UNIVERSIDADE FEDERAL DE CAMPINA GRANDE CENTRO DE CINCIAS E TECNOLOGIA UNIDADE ACADMICA DE ENGENHARIA QUMICA LABORATRIO DE QUMICA GERAL PROFESSORA: Bianca Viana de Sousa ALUNOS: Anderson dos Santos Formiga - 21011948 Ccero Thrcio Rodrigues de Assis - 21011951 Maria Tais Claudino de Almeida - 21011764 Rala Arajo Duarte do Rgo - 21015009 Tairine Ellen da Silva Freitas - 21011776

RELATRIOS DE QUMICA EXPERIMENTAL

CAMPINA GRANDE PB 18/06/2010

SumrioEXPERIMENTO I DENSIDADE DOS SLIDOS...........033 EXPERIMENTO II COLETA DE GASES.........................12 EXPERIMENTO III - CONSERVAO DAS MASSAS ....................................19 EXPERIMENTO IV - SOLUES ..................................................................25 EXPERIMENTO V - CINTICA QUMICA .....................................................34Qumica - A Cincia Central - Theodore L. Brown, H. Eugene Lemay, Bruce E. Bursten

EXPERIMENTO I DENSIDADE DE SLIDOS E LQUIDOS

1. OBJETIVOS Determinar a densidade de um lquido; Determinar a densidade de um slido; Estudar o mtodo pelo qual se calcula a densidade de um slido e de um lquido.

1. REVISO BIBLIOGRFICA Sabe-se que existem inmeras substncias diferentes. Elas so reconhecidas pelas suas propriedades, que podem ser: amostra extensivas - dependem do tamanho da amostra intensivas - no dependem do tamanho da

Devido a isso, as propriedades intensivas so as mais utilizadas pra analisar e reconhecer substncias, pois apresentam as mesmas caractersticas quaisquer que sejam as quantidades das amostras. Nesse relatrio, focaremo-nos em apenas uma das propriedades: densidade. Essa propriedade definida como a razo entre a massa de amostra e seu volume. Temos: = massa / volume As unidades utilizadas geralmente so g/cm, g/mL, g/L. Alguns fatores influenciam na densidade como composio qumica, estado fsico da amostra e, principalmente, a temperatura. Quando uma substncia aquecida ou resfriada, seu volume aumenta ou diminui, ou seja, a densidade tambm muda. Outro fator que influencia a densidade de uma substncia a presso, porm, como esta influncia muito menor que a da temperatura, ela no considerada. Partindo da densidade, pode-se obter resultados nos fenmenos da flutuao e da presso hidrosttica, pois sabe-se que materiais menos densos tendem a ficar na superfcie de materiais mais densos. Alm de processos como esses, a densidade importante para definir as aplicaes de produtos que usamos. Como exemplos tm-se a utilizao dessa propriedade nas indstrias nutica, aeronutica, alimentcia, entre outras. Uma propriedade semelhante densidade o peso especfico ou densidade relativa. Ela definida como a razo entre a densidade de uma substncia e a densidade de uma substncia de referncia tal como a gua ou pela relao que existe entre a massa da amostra e a massa de um igual volume de uma substncia tomada como padro, gua para lquidos e hidrognio para gases. Temos:

Densidade relativa = densidade da substncia / densidade da gua Ou Densidade relativa = massa / massa de um igual volume da substncia padro No experimento relatado, foram utilizadas duas tcnicas para determinar a densidade das amostras: picnometria e densimetria. A tcnica da picnometria usada para determinar a densidade relativa de um lquido. Pra isso utilizado o picnmetro, um pequeno frasco de vidro usado para determinar a densidade relativa. Ele possui uma abertura larga e uma tampa perfurada na forma de um fino tubo longitudinal, de modo que sua capacidade sempre ser a mesma. Ao se encher um picnmetro, deve-se ter cuidado pra evitar a formao de bolhas, pois estas so fontes de erros experimentais. J a densimetria ou aerometria o processo que faz uso de um instrumento chamado densmetro, o qual utilizado para medir a densidade dos lquidos. Trata-se de um instrumento dividido em duas regies: o tubo e o bulbo. A escala usada para determinar o valor da densidade fica no tubo; j no bulbo fica uma determinada quantidade de chumbo. Ao mergulharmos o densmetro no lquido, ele flutua at se equilibrar nos lquidos cujas densidades queremos medir. Ele no pode ser pesado demais nem leve demais. O ponto indicado pela superfcie do lquido deslocado pelo densmetro na escala ser o valor da densidade. O densmetro utiliza o principio do empuxo. Descoberto por Arquimedes, empuxo a fora que provoca a flutuao dos corpos nos lquidos. Temos: I = Vg , onde: = densidade; V = volume do corpo; g = acelerao da gravidade. I = empuxo Um dos usos mais comuns do densmetro nas bombas de combustvel. Geralmente so utilizados para verificar se a quantidade de gua no lcool hidratado est de acordo com o especificado. 1. PARTE EXPERIMENTAL

1.1 MATERIAIS Balana analtica Proveta Amostras metlicas Densmetro Picnmetro gua Soluo aquosa de lcool isoproplico Solues aquosas de cloreto de sdio

1.1METODOLOGIA 1.1.1 DENSIDADE DE SLIDOS Tomou-se uma das amostras e pesou-se na balana analtica; Colocou-se numa proveta de 100mL, quantidade de gua suficiente para cobrir totalmente a amostra recebida; Leu-se o volume inicial; Deixou-se a amostra escorregar lentamente na proveta e depois agitou-se a mesma cuidadosamente; Leu-se o volume final; Repetiu-se o procedimento com as outras amostras.

Densidade de slidos de materiais diferentes Amostra 1 2 3 4 5 Peso(g) 3,22 107,45 3,87 4,52 5,44 Volume Inicial (mL) 60 40 40 40 40 Volume Total (mL) 61 50 41 41 41

1.1.1 DENSIDADE DE LQUIDOS I Colocou-se numa proveta de 250mL determinado volume da soluo de NaCl; Em seguida, colocou-se o densmetro e fez-se a leitura da densidade; Repetiu-se o procedimento para outras solues.

Solues de NaCl em diferentes concentraes Amostra Concentrao da Soluo (g/L) Desconhecida 20 40 60 80 100 Densidade Prtica (g/mL) 1, 020 1, 010 1, 025 1, 035 1, 050 1, 060

1 2 3 4 5 6

1.1.1 DENSIDADE DE LQUIDOS II Solues aquosas 1 gua 2 lcool Isoproplico 3 Soluo Aquosa de lcool Isoproplico Amostra 1 2 3 Volume (mL) 50 50 25 Massa Inicial (g) 20,28 20,28 20,28 Massa Final (g) 82,82 69,35 78,97 Tomou-se um picnmetro vazio e pesou-se numa balana analtica; Colocou-se no picnmetro um volume conhecido da amostra; Pesou-se o picnmetro com a amostra.

1. CLCULOS V = Vf Vi V = volume do slido deslocado pelo slido Vi = volume inicial da soluo = m/v = densidade m = mf mi m = massa da amostra picnmetro Vf = volume final da soluo

m = massa do slido mf = massa da amostra mais a do

mi = massa do picnmetro 1.1 DENSIDADE DE SLIDOS Amostra 1: V = 61 60 = 1 mL Amostra 2: V = 50 40 = 10 mL g/mL Amostra 3: V = 41 40 = 1 mL g/mL Amostra 4: V = 41 40 = 1 mL Amostra 5: V = 41 40 = 1 mL 1.2 DENSIDADE DE LQUIDOS I Como as amostras lquidas destes experimentos foram medidas por um densmetro, ento temos as densidades prticas da soluo de Cloreto de Sdio (NaCl) em diferentes concentraes. Amostra Desconhecida Amostra Amostra Amostra Amostra Amostra 100g/L 1: = 1,020 g/mL 2: 3: 4: 5: 6: = = = = = 1,010 1,025 1,035 1,050 1,060 g/mL g/mL g/mL g/mL g/mL Concentrao de NaCl Concentrao Concentrao Concentrao Concentrao Concentrao de de de de de NaCl NaCl NaCl NaCl NaCl 20g/L 40g/L 60g/L 80g/L = 4,52/1 = 4,52 g/mL = 5,44/1 = 5,44 g/mL = 3,87/1 = 10,745 = 3,22/1 = 3,22 g/mL = 107,45/10 = 10,745

