INTRODUÇÃO TEÓRICA

OBJETIVO

O objetivo do experimento 8 foi determinar a massa de uma amostra metálica, no caso uma fita de magnésio, através da medida da quantidade de gás hidrogênio que é produzido na reação deste metal com ácido.

INTRODUÇÃO TEÓRICA

Para a realização da prática 8 utilizamos o conhecimento sobre reações de deslocamento, de modo geral, podemos representar uma reação de deslocamento ou simples troca através da equação:

B + AY → BY + A

Em nosso experimento essa reação é expressa da seguinte maneira:

Mg0(m) + 2HCl(aq.) → MgCl2(aq) + H2(g Equação [1.1]

↓ ↓ ↓ ↓ ↓ ↓

0 +1 -1 +2 -1 0

Mg(s) + H+(aq) → Mg2+(aq) + H2(g) Equação [1.2]

Para determinar se um metal pode ou não ser oxidado por um ácido ou por um sal, basta olhar a lista dos metais na 'séries de atividade em solução aquosa'3. Essa série de atividade pode ser usada para prever o resultado de reação entre os metais e sais metálicos ou ácidos.

Neste experimento manipulamos gases, neste caso o gás hidrogênio juntamente com o vapor d'água. Utilizando a propriedade básica dos corpos fluídos ( líquidos e gases ) quando estes são misturados tendem a se separar em ordem de densidade, isto é: o mais denso em baixo e o menos denso em cima. Como o gás hidrogênio é menos denso que a solução aquosa que fora reagida, este permanence em cima, na parte onde fica o bico da bureta, assim o líquido não permite que o gás “escape” do recipiente, possibilitando a medição, para assim poder determiner a massa da amostra metálica através da quantidade de hidrogênio produzido pela reação que foi apresentada pela equação [1.2]. Na fase gasosa além do gás hidrogênio terá também o vapor do líquido sobre o qual está sendo recolhido, vapor é definido da seguinte forma“ É a substância na fase gasosa a uma temperatura igual ou inferior à temperatura crítica. O vapor pode ser condensado, ou seja, transformado em líquido; ou cristalizado, transformado em sólido, por aumento de pressão, mantida constante a temperatura.”

Diagrama do estados físicos da água

Fonte: http://alfaconnection.net/pag_avsf/cal0506.htm

Podemos calcular a pressão parcial do gás hidrogênio em uma mistura de gases, que no caso é o vapor d'água,. A soma das pressões parciais é igual à pressão total ( P )” 1

P = PA + PB + PC + …

Também é possível calcular o volume parcial do hidrogênio em uma mistura de gases, que é o volume que o gás hidrogênio ocuparia se sobre ele se exercesse a pressão total da mistura de gases (P). A soma dos volumes parciais é igual ao volume total ( V)” 1

V = VA + VB + VC + ...

“Para um gás ideal denominam-se Condições Normais de Temperatura e Pressão ( CNTP ) a temperatura de 0ºC = 273K e a pressão de 1 atm = 760,0mmHg. Para os gases ideais nestas condições, um mol de qualquer gás (M) ocupa um volume de 22,4L. A lei de Clayperon nos dá uma equação que é:” 1

P1 . V1 = n . R . T1

Um gás é denominado gás ideal, ou gás perfeito, quando ele obedece à Lei de Clayperon, isto é, quando entre as moléculas, ou partículas, que o compõem não há interação nenhuma. Os choques entre elas são perfeitamente elásticos. O gás ideal pode não ser liquefeito por mera variação de pressão. Existe uma temperatura a partir da qual ele pode ser liquefeito, chamada de temperatura crítica. A partir desse momento este gás torna-se gás real. “ 2

Consideramos o gás hidrogênio obtido como sendo um gás ideal.

Tabela1.1 da pressão de vapor da água (em mmHg) a temperatura (tºC)

Fonte: http://educador.brasilescola.com/estrategias-ensino/determinacao-massa-molar-gas-butano.htm e http://www.colegioweb.com.br/trabalhos-escolares/quimica/propriedades-coligativas/a-pressao-de-vapor-depende-somente-da-natureza-do-liquido-e-da-temperatura.html

Para a medir a quantidade de hidrogênio, após o termino da reação do ácido com o metal, temos de igualar a pressão dentro da bureta com a pressão atmosférica, ajustando o nível do líquido ( água ) de dentro da proveta com o nível de água em um recipiente externo, assim temos que:

PRESSÃO EXTERNA SOBRE A = PRESSÃO INTERNA SOBRE A

SUPERFÍCIE DA ÁGUA SUPERFÍCIE DA ÁGUA

PRESSÃO ATMOSFÉRICA (Patm) = SOMA DAS PRESSÕES PARCIAIS DOS

GASES QUE ESTÃO DENTRO DA BURETA

MATERIAIS UTILIZADOS

• Fita de aproximadamente 3cm de magnésio.

• 10 cm de fio de cobre.

• Proveta de 10 mL (marca: Qualividros)

• Proveta de 1000 ml (marca: Pyrex)

• Béquer de 1000 ml (marca: Diogolab)

• Bureta de 50 ml (marca: Vidrolabor)

• Pisseta.

• Rolha de borracha.

• Pedaço de esponja de aço.

• Termômetro.

PROCEDIMENOS EXPERIMENTAIS

O experimento 8 contou com a reação entre magnésio sólido e ácido clorídrico líquido, seguindo a reação abaixo:

Mg (s) + 2HCl (aq) →