Química Geral Experimental - Aula 6 Título da Prática: Determinação da massa molar do Magnésio. Objetivos: Determinação de sua massa molar do Magnésio a partir da reação com ácido. Acompanhar a cinética da reação e discutir os fatores que afetam a velocidade da reação. Tópicos Explorados: - Estequiometria - Gases Materiais: Turma: - Solução aquosa de HCl 3mol/L - Filme de PVC transparente. Grupo: Proveta de 50 ml (1) Béquer de 250 ml (1) Suporte (1) Garra (1) Régua escolar (1) Pisseta com água (1) Cronômetro (1) Fita de Magnésio (aproximadamente 2,2cm) Pequeno pedaço de lixa Fio de cobre encapado ou 1cm de tubo plástico de 1cm de diâmetro Equipamentos: - Balança analítica. - Termômetro
- Barômetro Procedimento Experimental: Procedimento A: 1. Limpe uma fita de magnésio de aproximadamente 2,2 a 2,3 cm. 2. Pese a fita de magnésio e anote a massa; 3. Prenda a fita de magnésio na extremidade de um fio de cobre encapado na forma de um anzol, conforme a ilustração abaixo; 4. Coloque inicialmente 10 ml de HCl 3mol/L na proveta de 50 ml; 5. Complete o volume com água. O tubo deve ficar completamente cheio até quase transbordar; 6. Tampar a proveta com o filme de PVC transparente e invertê-la em um béquer de 250 ml contendo água de torneira. Evitar neste momento a formação de bolha no fundo da proveta; 7. Introduzir a fita de magnésio presa no anzol, conforme mostra a figura abaixo e dispare o cronômetro. 8. Anote o tempo transcorrido a cada 5mL; 9. Depois que a reação cessar, aguardar cerca de 5 minutos pra deixar o sistema atingir a temperatura ambiente; 10. Igualar a pressão interna do gás à pressão atmosférica ou meça o comprimento da coluna de água com uma régua; 11. Determine o volume do gás formado; 12. Determine a temperatura ambiente; ATENÇÃO: Se houver vazamento de gás durante a reação, o procedimento deve ser repetido.
Figura: Montagem experimental. ATENÇÃO: Ao descartar a solução de HCL na pia, abra bem a torneira para diluir bastante a solução. Resultados e Discussão: 1ª Parte: Coleta dos dados V H2, ml Tempo (do cronômetro) Tempo, s Tabela 1: Volume de gás EM FUNÇÂO DO TEMPO.
a) Utilizando os dados da Tabela 1 construa o gráfico VH2(mL) x tempo(s). Utilize o espaço abaixo, no relatório utilize papel milímetro.
2ª Parte: Cálculo da massa molar Mg + 2H + = Mg 2+ + H 2 n Mg =n H2 m Mg /M Mg =pv/rt Onde: p=ph2 Pressão do H2 p gás =p H2 +p H2O +p outros p gás +p coluna =p atm Portanto, p H2 =p atm -p coluna -p H2O -p outros Considerando: p outros (quando a água é previamente aquecida) ~ 0 p coluna = h(cm) x 10-2 / 10,2 = atm T(K)=T( o C)+273,15= K p H2O = p H2O (tab, em mmhg)/760= atm p atm = p(barômetro, hpa) x 100/10 5 = atm
Logo, p H2 = p atm -p coluna -p H2O -p outros = atm Professor: ATENÇÃO No laboratório de física temos um barômetro, a altitude da cidade de Alfenas é de aproximadamente 800m e a pressão atmosférica média de aproximadamente 912 hpa ou aproximadamente 0,90 atm. Massa Molar do Magnésio Portanto, R=0,0817atm. L/mol. K V médio = L M Mg =m Mg RT/pV= g/mol Tabela 3: Massa molar do magnésio em gramas Equipes 1 2 3 4 5 6 7 8 Massa Molar do Mg, g/mol
Média Desvio padrão Intervalo de confiança Questionário: 1. Explique como os resultados, no cálculo da massa molar, seriam afetados pelos seguintes erros: a) A pressão de vapor d água não foi descontada; b) O início da reação se deu antes da introdução da fita de magnésio no tubo; c) A reação de oxidação do magnésio não foi completa; d) A fita de magnésio estava coberta por uma película de óxido de magnésio; e) Existe bolha de ar na proveta antes do início da reação; f) A temperatura ambiente não foi considerada, o dia está mais frio; g) A altitude da cidade não foi considerada; h) O fio de cobre reagiu com o ácido; i) Concentração do ácido. 2. Por que se pode usar um fio de cobre nesta experiência? 3. Por que se deve ferver recentemente a água destilada colocada no tubo graduado? 4. Consulte uma tabela de potenciais de oxidação e responda: considerando os metais, sódio, cobre, prata, ferro, cálcio, chumbo e cádmio, para quais deles poderia ser usado processos análogos ao uso da determinação da massa molar do magnésio? 5. Qual foi o erro percentual cometido na determinação experimental da massa molar do magnésio?
Erro = [(valor exato valor calculado) / valor exato)] x 100= % 6. Uma solução concentrada de ácido clorídrico reage com qualquer metal? O que aconteceria se fossem utilizados ácido sulfúrico ou ácido nítrico no lugar do HCl na reação com magnésio metálico? Referencias: