Relatório 2 - Determinação da massa molar do CO2

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OBJETIVO
Apresentar um método de obtenção de um gás (CO2) em laboratório. 
INTRODUÇÃO TEÓRICA 
Massa Molecular é a massa da molécula medida em unidades de massa atômica. Para cálculos estequiométricos, utiliza-se a unidade gramas (g). 
As moléculas são constituídas por átomos unidos através de ligações, que podem ser covalentes ou iônicas. A massa da molécula é igual à soma dos átomos que a forma; sendo assim, para obtermos a massa molecular, devemos somar as massas de todos os átomos contidos na fórmula da substância. 
Por exemplo: 
CO2 (dióxido de carbono) 
O = 2 x 16 = 32
C = 1 x 12 = 12 
MM = 32 + 12 = 44g ou 44u 
As condições normais de temperatura e pressão (CNTP) referem-se às condições experimentais com temperatura e pressão de 273,15K e 1 atm, respectivamente, e volume de 22,4L. 
Estas condições são geralmente empregadas para medidas de gases em condições atmosféricas. 
O estudo do comportamento dos gases resultou em uma relação entre as variáveis: temperatura, pressão, volume e número de mols do gás. Essa relação matemática é conhecida como a Lei dos Gases Ideais. A maioria dos gases reais se comporta de acordo com esta lei. Apenas em poucas situações, como próximo de uma transição de fase ou temperaturas muito baixas esta lei não é obedecida. 
A Lei dos gases ideais nos permite determinar o valor de uma das variáveis de estado de um gás se conhecermos as outras três. Assim, quando o número de mols de um gás permanece constante, a Lei dos Gases Ideais é expressa pela seguinte equação: 
(Eq. 1)
Onde P é a pressão, V é o volume, n é o número de mols, R é a constante dos gases e T é a temperatura. Um gás é dito ideal quando obedece à Lei dos Gases Ideais. Esta lei é a combinação das Leis de Boyle, Charles, Gay-Lussac e Avogadro.
Na prática, os gases monoatômicos são os gases que mais se aproximam do comportamento de um gás ideal quando submetidos a determinadas condições de temperatura e pressão.	
METODOLOGIA
Aparelho de Kipp;
Frascos lavadores ou garrafas de boca larga;
Erlenmeyer de 250ml ou balão de fundo chato de 250ml;
Proveta de 250ml;
Pinça metálica;
Balança analítica ou digital;
Varetas de vidro para conexões;
Mangueira de látex;
Rolha de borracha;
Solução de HCl 1:1
Ácido sulfúrico concentrado – H2SO4;
Pedaços de mármore – CaCO3;
Solução de bicarbonato de sódio – NaHCO3;
Barômetro;
PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL
Inicialmente, tampou-se o balão chato com uma rolha de borracha e, através de uma balança analítica, foi obtido a massa inicial (massa do balão + massa da rolha + massa do ar).	
Este balão foi conectado ao sistema previamente montado, para que pudesse receber o CO2, como mostra a figura abaixo:
Fig. 1 – Sistema montado em laboratório
Adicionou-se lentamente a solução de ácido clorídrico (HCl) no aparelho de Kipp, onde era gotejado dentro de um kitassato contendo as pedras de mármore (CaCO3). Conectada ao kitassato, havia uma mangueira mergulhada na solução de bicarbonato de sódio (NaHCO3) em um erlenmeyer, onde o gás era lavado e, através de outra mangueira, passava para o próximo erlenmeyer, que continha ácido sulfúrico concentrado (H2SO4), que por fim, era levado até o balão volumétrico de fundo chato.
Esse procedimento foi repetido por 3 vezes, com intervalo de 3 minutos entre uma pesagem e outra.
Para determinar o volume do balão, o mesmo foi preenchido com água e fechado com a rolha de plástico. Utilizou-se uma proveta para a leitura do volume.
	Para efeito dos cálculos, foram utilizadas as seguintes equações:
Cálculo da massa de ar:
 (Eq. 2)
Onde:
Mar = massa molar do ar;
P = pressão;
V = volume do balão;
R = constante dos gases;
T = temperatura;
Cálculo da massa do balão e da rolha, sem o ar:
 (Eq. 3)
Onde:
mb = massa do balão;
mr = massa da rolha;
A Eq. 3 mostra que a massa do balão, somada a massa da rolha corresponde a P1 menos a massa de ar. Essa equação é usada pois é necessário considerar apenas a massa do balão e da rolha, pois o objetivo é determinar a massa de CO2 sem a interferência do ar na pesagem. 
Feito as pesagens e tirando a massa do ar, encontra-se a massa de CO2. Após essa etapa, calcula-se o valor da massa molar experimental do gás carbônico, através da fórmula a seguir:
 (Eq. 4)
Depois de calcular a massa molar experimental, calcula-se o erro do desvio experimente com:
 (Eq. 5)
RESULTADOS 
 Tabela 1. Resultados obtidos
	m1
	132,167g
	m2
	132,321g
	m3
	132,324g
	m4
	132,324g
	mmédioCO2
	132,323g
	Vbalão
	0,265L
	Par
	706mmHg
	T
	301K
	Mar
	28,9g/mol
	R
	62,3mmHgLmol-1K-1
Utilizou-se a Eq. 2 para obter a massa do ar.
Sabendo a massa do ar presente no balão, calculou-se, usando a Eq. 3, a massa do balão e da rolha sem a interferência do ar.
Para calcular a massa de CO2, utilizou-se a Eq. 6:
 (Eq. 6)
Determinando o valor da massa molar do gás carbônico através da Eq. 4, tem-se:
Realizando a comparação entre o valor encontrado experimentalmente com o valor teórico, encontrou-se o valor do erro experimental através da Eq. 5:
CONCLUSÃO
Conclui-se que o experimento realizado obteve sucesso, pois o erro existente entre o valor teórico e o valor encontrado em laboratório foi de apenas 1,14%. 
Alguns fatores podem ter contribuído para tal erro, podem estar relacionados a aferição dos instrumentos, vedação das rolhas e mangueiras, entre outros.
BIBLIOGRAFIA
Massa molecular, disponível em: http://brasilescola.uol.com.br/quimica/massa-molecular.htm.
A lei dos gases ideais. Disponível em: http://fisica.ufpr.br/grimm/aposmete o/cap4/cap4-2.html.
Condições Normais de Temperatura e Pressão (CNTP). Disponível em: http://www.infoescola.com/termodinamica/condicoes-normais-de-temperatura-e-pressao-cntp/.
Massa Molecular. Disponível em: http://www.soq.com.br/conteudos/em/estequiometria/p1.php.
Gás ideal. Disponível em: <http://brasilescola.uol.com.br/fisica/gas-ideal.htm.