Experimentos 9 10 FQ

8/17/2019 Experimentos 9 10 FQ

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UNIVERSIDADE FEDERAL DA GRANDE DOURADOSQUÍMICA

ALYSON D. M. M. EULALIOVINÍCIUS BERTOCO PIANTA

RELATÓRIO DE FÍSICO-QUÍMICA EXPERIMENTALEXPERIMENTOS 9 E 10

PROPRIEDADES COLIGATIVAS DETERMINAÇÃO DA MASSA MOLAR

Dourados/MS

2016


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congelamento da solução. Essa propriedade pode serexplicada quando se adiciona

um soluto não-volátil a um solvente, as partículas deste soluto dificultam a

cristalização do solvente dando origem à propriedade crioscopia, por exemplo,

aágua poluída possui partículas não-voláteis que dificultam o congelamento da

água, já a águapura, isenta de corpo estranho, cristaliza-se mais rapidamente [1,2] Osmocopia:Certo material ao entrar em contato com uma solução,

permite que algumas moléculas passem através de sua rede de poros minúsculos,

porém outras não. Na maioria das vezes, permitem que as pequenas moléculas de

solvente, por exemplo, a água passe pelos poros, mas bloqueiam as moléculas ou

íons maiores do soluto [1,2]

2. EXPERIMENTO 9

3. Objetivo

Observar experimentalmente as propriedades coligativas.

4. Materiais e reagentes

o Suporte universal

o Béqueres de 25 e 250 mL

o Termômetro

o Tubos de ensaio

o Garraso Balança analítica

o Pinça de madeira

o Tela de amianto

o Tripé de ferro

o Bico de Bunsen

o Naftaleno (C8H10)

o Enxofreo Cubo de gelo


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o Fio de cobre

o 2 copos transparentes

o 2 ovos de tamanhos semelhantes

o 250 mL de vinagre

o 250 g de açúcar

o 1 colher

5. Procedimento experimental

EXPERIMENTO I

Com o auxílio de uma balança e uma espátula pesou-se 2,0036 gramas de

naftaleno em um béquer de 25 mL, transferiu-se esta logo em seguida para um tubo de

ensaio.

Em um béquer de 250 mL com água, colocou-se um tubo de ensaio, de modo que o

nível da água cobrisse a massa do naftaleno. Após isso, com o bico de Bunsen, aqueceu-

se essa quantidade de água, medindo a temperatura da mesma com um termômetro.

No momento em que a massa de naftaleno fundiu, anotou-se a temperatura e

retirou-se o tubo de ensaio do béquer, com a água quente, e observou-se a solidificação

do naftaleno, conforme a diminuição da temperatura, também anotou-se a temperatura

de solidificação.

Em um outro béquer, pesou-se 0,1013 gramas de enxofre, em seguida adicionou-

se de forma cuidadosa esta massa num tubo de ensaio, o mesmo que continha naftaleno

solidificado. Em seguida, levou-se ao aquecimento no béquer com água, até a fusão,

retirou-se esse tubo, anotou-se a temperatura de fusão e de solidificação.

EXPERIMENTO IIAmarrou-se dois pesos iguais, um em cada extremidade do fio de cobre e

colocou-se sobre um cubo de gelo e observou-se. A pressão exercida pelo fio funde o

gelo abaixo dele, a medida que o fio penetra no gelo, a acua acima do fio congela

novamente, devido não existira mais a pressão do fio. Como consequência, o fio corta o

gelo até cair na vasilha utilizada, porém o cubo de gelo permanece intacto, sem ocorrer

a divisão.

EXPERIMENTO III


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Adicionou-se um ovo vermelho de tamanho médio, em 300 mL de vinagre

durante 24 horas. Após este tempo, retirou-se o ovo do vinagre e anotou-se as

mudanças.

Num segundo recipiente, preparou-se uma solução supersaturada de açúcar e adicionou-

se o ovo por mais 24 horas, e anotou-se o ocorrido.

6. Resultados e discussão

EXPERIMENTO I

A tabela abaixo apresenta as temperaturas obtidas de fusão e solidificação,

iniciais e finais, respectivamente.

