DETERMINAÇÃO DA CONSTANTE DE FARADAY E DO NÚMERO DE AVOGADRO
Trabalho Escolar: DETERMINAÇÃO DA CONSTANTE DE FARADAY E DO NÚMERO DE AVOGADRO. Pesquise 862.000+ trabalhos acadêmicosPor: marilia • 18/4/2013 • 2.060 Palavras (9 Páginas) • 1.726 Visualizações
20.1. Objetivos
Realizar a determinação experimental da constante de Faraday e do número de
Avogadro.
20.2. Conceitos envolvidos
Reações de oxirredução, Lei de Faraday.
20.3. Contextualização do experimento
20.2.1. A importância e a determinação da constante de Avogadro
Ao final do século XVIII, os químicos haviam identificado muitas substâncias,
principalmente no estado gasoso. Os estudos dos franceses Antoine Laurent de Lavoisier
(1743 -1794) e de Joseph Louis Proust (1754 - 1826) indicavam que essas substâncias eram
constituídas por pequenas partículas que definiam a característica química de cada uma delas.
Em 1803, o químico inglês John Dalton (1766-1844) propôs um modelo atômico. Considerando
as dificuldades científicas e tecnológicas existentes no início do século XIX, o modelo atômico
de Dalton foi importante por representar uma primeira aproximação muito útil. A pesquisa
científica na área da Química melhorou esse modelo conforme mais e melhores informações
foram obtidas e tornou irreversível a interpretação atômica associada à estrutura da matéria
(RUSSEL, 2004).
Uma das questões fundamentais relacionadas à existência dos átomos diz respeito ao
seu tamanho e ao valor de sua massa. As respostas só se tornaram possíveis quando o
número de Avogadro foi medido. Em 1811, o químico italiano Amedeo Avogadro (1776-1856)
propôs a seguinte hipótese “sob as mesmas condições de temperatura e pressão, volumes
iguais de todas as substâncias gasosas contêm a mesma quantidade de moléculas,
independente de suas propriedades químicas e físicas”. Em consequência dessa hipótese,
estabeleceu-se a ideia de que em um mol de qualquer substância existe sempre a mesma
quantidade de átomos ou moléculas: o número de Avogadro. Se o valor exato do número de
Avogadro fosse conhecido, seria possível determinar a massa atômica da substância, o que foi
realizado mais de cinquenta anos depois (RUSSEL, 2004).
Em 1865, com as pesquisas teóricas dos físicos escocês James Clerk Maxwell (1831-
1879) e austríaco Ludwig Boltzmann (1844-1906) sobre o comportamento dos gases, supondo
que os mesmos possuíam uma estrutura atômica, foi possível prever teoricamente o valor do
número de Avogadro. Usando métodos experimentais cada vez mais acurados desenvolvidos
para avaliar os resultados teóricos de Maxwell-Boltzmann, foi possível determinar o valor do
número de partículas por mol atualmente aceito. Com esse resultado foi possível determinar as
massas dos diversos átomos e estimar o volume dos mesmos (RUSSEL, 2004).
Porém, uma determinação precisa da constante de Avogadro (NA) requer o estado da
arte medições das quantidades envolvidas (MOHR, 2008).
A redeterminação da constante de Avogadro, através da medida da massa molar média,
espaçamento e densidade de rede de um único cristal de silício, foi realizada através de
padrões de densidade sólida (SDS) (SACCONI et al., 1988).
Para tanto, a Equação 20.1 foi usada:
Nr = z{
` | ρ
(20.1)
onde, M é massa molar média,
retículo cristalino (a0/√8) e da densidade (
1988).
Portanto, neste campo da pesquisa fundamental, são necessários padrões de volume
com precisão de 1 ppm, que possam ser usados como sólidos padrões de densidade. Os
padrões de densidade sólida (SDS),
estado líquido usado até agora, oferecem as seguintes vantagens:
a) rastreabilidade direta com padrões de massa e comprimento;
b) facilidade de manutenção e disseminação;
c) possibilidade de comparações mútuas e
d) aprimoramento no controle do processo de medida (SACCONI
O Istituto di Metrologia "G. Colonnetti"
ZerodurÒ, um material vitrocerâmico com coeficiente
K), como padrões de densidade sólidos posteriormente utilizados em comparações
interlaboratiorais. No caso desses padrões, a forma esférica oferece as seguintes vantagens:
a) o volume pode ser determinado por meio de uma vez procedimento de medida simples;
b) facilidade de manuseio e transporte, pela ausência de bordas mais frágeis e
c) no mesmo volume, a área da superfície é mínima, com ligeira redução consequente da
influência vários efeitos de superfície, tais como limpeza, adsorção e a adesão de bolhas
quando imersa durante hidrostática comparações (SACCONI
Figura 20.1 – Fotografia com padrões de densidade sólida de: (a) silício; Zerodur sob a forma
de um cubo e Zerodur sob a forma de uma esfera.
Fonte: adaptado de SACCONI
Ainda trabalhando com padrões
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