RELATÓRIO - PRATICA I - ESPONTANEIDADE DA REAÇÃO

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INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO CIÊNCIA E TECNOLOGIA DO 
CEARÁ (IFCE) CAMPUS CRATEÚS 
TÉCNICO INTEGRADO EM QUÍMICA 
DISCIPLINA: FÍSICO-QUÍMICA II 
PROFESSOR: AMBROSIO MARTINS DA CUNHA 
SEMESTRE: 6º SEMESTRE 
ALUNOS (AS): ELLEN CRISTINY MELO ALVES 
 ROBERVÂNIO CIPRIANO ALVES 
 TATYLA LAYLAS DE SOUSA BERNARDO 
 
 
 
 
ESPONTANEIDADE DA REAÇÃO 
 
 
 
 
 
 
 
CRATEÚS-CE 
2019
 
 
 
SUMÁRIO 
1. INTRODUÇÃO ................................................................................................................... 3 
2. OBJETIVOS ........................................................................................................................ 3 
3. MATERIAIS UTILIZADOS .................................................................................................... 4 
3.1 Vidrarias e equipamentos ......................................................................................... 4 
3.2 Reagentes ................................................................................................................. 4 
4. METODOLOGIA ................................................................................................................. 5 
5. RESULTADOS E DISCUSSÕES ............................................................................................. 7 
6. PÓS-LABORATÓRIO .......................................................................................................... 8 
6.1 Questão 1 - Pelo cálculo da energia livre de Gibbs, as reações das partes A e B, 
deveriam ser espontâneas ou não nas condições realizadas? Considere a temperatura do 
laboratório sendo 25 ºC........................................................................................................ 8 
6.2 Questão 2 – Calcule a energia livre de Gibbs para as reações na temperatura de 40 
ºC, admitindo que as capacidades caloríficas não mudem. .................................................. 8 
6.3 Questão 3 – Por que ocorreu a mudança de cor com a adição de fenolftaleína? ...... 8 
6.4 Questão 4 – Considerando a combustão completa o gás formado a partir da massa 
escolhida no item B, calcule a quantidade de dióxido de carbono formada. ........................ 9 
6.5 Questão 5 – Qual a maneira correta de proceder para apagar um incêndio em um 
depósito de carbeto de Cálcio. ............................................................................................. 9 
6.6 Questão 6 – Pesquise as aplicações do carbeto de cálcio. ......................................... 9 
7. CONCLUSÃO ................................................................................................................... 10 
Produção de acetileno: CaC2 + 2H2O → Ca(OH)2 + C2H2 .......................................... 10 
8. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ....................................................................................... 11 
 
 
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1. INTRODUÇÃO 
De acordo os conhecimentos sobre a "Energia livre de Gibbs", a segunda lei da 
termodinâmica nos ajuda a determinar se um processo será ou não espontâneo usando a 
energia livre de Gibbs para prever se uma reação será espontânea no sentido direto ou 
no inverso (ou ainda se ela já está no equilíbrio). 
A segunda lei da termodinâmica diz que a entropia do universo sempre aumenta 
para um processo espontâneo: ΔS universo= ΔS sistema + ΔS meio > 0 
A temperatura e pressão constantes, a variação na energia livre de Gibbs é definida 
como ΔG = ΔH − TΔS. 
Quando GΔ é negativo, um processo ocorrerá espontaneamente e é conhecido 
como exergônico. 
A espontaneidade de um processo pode depender da temperatura. 
 
2. OBJETIVOS 
 Prever a espontaneidade das reações por meio de cálculos e experimentos 
práticos. 
 Detectar através de cálculos a espontaneidade da reação. 
 Identificar o gás formado durante o processo. 
 Calcular o rendimento da reação com base no volume do gás coletado. 
 Calcular a variação de entalpia padrão, a variação de entropia padrão e a energia 
livre de Gibbs padrão. 
 Detectar os princípios da mudança de cor com a adição da fenoftaleina, assim 
como detectar as aplicações teóricas e práticas do carbeto de cálcio. 
 