Naftaleno puro Naftaleno + enxofre

Temperatura inicial de fusão (ºC) 72 69

Temperatura final de fusão (ºC) 84 81

Temperatura inicial de solidificação (ºC) 81 83

Temperatura final de solidificação (ºC) 78 76

De acordo com a literatura, o ponto de fusão do naftaleno é de 80,26 ºC. Como

mostrado na tabela, a temperatura de fusão, foi 84 ºC, permanecendo na faixa padrão.

Indica que o naftaleno está quase completamente puro, as diferenças podem ser devidas

outras particularidades, como a pesagem, a temperatura externa, a transferência da

massa do béquer para o tubo, entre outros.

Ao adicionar o enxofre, houve uma diminuição na temperatura inicial e final de fusão,

essa diferença é pela adição de um soluto não volátil (enxofre) ao solvente (naftaleno).

EXPERIMENTO II

Colocou-se um fio de cobre com os pesos na extremidade (pinças de madeira),

sobre um cubo de gelo. Observou-se que o fio de cobre atravessou o cubo, porém o gelo

não se quebrou, ao derreter o gelo, o fio foi descendo até cair na vasilha e a água sobre

ele congelou novamente.

Esse resultado ocorreu devido ao aumento de pressão provocada pelas pinças de

madeira, fazendo com que a temperatura de fusão diminua e assim, ocorre a fusão do


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gelo abaixo do fio. Com essa transformação física, o fio afunda lentamente e a água

volte a congelar, por não existir mais nenhuma pressão do fio de cobre.

EXPERIMENTO III

Quando o ovo é submergido no vinagre, há a formação de bolhas e após um

período o ovo começa a flutuar, isso pode ser explicado pela formação de bolhas na

superfície do ovo, de acordo com a equação a seguir:

2 H+ + CaCO3 CO2 + H2O + Ca2+

24 horas depois, as bolhas desaparecem, permanecendo apenas uma fina película

envolvendo o ovo, este também aumenta de tamanho, devido ao efeito da osmose, ondea película restante da casa após a reação com o vinagre, funciona como membrana

semipermeável (ocorrendo a passagem de solvente menos concentrado, como o vinagre,

para o meio mais concentrado, o interior do ovo).

Quando colocou-se o ovo na solução supersaturada de açúcar por 24 horas, a qual

apresenta uma concentração superior à do o ovo, o sentido do fluxo da solução inverte

(dentro do ovo, menos concentrado, para fora, mais concentrado), com isso o ovo

diminui, pois o vinagre sai do interior do ovo, para a solução supersaturada de açúcar.

7. EXPERIMENTO 10

8. Objetivo

Determinar a massa molar de um composto através do abaixamento da

temperatura de solidificação de um solvente.

9. Materiais e Reagentes

o

Tubo de ensaioo Béquer


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o Termômetro

o Bico de Bunsen

o Cânfora

o Naftaleno

o Balança Analítica

o Prendedor de madeira

o Bastão de vidro

o Equipamento para medição do ponto de fusão

10. Procedimento Experimental

1- Pesou-se 0,7452 gramas de cânfora, e 0,0689 gramas de naftaleno e colocou-se

em tubo de ensaio, o qual foi cuidadosamente aquecido em chama fraca do bico

de Bunsen até a fusão da substância.

2- Retirou-se o tubo de ensaio da chama e homogeneizou-se com um bastão de

vidro. Quando o fundido se solidificou, retirou-se uma certa quantidade com o

bastão de vidro e colocou-se em um vidro relógio. Preparou-se um capilar com

essa substância.3- Preparou-se um outro capilar com cânfora pura, também para se determinar o

ponto de fusão. Adaptou-se ambos os capilares a um termômetro para a

determinação dos pontos de fusão da mistura (t2) e da cânfora (t1).

11. Resultados e Discussão

O efeito do soluto na pressão de vapor de uma solução nos dá uma forma

conveniente para “contar ” moléculas, e assim proporciona um meio para determinar

experimentalmente massas molares. Suponhamos que uma determinada massa de um

composto é dissolvida num solvente, e a pressão de vapor da solução resultante é

medida, através do abaixamento do ponto de fusão. Usando a lei de Raoult, podemos

determinar o número de mols de soluto presente. Uma vez que a massa deste número de

mols é conhecida, pode-se calcular a massa molar.