1.3 DENSIDADE DE LQUIDOS II Amostra 1: m = 62,54 20,28 = 62,54 g 1,2508 g/mL Amostra 2: m = 69,35 20,28 = 49,07 g 0,9814 g/mL Amostra 3: m = 78,97 20,28 = 58,69 g 2,3476 g/mL 2. QUESTIONRIO 2.1 Com base nos dados observados, calcular as densidades das amostras em g/cm e o erro percentual: E(%) = |(Valor Experimental)-(Valor Terico) x100% (Valor Terico) 5.1.1 DENSIDADE DE SLIDOS Amostra 2: E(%) = |10,745 10,5| x 100% = 2,33% 10,5 Amostra 4: E(%) = |4,52 4,55| x 100% = 0,66% 4,55 5.1.2 DENSIDADE DE LQUIDOS I = 62,54/50 = = 49,07/50 = = 58,69/25 =

5.1.3 DENSIDADE DE LQUIDOS II Amostra 1: E(%) = |1,2508 1| x 100% = 25,08% 1 Amostra 2: E(%) = |0,9814 0,786| x 100% = 24,86% 0,786 5.2 Explicar a influncia da temperatura na densidade dos slidos. Pelos conceitos de dilatao, quando inserimos ou retiramos calor de uma dada amostra de slido, essa por sua vez retrai-se ou dilata. Dilatar nada mais do que aumentar de volume, e, quando um corpo aumenta de volume (sem acrscimo em sua massa) a sua densidade diminui, dado que = m/v. Ento, quanto maior o volume menor ser sua densidade. Atravs da, podemos concluir que a temperatura influencia na densidade dos slidos. 5.3 Explicar como a determinao da densidade seria afetada se: a) A amostra no ficasse completamente submersa na gua da proveta; O volume deslocado da gua da proveta seria menor, e consequentemente a densidade seria maior. b) Ocorresse a formao de bolhas na superfcie da amostra. A presena de bolhas introduz erros experimentais aleatrios, porque um erro que surge mesmo em situaes em que se tem muito cuidado, causado acidentalmente e pode ser atenuado, mas no eliminado. Se as partculas tm arestas aguadas, as bolhas de ar, que podem ser encontradas no agente de separao, ficaro depositadas nos cantos e arestas. Forma-se ento um efeito de bia nas partculas em suspenso no agente de separao. Devido tenso superficial do agente de separao, por um lado, e presso das condies locais, por outro, o agente de separao no consegue expelir o ar contido nas cavidades e, como tal, remover as bolhas de ar. Estas bolhas de ar afetam a densidade das partculas (densidade efetiva < densidade material), conduzindo a uma separao no pura. 5.4 Explique outras provveis fontes de erro desta experincia, justificando-as. Outras fontes de erro so: a balana no est calibrada; a proveta conter o mesmo lquido em excesso ou outro liquido diferente da amostra; usar o picnmetro sem tampa, pois a tampa auxilia a usar um volume preciso para o experimento; a amostra no ser 100% pura. 5.5 Por que a gua usualmente empregada como substncia padro nos clculos de densidades relativas?

A gua como substncia padro usualmente tomada a 4C. Nessa temperatura, ela apresenta massa especfica mxima. Como ela no varia em mais de meio por cento no intervalo de temperatura de 0C a 30C, o valor mdio 1,00 g/mL, pode ser empregado para os clculos de densidades relativas gua, nas temperaturas usuais de laboratrio, das diversas substncias. 5.6 Calcule a densidade dos seguintes casos: a) Uma esfera metlica que tem um dimetro de 0,715cm e por massa 1,755g; i) D = 2r => D =0,715 => r = 0,3575 ii) V = 4r/3 => V = 4.3,14*(0,3575)/3 => V = 12,56*0,04569/3 V = 0,5738664/3 => V = 0,1912888cm iii) = m/v => =1,755/0,1912888 => = 9,17246g/cm a) De uma liga metlica na forma de um disco chato com 3,15cm de dimetro e 0,45 de espessura, com um orifcio de 0,70cm de dimetro, localizado no centro. A massa do disco de 22g. i) V = Vt - Vo ii) Vt = rh = 3,14*(1,575)*0,45 => Vt = 3,14*2,48*0,45 => Vt = 3,506 cm iii) Vo = rh = 3,14*(0,35)*0,45 => Vo = 3,14*0,1225*0,45 => Vo = 0,1730925 cm iv) V = 3,506 0,1730925 => V = 3,3329 cm v) = 22/3,3329 => = 6,60 g/cm

5.7 Com os dados da densidade e concentrao das solues de cloreto de sdio, plotar um grfico com estes valores.

5.8 Determinar a densidade da soluo de cloreto de sdio de concentrao desconhecida. Nos experimentos com amostras de soluo de Cloreto de Sdio, usamos o densmetro para medir a densidade das amostras. O

valor da densidade obtida da amostra da soluo de Cloreto de Sdio de concentrao desconhecida foi: = 1,020 6 CONCLUSES Apresentamos neste relatrio o experimento de densidade, onde procuramos determinar a densidade de cada material. Foram usados como materiais de experimentos: diferentes tipos e formas de slidos, cada qual com peso e volume que ocupam especfico; e lquidos, como gua, lcool isoproplico, soluo aquosa de isoproplico e cloreto de sdio em diferentes concentraes. Procuramos com o experimento usar um mtodo mais adequado para cada tipo de material, associando cada um a seu uso especfico, e procurando ao mximo evitar erros experimentais. Usamos mtodos diferentes para se obter a densidade, tais qual: a densimetria ou aerometria, a picnometria e o clculo pela diviso da massa da amostra pelo volume de gua deslocado pela mesma. Para determinar a densidade dos slidos, calculamos a diviso da massa de cada material por seu respectivo volume ocupado na gua. Para isso, utilizamos uma proveta, podendo assim verificar o volume deslocado pela amostra slida. Ao acharmos a densidade, podemos identificar de que material feito cada amostra slida do experimento. Conclumos que: Amostra 1: Amostra 4: Titnio Amostra 2: Prata Amostra 5: Amostra 3: Entretanto, devido os resultados obtidos serem um tanto improvveis, preferimos no identificar as amostras slidas 1, 3 e 5, pois as densidades obtidas nos experimentos provavelmente no so compatveis com as densidades reais de outras substncias existentes. Para determinar a densidade dos lquidos, usamos a picnometria e a densimetria. Utilizamos a picnometria para determinar a densidade relativa da gua, do lcool isoproplico e da soluo aquosa de lcool isoproplico. Para isso, foi utilizado o picnmetro, um pequeno frasco de vidro usado para determinar a densidade relativa de cada material analisado. Ele possui uma abertura larga e uma tampa perfurada na forma de um fino tubo longitudinal, de modo que sua capacidade sempre ser a mesma. J a densimetria, utilizamos pra obter a densidade das amostras de cloreto de sdio em diferentes concentraes. Para isso, usamos um instrumento chamado densmetro, o qual utilizado para medir a densidade dos lquidos. Ao mergulharmos o densmetro no lquido, ele flutuou at se equilibrar nas amostras cujas densidades medimos. O ponto indicado pela superfcie do lquido deslocado pelo densmetro na escala indicou o valor da densidade. Entretanto, como no tnhamos os valores tabelados da densidade do lcool (a 30% e 50%) e do Cloreto de Sdio nas seguintes concentraes: 20 g/L, 40 g/L, 60 g/L, 100 g/L; no foi

possvel comparar os valores das densidades obtidos experimento com as suas respectivas densidades tericas.

