Relatório Estequiometria - Parte Experimental E Resultados

Parte Experimental

Procedimento 1: Colocou-se, em uma estante para tubos de ensaio, 6 tubos de Nessler (fundo chato). A seguir, adicionou-se a cada um deles, sucessivamente, 11,0; 10,0; 8,0; 6,0; 4,0; 2,0 mL de solução de NaOH de concentração 0,5 mol.L-1. Adicionou-se, sucessivamente, 1,0; 2,0; 4,0; 6,0; 8,0; 10,0 mL de CuSO4 0,5 mol.L-1, agitando-se o tubo para que este se tornasse uma solução homogênea. Uma pequena quantidade de água foi adicionada para retirar o CuSO4 que se prendia à parede do tubo. Os tubos foram deixados em repouso por 20 minutos.

Procedimento 2: Observou-se as reações ocorridas e fez-se uma análise das mesmas.

Resultados

Procedimento 1:

Após a adição de CuSO4 [0,5 mol.L-1] ao NaOH [0,5 mol.L-1], processou-se uma reação, gerando uma solução de coloração azulada. Os tubos foram agitados e deixados em repouso por 20 minutos.

Figura 1: Solução de CuSO4 [0,5 mol.L-1] e NaOH [0,5 mol.L-1] após 20 minutos

É possível observar a formação de um precipitado em cada tubo. Tal precipitado corresponde ao sal Na2SO4, que se acumula no fundo do tubo. Foi feita a medição da altura, em cm, do precipitado formado.

Tubo Volume / mL

CuSO4 0,5 mol.L-1 Volume / mL

NaOH 0,5 mol.L-1 Altura / cm

do precipitado

1 1 11 1,3

2 2 10 3,0

3 4 8 4,8

4 6 6 2,1

5 8 4 0,8

6 10 2 0,7

Tabela 1: Altura do precipitado formado.

Gráfico 1: Altura do precipitado X Volume da solução de CuSO4

A reação processada é a seguinte:

2NaOH (aq) + CuSO4 (aq) → Cu(OH)2 (aq) + Na2SO4 (s)↓

É uma reação de dupla troca, onde uma base reagindo com um sal gera uma nova base e um novo sal. Tal reação é possível pois os sulfatos (SO4-2) são solúveis.

Procedimento 2:

Após serem feitas as análises visuais da reação, realizou-se a análise através de proporções químicas, processo conhecido por Estequiometria.

CuSO4 / mol NaOH / mol Cu(OH)2 / mol Na2SO4 / mol

TUBO 1 Antes 5,0*10-4 5,5*10-3 - -

Depois - 4,5*10-3 5*10-4 5*10-4

TUBO 2 Antes 1,0*10-3 5,0*10-3 0,0 0,0

Depois - 3,0*10-3 1,0*10-3 1,0*10-3

TUBO 3 Antes 2,0*10-3 4,0*10-3 - -

Depois - - 2,0*10-3 2,0*10-3

TUBO 4 Antes 3,0*10-3 3,0*10-3 - -

Depois 1,5*10-3 - 7,5*10-4 7,5*10-4

TUBO 5 Antes 4,0*10-3 2,0*10-3 - -

Depois 3,0*10-3 - 1,0*10-3 1,0*10-3

TUBO 6 Antes 5,0*10-3 1,0*10-3 - -

Depois 4,5*10-3 - 5,0*10-4 5,0*10-4

Tabela 2: Quantidade de matéria dos componentes da reação química antes e depois.

Para o preenchimento da tabela, observou-se a equação geral da reação, que é:

2NaOH (aq) + CuSO4 (aq) → Cu(OH)2 (aq) + Na2SO4 (s)↓

Por esta equação, é possível deduzir que, para que 2 moles de NaOH sejam consumidos, é necessário apenas 1 mol de CuSO4. Logo, a proporção dos reagentes é de 2:1.

Para realizar o cálculo da quantidade de matéria formada, deve-se analisar cada caso.

TUBO 1

As quantidades de matéria existentes nos volumes correspondentes aos reagentes adicionados aos tubos são

1) Quantidade de NaOH no tubo

5*10-1 mol NaOH ___ 1L

n ________________ 1,1*10-2 L n = 5,5*10-3 mol NaOH

2) Quantidade de CuSO4 no tubo

5*10-1 mol CuSO4 ___ 1L

m ________________ 1*10-3 L m = 5,0*10-4 mol CuSO4

A seguir, observa-se a existência de excesso de reagentes. É possível observar que a massa de NaOH é muito maior que a de CuSO4. Presume-se, portanto, que o CuSO4 será o reagente limitante.

3) Quantidade de NaOH que reagiria com CuSO4

1 mol CuSO4 _____ 2 mol NaOH

5,0*10-4 CuSO4 ___ y y = 1,0*10-3 mol NaOH

O valor de 3) representa a quantidade de NaOH que reagiria com 2) para que a reação se processasse com total consumo dos reagentes. Entretanto, como visto em 1), a quantidade de matéria de NaOH no tubo é muito maior, de 5,5*10-3 mol. Portanto, existe um excesso de NaOH, calculado por

4) Excesso de NaOH no sistema

E = 5,5*10-3 – 1,0*10-3 = 4,5*10-3 mol

Esse excesso não é consumido na reação, estando presente no sistema após esta ter ocorrido. Isto faz do CuSO4 o reagente limitante, que é totalmente consumido na reação.

Para calcular as quantidades de matéria dos produtos, observa-se a estequiometria do reagente limitante em relação aos produtos. Pela relação, a proporção será de 1:1 (Cu(OH)2) e de 1:1 (Na2SO4).

5) Quantidade de Cu(OH)2 formado

1 mol CuSO4 ______1 mol Cu(OH)2

5,0*10-4 CuSO4 ____ a a = 5,0*10-4 mol Cu(OH)2

6) Quantidade de Na2SO4 formado

1 mol CuSO4 ______1 mol Na2SO4

5,0*10-4 CuSO4 ____ b b = 5,0*10-4 mol Na2SO4

TUBO 2

As quantidades de matéria