Resultados e Discussões Gases

 Resultados e discussões

Parte 1

Montou-se o sistema visualizado na figura 1, adicionando-se soluções de ácido sulfúrico e Bicarbonato de Sódio ao mesmo.                                                                                                                                                                     Em seguida observou-se que durante a reação houve desprendimento de gás e a extinção total da chama. Segundo a literatura, reações entre um sal e um ácido resultam como produtos um outro ácido e um outro sal, sendo esse ácido formado mais volátil do que o ácido reagente (Feltre,2004). Neste experimento a possível reação ocorrida pode ser visualizada na equação 1:

Equação 1: NaHCO₃ + H2SO4  →  H2CO3 + Na2SO4

Figura 1: Sistema para extinção de gás carbônico.[pic 1]

A visualização da formação do sulfato de sódio não foi possível, já que este é um sal solúvel em meio aquoso. Porém, pôde-se notar a formação do H2CO3 através do aborbulhamento da solução. Isto ocorre porque, devido as suas condições de instabilidade, este ácido se decompõe em gás CO2 e H2O, sendo essa decomposição responsável pelo desprendimento gasoso, e também pela extinção da chama, já que por ser menos denso o CO2 sobe e escapa da água em forma de bolhas. Isto porque estando o CO2 na forma de um gás, este tem a capacidade de ocupar todo o volume que lhe é oferecido, já que as moléculas de um gás não possuem interações (forças atrativas e repulsivas) entre si que o possibilita a sua capacidade de compressão e expansão.

Como o recipiente utilizado no sistema possuía um meio de escape (sifão) o CO2 formado migrou indo de encontro com a chama no papel, Isto porque estando o CO2 na forma de um gás, este tem a capacidade de ocupar todo o volume que lhe é oferecido, já que as moléculas de um gás não possuem interações (forças atrativas e repulsivas) entre si que o possibilita a sua capacidade de compressão e expansão, esta migração do CO2 resultou na extinção da chama. Este fenômeno, de extinção através do CO2  ocorre devido a diferença de densidades, entre o CO2 liberado na reação e o ar atmosférico presente acima da chama, que é o seu comburente. Apesar de os gases formarem misturas homogêneas independentemente de suas identidades um gás menos denso se localiza acima de um gás mais denso, na ausência de mistura(Brown, 2005). Sendo o CO2 o gás mais denso, ele desloca o ar atmosférico do meio, retirando a fonte de oxigênio (comburente) da reação de combustão.

Assim como os gases ideais depois de um período de tempo haverá a formação de uma mistura homogênea entre o CO2 e o ar atmosférico, portanto a eficiência desse método está na utilização de uma fonte continua de CO2 para que seja extinta toda a chama.

Parte 2

Procedeu-se a montagem do sistema correspondente a figura 2

Figura 2: Sistema de determinação da densidade de um gás (sistema 2).[pic 2]

Em seguida adicionou-se sonrisal a um tubo contendo água destilada, vedou-se o mesmo com uma rolha contendo um sifão acoplado, estando este introduzido na proveta do sistema anterior. Observou-se a efervescência do líquido durante a dissolução do comprimido em contato com a água, isto se deve a ocorrência da reação em meio aquoso entre o bicarbonato de sódio, componente majoritário, e demais componentes do Sonrisal (ácido cítrico e outros ácidos orgânicos) que ocasionam a liberação de CO2.                                                                                                                  Devido ao fato da rolha acoplada ao tubo conter um sifão conectado ao sistema da figura 2, foi possível a retenção do gás carbônico na proveta desse sistema sendo visualizado uma diminuição do líquido na proveta, de 100mL para 16mL.Essa diminuição da quantidade de água é justificada pelas bolhas do gás que sobem até a parte superior da proveta deslocando a água, o volume de água deslocado corresponde ao volume de gás, isto é 84 mL. A massa do gás coletado pôde ser calculada através da soma entre as massas do comprimido e do tubo com a água, que correspondem a massa antes da reação, sendo subtraída em seguida pela massa do tubo com o líquido após a reação, resultando na massa do gás liberado conforme a  seguinte equação:

M antes da reação - M após a reação = M do gás liberado

65,9814 g – 65,1086g=   0,1472g

Quando os gases entram em contato com uma superfície, eles exercem pressão sobre ela porque as moléculas dos gases estão em movimento constante(A Chang, 2010). Quando o nível dentro do recipiente coletor do gás é o mesmo que o nível de fora, a pressão do gás será igual a pressão atmosférica Pgás= Patm. No caso de gases recolhidos acima de um líquido deve-se levar em conta que há desprendimento de vapores do líquido que interferem na pressão do gás. Portanto a pressão gás será calculada pela subtração da pressão exercida pela atmosfera com a pressão exercida pelos vapores desprendidos do líquido, isto é Pgás= Patm  - Pvapor.

A pressão atmosférica no local do experimento é igual a 756 mmHg (Departamento de Física do IFBA) enquanto a pressão de vapor de água a 26° C é igual a 25,2 mmHg (Russel,1994). Para calcular a pressão do gás carbônico nessas condições utilizou a equação 2:

Equação 2:

Pgás = Patm – Pvapor→  Pgás =  756 mmHg – 25,2 mmHg →  Pgás = 730.8 mmHg.

A densidade absoluta ou a massa específica de um gás é uma grandeza calculada a partir da relação entre a massa e o volume do gás, nas condições de temperatura e pressão consideradas. Essa grandeza é geralmente calculada a partir do quociente da massa pelo volume(Equação 3),contudo existe uma variação desse cálculo (Equação 4) no qual são considerados a Pressão e a Temperatura a qual um dado gás está submetido além da sua Massa Molar.

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