DETERMINAÇÃO DA MASSA MOLAR DE UM GÁS

UNIVERSIDADE FEDERAL DO AMAZONAS

INSTITUTO DE CIÊNCIAS EXATAS E TECNOLOGIA

LICENCIATURA EM CIÊNCIAS: QUÍMICA E BIOLOGIA

FÍSICO-QUÍMICA EXPERIMENTAL

DETERMINAÇÃO DA MASSA MOLAR DE UM GÁS

Leo Jaime Filgueira de Oliveira

Tatiana de Souza Alfaia

Relatório de aula prática entregue ao Prof. Vanderlei Luis Sitta Severgnini da disciplina de Físico-química experimental como requisito para nota quantitativa.

ITACOATIARA – AM

2014

OBJETIVO

Determinar a massa molar de um gás liquefeito de isqueiro doméstico.

METODOLOGIA

Para esta prática utilizou-se os seguintes materiais:

Isqueiro;

Proveta (100 mL);

Bacia (~ 20 L);

Mangueira de borracha flexível adaptada de um equipo;

Balança analítica (0,0001 g).

Para dar início ao experimento preencheu-se até 2/3 da bacia com água diretamente da torneira. A proveta foi submersa na água dentro da bacia até que todo seu volume fosse preenchido com água e foi invertida na posição “de cabeça para baixo”, com objetivo de não permitir formação de bolhas em seu interior.

Em balança analítica, aferiu-se a massa inicial (mi) do isqueiro. Posteriormente, conectou-se uma das extremidades da mangueira de borracha no bico de escape de gás a fim de coletá-lo do isqueiro e a outra extremidade foi inserida na proveta invertida dentro da bacia para que o gás fosse coletado dentro da proveta, realizando assim uma pressão interna até que a água de dentro da proveta se igualasse a água de fora. Podemos assim igualar: Patm = Ptotal = Pgás + Pvap(H2O).

Depois de conectado, ajustou-se manualmente a marcação de 80,5 mL da proveta em relação à marca da água do lado de fora e borbulhou-se o gás, que realizou pressão internamente à proveta até que o volume de 80,5 mL de gás fosse obtido. Simultaneamente ao processo anteriormente citado, foi aferida a temperatura (°C) do sistema com termômetro de mercúrio, posteriormente convertida para Kelvin.

Ao final desta etapa, o isqueiro foi novamente aferido quanto à sua massa, obtendo-se assim a massa final (mf). A massa total de gás coletado na proveta foi obtida pela diferença entre mi e mf em cada replicata. A pressão externa (Pext) foi obtida em conforme a previsão do tempo para Itacoatiara – AM (climatempo.com.br), e convertida para unidade atm. Como a temperatura é conhecida, a pressão de vapor da água (Pvap(H2O)) pode ser obtida de acordo com Russel (1929). Assim, a pressão do gás (Pgás) foi calculada a partir da seguinte equação Pgás = Pext - Pvap(H2O). O erro relativo para cada replicata foi calculado a partir de: ((valor experimental – valor aceito) / valor aceito x 100). Todo procedimento foi realizado em triplicata, conforme o esquema na figura 1.

Figura 1. SISTEMA - Esquema da montagem do experimento para obtenção do volume do gás proveniente do isqueiro.

RESULTADOS E DISCUSSÃO

A tabela 1 mostra os dados reais obtidos a partir das triplicatas do experimento. A pressão externa (Pext) de 1009 hPa (1009x102 Pa) foi convertida para 0,9958 atm. Observando a variação de temperatura na tabela 1, pode-se obter a pressão de vapor da água em torno de 30° C, que de acordo com Russel (1929) é de 4,187x10-2 atm.

Tabela 1. Valores de temperatura (°C), pressão de vapor da água e do gás (atm), Volume de gás coletado (mL) e variação da massa do isqueiro para cada replicata.

Replicata 1 2 3

Temperatura da Água (°C) 30,2 29,7 28,7

Pressão de Vapor da Água (atm) 4,187x10-2 4,187x10-2 4,187x10-2

Volume de Gás Coletado (mL) 80,5 80,5 80,5

Pressão do Gás (atm) 0,9539 0,9539 0,9539

Variação de Massa do Isqueiro (g) 0,2689 0,1672 0,1902

A pressão do gás foi obtida da seguinte forma:

Pgás = Pext - Pvap(H2O)

Pgás = 0,9958 atm – 4,187x10-2 atm

Pgás = 0,9539 atm

Admitindo-se que o gás do isqueiro é um gás perfeito, a massa molar (MM) pode ser calculada pela seguinte equação:

PV=nRT

onde,

P = pressão em atm;

V = volume em L;

n = número de mols do gás em g.mol-1;

R = constante dos gases 0,0821 L.atm.K-1.mol-1;

T