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Como consequência essa lei podemos formular: O abaixamento do ponto de

congelamento (ΔTc), crioscopia, ou a elevação do ponto de ebulição (ΔTe), ebuliscopia,

é independente da natureza química dos solutos e diretamente proporcional a sua

concentração molal. Em relações podem-se expressar como:

ΔT c = K c × m

ΔT e = K e × m

ΔT = variação de temperatura.

K ce K e= constante crioscopica e ebulioscopica, respectivamente.

m = concentração molal.

Também pode usar a expressão para determinar o peso molecular de um soluto

desconhecido. Se reconhecermos que;

Molalidade =mols de soluto

kg de solvente

É que;

mols =g de soluto

massa molar

Substituindo na expressão do ponto de congelamento temos;

Δc =gramas de soluto . Kc

MM . Kg de solvente

Reorganizando e resolvendo para MM temos;

MM =gramas de soluto . Kc

Δf . Kg de solvente

Podemos também representar a equação do modo a seguir, para facilitar a conversão das

unidades;

MM =m1 . Kc . 1000

m2 . (t1 − t2)

m1 = massa da substância teste (soluto) em gramas;

m2 = massa da cânfora (solvente), em gramas;

t1 = temperatura de fusão de cânfora pura em °C;

t2 = temperatura da mistura em °C.


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No experimento medimos a temperatura de fusão inicial da cânfora pura, é

também de uma solução de cânfora e naftaleno, a seguir seguem suas formulas

estruturais e pontos de fusão teórico.

Naftaleno, ponto de fusão 80,26 °C

Cânfora, ponto de fusão 175 °C

A cânfora pura obteve um ponto de fusão inicial de 170 °C e final de 198°C, já a

solução cânfora/naftaleno obteve temperatura de fusão inicial de 148°C e final de

173°C. A partir desses dados pode-se determinar a massa molar do naftaleno, utilizando

a equação encontrada anteriormente:

MM = 0,0689 g . 6,95 K. kg/mol . 10000,7452 g . (443,15 − 421,15)K

MM = 29,63 g/mol

A massa molar do naftaleno encontrada a partir do abaixamento da temperatura

de solidificação foi 29,63 g mol-1, o valor teórico é 128,17 g mol-1. A partir disso

podemos calcular o erro percentual.

Erro percentual =128,17 − 29,63

128,17 .100


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Erro percentual = 76,88%

Observa-se um grande erro percentual, essa diferença entre valor teórico e

experimental pode ser justificado por erro de observação ou instrumental na realização

do experimento.

12. Conclusão

A partir do experimento conseguimos compreender melhor as propriedades

coligativas, que postula que os solventes puros têm associado com eles uma

determinada pressão de vapor. Esta característica é devido ao fato de algumas moléculas

de líquido ter energia suficiente para romper com a amostra líquida e voar como um gás.Uma vez que na fase gasosa, algumas das moléculas podem colidir e perdem alguma

energia, condensando de volta ao líquido. A fração de moléculas de líquido que pode

escapar para a fase de gasosa determina a pressão de vapor.

Em uma solução, algumas das moléculas perto da superfície serão solvente, e

algumas soluto. Uma vez que existem menos moléculas de solvente à superfície, menos

moléculas de solvente podem escapar, assim a pressão de vapor do solvente vai ser

diminuída. A nova pressão de vapor, na verdade, é proporcional à fração das moléculasdo solvente na superfície. Dessa forma pudemos observar um abaixamento do ponto de

congelamento da solução de naftaleno/enxofre.

Esta relação pode ser útil para o cálculo da massa molecular de um sólido

desconhecido. Pudemos observar que quando se faz uma solução (volume conhecido de

peso de solvente e conhecido de soluto) de um sólido desconhecido e mede-se a pressão

de vapor sobre essa solução, você obtém a fração molar do seu solvente a partir da lei de

Raoult, então pode-se então usar esta informação para descobrir o número de mols de

soluto.

13. Referências

[1] - ATKINS, P.; JONES, L..PRINCÍPIOS DE QUÍMICA: QUESTIONANDO AVIDA MODERNA EO MEIO AMBIENTE. PORTO ALEGRE: BOOKMAN,2001.[2] - CASTELLAN, G..FUNDAMENTOS DE FÍSICO-QUÍMICA. 1ª EDIÇÃO.RIO DE JANEIRO – RJ: LTC – EDITORA, 1986.


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