Pressão Parcial de CO2

UNESP

Universidade Estadual Paulista

“Júlio de Mesquita Filho”

[pic 1]

Faculdade de Ciências

Laboratório de Físico-Química I
Docente: Antonio Carlos Dias Ângelo

GASES

Fabio J. Tasca

Isidro Calim

Lucas Enchelmaier

Vinicius Vieira

BAURU

2015

I – INTRODUÇÃO

Os gases com todas as suas propriedades são muito importantes na Química, pois estão constantemente presentes em nosso dia-a-dia. Muitos elementos importantes se apresentam como substâncias gasosas, em condições ambientes: H2, N2, O2, F2, Cl2 e os gases nobres e outros compostos químicos também são gasosos: CO2, NO, CO, NO2, NH3, SO2, H2S e etc.

A partir de uma série de observações e experimentos feita com os gases, passou-se à comprovação de algumas leis para, posteriormente, chegar a uma teoria e a um modelo, que procuram explicar o comportamento desses gases. Estes estudos iniciaram-se com Torricelli, após medir a pressão e apresentar explicações sobre o fenômeno, mas a primeira pessoa a utilizar o termo gás foi Jean-Baptiste, esse termo vem do grego caos e significa espaço vazio. Ele tem como característica principal a ocupação total do volume do recipiente que o é inserido, não importando sua quantidade, isso porque os gases se comportam de maneira desordenada por causa do chamado “grau de liberdade”, ocupando totalmente o volume do recipiente. Outra característica é sua capacidade de compressão.

• PRESSÃO DOS GASES

Conceitualmente a pressão de um gás é uma consequência dos choques moleculares das suas partículas sobre as paredes do reservatório onde ela está ocupando, elas têm uma imensa liberdade de movimento e mudam frequentemente de direção, se deslocando em todas as direções, com isso elas se chocam e quanto maior o número desses choques que ocorrem sobre a superfície, num determinado tempo, maior será a pressão exercida pelo gás nesta superfície. Utilizamos a unidade Pascal, Pa, para demonstrar a pressão no Sistema Internacional, porém existem outras unidades como: a atmosfera (atm), o milímetro de mercúrio (mmHg) e em Torricelli (Torr), sendo que a atmosfera corresponde à pressão normal ao nível do mar e é definida como a pressão exercida por uma coluna de mercúrio com a altura exacta de 760 mm Hg.

A relação entre estas unidades é demontrada abaixo:

1 mmHg = 1 torr

1 atm = 760 mmHg = 760 torr

1atm = 101.325 Pa

Algumas Leis físicas são aplicáveis aos gases, como, Lei de Boyle-Mariotte, que leva em consideração as variações de volume com relação as variações de pressão; Lei de Gay-Lussac, que estudou a variação da temperatura em relação ao volume de um gás com a pressão constante “sob pressão constante, o volume ocupado por determinada massa gasosa é diretamente proporcional à sua temperatura absoluta” e a Lei de Charles, onde quando se mantém o volume constante e se variam a temperatura e a pressão de um gás com massa fixa, “sob volume constante, a pressão exercida por uma determinada massa gasosa é diretamente proporcional à sua temperatura absoluta”.

Através dessas três leis gasosas (isotérmica, isobárica e isovolumética), se chegou a equação geral dos gases:

P1V1/T1 =P1V1/T1 ou PV/T=K.

Com isso é possível conhecer o volume, a temperatura e pressão de um gás. Em condições normais de pressão e temperatura são estabelecidas os seguintes parâmetros: Pressão= 1atm= 760 mmHg e Temperatura= 0 ºC= 273K.

Outros experimentos foram possíveis determinar as leis Químicas dos gases, ode temos as leis volumétricas de Gay-Lussac, que nos diz que quando medimos nas mesmas condições de pressão e temperatura, os volumes dos reagentes e dos produtos gasosos formam uma proporção constante, de números inteiros e pequenos e a lei de Avogadro demonstra que volumes iguais de gases quaisquer, quando medidos à mesma pressão e temperatura, apresentam o mesmo número de moléculas.

• MISTURAS DE GASES

Sabe-se que o ar é um exemplo de mistura de alguns gases, sendo que os principais são o nitrogênio (N2), que corresponde a cerca de 80% do ar; e o oxigênio (O2), que é em torno de 20%, e para analisar essas misturas temos que saber duas grandezas: pressão parcial e volume parcial.

Pressão parcial dos gases é a pressão que ele exerceria se estivesse sozinho, nas mesmas condições de temperatura e volume da mistura. Dalton propôs que, a soma das pressões parciais dos gases que formam a mistura resulta na pressão total (PT) da mistura, sua lei mostra também pela fração em quantidade de matéria (X).

PTOTAL = P1 + P2 + P3 + ...  ou   PTOTAL = ΣP

Volume parcial dos gases corresponde ao volume que um gás ocupa nas condições de temperatura e pressão da mistura, a lei de Amagat afirma que a soma dos volumes parciais é igual ao volume total, assim como o caso da pressão.

VA = VT. XA

• VA = volume parcial de um gás qualquer;
• VT = volume total da mistura gasosa;
• XA = fração em quantidade de matéria do gás que se quer descobrir o volume.

Para determinar o volume de uma mistura gasosa, deve-se somar o volume ocupado por cada um dos gases que formam a mistura:

VT= VA + VB+ VC + VD...

Para o cálculo da fração em quantidade de matéria de um gás, utilizamos a expressão:

XA = nA
          nT

• nA = número de mols do gás em questão;
• nT = número de mols total (soma dos números de mols de todos os gases presentes na mistura).

II – OBJETIVO

Determinar experimentalmente a pressão parcial de CO2 e com ela calcular o número de mol de CO2 equivalente ao gás gerado na reação de CaCO3 com HCl 1M.

III – EXPERIMENTAL

- Procedimento

Encheu-se um becker de 1.000mL com água da torneira até metade de seu volume, encheu-se uma proveta de 100mL com água e virou-se rapidamente para o becker sem que a água da proveta, tomou-se o devido cuidado para que a água não saísse da proveta e que não aparecesse bolhas, utilizou-se garras e suporte universal para fixar a proveta. Mediu-se numa proveta cerca de 50 mL de HCl 1M e transferiu-se para um erlenmeyer de 125 mL, após, pesou-se, com precisão, ±0,5000 g de Carbonato de sódio sob um papel, dobrou-se o papel e transferiu-se o mesmo para o erlenmeyer que continha o ácido, tampou-se o erlermeyer com uma rolha que estava conectada a uma mangueira de silicone e tubo de vidro em “U” que estava introduzido na boca da proveta que continha água, para que pudéssemos captar o volume de gás que foi gerado na reação (figura 1). Anotou-se o volume de gás que foi gerado e repetiu-se todo o processo por mais 2 vezes. Consultou-se os valores de temperatura e pressão atmosférica no dia e na hora do experimento para utilização nos cálculos posteriores.