A Determinação do Volume Molar De um Gás

 [pic 1]UNIVERSIDADE ESTADUAL DE MARINGÁ

CENTRO DE CIÊNCIAS EXATAS

DEPARTAMENTO DE QUÍMICA

Físico-Química Experimental I

 

 

 

 

 

 

 

 

Determinação do Volume Molar de um Gás

 

 

                                           

                      Discentes:

  Amanda de Cássia Dias RA: 112313

Bruna da Costa Buzatto RA: 115371

                                           Bruna Silva Pedrosa RA: 112340

Luan Figueredo Martins RA: 107559

Rafael Lucas Goes Priori RA:67104

Raíssa Benan Zara RA:77816.

                                      

Docente: Wilker Caetano

                                                                                                         TURMA: 32    

 

Maringá

 2022

1. Resumo

Este experimento teve como objetivo calcular o volume molar do Gás Hidrogênio através de dados obtidos ao se reagir Ácido Clorídrico (HCl) e um pedaço muito pequeno da fita de magnésio (Mg) em solução aquosa, produzindo o Gás Hidrogênio e Cloreto de Magnésio. Foi observado no cálculo um erro de 56,25% do volume experimental (12,60 L) em relação ao valor teórico (22,40 L).

1. Objetivos

Determinar por  meio da  reação  entre  um  metal (Mg) e um ácido (HCl) o  volume molar do gás hidrogênio liberado durante a reação.

1. Materiais e métodos

3.1. Materiais

• Magnésio;
• Cobre;
• Ácido clorídrico (HCl);
• Bureta;
• Proveta;
• Béquer;
• Barômetro de mercúrio.

3.2. Métodos

O volume molar do gás hidrogênio foi determinado por meio do volume de gás produzido em uma reação de magnésio e ácido clorídrico. Inicialmente, mediu-se o volume da porção não graduada de uma bureta. A bureta foi preenchida com 8 mL de ácido clorídrico 6 mol L-1 e água destilada até completar o volume. A bueta foi fechada com uma gaiola de gaze e cobre contendo uma fita de magnésio previamente lixada de aproximadamente 0,04 g. Após a eliminação das bolhas, a bureta foi invertida em um béquer de 600 mL contendo água. Observou-se então a formação de gás hidrogênio. Ao cessar a liberação de gás, a gaiola de gaze foi removida e a bureta foi transferida para uma proveta contendo água. O volume de gás produzido foi medido no ponto em que a água dentro e fora da bureta coincidiam. Além disso, a temperatura ambiente foi registrada e a pressão atmosférica foi determinada utilizando-se um barômetro de mercúrio.

1. Resultados e discussões

Primeiramente, as condições experimentais de temperatura e pressão atmosférica foram mensuradas (Patm = 716 mmHg e Tamb = 293,15 K).                

O volume morto da bureta foi determinado para possibilitar posteriormente  a medição do volume de gás H2 formado na bureta. O valor constatado foi de 11,511 mL. A massa de magnésio separado foi de 0,0277g e, em seguida, definiu-se a quantidade de mols de magnésio conforme cálculos a seguir. A pressão de H2, por sua vez, foi determinada como sendo a subtração da pressão atmosférica com a pressão de vapor da água a 297,15 K.

Ao virarmos a bureta, a solução de HCl começou, lentamente, a descer pela bureta. Quando o ácido entrava em contato com o magnésio, era formado o gás hidrogênio pela seguinte reação:

Mg0(s) + 2 HCl(aq) → MgCl2(aq) + H2 (g)

Através da estequiometria da reação, sabe-se que para cada mol de magnésio reagido, um mol de gás é formado. Ou seja, a quantidade de mols de H2 na bureta no final da reação deve ser 1,15248595 x 10-3 mol.

O volume do gás experimental (Vexp), foi definido como a soma do volume morto da bureta com o volume observado nas graduações da bureta.

                    Por fim, o volume molar experimental foi calculado, para a CNTP, como mostrado na imagem a seguir.

              [pic 2]

O volume molar encontrado experimentalmente foi de 12,60 Lmol-1. O valor do volume molar para um gás ideal é de 22,400 L.mol-1. O valor de compressibilidade Z foi de:

 Vexp / Vid = 12,60 / 22,4 = 0,5625

              O volume molar para o gás real foi determinado utilizando-se a equação de Van der Waals e de Redlich – Kwong.

Van der Waals:

P = [RTVm2 – a (Vm – b) / [Vm – b) Vm2]