neste

Tambm no foi possvel evitar precisamente fontes de erros, como por exemplo, medidas de preciso erradas; a balana no est calibrada; a proveta conter o mesmo lquido em excesso ou outro liquido diferente da amostra; a amostra no ser 100% pura. Assim, conclumos com este experimento, como se obtm a densidade de diversos tipos de amostras, sejam elas lquidas ou slidas. Tambm estudamos e aprendemos os mtodos pra se obter tais densidades, procurando evitar o mximo as fontes de erros. 7 REFERNCIAS http://www.ambiene.pt/brochuras_residuos/brochura3_p t.pdf http://www.profcordella.com.br/unisanta/textos/qgilab1 3_exercicios_densidade.htm http://www.notapositiva.com/pt/trbestbs/fisica/10_deter min_densid_relativa.htm http://www.ebah.com.br/densidade-se-solidos-eliquidos-pdf-a13277.html http://www.klickeducacao.com.br/2006/bcoresp/bcoresp _mostra/0,6674,SPD-935-2147,00.html http://www.marvial.oi.com.br/engqui/topicos/fisqui13.ht ml www.ceunes.ufes.br/downloads/2/gilmenebiancoExp1_Densidade.pdf http://pt.wikipedia.org/wiki/Dens%C3%ADmetro http://super.abril.com.br/superarquivo/1991/conteudo_1 12766.shtml http://noseaquimica.blogspot.com/2008/05/picnometria. html

EXPERIMENTO II COLETA DE GASES

1. OBJETIVOS Determinar o volume e presso do gs hidrognio produzido a partir da seguinte reao: Mg(s) +2HCl(l) MgCl2(s) + H2(g)

2. REVISO BIBLIOGRFICA O estado da matria que no possui forma nem volume definidos o gasoso. Ele ocupa todo o espao e toma a forma do recipiente no qual est contido, ou seja, o seu volume ser igual ao volume do recipiente. Existem duas formas da matria no estado gasoso: vapor e gs. Vapor aquele em que a matria no estado gasoso pode ser liquefeito com um simples aumento da presso. J o gs um fludo que impossvel de ser liquefeito com esse simples aumento de

presso. Basicamente a diferena entre vapor e gs dada pela temperatura crtica. Ser um gs se a matria no estado gasoso for superior a temperatura crtica. Se for igual ou menor, ser vapor. Mas nos concentraremos no gs, objetivo de estudo deste experimento. O gs constitudo de molculas isoladas, separadas uma das outras por grandes espaos vazios em relao ao seu tamanho e possuem um movimento contnuo de rotao, translao e vibrao. Essa definio chamada de Teoria Cintica dos Gases. H existncia de uma teoria ou modelo terico, que a do gs ideal ou gs perfeito. Este tipo de gs aquele que obedece, com preciso matemtica, as equaes abaixo: PVT= P0 V0T0

e

P V=nR T

Onde: P = pressoV = volume T = temperatura n = nmero de mols gases

P0 = presso inicialV0 = volume inicial T0 = temperatura inicial R = constante universal dos

Mas, na prtica, temos somente gases reais, sendo que um gs real tende a ser um gs ideal ou perfeito quando a presso do mesmo tender a zero e a temperatura se elevar. A equao geral dos gases perfeitos, que j foi mencionada anteriormente, : PVT= P0 V0T0 A partir desta equao, vrios cientistas foram muito importantes e contriburam para o estudo dos gases analisando e determinando os tipos de transformaes, que so dadas como leis. Estas transformaes so conhecidas como: ISOBRICA a presso constante, e o volume do gs diretamente proporcional a sua temperatura. (Lei de Charles e Gay-Lussac)

VT= V0T0 ISOCRICA o volume constante, e a presso do gs diretamente proporcional a sua temperatura. (Lei de Charles e Gay-Lussac)

PT= P0T0

ISOTRMICA a temperatura constante, o volume ocupado por um gs inversamente proporcional sua presso. (Lei de Boyle)

PV=PoVo Tem-se ainda o volume molar de um gs, que o volume ocupado por um mol de substncia. O volume molar de um gs constante para todos os gases a uma mesma presso e temperatura. Nas Condies Normais de Temperatura e Presso (CNTP), o valor igual a 22,4 L/mol. Ainda nas CNTP, podemos determinar a densidade do gs atravs da relao: dcntp=M22,4 g/L J a uma presso p e a uma temperatura T, determinamos a densidade de um gs atravs de: d= pMRT E por fim, podemos determinar a densidade de um gs A em relao a um gs B e de um gs A em relao ao ar atravs das seguintes frmulas: dA,B= MAMB MA28,8 e dA,ar=

Em laboratrio, gases so coletados atravs do deslocamento de gua. Tem-se uma reao que produz determinado gs, e tal gs conduzido para um interior de uma coluna parcialmente submersa na gua. medida que o produto gasoso da reao produzido, certa quantidade de gua deslocada. O gs se mistura com o vapor dgua j existente e passa a exercer uma determinada presso. Com o auxlio de alguns clculos, podemos encontrar o valor dessa presso, como veremos mais adiante. 2. PARTE EXPERIMENTAL 3.1 MATERIAIS Balana analtica Barmetro Becker Cuba Fita de magnsio Mangueira

Pipeta Proveta Rgua Rolha Soluo de HCl 2,0M Suporte Termmetro

3.2METODOLOGIA Pesou-se uma fita de magnsio de magnsio; Encheu-se a cuba at de gua; Pipetou-se 10 ml da soluo de cido clordrico 2,0M e colocou-se na proveta Fechou-se o tubo com a sada lateral com a rolha que se encontra no final da mangueira; Colocou-se a fita de magnsio na proveta de forma que essa fita no entre imediatamente em contato com a soluo de cido clordrico; Conectou-se, com uma mangueira, a proveta uma coluna d agua que estava parcialmente submersa na cuba Logo aps, fez-se o magnsio entrar em contato com a soluo do cido; Mediu-se a altura da coluna dgua.

Massa de magnsio (g)

Temperatura ambiente (C) 29

Presso ambiente (mmHg) 715

Volume de gs hidrognio (mL) 198

Altura da coluna dgua (cm) 21,5

0,34

2. CLCULOS 4.1 Determine o nmero de moles de magnsio usados 1 mol de Mgx= 24 g0,34 g X = 0,0142 mol de Mg 4.2 Determine a presso parcial de gs hidrognio Pgs = Patm (PH2O + PCOL) PCOL = d g hgs => PCOL = 1 980 6 => PCOL = 5880 Pa => PCOL = 0,05803 atm Pgs = Patm (PH2O + PCOL) => Pgs = 0,9407 (0,04 + 0,05803) Pgs = 0,842 atm = 639,95 mmHg 4.3 Determine o volume de gs hidrognio presso ambiente

PV=nRT 240,34= 1n => n = 0,014 mol H2 V= n R T P T = 29 + 273 = 302K R = 0,082 P = 0,842 V= 0,014 0,082 302 0,842 V = 0,412 L = 412 mL 4.4 Reduza o volume do gs hidrognio s condies normais de presso e temperatura 22,4V= 10,014 V = 0,3136 L = 313,6 mL 2. QUESTIONRIO 5.1 Sabendo-se que 1 mol de Mg produz 1 mol de H 2, qual o volume de 1 mol de hidrognio temperatura ambiente e presso de atm? P.V = n R T V=nRT/P V = 1 0,082 298 / 1 V = 24,44 / 1 V = 24,44 L

1.1 Se a massa de um mol de hidrognio 2,0 g, qual a massa de um litro de hidrognio temperatura ambiente e presso de 1 atm, ou seja, qual a massa especfica do hidrognio em g/L, naquelas condies de temperatura e presso? 2,0 g de H2 --------- 24,44 L de H2 m --------- 1 L de H2 m = 2,0 g de H2 x 1 L de H2 / 24,44 L de H2 m = 2,0 g de H2 / 24,44 m = 0,0818 g de H2 massa especfica = 8.18.10-2 g/L 1.2 Como explica a dependncia da densidade dos gases com a temperatura e a presso? Pela definio de densidade temos: =mV, logo a densidade inversamente proporcional ao volume. Ou seja, quanto maior o volume, menor a densidade e vice-versa. Como o volume afetado diretamente pela temperatura, pois se aumentarmos a temperatura o volume dilata-se, bem como se diminuirmos a temperatura o volume contra-sei, conclumos que a densidade depende da temperatura. J pela relao PV=nRT constatamos que a presso depende tanto do volume quanto da temperatura, implicando, assim, que a densidade tambm depende da presso. 1.3 Quais as fontes de erros encontradas neste experimento?

