DETERMINAÇÃO DA CONSTANTE DOS GASES IDEAIS

Instituto Federal do Norte de Minas Gerais

Campus: Montes Claros

Curso: Engenharia Química

Disciplina: Laboratório de Físico Química

Professor: Daniel Magalhães

Turma III

Annanda Alkmim Alves

Daniel Siman Oliveira

Diogo Alexandre Silva Santos

Iago de Sousa Ferreira da Silva Ferreira

Luzia Aguiar de Medeiros

Relatório 1

Determinação da constante dos gases ideais

Montes Claros- MG

Novembro de 2015

Sumário

Introdução:        

Objetivo:        

Materiais e reagentes:        

Procedimento Experimental:        

Apresentação dos resultados:        

Discussão dos resultados:..................................................................................................6

Conclusão:        

Referências:        8

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Introdução:

O estado de um gás, suas propriedades físicas, pode ser definido através de três leis importantes, a de Boyle, Charles e Avogadro, que relacionam as variáveis P (pressão), V (volume), T (temperatura) e n (número de mols). Essas leis se baseiam em observações de proporcionalidade entre as variáveis enquanto outras permanecem constantes.

Lei de Boyle:

     (n e T constantes)[pic 1]

Lei de Avogadro:

( n e P constantes)[pic 2]

Lei de Charles:

 (P e t constantes)[pic 3]

Combinando essas leis chega-se a uma nova relação:

[pic 4]

A fórmula de proporcionalidade da equação acima pode ser transformada em uma igualdade usando a constante de proporcionalidade R.

 [1][pic 5]

A equação [1] é conhecida como a lei dos gases ideais - um gás hipotético cujos comportamentos da pressão, do volume e da temperatura são completamente descritos por esta equação - sendo R conhecido como a constante universal dos gases e dependendo das unidades utilizadas possui diversos valores, tais como, 0,08206 L atm.mol-1.K-1; 8,31447 J K-1mol-1, entre outros (BROWN, et. al. 1999).

De acordo com BALL, essa equação relaciona os valores estáticos (que não mudam) de P, V, T e n, e não mudanças nos valores dessas variáveis, e que a constante R é, provavelmente, a constante física mais importante para sistemas macroscópicos (observáveis).

Tabela 1: Valores de R em várias unidades

Unidades	Valores Numéricos
atm L K-1 mol-1	0,082058
J K-1 mol-1	8,31451
cal K-1 mol-1	1,9872
Torr atm L K-1 mol-1	62,364
ergs K-1 mol-1	8,3144 x 107

O estudo dos gases ideais é muito importante nas mais diversas áreas da química e física, fornecendo as bases da termodinâmica. Na área de química, a constante dos gases (R) pode ser usada para determinar a energia de ativação (Ea) por meio da equação de Arrhenius: , essa determinação é um parâmetro decisivo no tempo de uma reação e pode ser usada, por exemplo, para controlar a validade de um produto alimentício. A constante R também é utilizada em eletroquímica na equação de Nernst:  , dessa forma é possível se calcular a força eletromotriz de uma pilha.[pic 6][pic 7]

Objetivo:

 Determinar a constante universal dos gases (R).

Materiais e reagentes:

• Proveta 100ml
• Bécker 2L
• Balança de precisão
• Erlenmeyer 125ml
• Pipeta 10ml
• Suporte Universal
• Garra de condensador
• Pedaço de folha de caderno
• Magnésio sólido
• Ácido clorídrico 6M

Procedimento Experimental:

        Inicialmente foi adicionado 1 litro de água no bécker e encheu-se totalmente a proveta com água. Foi colocado sobre a proveta um pedaço de folha de caderno umedecido, e logo após isso, inverteu-se a proveta mergulhando-a no bécker contendo água, de forma que não houvesse formação de bolhas dentro da proveta. Colocou-se uma extremidade da mangueira dentro da proveta invertida no bécker, e a outra extremidade presa a uma rolha foi inserida posteriormente no erlenmeyer. O bécker foi colocado sobre o suporte universal, e a proveta foi presa na garra (apoiada na haste do suporte universal) de forma que ficasse totalmente na vertical. Colocou-se um termômetro dentro do bécker contendo água. Após montado todo o sistema, colocou-se 5ml de ácido clorídrico no erlenmeyer e em seguida, pesou-se aproximadamente 0,099g de magnésio sólido. Nesse momento, foi observado e anotada o valor da temperatura marcada no termômetro e, logo após, colocou-se o magnésio sólido dentro do erlenmeyer, tampando-o com a rolha imediatamente para que não houvesse escapamento de gás formado pela reação do ácido clorídrico com o magnésio. Após a reação, foi verificado o volume de gás formado dentro da proveta decorrente da reação do ácido clorídrico com o magnésio. O procedimento foi repetido três vezes para obtenção de melhores resultados.

Apresentação dos resultados:

Após inserir a quantidade precisa de magnésio no erlenmeyer que continha 5mL de ácido clorídrico, 6 molar, observou-se a imediata produção de gás e variação da temperatura da solução.

O gás produzido pela reação foi encaminhado através de uma mangueira até a proveta invertida dentro do béquer, expulsando a água de dentro da proveta devido a pressão exercida pelo gás ao ocupar o mesmo volume.

Somando os valores da pressão de vapor da água em função da temperatura, retirados de VIANA, com a pressão atmosférica chega-se a pressão exercida pelo volume de gás hidrogênio dentro do béquer. A pressão atmosférica de Montes Claros-MG é 1015hPa ou 101,5KPa. Fonte: Inpe