Determinação de Massa Molar de um Gás

...

CaCO3(s) + 2HCl(aq) CaCl2(aq) + CO2(g) + H2O(l)[pic 3]

OBJETIVOS

- Analisar o comportamento dos gases;

- Determinar a massa molar de um gás considerando que este se comporte como um gás ideal.

PARTE EXPERIMENTAL

Materiais e Métodos

- Carbonato de cálcio P.A .

- Ácido Clorídrico 40%

- Erlenmeyer 125 mL

- Kitassato 250 mL

- Funil de separação

- Proveta 250 mL

- Copo de béquer 100 mL

- Rolha com válvula de fechamento

- Mangueiras de silicone para conexão

- Junção em“T” metálica

- Balança analítica

- Bomba de vácuo

- Suporte Universal

Procedimento Experimental

Montagem do Sistema

Conectamos uma válvula de fechamento na mangueira de sucção da bomba e com uma mangueira de silicone conectamos a junção em “T” , em uma das extremidades dessa junção ligamos a saída do kitassato e a outra extremidade ligamos a válvula de fechamento adaptado com rolha para a vedação do frasco erlenmeyer. Adicionamos o reagente carbonato de cálcio no kitassato o acondicionamos no suporte universal e posicionamos o funil de separação com rolha de forma a vedar totalmente o kitassato, utilizamos garras para prende-lo ao suporte e em seguida adicionamos a solução de acido clorídrico no funil.

Experimento

Após verificado a estabilidade do sistema acionamos a bomba e após alguns segundos fechamos a válvula do erlenmeyer e desconectamos do sistema . Verificamos sua massa (erlenmeyer sem ar) anotamos e conectamos novamente ao sistema , acionamos a bomba novamente e após alguns segundos fechamos a válvula conectada a mangueira de sucção da bomba , dessa forma o sistema manteve-se no vácuo e em seguida desligamos a bomba .

Realizamos a abertura da válvula do funil de separação até cessar o escoamento do acido clorídrico e fechamos para que o gas produto da reação não saísse pelo funil , aguardamos alguns segundos e fechamos a válvula do erlenmeyer, desconectamos do sistema e verificamos a massa ( Erlenmeyer com CO2) . Repetimos o procedimento mais três vezes.

ESQUEMA

[pic 4]

RESULTADOS E DISCUSSÃO

Considerando que o CO2 se comporte como um gás ideal, podemos determinar a massa molar desse gás a partir da equação dos gases ideais (PV = nRT) e da relação entre número de mols e a massa molar.

PV = nRT

n = PV (1); n = m (2) [pic 5][pic 6]

RT MM

Substituindo (2) em (1): m = PV MM = mRT (3)[pic 7][pic 8][pic 9][pic 10]

MM RT PV

Assim a massa molar do CO2 é obtida substituindo-se os valores dos resultados da prática realizada na equação (3).

Inicialmente o experimento foi realizado e calculou-se a massa molar do CO2 com os resultados obtidos. Porém a massa molar calculada (29,06 g.mol-1) foi muito menor que a massa molar real do gás (44,01 g.mol-1). Então foram analisados os possíveis erros experimentais cometidos e deduziu-se que a maneira como o procedimento foi realizado poderia conduzir a pesagem de uma mistura do ar atmosférico com CO2 e não apenas do CO2 como o suposto. Por tanto a massa molar não pôde ser calculada com exatidão. Esse erro foi cometido devido ao erlenmeyer que continha o carbonato de cálcio não ter sido evacuado. Consequentemente havia ar atmosférico que se misturava com o CO2 liberado pela dissolução do carbonato, essa mistura passava para o erlenmeyer evacuado e era pesada como se houvesse apenas o CO2. Após a identificação desse erro, realizou-se novamente o experimento, dessa vez utilizando um kitassato com uma bomba de vácuo acoplada para evacuar o ar atmosférico do recipiente.

Os resultados obtidos do segundo experimento são listados a seguir.

Dados:

Massas do kitassato sem ar (evacuado): Massas do kitassato com CO2:

m1 = 111,7029 g m1 = 111,9387 g

m2 = 111,7054 g m2 = 111,9449 g

m3 = 111,7045 g m3 = 111,9398 g

mmédia = 111, 7043 g mmédia = 111,9411 g

Volume total do kitassato (V): 140 mL

Temperatura do interior do kitassato (T): 29°C ou 302 K

Para obter o valor da massa média de CO2 no interior do kitassato basta subtrair a massa média do kitassato sem o CO2 da massa média do kitassato com CO2.

mCO2 = mmédia(com CO2) - mmédia(sem CO2)

mCO2 = 111,9411 g - 111, 7043 g = 0,2368