Relatório Química: A Estequiometria

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De posse da massa do papel de filtro e da massa de resíduo com papel, é possível obter a massa de sulfato de bário produzida no experimento.

mBaSO4 – m papel filtro = 1,9 – 1,05 = 0,85g

A fim de calcular a massa de sulfato de bário que se deveria ter obtido, lancemos mão do cálculo estequiométrico.

Primeiro, calcula-se a massa de cloreto de bário que foi usada no experimento. Para isso, usamos a relação:

[pic 1]

onde M é a concentração molar, m é a massa a ser calculada, V é o volume utilizado da solução em litros e MM é a massa molecular da substância obtida na tabela periódica.

Assim, sendo, obtemos para a massa de cloreto de bário:

[pic 2]

Através de uma regra de três simples, podemos então prever qual a massa que deveria ser produzida de sulfato de bário na reação. Leva-se em conta a proporção estequiométrica de 1:1:1:2 e utiliza-se as massas moleculares dos compostos obtidas na tabela periódica. Na equação abaixo as massas moleculares estão entre parêntesis ao lado de cada composto.

BaCl2 (208,3) + H2SO4 (98,1) à BaSO4 (233,40) ¯ + 2HCl(75)

Relacionamos agora a massa de 1 mol de cloreto de bário com 1 mol de sulfato de bário, e 2,083g de cloreto de bário utilizados em uma regra de três a fim de calcular a massa de sulfato de bário correspondente.

[pic 3][pic 4]

Com base nas leis de conservação de massa e das proporções definidas, podemos relacionar as grandezas e razões estequiométricas para efetuar os cálculos matemáticos. Assim, espera-se encontrar ao final dessa reação 2,334g de sulfato de bário. A massa obtida na balança de nosso experimento foi de 0,84g, um erro experimental extremamente alto de 35,98%. Esse erro pode ser justificado devido a duas ocorrências durante o experimento.

- No processo de filtragem a vácuo, uma quantidade do particulado sulfato de bário não foi filtrado devido a porosidade do papel filtro utilizado, fazendo com que houvesse perdas consideráveis do mesmo.

- Durante o manuseio do papel filtro que estava em secagem, o mesmo foi derrubado, fazendo com que perdesse parte do sulfato de bário.

- Conclusão

Os experimentos realizados puderam confirmar a veracidade e eficácia da lei da conservação de massa de Lavoisier e da lei das proporções definidas ou Lei de Proust. Com base nos conceitos propostos por essas leis, pode-se realizar cálculos que previam resultados dos experimentos.

O poder e utilidade do cálculo estequiométrico, que em sua essência é simples, ao relacionar razões pela ferramenta matemática da regra de três, foi presenciado e experimentado no volume suficiente para fixá-lo como conhecimento e prática.

- Anexo

- Escreva a equação química correspondente à reação observada. Indique o precipitado formado.

Resp: 1BaCl2 (aquoso) + 1H2SO4 (aquoso) → 1BaSO4 (sólido) + 2HCl (aquoso)

O precipitado formado é o BaSO4 (sulfato de bário), sendo este um composto sólido pouco solúvel em água e em outros solventes tradicionais.

- Por que a filtração deve ser realizada com o máximo de cuidado?

Resp: A filtração deve ser realizada com o máximo de cuidado, para que não ocorra perca de matéria, e se caso ocorra, seja mínima possível.

- Qual a finalidade de se lavar o precipitado obtido com água destilada?

Resp: Para não haver desperdiço de matérias que ficaram dentro do béquer e assim que haja a transferência do experimento para o papel de filtro.

- Quais as massas de ácido sulfúrico e cloreto de bário utilizados no experimento para a síntese do sulfato de bário?

Resp: 10,83 g e 11,05 g, respectivamente.

- Qual a massa de sulfato de bário obtida?

Resp: 1,90 g

- Qual reagente está em excesso na reação? Justifique através de cálculos.Resp: Em análise da reação, podemos observar que o cloreto de bário reage com o ácido sulfúrico na proporção de 1:1, ou seja, um mol de cloreto de bário reage com 1 mol de ácido sulfúrico.Utilizou-se no experimento volumes iguais de cada solução, 10ml. Entretanto, a solução de ácido sulfúrico é mais concentrada que a de cloreto de bário, conforme suas concentrações molares respectivas de 1,2 mol/l e 1,0 mol/l. Então, é de se concluir que há mais mols (cerca de 20% a mais) de ácido sulfúrico para reagir com cloreto de bário que a razão estequiométrica, uma vez que os volumes são iguais. Com efeito, utilizemos a regra de três de modo a relacionar as massas moleculares da equação com as massas obtidas na balança. A pergunta é, quantos gramas de ácido sulfúrico são necessários para obter 2,334g de BaSO4, se 98,1g de H2SO4 geram 233,40g de BaSO4?

[pic 5][pic 6]de H2SO4.

Assim, são necessários 0,981g de ácido sulfúrico para reagir e obter 2,334g de sulfato de bário. Pela questão anterior, verifica-se que foram utilizados 1,1772g de ácido sulfúrico. Com efeito, o ácido está em excesso na reação, e o excesso além da proporção estequiométrica não vai reagir com o cloreto de bário.

Usando o mesmo cálculo para o cloreto de bário, chega-se a uma massa de 2,083g necessária para produzir 2,334g de sulfato de bário. A massa de 2,083g foi exatamente a utilizada no experimento, o que mostra que o cloreto de bário não está em excesso.

- Qual a finalidade de se efetuar uma filtração e como ela pode ser efetuada?

Resp: A finalidade de se efetuar uma filtração é separar uma mistura sólido-líquido ou sólido-gasoso. Ela é efetuada mais comumente por meio do papel de filtro, usado para filtrar café (um exemplo bastante prático de filtração), funcionando como uma peneira microscópica, somente o líquido passa pelos seus minúsculos orifícios, acumulando a fase sólida dentro do filtro.