Determinação do Trabalho de Expansão e Aplicação da Lei dos Gases em uma reação química.

APRESENTAÇÃO DOS RESULTADOS

Físico-Química I

Lizandra Maria Zimmermann

Experimento 03: Determinação do Trabalho de Expansão e Aplicação da Lei dos Gases em uma reação química.

 

Alunos: Jhúlia Chiesa

Kelvin Alexandre Borinelli

Susan Michelle Stolf Stuhlert

 

Data: 15/08/2017

 

Temperatura: 21ºC

Pressão: 761 mmHg

 

Objetivos:

No experimento descrito podemos ter a compreensão do trabalho de expansão de um gás quando o submetemos a um aquecimento, contudo, será possível fazer a aplicação da Lei dos Gases na reação e determinar o número de mols obtido no procedimento realizado.

Resultados e discussão:

Para realizar o procedimento do experimento montamos um sistema utilizando um kitassato de 125mL devidamente limpo e seco conectado através de uma mangueira e uma seringa de vidro, todas as conexões foram vedadas com fita veda-rosca para não ter nenhuma perda de gás durante o experimento.

Pesamos em um vidro de relógio 0,01g de alumínio (Al) com o auxilio de uma pinça para evitar contato com a amostra e dar interferência na massa final, feito isto, pipetamos 10mL de ácido clorídrico 6M (HCl) com auxilio de uma pipeta volumétrica em um kitassato e rapidamente inserimos a amostra pesada e fechamos para evitar a perda de gás da reação.

Observamos o deslocamento do embolo da seringa e anotamos o volume deslocado, com o auxilio de um cronômetro, cronometramos o tempo decorrido e com um termômetro digital medimos a temperatura no kitassato. O procedimento foi realizado em triplicata e os dados obtidos em cada repetição estão apresentados na tabela 1.

Tabela 1: Dados obtidos na triplicata do experimento.

	1º Repetição	2º Repetição	3º Repetição
Tempo da reação	01:17:01	01:23:42	01:23:20
Temperatura (ºC)	23,1	24,3	24,3
Volume da seringa (mL)	15	14,9	15,1
Massa do Alumínio (g)	0,01	0,01	0,011

Ao adicionarmos o alumínio ao ácido clorídrico foi provocada uma reação (descrita na equação 1) que resulta na liberação do gás hidrogênio (H2), e se tratando de uma reação exotérmica houve também um aumento na temperatura do gás, ocasionando assim uma expansão, isto é, o aumento de volume. Durante a expansão a pressão se manteve constante e o gás aplicou sobre a seringa uma força [pic 1] provocando um deslocamento [pic 2].

Expansão (aumento de volume) [pic 3] Trabalho do gás > 0

 Equação 1[pic 4]

(Questão 1)

Através dos dados obtidos e da relação estequiométrica estabelecida foi possível calcular o de mols de H2 teórico, este calculo está disposto a seguir.

[pic 5]

[pic 6]

[pic 7]

[pic 8]

[pic 9]

[pic 10]

(Questão 2)

A partir do volume obtido foi calculado o Trabalho (W) em J para este processo. Foi considerado nessa etapa a pressão do vapor da água que é equivalente a 18,65 mmHg.

[pic 11]

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[pic 16]

(Questão 3)

Aplicando ainda a lei dos gases, determinamos o número de mols experimental de H2, o cálculo está demonstrado a seguir.

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[pic 18]

[pic 19]

(Questão 4)

Após cada ensaio, a solução resultante da reação foi aquecida e dessa maneira evaporada, restando apenas o precipitado da reação. A partir desse processo foi possível calcular a média de precipitado das reações, obtendo o valor de 0,033. Na tabela a seguir (tabela 2) estão expostos os resultados desse procedimento e a massa do precipitado (Questão 5). Após a evaporação, o precipitado deve ser solubilizado e o pH deve ser verificado e neutralizado para que o rejeito possa ser descartado adequadamente (Questão 8).