A DETERMINAÇÃO DA CONSTANTE UNIVERSAL DOS GASES

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INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DO NORTE DE MINAS GERAIS[pic 2] Campus Montes Claros ENGENHARIA QUÍMICA

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AULA 02

DETERMINAÇÃO DA CONSTANTE UNIVERSAL DOS GASES

Relatório apresentado como requisito parcial para obtenção de aprovação na disciplina Físico-Química Experimental do Curso de graduação em Engenharia Química do Instituto Federal do Norte de Minas Gerais ao professor Doutor Daniel Rodrigues Magalhães.

Discentes:

Alícia Duarte

Eduarda Cunha

Matheus Victor

Tauanny Cristine

Montes Claros - MG

28 de Março de 2019

SUMÁRIO

1. INTRODUÇÃO        2

1.1   Leis dos gases        2

1.1.1   Relação pressão-volume: Lei de Boyce        2

1.1.2   Relação da temperatura: Lei de Charles        2

1.1.3   Lei de Gay-Lussac da combinação dos volumes        2

1.2  Determinação do R        3

1. OBJETIVOS        3
2. MATERIAIS E REAGENTES        3
3. PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL        3
4. RESULTADOS        4
5. DISCUSSÃO DOS RESULTADOS        6
6. CONCLUSÃO        7
7. REFERÊNCIAS        7
8. ANEXOS        8

1. INTRODUÇÃO

Uma característica importante dos gases é que à maioria das suas propriedades físicas

são iguais, principalmente em baixas pressões. Diante disso, é possível descrever as propriedades de todos os gases ao mesmo tempo. (ATKINS; JONES, 2012)

1. Leis dos gases

1. Relação pressão-volume: Lei de Boyce

 O químico e físico Robert Boyce foi o primeiro a descrever em detalhe uma forma de de como o volume de um gás se relaciona com à sua pressão. Através do experimento ele demonstrou que, à temperatura constante, o volume de uma quantidade fixa de uma gás preso num recipiente diminui quando a pressão sobre o gás aumenta.  Repetindo a experiência várias vezes, com diferentes tipos de gases, foi possível fazer a primeira observação de todos os gases. Resumindo a Lei de Boyce estabelece que, a uma temperatura constante, o volume ocupado por uma quantidade fixa de gás é inversamente proporcional à pressão aplicada. Gases reais, como hidrogênio e oxigênio, não seguem propriamente este comportamento. A baixas pressões, os gases reais obedecem parcialmente bem à lei de Boyce. (BRADY; HUMISTON, 1981)

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1. Relação da temperatura: Lei de Charles

O químico francês Jacques Alexandre Charles estudou o efeito das variações de temperatura sobre o volume de uma dada quantidade de gás mantida à pressão constante. Ele observou que, se um gás é aquecido, de maneira que à pressão continue constante, o gás expande. Quando o gráfico de volume x temperatura intensificado para V = 0, à temperatura é sempre -273,15°C. Neste ponto os gases possuem um volume igual a zero, não se condensam. Já que volumes negativos não existem, esta temperatura representa à temperatura mais baixa possível, chamada de zero absoluto. A lei de Charles é resumida em: à pressão constante, o volume de uma determinada quantidade de gás é diretamente proporcional à sua temperatura absoluta. (BRADY; HUMISTON, 1981)

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1. Lei de Gay-Lussac da combinação dos volumes

Joseph Gay-Lussac, foi o primeiro a descobrir que a pressão de uma quantidade fixa de gás é diretamente proporcional à sua temperatura absoluta, se o volume do gás não variar. As equações das lei de Boyle, Charles e Gay-Lussac podem ser combinadas em uma única equação. (BRADY; HUMISTON, 1981)

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1. Determinação do R

Para utilizar a lei do gás ideal precisasse conhecer o valor das constante R. Conhecendo os valores de P, V e T pode-se calcular R. Valores calculados utilizando este modo não são idênticos, porque estes gases diferem levemente no comportamento PVT e nenhum é realmente ideal. Para se obter o valor exato de R de um gás ideal por meio de medidas é preciso fazer uma série de PVT de um gás real à pressões gradualmente mais baixas. O valor de R depende das unidades escolhidas para P, V e T. (RUSSELL, 1994)

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1. OBJETIVOS

Determinar a massa molar do magnésio através da coleta de gás hidrogênio desprendido na sua reação com ácido sulfúrico. Utilizando conceitos tais como a Lei dos gases ideais, misturas gasosas e princípios de hidrostática para efetuar os cálculos pertinentes.

1. MATERIAIS E REAGENTES

• Balança semi-analítica
• 1 béquer de 60050 mL[pic 8]
• 1 béquer de 25025 mL[pic 9]
• Funil sem haste
• Garra
• Gaze
• H2SO4 concentrado
• Mg(s) em fita
• Papel toalha
• Pipetador de três vias
• 1 pipeta de 100,5 mL[pic 10]
• 1 proveta de 1000,5 mL[pic 11]
• Suporte universal
• Tesoura
• 3 vidros de relógio

1. PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL

Nesse procedimento, primeiro calculou-se a massa de magnésio em gramas a ser pesada utilizando a equação de Clapeyron:

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Considerando um volume de 0,05 L, a pressão de 1 atm e a temperatura 25º C obteve o número de mols do magnésio. Dessa forma, utilizando a massa molar do magnésio e o número de mols encontrado obteve-se a massa do magnésio em gramas a ser pesada.