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3. MATERIAIS UTILIZADOS 
3.1 Vidrarias e equipamentos 
 1 Béquer de 2000 mL 
 1 Proveta de 100 mL 
 1 Kitassato 
 1 Haste 
 1 Garra 
 1 Mangueira 
 1 Cadinho 
 1 Bexiga 
 1 Pinça metálica 
 1 Bastão de vidro 
 1 Pisseta 
 1 Pipeta de pastel 
3.2 Reagentes 
 Solução de Fenolftaleína 
 Carbeto de cálcio 
 Água (Torneira) 
 Água destilada 
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4. METODOLOGIA 
Na prática A, foi montado o aparato para coletar os gases da reação, como 
mostrado na Figura 1. Na haste foi colocada uma proveta investida, ajustando o volume 
da proveta para 10mL, ou o mais próximo, foi pesado um fragmento de carbeto de 
cálcio de 201mg, o fragmento foi colocado dentro de uma bexiga conectada na parte 
superior do kitassato com 150ml de água e duas gotas de fenolftaleína. O balão com o 
fragmento foi virado caindo na solução e gerando o gás, como mostrado na Figura 2. 
No experimento B, foi escolhido um fragmento de carbeto de cálcio que foi 
colocado em um cadinho pesou-se 507mg, adicionado água destilada aproximadamente 
20mL. Após isso foi levado para uma capela, e após riscar o fósforo provocou-se uma 
combustão, o fogo gerado no fragmento com o esguicho de pequenas quantidades de 
água com a pisseta era estendido. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 1. Coletor de gás montado. 
Fonte: Aula pratica câmera de celular 01/11/2019 
 
 
 
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Figura 2. Coletor de gás coletando o gás. 
Fonte: Aula pratica câmera de celular 01/11/2019 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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5. RESULTADOS E DISCUSSÕES 
Através desse experimento, foi observado que adicionando carbeto de Cálcio em 
água, apresenta a formação de um gás, o acetileno que é um gás inflamável. Por meio 
do cálculo da energia livre de Gibbs, mostra que essa reação é espontânea, e através 
dessa prática foi comprovado experimentalmente. 
Carbeto de cálcio, popularmente chamado de carbureto de cálcio e muitas vezes 
apenas como "carbureto", é o composto químico com a fórmula CaC2. O material é 
incolor, mas muitas amostras apresentam protuberâncias pretas a branco-acinzentadas, 
dependendo do grau de pureza. Seu principal uso industrial é na produção de acetileno. 
O "carbureto" quando adicionado à água produz o etino (nome IUPAC). O etino ou 
"acetileno" é um gás utilizado em processos de soldagem (solda oxiacetilênica). A 
forma mais segura de se transportar o acetileno é através do carbureto (material sólido e 
mais estável). 
 
https://pt.wikipedia.org/wiki/Composto_qu%C3%ADmico
https://pt.wikipedia.org/wiki/F%C3%B3rmula_qu%C3%ADmica
https://pt.wikipedia.org/wiki/C%C3%A1lcio
https://pt.wikipedia.org/wiki/C%C3%A1lcio
https://pt.wikipedia.org/wiki/C%C3%A1lcio
https://pt.wikipedia.org/wiki/Acetileno
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6. PÓS-LABORATÓRIO 
6.1 Questão 1 - Pelo cálculo da energia livre de Gibbs, as reações das partes A e B, 
deveriam ser espontâneas ou não nas condições realizadas? Considere a temperatura 
do laboratório sendo 25 ºC. 
 
𝐶𝑎 𝑂𝐻 2 𝑠 𝛥𝐻 = −986,09𝐾𝐽.𝑚𝑜𝑙
−1 𝑆 = 83,3𝐽.𝑘−1 .𝑚𝑜𝑙−1
𝐶2𝐻2 𝑔 𝛥𝐻 = +227𝐾𝐽.𝑚𝑜𝑙
−1 𝑆 = 200,94𝐽. 𝑘−1.𝑚𝑜𝑙−1
𝐶𝑎𝐶2 𝑠 𝛥𝐻 = −63𝐾𝐽.𝑚𝑜𝑙
−1 𝑆 = 70𝐽.𝑘−1 .𝑚𝑜𝑙−1
𝐻2𝑂 𝑙 𝛥𝐻 = −286𝐾𝐽.𝑚𝑜𝑙
−1 𝑆 = 70𝐽.𝑘−1 .𝑚𝑜𝑙−1
 
𝛥𝐺 = −101,95𝐾𝐽.𝑚𝑜𝑙−1 𝛥𝐺 < 0𝑒𝑠𝑝𝑎ç𝑜𝑎𝑟𝑒𝑎çã𝑜é𝑒𝑠𝑝𝑜𝑛𝑡â𝑛𝑒𝑎 
 
𝐶2𝐻2 𝑔 +
5
2
𝑂2 → 2𝐶𝑂2 𝑠 +𝐻2𝑂2 𝑙 298,15𝐾
𝛥𝑟𝐻 = −1301𝐾𝐽.𝑚𝑜𝑙
−1 𝛥𝑟𝑆 = −0,215𝐾𝐽. 𝑘
−1.𝑚𝑜𝑙−1
 