Bolhas na coluna dgua; nem todo gs passou pra coluna dgua. 2. CONCLUSES Foi apresentado neste relatrio o experimento de coleta de gases, que consistia coletar o gs produzido por uma reao de magnsio slido com cido clordrico, e determinar o seu volume e sua presso. Falamos que a matria existe de duas maneiras no estado gasoso, o vapor e o gs, e o que os diferem sua temperatura crtica. Se a matria no estado gasoso for superior a temperatura crtica ser um gs; se for igual ou menor, ser vapor. Definimos o gs tambm atravs da Teoria Cintica dos Gases, que o definia como ser constitudo de molculas isoladas, separadas uma das outras por grandes espaos vazios em relao ao seu tamanho e possuem um movimento contnuo de rotao, translao e vibrao. Falou-se tambm de um modelo terico de gs ideal ou gs perfeito, que obedecia a risca, em nmeros matemticos, a Equao Geral dos Gases Perfeitos, PVT= PoVoTo . Mencionamos tambm que a partir desta equao vrios cientistas determinaram transformaes que os gases sofriam. Tais transformaes so: Isobrica, presso constante com o volume diretamente proporcional sua temperatura (Lei de Charles e GayLussac); Isocrica, volume constante com a presso diretamente proporcional sua temperatura; e Isotrmica, temperatura constante com a presso indiretamente proporcional ao volume. Mostramos ainda o volume molar do gs, que o volume ocupado por um mol de substncia, e que ele constante para todos os gases a uma mesma presso e temperatura, e que CNTP seu valor corresponde a 22,4 L/mol. E vimos as diferentes maneiras de determinar a densidade de uma gs. Tais maneiras foram: na CNTP; a uma presso e temperatura dadas; a densidade do gs A em relao ao gs B; e por fim, a densidade do gs A em relao densidade do ar. Por fim, mostramos como coletamos o gs no experimento, que foi o gs hidrognio produzido da reao de Magnsio slido com cido clordrico, atravs do deslocamento de gua. A reao produziu o gs hidrognio e este foi conduzido pra um interior de uma coluna parcialmente submersa na gua. medida que o produto gasoso da reao produzido certa quantidade de gua deslocada. O gs se mistura com o vapor dgua j existente e passa a exercer uma determinada presso. A partir da, com o auxlio de alguns clculos, conseguimos determinar a presso e o volume do gs estudado, que no caso o gs hidrognio, e assim conseguimos concluir o experimento de coletas de gases. 3. REFERNCIAS

http://www.pergunte.info/questao/a-densidade-damaterial-depende-da-temperatura-e-da-pressao-porquehttp://www.helder.z8.com.br/online/hidrostatica/pressao hidro.htm http://www.fisica.net/quimica/resumo17.htm

EXPERIMENTO III CONSERVAO DA MASSA

1. OBJETIVOS Constatar a Lei de Lavoisier: mesmo depois de ocorrer contato entre solues reagentes, provocando uma reao qumica, no ocorre alterao da massa do sistema.

1. REVISO BIBLIOGRFICA As ltimas dcadas do sculo XVIII foram palco de desenvolvimentos extraordinrios e descobertas que propiciaram o surgimento da qumica moderna. No meio dessas descobertas, alguns cientistas fizeram experimentos relacionados e baseados na massa dos compostos de uma reao qumica. E a partir destes experimentos, surgiram leis importantes para o mundo cientfico: as Leis Ponderais. Foram postuladas trs leis ponderais. Tais so:

Lei da conservao da massa (Lavoisier) numa reao qumica de sistema fechado, a massa total dos produtos igual a soma das massas dos reagentes. Lei das propores constantes, definidas ou fixas (Proust) quando numa reao qumica, duas substncias se renem para formar um composto, fazem isso em mesma proporo. Ou seja, independe da quantidade de reagentes usados. Lei das propores mltiplas (Dalton) quando uma massa fixa de um elemento se combina com massa diferente de um segundo elemento para formar compostos diferentes, estas massas esto entre si numa relao de nmeros inteiros pequenos. Com isso, vrios cientistas passaram a estud-las e aplic-las em seus experimentos, formulando conseqncias e outras leis a partir das leis ponderais, tais como composio centesimal, clculos estequiomtricos e lei de Gay-Lussac. Mas iremos nos concentrar mais na lei de Lavoisier, contedo de estudo deste relatrio de experimento, e tambm devido a esta lei ter conduzido as Leis de Proust e Dalton, formulando as leis ponderais. A lei da conservao da massa foi postulada Antonio Laurent Lavoisier, no final do sculo XVIII. Ele explicou que uma reao qumica de sistema fechado, a massa total do produto igual a soma das massas dos reagentes, como foi mencionado anteriormente. Para provar sua teoria, Lavoisier fez inmeras experincias nas quais pesava a as substncias participantes, antes e depois da reao, verificando que, em todos os casos, a massa do sistema manteve-se constante, inalterada. Da vem-se a celebre frase do cientista que resume esta lei: Na natureza nada se cria, nada se perde; tudo se transforma. Logo aps Lavoisier publicar seus experimentos, para testar a teoria proposta por ele, outros cientistas fizeram o mesmo tipo de experimento de maneiras diferentes utilizando balanas mais modernas, de grande sensibilidade, e para o sucesso do qumico, os testes confirmaram o enunciado proposto. E no estudo da Lei de Lavoisier, tambm testamos sua lei na prtica para assim comprovar mais uma vez que seu enunciado estava certo. Para isso, utilizamos dos seguintes compostos: carbonato de sdio (Na2CO3), cloreto de clcio (CaCl2) e cido sulfrico (H2SO4). Depois de preparar uma soluo com cada composto, colamos num erlenmeyer, pesamos e anotamos o resultado obtido. A seguir, misturamos o cloreto de clcio com o carbonato de sdio ate a soluo est bem misturada, e pesamos o erlenmeyer com a mistura, o com cido sulfrico e o vazio, e anotamos o novo resultado obtido. Logo aps, misturamos o cido

sulfrico com a soluo de carbonato de sdio e cloreto de clcio misturados, e esperamos ate ambas estarem bem misturadas para assim poder pesar o erlenmeyer com a soluo das trs misturas e os dois erlenmeyer vazios, e anotamos mais uma vez o resultado obtido. Depois comparamos os trs resultados obtidos que foram anotados deste experimento e observamos que a massa se manteve constante durante todas as reaes, independentemente da mudana de solues, reagentes e produtos. Com isso, comprovamos e constatamos, experimentalmente, a Lei da Conservao das Massas, e conclumos que a celebre frase de Lavoisier, na natureza nada se cria, nada se perde; tudo se transforma verdica. 1. PARTE EXPERIMENTAL 1.1 MATERIAIS 3 erlenmeyers de 50 mL Balana analtica Becker de 50 mL Pipeta de 10 mL Pipeta de 5 mL Rolha Soluo de CaCl2 Soluo de H2SO4 Soluo de Na2CO3 0,1M

1.1METODOLOGIA Pipetou-se 5 mL de soluo de Na2CO3 0,1 M e colocou-se no erlenmeyer fechado com uma rolha; Pipetou-se 5 mL de soluo de CaCl2 0,1M e colocou-se num frasco com tampa; Pipetou-se 10 mL de soluo de H2SO4 0,1M e colocou-se num frasco com tampa; Colocou-se, simultaneamente, todo o conjunto na balana, pesou-se e anotou-se o valor encontrado; Adicionou-se cuidadosamente fora da balana a soluo de CaCl2 0,1 M na soluo de Na2CO3 no erlenmeyer. Agitou-se lentamente para que as solues se misturem. Pesou-se novamente o conjunto de frascos, inclusive o frasco vazio e anotou-se o valor encontrado; Removeu-se, novamente, o conjunto da balana e adicionouse a soluo de H2SO4 0,1 M. Agitou-se lentamente. Pesou-se os trs frascos e anotou-se o peso encontrado.

