Determinação do Trabalho de Expansão e Aplicação da Lei dos Gases em Uma Reação Química

Físico-Química I

Ivonete O. Barcellos

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

Acadêmicas: Bárbara Tamazia e Luiza Uber

Data: 22/09/2021

Temperatura: 22°C

Pressão: 755,5 mmHg

Objetivos específicos: aplicar os conceitos da termodinâmica, utilizar a Lei de Dalton, comparar o número de mols obtidos com o valor teórico, determinar por meio de cálculo o valor de trabalho.

Objetivo geral: determinar o trabalho de expansão e o número de mols do gás gerado em uma reação  química.

Resultados e discussão:

Para este experimento, foi montado um sistema utilizando um kitassato de 125 mL devidamente limpo e seco apoiado sobre um elevador. Este foi conectado através de uma mangueira a uma seringa de vidro presa por uma garra a um suporte universal, de modo que permanecesse na horizontal. Todas as conexões foram vedadas com fita veda-rosca para evitar fontes de erro pelo vazamento do gás.

Numa balança analítica, foram pesadas três folhas de alumínio com 0,01 g. A primeira folha de alumínio foi dividida em pedaços menores para maior superfície de contato durante a reação e inserida no kitassato. Com uma pipeta volumétrica, mediu-se 10 mL de ácido clorídrico - 6 M, que foi passado para uma proveta para adição mais rápida ao sistema, evitando assim uma grande vazão do gás já no início da reação. O ácido clorídrico foi adicionado ao kitassato e a rolha foi inserida. O Kitassato foi agitado levemente e esperou-se até que o alumínio metálico tivesse sido completamente consumido para aferir o volume de gás formado.

O processo foi repetido mais duas vezes.

	Massa de alumínio (g)	Volume (mL)	Tempo de reação (min)
1	0,011	20,1	4:17
2	0,012	14	4:40
3	0,010	13	4:20

• A reação química ocorrida foi a seguinte:

2 Al(s) + 6 HCl(l) → 2 AlCl3(s) + 3 H2(g)

• O número teórico de mols de H2 formados de acordo com a estequiometria da reação foi de 5,5*10-4 mols.
• O número de mols de H2 obtidos experimentalmente foi de 7,436*10 –6 mol.
• O trabalho realizado no processo foi de -1,947665 J.
• O rendimento obtido no experimento foi de 96,6%, o que é um valor excepcionalmente alto para uma reação.
• Erro absoluto: 5,4256*10 –4
• Erro relativo: 9,8648*10 –7%

Para todos os cálculos deste relatório, o volume da primeira reação foi desconsiderado, uma vez que foi mais alto que a graduação da seringa.

Oportunidade de melhoria: adaptar rolhas específicas para esta prática, de modo que tenham furos do tamanho exato dos termômetros, a fim de que se possa aferir a temperatura reacional sem que haja perda do gás e, consequentemente, erros no resultado.