RELATÓRIO EXPERIMENTO 2 CONDUTIVIDADE DE ELETRÓLITOS

Prévia do material em texto

UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA CATARINA 
CENTRO DE CIÊNCIAS FÍSICAS E MATEMÁTICAS 
DEPARTAMENTO DE QUÍMICA 
ENGENHARIA DE ALIMENTOS 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
RELATÓRIO EXPERIMENTO 2 – CONDUTIVIDADE DE ELETRÓLITOS 
 
 
 
 
 
Disciplina: Físico-Química Experimental 
Professora: Vera Lúcia Azzolin 
Alunos: Isabela Pereira, Fabiano Rong 
Data do Experimento: 17 de Fevereiro de 2021 
 
 
 
 
 
 
Florianópolis 
2021 
1. INTRODUÇÃO 
 
Neste experimento foram medidas as condutividades de 9 soluções em diluições 
crescentes para que se pudesse comparar o efeito da concentração da solução com a 
condutividade, e podendo servir de base para a realização cálculos para obter outros dados 
necessários no experimento. 
Preparou-se as nove soluções de KCl e nove soluções de ácido acético de 100 mL 
cada a partir de soluções padrão de 1M (1 mol L^-1) cada, a primeira diluição partiu de 
uma solução base com concentração de 1M (inicial) e as outras foram preparadas a partir 
da solução de concentração anteriormente mais alta até a concentração de 0.00050M tanto 
para o KCl tanto para o CH3COOH. A partir destas soluções foram medidas as suas 
respectivas condutividades elétricas em µS e mS para o KCl e em µS para o CH3COOH 
no condutivímetro. Após a realização das medições e comparações dos dados, pode-se 
perceber que a condutividade aumenta de acordo com o aumento da concentração de 
forma linear para eletrólitos fortes (com o no caso do KCl) e de forma curvilínea atingindo 
um patamar em que a condutividade não varia mais para eletrólitos fracos (como no caso 
do CH3COOH). Foram feitos cálculos com os dados e pode-se determinar as 
condutividades molares, as condutividades molares a diluição infinita, ambos para os dois 
eletrólitos, o grau de dissociação e constante de dissociação do CH3COOH. Alguns destes 
valores foram determinados através de gráficos. 
 
2. OBJETIVOS 
 Determinar o valor da condutividade molar a diluição infinita de eletrólitos 
fracos e fortes. 
 Estimar o grau de dissociação e a constante de dissociação de eletrólitos 
fracos. 
 
3. PARTE EXPERIMENTAL 
3.1 Materiais e Reagentes 
Soluções: KCl 1 mol L-1; ácido acético 1 mol L-1; Solução padrão de KCl (0,7452 
g kg-1 = 0,01 mol kg-1) para calibrar o condutivímetro; 
Vidraria: 18 balões volumétricos de 100 mL (9 para cada subgrupo); 2 buretas 
de 10 mL; 2 frascos de fundo chato para medidas de condutividade. 
Outros: frasco lavador com água destilada; papel absorvente; pHmetro ou 
indicador ácido-base (fenolftaleína) para medir e neutralizar o pH da solução de 
ácido acético antes do descarte na pia. 
Equipamentos: 2 condutivímetros. 
4. TRATAMENTO DE DADOS 
4.1. Faça dois gráficos, em papel milimetrado, de condutividade vs. concentração, um 
para o KCl e outro para o CH3COOH. Observe e discuta as diferenças. 
 
 
No gráfico do KCL, tem-se a representação de eletrólito forte e observa-se o 
comportamento totalmente linear, a medida que se aumenta a concentração, aumenta a 
condutividade de forma proporcional, isto é se a condutividade é responsável pelos íons de 
solução, quanto maior o número de íons em solução, maior a condutividade. 
0
2000
4000
6000
8000
10000
12000
14000
0 0.02 0.04 0.06 0.08 0.1 0.12
K
 (
μ
S/
cm
)
C (mol/L)
KCL
KCL
0
100
200
300
400
500
600
0 0.02 0.04 0.06 0.08 0.1 0.12
K
 (
μ
S/
cm
)
C (mol/L)
CH3COOH
CH3COOH
No gráfico do acido acético (CH3COOH), tem-se a representação de um eletrólito fraco, 
o comportamento não é linear, observa-se dois comportamentos, no inicio quando a solução está 
bem diluída possui um comportamento mais sensível em relação ao KCL, isto é nas concentrações 
menores/mais diluídas conduz muito mais proporcionalmente do que em concentrações maiores, 
portanto o grau de dissociação aumenta com a diluição. 
 