Presso

Temperatura

Massa da 1

Massa da 2

Massa da 3

atmosfrica (mmHg) 715

ambiente (C) 29

pesagem (g) 401,83

pesagem (g) 401,83

pesagem (g) 401,83

1. CLCULOS 1.1 Com base nos dados obtidos como possvel interpretar a Lei da Conservao das Massas? Que a massa dos produtos ser sempre igual massa dos reagentes. 1.2 Calcular o nmero de mols de cada soluo utilizado nesta reao. =nV => n=V => n =0,10,005 => n =5 10-4 mols de Na2CO3 n=V => n =0,10,005 => n =5 10-4 mols de CaCl2 n=V => n =0,10,01 => n =1 10-3 mols de H2SO4 1.3 Verificar se h reagentes em excesso nas propores em que foram utilizadas. Na2CO3 + CaCl2 2NaCl +CaCO3

As propores de Na2CO3 e CaCl2 esto de 1:1,e, como encontramos no item 4.2 o mesmo nmero de mols pros dois reagentes, conclui-se que nenhum deles est em excesso. 1.4 Qual a origem da turvao observada na primeira reao? O CaCO3 insolvel em gua, logo ele forma um precipitado, o qual origina a turvao observada. 2. QUESTIONRIO 2.1- Numa reao de neutralizao foram utilizados 25 mL de soluo de cido sulfrico para neutralizar 50 mL de soluo de hidrxido de sdio 0,3 mol/L. Determinar a concentrao do cido antes da reao e a concentrao em mol/L do sal formado. H2SO4 + 2NaOH Na2SO2 + 2H2O 2cidoVcido=baseVbase 2cido0,025=0.30,05 0,05cido=0,30,05 cido=0,3 mol/L Pela equao balanceada, constata-se que a concentrao do sal formado tambm ser 0,3 mol/L.

2.2- Explicar os enunciados nas leis de Proust e Dalton. Dalton - Se uma massa fixa de um elemento se combina com massas diferentes de um segundo elemento, para formar compostos diferentes, estas massas (diferentes) esto entre si numa relao de nmeros inteiros pequenos. Proust - Quando, em vrias experincias, duas substncias se renem para formar um composto, sempre o fazem numa mesma proporo. Essa proporo caracterstica de cada reao, isto , independe da quantidade de reagentes utilizados. 2.3- Considere a seguinte reao: 2 Na3PO4 + 3 Ba(NO3)2 Ba3(PO4)2 + 6 NaNO3. Suponha que uma soluo contendo 3,5 g de Na3PO4 misturada com uma soluo contendo 6,4 g de Ba(NO3)2. Quantos gramas de fosfato de brio podem ser formados? 1 mol de Na3PO4 - 164g X mol de Na3PO4 - 3,5g x = 0,021 mol de Na3PO4 => x = 0,0105 mol de Na3PO4 1mol de Ba(NO3)2 - 261g Y mol Ba(NO3)2- 6,4g Y= 0,024 mol de Ba(NO3)2 => Y = 0,008 mol de Ba(NO3)2 O reagente limitante o Ba(NO3)2, ele est em menor quantidade, assim, calculamos a massa de Ba3(PO4)2 3 mol de Ba(NO3)2 - 1 mol de Ba3(PO4)2 0,024 mol de Ba(NO3)2 - X X = 0,008 mol de Ba3(PO4)2 1 mol de Ba3(PO4)2 - 262 g 0,008 mol de Ba3(PO4)2 - Y y = 2,096 g de Ba3(PO4)2 3. CONCLUSES Relatamos aqui sobre a aula prtica de conservao das massas, onde o objetivo era constatar e comprovar o enunciado postulado por Antonio Laurent Lavoisier, a famosa Lei da Conservao das Massas. No final do sculo XVIII, inmeros cientistas passaram a fazer experimentos relacionados a massas das matrias numa reao qumica de um sistema fechado,e foi num desses experimentos que Lavoisier constatou que a massa das substncias em um sistema fechado sempre se mantinha igual mesmo depois de ter ocorrido reaes diversas entre essas substncias. Com isso, Lavoisier postulou sua lei, que dizia que numa

reao qumica de sistema fechado, a massa total dos produtos era igual soma das massas dos reagentes, ou seja, a massa sempre se conservaria. Da vem-se a clebre frase feita pelo cientista, que dizia: Na natureza nada se cria, nada se perde; tudo se transforma. A partir desta lei, vrios outros cientistas fizeram experimentos relacionados massa, para comprovar se a teoria de Lavoisier era verdica, obtendo sucesso, e tambm para formular novas leis a partir dela, que foram: Lei das propores definidas ou constantes (Proust) e Lei das propores mltiplas (Dalton). Estas duas e a lei a de Lavoisier compunham o que conhecemos por as trs Leis Ponderais. Com isso, outros cientistas passaram a estud-las e aplic-las em seus experimentos, chegando a formular conseqncias e outras leis, como por exemplo, a composio centesimal, os clculos estequiomtricos e a lei de Gay-Lussac. Como o objetivo era comprovar e constatar o experimento de Lavoisier, fizemos a prtica de conservao das massas. Usamos trs reagentes diferentes: o CaCl2 (I), Na2CO3(II) e H2SO4(III). Colocamos cada um em erlenmeyer diferentes e pesamos os trs, obtendo 401,83 g como resultado. Depois misturamos a soluo do erlenmeyer (I) soluo do (II), e depois pesamos o (II) e o (III) mais o erlenmeyer vazio, e novamente constatamos a mesma massa, 401,83 g. Logo aps, misturamos o erlenmeyer (III) ao da mistura de solues (II) e em seguida, aps as solues estarem totalmente misturadas, pesamos o frasco com as misturas (III) mais os dois vazios (I) e (III), e mais uma vez, obtemos a mesma massa de 401,83. Dessa forma, constatamos e comprovamos a lei de Lavoisier, de conservao das massas. Esses resultados nos mostraram que, em um sistema fechado, no importa o nmero de reaes, a massa do sistema sempre se conservar, mantendo-se a mesma. 4. REFERNCIAS http://www.valdiraguilera.net/leis-de-conservacao.html http://www.brasilescola.com/quimica/lei-lavoisier.htm http://www.portalsaofrancisco.com.br/alfa/antoine-laurentlavoisier/antoine-laurent-lavoisier-3.php http://www.infoescola.com/quimica/leis-das-reacoesquimicas-leis-ponderais/

EXPERIMENTO IV SOLUES

1. OBJETIVOS

Preparar diferentes solues e, utilizando o processo da titulao, determinar suas concentraes. 2. REVISO BIBLIOGRFICA Quando duas substncias diferentes so colocadas em contato, tem-se uma mistura. Misturas podem ser classificadas em: heterogneas - possuem duas ou mais fases e podem-se visualizar os componentes; homogneas - os componentes no so visivelmente identificveis, ou seja, apresentam apenas uma fase

As misturas homogneas so chamadas tambm de solues, objeto de estudo deste relatrio. Uma soluo possui dois componentes: solvente e soluto. O solvente geralmente presente em maior quantidade, os outros componentes so os solutos. Solues so formadas quando uma substncia se dissolve em outra, ocorre a solvatao, ou seja, ocorrem interaes entre as molculas do soluto e do solvente. Se o solvente for gua, o processo conhecido como hidratao. O oposto da dissoluo a cristalizao, como vemos abaixo: dissolver soluto + solvente soluo cristalizar

Para no ocorrer nenhum aumento na quantidade de soluto na soluo, as velocidades desses dois processos tm que ser iguais. Considerando o equilbrio ente soluto e solvente, podemos classificar as solues em: saturadas - a soluo est em equilbrio com o soluto no dissolvido; insaturadas - no h soluto suficiente para formar uma soluo saturada; supersaturadas - contm mais soluto que o necessrio para formar uma soluo saturada, tais solues so instveis.

A quantidade de soluto necessria para formar uma soluo saturada em determinada quantidade de solvente conhecida como solubilidade do soluto. A solubilidade aumenta medida que as foras de atraes entre as molculas do soluto e solvente aumentam. Substncias com foras atrativas semelhantes tendem a ser solveis entre si, ou seja, substncias polares dissolvem-se em solventes polares e substncias apolares dissolvem-se em substncias apolares.

