Relatório: Difusão de gases

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Universidade Estadual da Paraíba – UEPB
Centro de Ciências Biológicas e da Saúde – CCBS
Departamento de Farmácia
Laboratório de Físico-química Experimental
Docente: Edilane Laranjeira Pimentel
Discente: Karen Stephane Penaforte Farias
Matrícula: 
Curso: Farmácia
Título e Número do Experimento: Experimento Nº 02: Difusão de gases
Data de realização do Experimento: 15/04/2019
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Relatório:
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Rubrica do(a) Prof(a):
1. INTRODUÇÃO
Uma das mais importantes propriedades físicas de um gás é sua habilidade em preencher uniformemente todo o espaço onde é colocado. A difusão gasosa é a mistura de um gás com outro, devido ao rápido e desordenado movimento das moléculas dos gases. 
Uma observação registrada por Dalton (1801) foi feita ao estabelecer comunicação por um longo tubo vertical entre um frasco cheio com gás carbônico e outro cheio com hidrogênio, colocado acima do primeiro, e que depois de certo tempo os gases acabaram se misturando uniformemente. Por definição, este movimento espontâneo de partículas, resultando em uma mistura homogênea, chama-se difusão. E além desta, tem-se a efusão, que sua definição é dita como a passagem de partículas através de pequenos orifícios. 
O fenômeno de difusão de um gás obedece a Lei de Graham, e as equações desta lei, podem também ser usadas na difusão gasosa. A Lei de Graham estabelece que “a velocidade de difusão e efusão gasosa é inversamente proporcional à raiz quadrada de sua densidade”, mostrada na equação: .
2. OBJETIVOS
Comprovar a Lei de Graham descrita anteriormente, calculando, através de experimentos, a velocidade de difusão dos gases HCl e NH4OH.
3. MATERIAIS E SUBSTÂNCIAS
Tubos de vidro de aproximadamente 75cm de comprimento por 2cm de diâmetro;
Bancada de madeira;
Régua graduada de 50cm;
Conta gotas;
Parede porosa de algodão;
Termômetro;
Capela;
Luvas de látex;
Água destilada;
HCl – ácido clorídrico concentrado;
NH4OH – hidróxido de amônia concentrado.
4. PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL
Inicialmente mediu-se a temperatura ambiente, que marcou 28ºC. Montou-se as estruturas com as bancadas de madeira e os tubos, e foi colocado em cada uma das 4 rolhas (2 de cada tubo) uma parede porosa feita de algodão. Cada rolha foi embebida com cada substância e depois, simultaneamente, foram adaptadas nas respectivas extremidades do tubo. Com o tubo vedado, foi iniciada a contagem de tempo até que aparecesse um anel branco ao longo do tubo. Após a visualização do anel, com o auxílio da régua, mediu-se a distância percorrida pelos gases. E por fim, verificou-se novamente a temperatura, que marcava 28ºC.
5. RESULTADOS E DISCUSSÃO
Temperatura Ambiente Inicial: 28ºC 
Temperatura Ambiente Final: 28ºC
A partir dos dados obtidos no experimento, da distância e tempo, o quadro a seguir foi preenchido:
	Tempo para formação do anel
	
	
	Distância percorrida pelo gás NH3
	
	
	Distância percorrida pelo gás HCl
	
	
Quadro 01: Valores do tempo e distância das substâncias obtidos com o experimento.
6. APLICAÇÃO DOS RESULTADOS EXPERIMENTAIS
6.1 Calcule a velocidade de difusão dos gases NH3 e HCl
A velocidade de difusão dos gases é descrita pela fórmula:
Sendo = distância média percorrida e = tempo médio para a formação do anel, podemos calcular:
· NH3
 
 
 
· HCl
 
 
 
