A Determinação da massa molar

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RELATÓRIO DE EXPERIMENTO 01

Determinação da Massa Molar de um Gás

Discentes: Tháis Stéfane Araújo Gomes;

       Verena Brito Moura

ABRIL - 2018

GUANAMBI – BAHIA

1. INTRODUÇÃO

Os gases são fluidos no estado gasoso que possui moléculas agitadas devido as forças de atração e repulsão provocando assim, a movimentação constante e desorganizadas para todas as direções e sentidos destas moléculas, desse modo os gases não possui forma e nem volume definidos, simplesmente ocupam a forma e o volume do recipiente em que estiver contido.

Dentre os estudos dos gases, possui um modelo idealizado chamado de gás ideal ou gás perfeito na qual, é regido por algumas características básicas, onde determina-se que o gás ideal deve possuir tamanho desprezível para que não haja rotação, as moléculas devem se manterem o mais afastadas possível para que não tenha forças de interações elétricas, as interações devem ser apenas nas colisões devendo não haver perda de energia calórica, ocorrendo apenas a elástica e a pressão deve ser baixa e a temperatura alta. [1]

Diante disso, o Brasil Escola aborda que;

O químico italiano Amedeo Avogadro (1776-1856) comprovou que volumes iguais de quaisquer gases, que estão nas mesmas condições de temperatura e pressão, apresentam o mesmo número de moléculas. Isso significa que 1 mol de qualquer gás também ocupa sempre o mesmo volume, que, nas Condições Normais de Temperatura e Pressão (CNTP), em que a pressão é igual a 1 atm e a temperatura é de 273 K (0ºC), é igual a 22,4L.(FOGAÇA)[2]

A equação dos gases ideais é regida pelo número de mols n, pela constante dos gases R e pelas três grandezas fundamentais P.V.T, sendo essas grandezas também chamadas de funções de estado que servem para determinar o estado físico de qualquer sistema, por vezes as inter-relações entre funções de estado podem ser expressas sob forma de equação, como a equação de estado dos gases ideais, sendo estruturada da seguinte maneira:

P.V = n.R.T

Onde, P é pressão, V é volume e T é temperatura. A partir dessa equação podemos calcular seja qual for uma das três variáveis de um gás ideal. Além disso, se caso o n não for definido na questão, pode-se obtê-lo por meio da fórmula n= de qualquer átomo ou molécula, sendo que n trata-se da soma das massas atômicas dos elementos que compõem a espécie química, seja ele átomo, molécula ou composto iônico, m é a massa dada em gramas e M é a massa molar dada em g/mol.[pic 2]

A partir dos gases ideais, tem-se um desvio denominado de gás real, onde o mesmo considera o volume das moléculas e as forças atrativas e repulsivas existentes ente elas, fator que na equação dos gases ideais era desconsiderado, anulando quaisquiser especificidades da natureza química de cada gás. Entretanto é sabido que os gases são distintos entre si, principalmente quando expostos as condições extremas como as altas pressões.  

Sendo assim;  

A equação de Van der Waals permite descrever de forma mais satisfatória o comportamento termodinâmico de muitos gases, não só a altas temperaturas e baixas pressões, mas num domínio mais extenso de temperaturas e pressões, nomeadamente quando o gás está próximo da condensação. (E-SCCOLA)[3]

A equação de Van der Waals foi baseada na lei dos gases ideais e tem uma melhor aproximação para o comportamento dos gases que acontecem através das interações entre as partículas, além disso, essa equação é usada mais para gases compostos de partículas que tem um volume diferente de zero e forças de interação.

Desta forma, Van der Waals formulou sua equação da seguinte maneira:

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Onde, P é pressão, n é numero de mols, R é a constate dos gases, T é temperatura, V é volume, e a e b são constantes empíricas que variam de acordo com cada gás, sendo que, a está relacionada com as forças de atração intermoleculares e a constante b está relacionada com o volume molecular. [4] Ademais, o volume V é diferença volumétrica entre Vfinal e Vinicial, obtendo assim, a equação igual a: ∆V= Vf - Vi.

Considerando as constantes a e b, pode-se compreender que o volume que um gás real pode ocupar é menor que o do gás ideal, uma vez que as moléculas que constituem o gás real têm dimensão finitas e não ocupa todo o recipiente como é abordado na equação dos gases perfeitos/ideais.

É importante definir que:

O gás ideal ou perfeito seria o gás que obedece, rigorosamente, às leis físicas dos gases; em quaisquer condições de pressão e temperatura e também deveria encaixar-se perfeitamente no modelo descrito pela teoria cinética, já na prática tal gás não existe, o que existe é o gás real que se assemelha ao gás ideal, teórico, à medida que a pressão diminui e a temperatura aumenta.

No corpo deste trabalho serão descritos os materiais utilizados para a realização do experimento, além da parte da explicação do mesmo, onde traz de forma sucinta, trazendo o passo a passo na qual o leitor poderá compreender facilmente o processo experimental. Serão retratados também os resultados obtidos na realização do procedimento e suas respectivas análises.

2. OBJETIVOS:

• Determinar a massa atômica do dióxido de sódio através do volume de gás desprendido na sua reação com ácido clorídrico.

3. MATERIAIS UTILIZADOS E PROCEDIMENTOS

Itens:

• 1 Béquer 600ml
• 2 Suporte universal
• 2 Garras
• 1 Proveta 250ml
• 1 Proveta 20ml
• 1 Balão com saída lateral com rolha
• 1 Mangueira
• 1 Pisseta
• 1 Pinça de madeira
• Papel A4

Reagentes para cada experimento:

• 650ml de água
• 20ml de ácido clorídrico
• Carbonato de sódio

Experimento

Colocou-se 400ml de água no béquer e o posicionou sobre o suporte universal, posteriormente encheu-se a proveta com 250ml de água, tampou-se sua extremidade com papel alumínio e o virou-se de cabeça para baixo dentro de béquer de forma cuidado de forma a não entrar ar, prendendo a em uma garra. Também prendeu-se o balão de saída lateral em outro suporte universal e conectou-se a mangueira na saída lateral e a outra ponta colocou-se dentro da proveta.