H alguns fatores que afetam a solubilidade dos solutos. A presso afeta a solubilidade de slidos, lquidos e gases de diferentes formas: a de slidos e a de lquidos no so afetadas consideravelmente, j a de um gs aumenta medida que a presso sobre o solvente aumenta. Outro fator que afeta solubilidade a temperatura. Com o seu aumento, a solubilidade de solutos slidos tambm aumenta, por outro lado, a solubilidade dos gases diminui se aumentarmos a temperatura. As solues podem, tambm, ser: diludas - concentrao pequena de soluto concentradas - concentrao grande de soluto Logo, a concentrao de uma soluo pode ser expressa atravs de vrias maneiras. porcentagem em massa

% em massa do componente=massa do componente na soluomassa total da soluo100 partes por milho ppm do componente =massa soluomassa total da soluo106 partes por bilho ppm do componente =massa soluomassa total da soluo109 concentrao comum C =massa do componente na soluovolume da soluo normalidade N =massa do componente na soluoequivalente grama do soluto volume da soluo frao molar frao do componente=quantidade componentequantidade de matria total de matria do do componente na do componente na

molaridade =massa do solutomassa molarvolume molalidade =massa do solutomassa molarvolume

As expresses de molaridade e molalidade so parecidas, mas nota-se que diferem em um ponto: a molaridade depende do volume da soluo e a molalidade, da massa. Ou seja, apenas a molaridade varia com a temperatura, pois se sabe que o volume varia com a temperatura e a massa no. O mtodo para determinar as concentraes das solues em laboratrio a titulao, que consiste em encontrar a concentrao da soluo atravs de uma soluo com concentrao desconhecida, medindo os volumes das solues reagentes. Os materiais utilizados nesse processo so a bureta, na qual fica a soluo titulante e cuja concentrao conhecemos; e o erlenmeyer, que armazena a soluo de concentrao desconhecida, ou seja, a soluo titulada e algumas gotas de um indicador cido-base, que vai nos mostrar o momento do ponto de viragem. O processo da titulao relativamente simples: colocar as duas solues em contato at observarmos o ponto de viragem, e quando a soluo mudar de cor, indica que a reao cessou. O volume utilizado da soluo titulante nos ajudar a determinar a concentrao desconhecida atravs da seguinte relao: NconhecidaVinicial=NdesconhecidaVfinal Tal relao conhecida como Princpio da Equivalncia, pois na titulao as substncias se dissolvem em quantidades equivalentes. 1. PARTE EXPERIMENTAL a. MATERIAIS Balana analtica Buretas Provetas Alaranjado de metila Fenolftalena Pipetas Becker Balo volumtrico Basto de vidro Erlenmeyer HCl NaOH Na2CO3

3.1METODOLOGIA 3.2.1. PARTE I: PREPARAO E DILUIO DE SOLUES Utilizou-se os dados do rtulo da soluo para calcular o volume de cido clordrico necessrio para preparar 500 mL de soluo 1 N; Calculou-se o volume da soluo anterior necessrio para preparar 250 mL de soluo 0,2 N; Mediu-se esse volume com uma proveta e adicionouse em um balo de 250 mL contendo gua destilada; Agitou-se cuidadosamente; Adicionou-se gua destilada at completar os 250 mL; Agitou-se novamente.

3.2.1. PARTE II: PREPARAO DE UMA SOLUO DE NaOH Determinou-se a quantidade de hidrxido de sdio (NaOH) necessria para preparar 500 mL de soluo 0,5 N.

3.2.1. PARTE III: PADRONIZAO DA SOLUO DE CIDO CLORDRICO COM CARBONATO DE SDIO Calculou-se a massa de carbonato de sdio que reage completamente com 40 mL de soluo a 0,1 N de cido clordrico; Pesou-se em um vidro relgio a massa de carbonato de sdio calculada e transferiu-se para um balo volumtrico de 500 mL; Depois transferiu uma quantidade da soluo de carbonato de sdio para um Erlenmeyer; Adicionou-se algumas gotas do indicador alaranjado de metila e titulou-se essa soluo com a soluo de cido clordrico preparada na parte I.

3.2.1. PARTE IV: TITULAO DE UMA BASE POR UM CIDO Transferiu-se para um Erlenmeyer 50 mL da soluo de hidrxido de sdio; Adicionou-se algumas gotas do indicador fenolftalena e titulou-se essa soluo com a soluo de cido clordrico na bureta padronizada na parte III.

3.

CLCULOS 4.1 Clculo da soluo de HCl Dados: T = 37% d = 1.19 g/cm N=d 103Eq = 1,19 0,37 10336,5 = 12,06 Eq/L NinicialVinicial=NfinalVfinal => 0,20,25=12,06Vfinal => => 0,05=12,06Vfinal => Vfinal=0,004 L de HCl 4.2 Clculo da massa de NaOH N = m1Eq V 401 => Eq = 40 Eq = MMValncia do Ction => Eq =

0,5 = m140 0,5 => m1 = 0,5 40 0,5 => m1 = 10g 4.3 Clculo da massa de Na2CO3 N = m1Eq V => Eq = 53 Eq = MMValncia do Ction => Eq = 1062

0,1 = m153 0,04 => m1 = 0,1 53 0,04 => m1 = 0,212g 4.4 Clculo da concentrao molar do cido preparado N = m1Eq V =m1MMV

N = MMEq => =N EqMM => =12,06 36,536,5 => =12,06 mol/L 4.5 Clculo da concentrao molar da base preparada N = m1Eq V =m1MMV

N = MMEq => =N EqMM => =0,5 4040 => =0,5 mol/L 4. QUESTIONRIO 5.1 Para preparao de uma soluo de sulfato de alumnio 0,4 mol/L, calcule a massa de soluto

necessria para 250 mL de soluo. Admitindo o sal 100% ionizado, encontre as concentraes dos ons presentes. =m1MMV 0.4 = m1 / 342.0,25 m1 = 0,4.342.0,25 m1 = 34,2 g Al2(SO4)3 2Al3+ + 3SO42 Al3+ = 2.0,4 = 0,8 mol/L 5.2 Numa titulao de KOH foram utilizados 45 mL de soluo 0,3 mol/L desta base e um consumo de 55 mL de cido clordrico. Calcule as concentraes comum, molar e normal do cido utilizado. cidoVcido= base Vbase cido.0,055 = o,3.0,045 0,055. cido = 0,0135 cido = 0,245 mol/L C= MM C = 0,245.36,5 C = 8,9425 g/L Eq.g =MMn de hidrognios ionizveis Eq.g = 36,5 / 1 Eq.g = 36,5 N=m1Eq.gV N = 8,9425 / 36,5 N = 0,245 Eq.g/L 5.3 Uma soluo de cido sulfrico contendo 571,6 g de H2SO4 por litro tem densidade de 1,329 g/mL. Calcule: a) A porcentagem em massa; C = 1000.d. = C / 1000.d = 571,6 / 1000.1,329 = 571,6 / 1329 = 0,430 = 43% b) A frao molar do soluto; ntotal =massa da soluomassa molar total ntotal =571,6+100098+18 ntotal =13,55 mol => ntotal =1571,6116 =>

nsoluto =massa do solutomassa molar => nsoluto =5,83

=> nsoluto =571,698

xsoluto=mols do solutomols total => xsoluto =5,8313,55 => xsoluto =0,43 c) A molalidade; = m1MMm2 = 5,83 mol/Kg => = 571,6981 => = 571,698 =>

d) A concentrao em mol/L e a normalidade. C = .MM = C / MM = 571,6 / 98 = 5,833 mol/L N = m1 / Eq.g.V N = C / Eq.g Eq.g = MM / n de hidrognios ionizveis Eq.g = 98 / 2 Eq.g = 49 N = 571,6 / 49 N = 285,8 eq/L Onde: C = concentrao comum = ttulo m1 = massa do soluto solvente = molaridade molar N = normalidade equivalente grama V = volume d = densidade = molalidade m 2 = massa do MM = massa Eq.g =

