Relatoio

[pic 1]UNIVERSIDADE FEDERAL DE UBERLÂNDIA

INSTITUTO DE QUÍMICA

Dr. Sheila Cristina Canobre.

Breno Luiz de Souza

José Eduardo Simino

Leandro Augusto Faustino

Experimento 3: Determinação da condutância molar de solução aquosa de Ácido Acético e Ácido Clorídrico em diferentes concentrações.

        

UBERLÂNDIA

2015

1. Introdução

A condutividade elétrica pode ser entendida por algumas teorias e leis, sendo uma delas de extrema importância, a teoria de Arrhenius. Esta teoria descreve que uma substância, quando em água, gera espécies neutras ou carregadas. As espécies carregadas são denominadas de íons e conduzem corrente elétrica quando em solução^[1].

O processo de formação dessas espécies carregadas pode ser de duas maneiras distintas, o processo de dissociação e ionização. O processo de dissociação envolve espécies previamente carregadas, que quando em água ocorre a separação destas cargas. Um exemplo claro disto, é a dissociação do NaCl, que em água tornam-se Na+ e Cl-. Para o processo de ionização estão envolvidas espécies que não eram previamente íons, estavam na sua forma molecular. Pode ser citado como exemplo o CH3COOH, que em água se ioniza parcialmente em CH3COO- e H3O+ quando concentrado, ou em solução diluída se ioniza completamente.

Com espécies carregadas em soluções é possível estudar a propriedade das espécies envolvidas na sua interação com a corrente elétrica. Estas medidas de interação entre as espécies com corrente elétrica são denominadas de condutância elétrica. Estas medidas são simples e fornecem informações importantes como se a espécie envolvida na solução trata-se de uma espécie que se ioniza ou dissocia total ou parcialmente, sendo chamadas de eletrólito forte ou fraco respectivamente. E para o caso de eletrólitos fracos (ácidos), é possível determinar a sua constante de acidez através de medidas de condutância.

Existe uma diferença clara entre eletrólitos fortes e fracos, assim, também as leis pelas quais estas espécies são regidas também diferem. Para o caso de eletrólitos fortes, estes seguem a lei de Kohlrausch enquanto os eletrólitos fracos seguem a lei da diluição de Ostwald.

A lei de Kohlrausch é valida para eletrólitos fortes e estabelece uma relação entre a condutividade e a concentração da solução envolvida^[2],^[3]. Os eletrólitos fortes estão totalmente na sua forma iônica em qualquer concentração, assim seria de se esperar que possuam a mesma condutância equivalente em qualquer que seja a concentração. Porém, ocorre uma diminuição na condutância equivalente com a concentração a partir de um máximo à diluição infinita. Esta diminuição é função linear da raiz quadrada da concentração e ocorre devido à diminuição da mobilidade dos íons presentes. Neste ponto, de diluição infinita, rege lei da migração independente de Kohlrausch, ou seja, as espécies presentes de locomovem no meio sem interagir com outras espécies1.

Já os eletrólitos fracos, por não se encontrarem totalmente dissociado ou ionizado, seguem a lei proposta pelo químico Ostwald e consequentemente possuem uma condutância menor quando comparada com os eletrólitos fortes3. Esta lei correlaciona que quanto maior a concentração da solução, o equilíbrio de dissociação ou ionização se deslocará para a forma molecular. Assim o grau de dissociação ou ionização de um eletrólito fraco é dado pela razão entre a condutância molar e a condutância molar à diluição infinita. A condutância molar à diluição infinita segue os mesmos princípios da lei da migração independente de Kohlrausch, porém esta não pode ser calculada simplesmente por extrapolação gráfica^[4]. Assim, para a determinação da condutância molar à diluição infinita é necessário relacionar o grau de dissociação ou ionização com a expressão da constante de acidez, no caso de eletrólitos fracos ácidos, a fim de se obter uma equação de reta. E consequentemente descobrir o valor da constante de acidez do eletrólito envolvido.

1. Objetivos

Os objetivos deste experimento são determinar a condutância molar do ácido clorídrico e do ácido acético utilizando um condutivímetro, além também de determinar a constante de acidez do ácido acético.

1. Procedimento Experimental

1.  Materiais

Na realização do experimento, utilizaram-se os seguintes materiais:

-Solução de ácido clorídrico 1 M;

-Solução de ácido acético 1 M;

-Água destilada;

-Béqueres de 50 mL;

-Balões volumétricos de 100 mL;

-Pipetas graduadas de 1, 5, 10 e 25 mL;

-Conta-gotas;

-Condutivímetro.

1.  Metodologia

Inicialmente realizou-se os cálculos para o preparo das soluções diluídas de ácido clorídrico e acético a partir das soluções estoque de concentração de 1 M, as quais estão dispostas nas tabelas 4.1 e 4.2.

De posse dos volumes calculados, pipetou-se alíquotas das soluções estoque de ácido clorídrico e ácido acético nos balões volumétricos de 100 mL e completou-se estes com água destilada até a marcação da capacidade, verificando o menisco de todas a soluções.

Primeiramente efetuou-se a leitura da condutividade das soluções diluídas de ácido acético no condutivímetro sempre limpando o eletrodo utilizado com água destilada. Em seguida efetuou-se a leitura da condutividade das soluções diluídas de ácido clorídrico. O condutivímetro utilizado pode ser observado na Figura 3.2.

Figura 3.2. Condutivímetro

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Fonte: O autor.

1. Resultados e discussão.

        A condutividade elétrica em solução é análoga à condutividade em sólidos. A resistência depende da geometria da célula, ou seja, do comprimento (l) e da área (A). Assim, a resistência (R) de um condutor uniforme, que se trata do bloqueio de passagem de corrente, é proporcional ao comprimento (l) do material e inversamente proporcional a área de seção transversal (A) do condutor, de acordo com a equação 4.1:

R α l/A                                         (Equação 4.1)