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Universidade Federal de Itajubá Instituto de Física & Química – IFQ Química Experimental Laboratório 3: Determinação da Massa Molar do Magnésio Prof. Filiberto González Garcia - 03/10/2014 Nome: Gustavo Junior Ferreira - FBA Matrícula: 31899 Turma: QUI 112- P4 Objetivo do laboratório: Determinar a massa molar do magnésio a partir de sua reação com o ácido clorídrico concentrado; Materiais usados no experimento: 1. – Balança; 2. – Pipetador; 3. – Pinça Metálica; 4. – Proveta graduada de 50mL; 5. – Béquer de 1000mL; 6. – Proveta; 7. – Pipeta Volumétrica de 10mL; 8. – Proveta de 1000mL; 9. – Vidro de Relógio; 10. – Funil sem colo; 11. – Termômetro; 12. – Suporte Universal; 13. – HCl concentrado; 14. – Magnésio em Fita; Experimento: Iniciamos pesando a massa da fita de magnésio (Mg) com bastante cuidado para adquirir uma medição exata. Após este procedimento foi colocado a fita de magnésio no béquer sobreposta pelo funil, ficando este último com sua boca maior na base do béquer depois coloca-se água até cobrir totalmente o funil e em seguida foi adicionado ácido clorídrico (HCl). Com isso foi possível observar o surgimento de uma reação com uma efervescência leve, depois o surgimento de bolhas de hidrogênio. No final foi visto a total dissolução do magnésio para a formação do gás hidrogênio (H2) e vapor de água que foram capitados por uma proveta. Após isso captamos os dados da tabela a seguir: Atividade 1: Montando os aparelhos e Completando a Tabela Parâmetros Dados Experimentais m -> Massa de Magnésio (g) 0,060 g P -> Pressão Atmosférica Local (mmHg) 760 mmHg Temperatura (K) 298 K Altura da Coluna (cm) 11 cm Volume (ml) 64 ml Atividade 2: Determine a massa molar do magnésio utilizando os dados experimentais (Tabela) nas seguintes equações : EQUAÇÃO 1: Plocal = PGás + Págua + PColuna PColuna = dágua x g x h x 7,5.10 -4 Plocal - pressão local (mmHg) Pgás- pressão do hidrogênio (a ser calculado) Págua - pressão de vapor (mmHg) Pcoluna - pressão da coluna (mmHg) dágua - densidade da água (tabelada em g/ml) g - aceleração da gravidade (cm/s2) h - altura da coluna de água (cm) 7,5 . 10-4 - fator de conversão para mmHg EQUAÇÃO 2: Pgás 𝑥 𝑉𝑔á𝑠 𝑇𝑔á𝑠 = 𝑃𝑐𝑛𝑡𝑝 𝑥 𝑉𝑐𝑛𝑡𝑝 𝑇𝑐𝑛𝑡𝑝 Vgás - volume de hidrogênio (ml) Tgás - temperatura ambiente na escala Kelvin Pcntp - pressão de atmosférica (mmHg) Vcntp - volume (a ser calculado) Tcntp = temperatura absoluta (273,15 K) EQUAÇÃO 3: Mg(s) + 2 HCl(aq) MgCl2(aq) + H2(g) m(g) -------------- Vcntp MM(g) -------------- VM (ml) m - massa de Mg (g) MM - massa molar (a ser calculada) VM - volume molar de 22,414 L ou 22414 ml Fatores que foram calculados: Pgás = 728,313 (mmHg) Vcntp = 56,184 (ml) MM = 23,936 (g x mol-1) Massa molar experimental: 23,936 g x mol-1 Massa molar teórica: 24,31 g x mol-1 Erro absoluto: 1,015 Erro relativo: 0,042 Atividade 3: Perguntas relacionadas a aula experimental realizada: 1- Qual é a composição dos gases (H2 e H2O) em fração na mistura gasosa? 𝑋𝐻2 = 𝑃𝐻2 𝑃𝐻2 + 𝑃𝐻2𝑂 𝑋𝐻2𝑂 = 1 − 𝑋𝐻2 Fração de 𝑋𝐻2 Fração de 𝑋𝐻2𝑂 0,966463 0,033537 2- Calcular a partir dos dados experimentais a densidade do hidrogênio. Qual é o volume molar do hidrogênio? 𝑑 = 𝑚 𝑣 𝑑 = 2 56,184 d = 0,035 g/mL P.V = nRT 728,313 x V = 2x 0,082 x 298 𝑉 = 0.067 2 V = 0,033 mL/mol V = volume molar do hidrogênio 3- Comente os erros obtidos na determinação experimental da massa molecular de magnésio. Considerando as seguintes questões: a) Se a pressão de vapor da água não fosse descontada. R : A pressão do hidrogênio medido seria maior e a massa molecular menor porque toda a pressão do tubo seria formado pelo H2. b) Se o inicio da reação ocorresse antes da introdução da fita de magnésio no tubo. R : Teríamos uma medição da pressão do hidrogênio menor e uma massa molecular maior, teríamos a perda de algumas frações do experimento. c) Se a fita de magnésio tiver impurezas que não reagissem com o ácido clorídrico. R : Considerando dois corpo de Mg com mesma massa sendo uma pura e outra impura, o Mg impuro teria uma massa de reação menor e assim ia ter uma massa molecular menor. d) Se a fita de magnésio estivesse recoberta por uma película de óxido de magnésio. R : Por causa do O2 a reação teria uma massa de Mg menor e assim teríamos uma massa molecular menor. e) Se você não esperou o tempo necessário para completar a reação. R : A massa molecular não sofreria alteração a não ser que haja perda de uma fração da amostra. CONCLUSÃO Conclui-se que essa reação adquire uma efervescência com surgimento de bolhas de hidrogênio, tendo um resultado final a total dissolução do Magnésio e formando H2 e vapor d’agua. Com essa reação pode-se calcular a pressão do hidrogênio, massa molar do magnésio, volume molar do hidrogênio e densidades com precisão.
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