5.1 Explique o princpio seguido numa operao de diluio. A diluio segue o Princpio da Equivalncia, este nos diz que o produto da concentrao conhecida de uma soluo pelo seu volume se equivale numericamente ao produto da concentrao desconhecida de uma soluo pelo seu volume. Com isso, pode-se descobrir o volume necessrio para preparao de solues. 3. CONCLUSES Apresentou-se, neste relatrio, a prtica envolvendo solues. O experimento pode ser dividido em quatro partes bsicas: preparao, diluio, padronizao e titulao de solues. Solues possuem dois componentes: soluto e solvente. Em todas as preparaes de soluo feitas neste experimento, foi

utilizada a gua destilada como solvente. Com relao ao soluto, podemos classificar as reaes como insaturadas, saturadas e supersaturadas. Para preparar uma soluo saturada precisamos de uma determinada quantidade de soluto, conhecida como solubilidade do soluto. Mostramos quais so os fatores que afetam a solubilidade, fazendo-a diminuir ou aumentar. So esses temperatura e presso. Relatamos as diferentes maneiras de expressar a concentrao de uma substncia, so elas porcentagem em massa, partes por milho, partes por bilho, concentrao comum, normalidade, frao molar, molaridade e molalidade, todas se relacionam entre si. Para preparar determinado volume de soluo com concentrao conhecida, calculamos, com o auxlio dos dados no rtulo do frasco, a concentrao que utilizaremos. Feito isso, encontramos o volume necessrio para preparar a soluo final atravs do Princpio da Equivalncia. Pode-se verificar isso no item 4.2 deste relatrio. Explicamos como realizado o processo da titulao, ou seja, como determinar uma concentrao desconhecida atravs de uma soluo com uma concentrao conhecida. Precisou-se medir os volumes das solues reagentes e utilizar um indicador cido-base a fim de nos mostrar quando a reao chega ao fim. A soluo com concentrao desconhecida chamada soluo titulada. Na titulao, utiliza-se o Princpio da Equivalncia. Para padronizar a soluo de HCl obtida, utilizamos uma soluo de carbonato de sdio. Ao encontrarmos a massa atravs dos clculos no item 4.3, a soluo foi preparada e adicionou-se a ela algumas gotas de alaranjado de metila, o primeiro indicador cidobase utilizado nesta prtica. Feito isso, titulou-se essa soluo com a soluo de cido clordrico preparada anteriormente. Aps esse processo, utilizamos a soluo de HCl para titular uma base. A base utilizada foi o NaOH. Para prepararmos a soluo, precisamos, primeiramente, calcular a massa necessria como observado no item 4.2. Feito isso, adicionou-se algumas gotas de fenolftalena, outro indicador cido-base, na soluo e fez-se a titulao, novamente, com a soluo de cido clordrico. Em ambas as titulaes, foi importante observar qual o volume utilizado das solues titulantes. Para titular a soluo de carbonato de sdio, foram utilizados 16,9 mL da soluo do cido clordrico e para titular a de hidrxido de sdio, 105 mL. Por fim, aprendemos com este experimento a como preparar e diluir uma soluo, e atravs dos dados experimentais, fazer a padronizao e verificar se a soluo preparada foi aquela que se desejava, para assim poder fazer a titulao dessas solues. 4. REFERNCIAS

Qumica - A Cincia Central - Theodore L. Brown, H.Eugene Lemay, Bruce E. Bursten

http://www.brasilescola.com/quimica/titulacao.htm

EXPERIMENTO V CINTICA QUMICA

1. OBJETIVOS Determinar o tempo da reao entre gua destilada, tiossulfato de sdio e cido sulfrico e mostrar, em termos quantitativos, a influncia da concentrao dos reagentes e da temperatura sobre o tempo necessrio para que a reao citada ocorra. 2. REVISO BIBLIOGRFICA A rea da Qumica que se preocupa em estudar a velocidade das reaes chamada de Cintica Qumica. A velocidade de uma reao dada pelas variaes das concentraes dos reagentes ou produtos pela variao do tempo, como ilustrado abaixo:

V = -Reagentest

ou

V = Produtost

Onde: V = velocidade da reao Reagentes = variao da concentrao dos reagentes Produtos = variao da concentrao dos produtos t = variao do tempo

Na frmula da velocidade com os reagentes, negativa, pois os reagentes esto decaindo ao longo da reao. A velocidade de uma reao influenciada por diversos fatores, dentre eles os mais estudados so: Estado fsico dos reagentes: quanto mais rpido as molculas se chocarem, mais rpido elas reagem. As reaes que envolvem slidos reagem mais rapidamente quando a superfcie do mesmo for aumentada. Concentrao dos reagentes: a maior parte das reaes qumicas ocorre mais rapidamente quando a concentrao de um ou mais reagentes for aumentada. Quanto maior for a

concentrao, maior ser a frequncia com que as molculas se chocam, fazendo com que a velocidade tambm aumente. Temperatura: quanto mais se elevar a temperatura, mais rapidamente a reao ocorrer, ou seja, a velocidade da reao aumentar. Presena de um catalisador: a presena de um catalisador faz com que a reao ocorra mais rapidamente, em outros termos, faz a velocidade da reao aumentar. A lei da velocidade dada por:

V = k [A]m [B]n,

Onde: k = constante da velocidade [A] e [B] = concentrao dos reagentes m e n = ordens de reao Na lei da velocidade, m e n so as ordens de reao. A ordem total de uma reao dada pela soma de cada ordem em relao a cada reagente. Uma reao pode ser classificada em: ordem zero, primeira ordem e segunda ordem. H possibilidade de outras ordens, mas so casos mais raros. Uma reao de ordem zero definida quando a velocidade da mesma igual constante de velocidade, pois os expoentes de ordens de reao so iguais a zero. Ou seja, no depende das concentraes dos reagentes

V = k [A]0 [B]0 V=k

J a velocidade de uma reao de primeira ordem depende de apenas a concentrao de um nico reagente elevado a um.

V = -At = k [A]

Integrando a equao acima, obtemos:

Ln [A]t = -kt + Ln [A]0

E, finalmente, uma reao de segunda ordem depende da concentrao de um nico reagente elevado a dois ou da concentrao de dois reagentes diferentes elevados a um. V = -At = k [A] Derivando a equao acima, obtemos: 1[A]t = kt + 1[A]0

A Cintica Qumica tambm estuda o tempo de meia-vida de uma reao. Representada por t1/2, o tempo de meia vida o tempo necessrio para que a concentrao de um reagente caia para a metade do seu valor inicial.

[A]

t1/2

= 12 [A]0

O tempo de meia-vida de uma reao de primeira ordem no afetado pela concentrao inicial dos reagentes, como vemos abaixo:

t1/2 = - ln12 k = 0,693 k

J o tempo de meia-vida vida de segunda ou outras ordens depende das concentraes (como iremos ver logo abaixo), e consequentemente, varia medida que a reao progride.

t1/2 = 1 k[A]0

Como foi citado anteriormente, h alguns fatores que afetam a velocidade da reao. No experimento realizado, focamo-nos em apenas dois desses fatores: concentrao dos reagentes e temperatura. Pela lei da velocidade, mostrou-se que as concentraes dos reagentes esto diretamente relacionadas com a velocidade, ou seja, aumentando ou diminuindo a concentrao de um ou mais reagentes, aumenta-se ou diminui-se a velocidade.

Sabe-se que para ocorrer uma reao, as molculas devem colidir, logo, quanto maior o nmero de colises por segundo, maior a velocidade da reao. Ao aumentarmos a temperatura de uma reao, as molculas dos reagentes ficam agitadas e passam a colidirem mais rapidamente, aumentando a velocidade da reao. E, finalmente, falaremos da atuao de trs substncias importantes na Cintica Qumica: catalisador, inibidor e veneno. Catalisadores so substncias que aumentam a velocidade de uma reao sem serem consumidos na mesma. Eles aumentam a velocidade diminuindo a energia de ativao, energia necessria para que a reao ocorra. Os catalisadores podem ser: Homogneos esto presentes na mesma fase que as molculas dos reagentes. Ex: NO2 Heterogneos esto presentes em fase diferente das molculas dos reagentes. Ex: V2O5 Seletivos direciona a reao qumica para um produto ou outro diminuindo a energia de ativao de um caminho ou outro. Ex: Ni, ZnO Auto-Catlise onde um dos produtos formados de uma reao atua como catalisador. Ex: a reao que ocorre entre o Cu e o HNO3

Os catalisadores tm uma papel muito importante na Indstria Qumica. Por acelerar uma reao, so amplamente utilizados na indstria. Temos: Petroqumica obteno, a partir do petrleou ou gs natural, de compostos destinados produo de inmeros artigos, sejam eles plsticos, resinas, fibras, borrachas, solventes e colas; Farmacutica pesquisa, desenvolvimento, comercializao e distribuio de frmacos; Qumica Fina; Biotecnologia busca e descoberta de recursos biolgicos que podem ser explorados industrialmente; Produo de amonaco fertilizantes, explosivos etc; Produo de cido ntrico fertilizantes, corantes, medicamentos, explosivos etc; Produo de polmeros ocupam um papel importante em nossos cotidianos e abrangem inmeros produtos.