𝐶2𝐻2 𝑠 𝛥𝐻 = +227𝐾𝐽.𝑚𝑜𝑙
−1 𝑆 = 200,94𝐽. 𝑘−1 .𝑚𝑜𝑙−1
𝑂2 𝑔 𝛥𝐻 = 0𝐾𝐽.𝑚𝑜𝑙
−1 𝑆 = 205,13𝐽. 𝑘−1 .𝑚𝑜𝑙−1
𝐶𝑂2 𝑔 𝛥𝐻 = −394𝐾𝐽.𝑚𝑜𝑙
−1 𝑆 = 214𝐽. 𝑘−1 .𝑚𝑜𝑙−1
𝐻2𝑂 𝑙 𝛥𝐻 = −286𝐾𝐽.𝑚𝑜𝑙
−1 𝑆 = 70𝐽. 𝑘−1.𝑚𝑜𝑙−1
 
𝛥𝐺 = −1236,84𝐾𝐽.𝑚𝑜𝑙−1𝛥𝐺 < 0𝑒𝑠𝑝𝑎ç𝑜𝑎𝑟𝑒𝑎çã𝑜é𝑒𝑠𝑝𝑜𝑛𝑡â𝑛𝑒𝑎 
 
6.2 Questão 2 – Calcule a energia livre de Gibbs para as reações na temperatura de 40 
ºC, admitindo que as capacidades caloríficas não mudem. 
 𝐴 𝛥𝐺 = −100,84𝐾𝐽.𝑚𝑜𝑙−1 𝛥𝐺 < 0𝑒𝑠𝑝𝑎ç𝑜𝑎𝑟𝑒𝑎çã𝑜é𝑒𝑠𝑝𝑜𝑛𝑡â𝑛𝑒𝑎
 𝐵 𝛥𝐺 = −1233,6𝐾𝐽.𝑚𝑜𝑙−1 𝛥𝐺 < 0𝑒𝑠𝑝𝑎ç𝑜𝑎𝑟𝑒𝑎çã𝑜é𝑒𝑠𝑝𝑜𝑛𝑡â𝑛𝑒𝑎
 
 
6.3 Questão 3 – Por que ocorreu a mudança de cor com a adição de fenolftaleína? 
Em meio básico a fenolftaleína fica rosa, na reação abaixo, mostra como produto o 
hidróxido de cálcio, essa sendo uma base. 
𝐶𝑎𝐶2 𝑠 + 2𝐻2𝑂 𝑙 → 𝐶𝑎 𝑂𝐻 2 𝑠 + 𝐶2𝐻2 𝑔 
 
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6.4 Questão 4 – Considerando a combustão completa o gás formado a partir da massa 
escolhida no item B, calcule a quantidade de dióxido de carbono formada. 
 
𝐶2𝐻2 𝑔 +
5
2
𝑂2 → 2𝐶𝑂2 𝑠 + 𝐻2𝑂2 𝑙 𝑥 = 1,28𝑔
26𝑔 88𝑔
0,3782 𝑥
 
 
6.5 Questão 5 – Qual a maneira correta de proceder para apagar um incêndio em um 
depósito de carbeto de Cálcio. 
Cloreto de sódio, Areia. Esses irão forma uma camada entre o carbeto de Cálcio e as 
chamas. 
 
6.6 Questão 6 – Pesquise as aplicações do carbeto de cálcio. 
“Devido a esta combinação com o oxigênio gera uma combustão que desenvolve 
chamas que ultrapassam 3300 ºC. Esta temperatura atingida pelo gás acetileno é 
superior à obtida pela combustão de qualquer hidrocarboneto gasoso. É utilizado em 
solda para corte e solda industrial. O carbureto de cálcio também é matéria-prima na 
indústria química como, por exemplo, na obtenção de PVC, fertilizantes, explosivos, 
plásticos, produtos medicinais, etc.” (SILVA, 2013) 
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7. CONCLUSÃO 
No experimento A, foi observado através da reação do carbeto de cálcio (CaC2) , 
com água (H2O) e fenolftaleína a formação do gás acetileno (C2H2), que foi observado 
através da diminuição da coluna de água no equipamento. 
No experimento B, foi observado a formação de chama, o que indica que o gás 
acetileno obtido é inflamável. 
Produção de acetileno: CaC2 + 2H2O → Ca(OH)2 + C2H2 
 
 
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8. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 
ATKINS, Peter William; PAULA, Julio de. Físico-Química: Fundamentos. 5. ed. Rio 
de Janeiro: Ltc, 2011. 493 p. 
 
KHANA CADEMY. Espontaneidade e energia livre de Gibbs. Disponível em: 
<https://pt.khanacademy.org/science/chemistry/thermodynamics-chemistry/gibbs-free-
energy/a/gibbs-free-energy-and-spontaneity>. Acesso em: 12 nov. 2019. 
 WIKIPÉDIA (Comp.). Carbeto de cálcio. Disponível em: 
<https://pt.wikipedia.org/wiki/Carbeto_de_c%C3%A1lcio>. Acesso em: 13 nov. 2019.