,002 n = 1 x 10^ -3 mols Tendo em vista que a razão molar é 1:2 o máximo de NaOH deveria ser 2 x 10^ -3 mols, sendo assim o reagente limitante é o CuSO4. Sendo assim o excesso de NaOH é 3 x 10^ -3 mols e massa = 0,12 g. UNIVERSIDADE FEDERAL DE GOIÁS INSTITUTO DE QUÍMICA TRANSFORMAÇÕES QUÍMICAS (PRÁTICA) ESTEQUIOMETRIA. WIRES BOMTEMPO GOIÂNIA ESTEQUIOMETRIA GOIÂNIA Materiais usados 1 Balança semi-analítica Papel filtro: 0,981g Papel filtro + precipitado seco = 2,2971 g BaCl2 ( C = n/V ( 1,0 = n/0,01 ( n = 0,01 mols H2SO4 ( C = n/V ( 1,2 = n/0,01 ( n = 0,012 mols X = 2,3336 g de BaSO4 CuSO4(aq) + 2 NaOH(aq) ( Na2SO4(aq) + Cu(OH)2(s)
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