Inibidores so substncias que diminuem a velocidade de uma reao desviando algum dos reagentes, que passa a ser usado em

outra reao diferente. Alguns exemplos so os conservadores de alimentos e antioxidantes em cosmtico antiidade. Venenos so substncias que inibem a ao de um catalisador, podendo at mesmo encerrar completamente a reao. Um exemplo o arsnio, que inibe o poder cataltico da platina na combusto do dixido de enxofre.

1. PARTE EXPERIMENTAL 3.1 MATERIAIS Banho maria Bquer Bureta Cronmetro Pipetas Termmetro Tubos de ensaio

3.1METODOLOGIA 3.1.1 PARTE I: EXPERIMENTO COM INFLUNCIA DA CONCENTRAO Encheu-se as trs buretas diferentes com gua destilada (H2O), soluo de tiossulfato de sdio (Na2S2O3) e soluo de cido sulfrico (H2SO4); Colocou-se em quatro tubos numerados as quantidades de tiossulfatos de sdio e gua indicadas na tabela I-A, mais abaixo Colocou-se em outros quatro tubos de ensaio 4 mL de cido sulfrico; Misturou-se ao tubo I o volume de um dos tubos contendo cido sulfrico, agitou-se rapidamente e iniciou-se a contagem do tempo desde o momento em que os lquidos entram em contato at o aparecimento do primeiro indcio de turvao; Realizou-se experincias semelhantes com os restantes dos tubos anotando os resultados dos tempos.

TABELA I-AN do tubo de ensaio Volume de Na2S2O3 (mL) Volume de H2O (mL) Volume de H2SO4 (mL) Tempo (s)

I II III IV

6 4 3 2

0 2 3 4

4 4 4 4 29

2,2 3,85 4,8 5,15

Temperatura Ambiente (C)

3.1.1 PARTE II: INFLUNCIA DA TEMPERATURA Colocou-se, em quatro tubos de ensaios numerados, 2 mL da soluo de tiossulfato de sdio e 4 mL de gua; Em outros quatro tubos de ensaio colocou-se 4 mL de soluo de cido sulfrico; Colocou-se um dos tubos de ensaio contendo a soluo de tiossulfato de sdio e um outro contendo a soluo de cido sulfrico em um Becker de 250 mL contendo gua; Aquecer o banho Maria at uma temperatura cerca de 10C maior que at a temperatura inicial. Misturou-se o contedo dos tubos, agitou-se rapidamente e iniciou-se a contagem do tempo desde o momento em que os lquidos entram em contato at o aparecimento do primeiro indcio de turvao; Realizou-se o experimento anterior em temperatura mais elevada. Temperatura (C) 40 50 45 Tempo (s) 3,65 3,68 5,04

Experimento 1 2 3

1. CLCULOS a. Parte I Influncia da concentrao de reagentes i. A concentrao de tiossulfato de sdio na soluo inicial 0,5. Calcular as suas concentraes em cada uma das solues diludas preparadas levando em considerao o volume total em cada tubo de ensaio. Tubo de ensaio I - Volume de Na2S2O3 = 6 mL N1V1=N2V2 o,56=N210

3=N210 N2=0,3 Eq/L Tubo de ensaio II Volume de Na2S2O3 = 4 mL N1V1=N2V2 0,54=N210 2=N210 N2=0,2 Eq/L Tubo de ensaio III Volume de Na2S2O3 = 3 mL N1V1=N2V2 0,53=N210 1,5=N210 N2=0,15 Eq/L Tubo de ensaio IV Volume de Na2S2O3 = 2 mL N1V1=N2V2 0,52=N210 1=N210 N2=0,1 Eq/L

ii. Por que importante que o volume total para todas as diluies seja de 10 ml? Porque nos permite a preparar solues em concentraes diferentes, aumentando assim, a participao da gua num volume constante de soluo da gua com o tiossulfato de sdio (Na2S2O3). iii. Construa um grfico com o tempo no eixo vertical e a concentrao de Na2S2O3 no eixo horizontal.

iv. Que generalizao voc pode estabelecer a respeito da influncia que tem a variao da concentrao sobre o tempo de reao? Quanto maior a concentrao dos reagentes, maior o nmero de colises entre suas molculas, ou seja, menor o tempo de reao. v. Que relao existe entre o tempo de reao e a velocidade de reao? Quanto menor o tempo de reao, maior a velocidade da mesma.

b. Parte II Influncia da temperatura i. Construa um grfico colocando a temperatura no eixo horizontal e o tempo no eixo vertical. ii. Que relaes gerais voc pode deduzir do grfico obtido? Apesar de no estar to claro no grfico, sabe se que tempo e temperatura so inversamente proporcionais, ou seja, quanto maior a temperatura, menor o tempo de reao. iii. Faa uma previso de tempo de reao a 15C e a 50C. 15C 50C 3,68s 2. QUESTIONRIO a. Construa um grfico apresentando o inverso do tempo (1/t) em funo da temperatura. Que tipo de funo voc obtm? Funo inversa.

3. CONCLUSES Apresentamos neste relatrio o experimento que envolve Cintica Qumica. Mostramos que a velocidade de uma reao dada pela variao da concentrao dos reagentes (decaimento) ou dos produtos (aparecimento) dividido pela variao do tempo. Mostramos os fatores que influenciam a velocidade de uma reao qumica. Dentre eles, focamo-nos em dois, que foram utilizados nos experimentos: a influncia da concentrao e a da temperatura. Mostramos que quanto maior a concentrao dos reagentes maior a velocidade de reao, pois velocidade diretamente proporcional a concentrao. J no caso da temperatura, quando aumentamos a temperatura de uma reao, as molculas dos reagentes ficam agitadas e passam a colidirem mais rapidamente, aumentando assim, a velocidade da reao. Observamos estes fatores nos experimentos. Primeiro vimos influncia da concentrao na velocidade, onde misturamos gua,

tiossulfato de sdio e cido clordrico em diferentes concentraes, e marcamos o tempo para que a reao ocorresse, onde esse tempo foi mdia feita pelos tempos marcados em trs diferentes cronmetros. Depois, vimos a influncia da temperatura, onde utilizamos certas concentraes dos reagentes, observamos o tempo da reao na parte I do experimento e aumentamos a temperatura de cada reagente para 40 C, concluindo que o tempo da reao com a temperatura elevada nas mesmas condies de concentraes menor do que a com a temperatura ambiente. Tambm mostramos a lei de velocidade, que dada pelo produto da concentrao dos reagentes pela constante da velocidade. Falamos sobre os tipos comuns de reaes, que so de ordem zero, primeira ordem e segunda ordem, mostrando como so definidas. Alm disso, relatamos a existncia de outros fatores que influenciam na velocidade de uma reao, seja pra aument-la, pra diminu-la ou pra inibir a reao, fazendo que ela no ocorra. Isso se deve a presena, respectivamente, dos elementos: catalisador, inibidor e veneno. No podemos deixar de falar sobre as possveis fontes de erros. Um deles foi que o tiossulfato de sdio poderia no ser puro, interferindo assim no tempo e, consequentemente, na velocidade. Outra fonte de erro seria a marcao do tempo da reao, j que no foi to precisa e foi feita pela mdia marcada por trs cronmetros diferentes. Por fim, conclumos o experimento de Cintica Qumica aprendendo os fatores que influenciam na velocidade de uma reao, os que impedem que a reao ocorra e as ordens de uma reao. 4. REFERNCIAS

Qumica - A Cincia Central - Theodore L. Brown, H. EugeneLemay, Bruce E. Bursten http://www.webartigos.com/articles/26776/1/CataliseHeterogenea-Aplicabilidade-na-IndustriaQuimica/pagina1.html