A Quimica Geral

...

- Teste para excesso de Ba²+

A outro erlenmeyer que continha a mesma quantidade do filtrado (50 ml) foram adicionadas 2 gotas de Na3PO4.12 H2O 0,5 mol L-¹ no intuito de observar o aparecimento de precitado caso o íon Ba²+ estivesse em excesso.

PARTE C – REAGENTE LIMITANTE

Em cinco frascos diferentes, foram dispostos volumes crescentes de vinagre comercial (7,0mL, 30mL, 50mL, 70mL e 95mL). À boca de cada frasco, encontrava-se um balão, contendo a mesma quantidade de NaHCO3 (bicarbonato de sódio): 8g. Misturaram-se cada uma das amostras e observaram-se os resultados instantaneamente.

4. RESULTADOS E DISCUSSÕES

- Obtenção de precipitado BaCl2

Durante o preparo dessa primeira parte do experimento, observou-se a formação do precipitado Ba3(PO4)2, a partir da reação balanceada:

2Na3PO4.12h2O + 3 BaCl2.2H2O → Ba3(PO4)2 + 6 NaCl + 30 H2O

Anteriormente à filtração da solução contida no béquer, pesou-se o papel filtro, obtendo-se o valor de 1,37g.

Após a filtração foi possível reter o precipitado no papel filtro. Contudo, como esse precipitado ainda apresentava caráter aquoso devido à água destilada, necessitou-se colocá-lo em uma estufa (onde o NaCl por ser solúvel em água também evaporaria).

Após o precipitado retido no papel filtro ter sido exposto à temperatura da estufa durante 10 minutos, pesou-se a massa do conjunto, obtendo-se 2,1g. Em uma segunda pesagem, após 10 minutos, a massa aferida foi de 2,1g. E em uma terceira e última pesagem, novamente após os 10 minutos, obteve-se o valor constante de 2,1g. Logo, subtraindo-se a do conjunto papel/precipitado (2,1g) pela massa do papel filtro (1,37g) obteve-se a massa de produto formada: 0,73g de Ba3(PO4)2, o que corresponde ao rendimento real.

- Determinação de reagente limitante

No primeiro teste, adicionando-se as duas gotas de BaCl2.2H2O 0,5 mol L-¹ em 50mL da solução presente em um dos erlenmeyers, observou-se formação de precipitado. Significando, portanto, que houve um excesso do íon PO4³- e que o BaCl2 é o reagente limitante.

No segundo teste, ao adicionar as duas gotas de Na3PO4.12 H2O 0,5 mol L-¹ no outro erlenmeyer, não houve formação de precipitado. Significando, portanto, que não há excesso de íon Ba²+.

A partir da determinação do reagente limitante, BaCl2, pode-se determinar a composição percentual de cada substância na mistura.

2Na3PO4.12h2O + 3 BaCl2.2H2O → Ba3(PO4)2 + 6 NaCl + 30 H2O

3 mols 1 mol

3 x 244,2g 601,96g massa molar

0,88g 0,73g massa obtida

A partir da massa molar do reagente limitante, produto precipitado e massa obtida desse mesmo produto na prática, por meio de regra de três simples, pôde-se calcular a massa do reagente limitante que reagiu completamente diante dos 2,05g da mistura.

O ideal seria que os mesmos 2,05g utilizados nos reagentes fossem transformados completamente em produto. No entanto, o rendimento teórico de 100% não foi observado. Pode-se calcular, portanto, o rendimento percentual a partir dos dados fornecidos.

Rendimento percentual = Rendimento real

──────────────── x 100

Rendimento teórico

Rendimento percentual = 0,73g

──────────────── x 100

2,05

Rendimento percentual = 35,6%.

Pode-se calcular, ainda, a composição percentual dos reagentes envolvidos e a massa do reagente em excesso:

Massa total = Mlimitante + Mexcesso

2,05g = 0,88g + Mexcesso

Mexcesso = 1,17 g

%limitante = 0,88g

──── x 100

2,05g

%limitante = 42,92% de BaCl2.

%excesso = 1,17g

──── x 100

2,05g

%excesso = 57,07% de Na3PO4.

- Reagente limitante

Ao serem adicionados 8g de NaHCO3 em cada frasco, observou-se que o volume de ar no interior da bexiga aumentava à medida em que o volume de vinagre comercial (composto por 4% de ácido acético) aumentava. Portanto, se esse aumento de quantidade em mL do vinagre determina o quanto de gás seria liberado, o ácido acético contido nele é considerado o reagente limitante.

O ácido acético reage com o bicarbonato de sódio da seguinte forma:[pic 1]

Fonte: http://aspiracoesquimicas.net/2012/11/neutralizacao-de-acidos-carboxilicos.html/

[pic 2]

Considerando-se a densidade do ácido acético como 1,1 g/mL, pode-se determinar por estequiometria os reagentes limitante e em excesso.

No primeiro frasco, onde há 7,0mL de vinagre comercial, obtém-se o valor em massa do ácido acético:

4% de 7,0mL = 0,28mL de ácido acético

Densidade = massa

─────

volume

1,1g/mL = massa

─────

0,280mL

Massa = 0,308g de CH3COOH.

NaHCO3 + CH3COOH → CH3COONa+ + H2O + CO2(g)

1 mol 1 mol

84 g 60g

0,43g 0,308g