6.2 Conhecendo-se as velocidades de difusão dos gases do item anterior e as velocidades de difusão da Tabela 2.1, construa os gráficos:
a) Velocidade x Massa Molar
b) log (v) x log (massa molar)
	Gases
	Velocidade de Difusão (cm/100s)
	Massa Molar (g/mol)
	log (MM)
	log (v)
	H2
	31
	2,0158
	0,3044
	1,4914
	He
	22
	4,0026
	0,6023
	1,3424
	N2
	8,3
	28,0134
	1,4474
	0,9191
	Cl2
	5,2
	70,906
	1,8507
	0,7160
	NH3
	15,95
	17,0304
	1,2312
	1,2028
	HCl
	11,10
	36,4609
	1,5618
	1,0453
Tabela 01: Velocidades de difusão de alguns gases (tirados da apostila).
Para completar a tabela, foi necessário descobrir:
· Massa molar:
H2: 
He: 
N2: 
Cl2: 
NH3: 
HCl: 
· log (MM):
H2: = 0,3044
He: 
N2: = 1,4474 
Cl2: 
NH3: 
HCl: 
· log (v):
H2: 
He: 
N2: 
Cl2: 
NH3: 
HCl: 
Gráfico 01: Relação entre velocidade (cm/100s) e massa molar (g/mol) dos valores obtidos dos gases dados.
Gráfico 02: Relação entre o log da velocidade (v) e o log da Massa Molar dos valores obtidos dos gases dados.
6.3 Escreva a reação da experiência. De que é formado o anel branco que se formou e o que significa o seu aparecimento.
Quando os gases liberados pelo NH4OH e HCl entram em contato, começa a formação do Cloreto de Amônio (NH4Cl), responsável pela formação do anel branco dentro do tubo de vidro, o qual foi observado durante o experimento. 
6.4 Compare os dados obtidos pela Lei de Graham com os teóricos. 
Para compararmos tais dados é necessário calcularmos o erro entre o valor teórico e o valor experimental que obtivemos, através da seguinte fórmula: 
· Para o valor teórico, calculamos:
· E para calcularmos a velocidade de difusão dos gases usando os dados obtidos no experimento foram realizadas essas operações:
· Erro:
6.5 Justificar os gráficos. 
Como foi observado no gráfico 01, a velocidade de difusão de um gás é inversamente proporcional as medidas das massa molares, já que não houve compensação entre as massas molares. Entretanto, quando foi realizado o logaritmo e colocado no gráfico tais dados, houve essa compensação, ou seja, as massas passaram a ser dadas de forma equiparada, causando certa linearização do gráfico.
6.6 O experimento comprova a lei de Graham? Por que?
Sim, comprova. Através da prática foi possível comprovar que o elemento de maior massa molar, possui menor velocidade de difusão (em razão de ser mais pesado). Como mostrado abaixo, podemos relacionar quem seria mais lento e mais rápido.
	Gás
	Massa Molar (g/mol)
	Velocidade de Difusão (cm/100s)
	HCl
	36,4609
	11,10
	NH3
	17,0304
	15,95
Tabela 02: Relação entre a massa molar e a velocidade de difusão dos gases HCl e NH3.
6.7 Questão não pedida. 
6.8 Numa sala fechada, foram abertos ao mesmo tempo três frascos que continham, respectivamente, NH3(g), SO2(g) e H2S(g). Uma pessoa que estava na sala, a igual distância dos três frascos, sentirá o odor destes gases em ordem? Dadas as Massa Molares em g/mol: NH3=17; H2S=34 e SO2=64. 
Com base na lei de Graham, pode-se concluir que a pessoa que estava na sala sentirá primeiro o odor do gás que possui a menor massa molar, pois, como já foi comprovado, terá a maior velocidade. Neste caso, ela sentirá primeiro, o odor do gás NH3, em seguida, o odor do H2S, e por fim, o odor do SO2, que tem a maior massa molar dentre os três gases dados.
6.9 Discuta o experimento de uma forma crítica, ou seja, observe os pontos fracos do experimento e a partir daí, dê sugestões para corrigi-los.
Como o experimento foi realizado com gases, foi necessário a utilização dos mesmos com cuidado para evitar perdas durante o experimento. Uma sugestão para otimizar este experimento seria que o procedimento fosse realizado mais perto da capela, pois desse modo, as rolhas percorreriam um percurso menor, diminuindo a exposição dos gases com o ambiente.
7. CONSIDERAÇÕES FINAIS
Foi comprovado pela da Lei de Graham ao se observar a distância de formação do anel branco, quando ocorreu o encontro dos gases no interior do tubo de vidro. A difusão aconteceu em diferentes velocidades em decorrência da diferença entre as massa molares das substâncias utilizadas, desse modo o anel ficou mais perto do HCl. Assim, confirmou que quanto maior o valor da massa molar, menor seria a velocidade de difusão dos gases, como foi proposto porTomas Graham.
	Houveram certas condições que não foram favoráveis para uma maior exatidão do experimento. Mas de toda forma, por Graham descrever o comportamento de gases ideias, sempre haverá erros, já que o experimento trata de gases reais.
Velocidade X Massa Molar
Valores Y	
2.0158	4.0026000000000002	28.013400000000001	70.906000000000006	17.0304	34.460900000000002	31	22	8.3000000000000007	5.2	15.95	11.1	Massa Molar (g/mol)
Velocidade (cm/100s)
log (v) X log (Massa Molar)
Valores Y	
0.3044	0.60229999999999995	1.4474	1.8507	1.2312000000000001	1.5618000000000001	1.4914000000000001	1.3424	0.91910000000000003	0.71599999999999997	1.2068000000000001	1.0452999999999999	log MM (g/mol)
log v (cm/100s)