Lei De Graham

1. Introdução.

Um gás é definido como uma substância que se expande espontaneamente para preencher completamente o recipiente no qual está contido de maneira uniforme. Neste estado, as forças de atração intermoleculares são fracas devido às distâncias entre essas moléculas serem grandes de maneira que talvez elas nem se toquem durante a maior parte do tempo. Tais forças, por serem baixas, permitem uma movimentação mais rápida.

Para medir a velocidade com que determinado gás se movimenta Thomas Graham, um químico inglês, realizou alguns experimentos e relatou os resultados observados para essas velocidades de difusão de vários gases.

O enunciado da Lei de Graham diz que “A velocidade de difusão de um gás através de outro é inversamente proporcional à raiz quadrada da densidade do gás”.

A lei ampliada de Graham pode ser aplicada de modo a se comparar as razões entre velocidades de difusão e pesos moleculares de dois gases distintos. A razão entre as velocidades de difusão dos dois gases é igual à raiz do inverso da razão entre os pesos moleculares dos dois gases.

velocidade = constante x , onde d é densidade do gás.

Para o caso tratado teremos:

d = = = , onde m é a massa do gás e V o seu volume.

n = , d = =

Segundo o enunciado da Lei de Graham, a uma dada temperatura e pressão, a densidade e a massa molecular de um gás ideal são diretamente proporcionais, podemos escrever a lei da difusão de Graham como:

A equação pode ser rearranjada de forma a termos a razão entre as Massas Molares:

=

Graham relatou também uma segunda observação: “Efusão de um gás é sua passagem através da abertura de um buraco de agulha ou orifício.” A lei da efusão de Graham é análoga à sua lei da difusão.

2. Objetivo.

Neste trabalho pretende-se verificar experimentalmente a Lei de Graham para difusão de gases medindo as velocidades dos gases HCl e NH3, posteriormente definir os gráficos e verificar o comportamento resultante.

3. Parte Experimental.

3.1. Materiais e reagentes:

• 2 pipetas graduadas de 10 mL;

• 2 kitassatos;

• 3 tubos de vidro;

• HCl concentrado;

• NH4OH concentrado;

• Parafilme;

• Régua;

• Cronômetro

Procedimento.

Na capela, adicionou-se, com a ajuda de duas pipetas, ácido clorídrico concentrado (HCl) em um dos kitassatos e hidróxido de amônio concentrado (NH4OH) em outro. Os dois kitassatos foram vedados com Parafilme para que ocorresse o acúmulo dos vapores liberados (HCl e NH3), formando uma atmosfera saturada, facilitando a difusão destes vapores na etapa seguinte.

Após alguns minutos os kitassatos foram conectados por um tubo de vidro e o cronômetro foi acionado.

Aguardamos a visualização de um anel branco dentro do tubo de conexão. O anel se forma segundo a reação:

HCl (g) + NH3 (g) → NH4Cl (s)

Ao ser percebida a formação do anel o cronômetro foi travado e uma marca foi feita no tubo sobre o ponto de formação do mesmo. Em seguida foi medida a distância entre a marcação os kitassatos.

Este procedimento foi realizado 3 vezes

Tabela 1- Dados experimentais.

Medições d(HCl)/cm d(NH3)/cm t/s v(HCl)/cm.s-1 v(NH3)/cm.s-1

1 20,1 22,4 228 0,088 0,098

2 20,1 21,1 168 0,120 0,126

3 20,5 21,6 249 0,082 0,087

Valores médios das velocidades de difusão (v).

v = =