4.2. Organize uma tabela com os valores condutividades molares m (Equação 3) vs. 
concentração para os dois eletrólitos estudados. 
 
 
 
4.3. Determine  graficamente para os dois eletrólitos. Faça os dois gráficos em papel 
milimetrado, compara os valores entre si, comente. Compare os valores encontrados com os da 
literatura (abaixo) e calcule o erro experimental. 
Concentração ⋀m KCL ⋀m CH3COOH
0.0005 145.00 68.50
0.00075 150.40 56.46
0.001 139.90 49.40
0.0025 147.20 34.26
0.005 130.80 22.94
0.0075 146.66 17.96
0.01 141.00 16.17
0.05 126.40 7.24
0.1 128.00 5.155
 
⋀m KCL literatura = 149,86 S.cm².mol-1 
⋀m KCL = 146,55 S.cm².mol-1 
Erro experimental: 2,21% 
 
Foi retirado a concentração (0.0025) no gráfico do CH3COOH para que se pudesse obter 
 um erro experimental menor. 
 
Grafico sem a concentração 0.0025 
 
 
 
y = -68.471x + 146.55
120.00
125.00
130.00
135.00
140.00
145.00
150.00
155.00
0 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3 0.35
⋀
m
√C
KCL
y = 0.3735x + 0.0022
0.0000
0.0500
0.1000
0.1500
0.2000
0.2500
0.0000 0.1000 0.2000 0.3000 0.4000 0.5000 0.6000
1
/⋀
m
⋀m x C
CH3COOH
 
Gráfico com a concentração de 0,0025 
 
⋀m CH3COOH literatura = 390,5 S.cm².mol-1 
⋀m CH3COOH = 454,54 S.cm².mol-1 
Erro experimental: 16,55% 
 
4.4. Determine a constante de dissociação (Ka) do ácido acético pelo gráfico feito na 
questão anterior. Calcule o erro experimental comparando com o pKa da literatura e discuta o 
resultado. 
a = 
Δx
Δy
 
1
𝐾(Λ∞)²
 = a → 
1
𝐾(454,54)²
 = 0,37; 
 
1
𝐾
 = 76444,44 → k = 1,31x10−5 
Pka= -log 1,31x10−5 
Pka= 4,88 
Pka (literatura)= 4,74 
Erro experimental= 2,95% 
O Pka da literatura é para valores medidos em temperatura ambiente de 25°C, porém não se sabe 
a temperatura no dia do, o que pode explicar a variação encontrada. 
 
y = 0.3753x + 0.0013
R² = 0.9988
0.0000
0.0500
0.1000
0.1500
0.2000
0.2500
0.0000 0.1000 0.2000 0.3000 0.4000 0.5000 0.6000
1
/⋀
m
⋀m x C
4.5. Determine o grau de dissociação () do ácido acético para as várias concentrações. Observe 
qual a tendência dos valores com relação às variações de concentração. Explique. 
 
 
Nas concentrações menores/mais diluídas conduz muito mais proporcionalmente do que em 
concentrações maiores, portanto o grau de dissociação aumenta com a diluição. 
 
4.6. Que tipo de resíduo químico foi gerado neste experimento e como foi tratado? 
O resíduo químico gerado no experimento foram as soluções de KCl e acido 
acético(CH3COOH), o KCL por se tratar de uma solução salina atóxica para a saúde e meio 
ambiente, e pelo potássio conter micronutriente pode ser descartado na pia. 
O ácido acético tem o PH aproximadamente 2, e está abaixo do limite da legislação, é necessário 
fazer uma neutralização para aumentar o PH para ficar em torno de 5 - 9 para poder efetuar o 
descarte na pia. 
 
 
 
C(mol/L) α
0.0005 0.161864141
0.00075 0.132161517
0.001 0.114455231
0.0025 0.072387844
0.005 0.051185936
0.0075 0.041793141
0.01 0.036193922
0.05 0.016186414
0.1 0.011445523