UNIVERSIDADE FEDERAL DA BAHIA - INSTITUTO DE QUMICA- DEPARTAMENTO DE FSICO-QUMICA

DISCIPLINA: FISICO-QUMICA A, QUIA15

EXPERIMENTO: MEDIDA DA MASSA MOLECULAR DE UM VAPOR: MTODO DE VICTOR MEYER.

1. OBJETIVO: Determinar a massa molecular de uma substncia vaporizvel, pelo mtodo idealizado por Victor Meyer usando a lei do gs ideal, a equao de van der Waals e o diagrama generalizado do fator de compressibilidade.

2. INTRODUO:

No mtodo de Victor Meyer, a massa molecular obtida atravs da determinao da massa especfica ( ) de um vapor, em condies conhecidas de temperatura (T) e de presso (P).

A partir da equao de estado do gs ideal, obtm-se a seguinte expresso:

pRTM =

Em que M = massa molecular = massa especfica ( Vm= ) R = constante universal dos gases, em que o valor depende das unidades utilizadas

A massa especfica () determinada em 2 etapas: Na primeira, determina-se a massa (m) da substncia, sob forma lquida. Na segunda, vaporiza-se esta massa e mede-se o volume (V) de ar deslocado que corresponde ao seu volume gasoso em condies conhecidas de temperatura (T) e de presso (p). O aparelho utilizado est esquematizado na Figura 1

Figura 1. Esquema da aparelhagem a ser utilizada

Como o ar recolhido sobre a gua dentro da bureta de gs, a presso acima do nvel da gua da bureta (Patm) devida presso do ar (Par) mais a presso do vapor dgua (Pgua), na temperatura (T).

Patm = Par + Pgua

Ento, a presso do ar :

Par = Patm - Pgua

3. PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL

a) Montagem do aparelho

Verifique se o tubo de vaporizao est seco, introduza-o no banho de gua 1, como mostra a Figura 1, e prenda-o a um suporte universal. Inicie o aquecimento tendo o cuidado de manter o tubo de vaporizao sem a tampa. Encha o banho 2 com gua e mergulhe a extremidade inferior do tubo de sada no banho. Encha a bureta com gua, em seguida, inverta dentro do banho 2 de modo que o volume de gua esteja entre 48 e 50 mL, de forma que, posteriormente, o tubo de sada possa ser conectado e preso bureta, como mostra a Figura 1. Espere a gua entrar em ebulio. Use um mergulho (aquecedor) para acelerar o processo de aquecimento da gua.

OBS: Cuidado, o mergulho s pode ser ligado fonte de eletricidade estando imerso na gua. Antes de retir-lo da gua, desconecte-o da fonte de alimentao. Ateno aos procedimentos de manuseio do mergulho a fim de evitar queimaduras.

b) Preparao da amostra

Nesta experincia, a substncia problema fornecida pelo professor dentro de uma ampola de vidro selada. Anote a massa da amostra contida na ampola que indicada no envelope. Verifique se ela est devidamente selada e sem possibilidade de vazamento de amostra.

Os procedimentos 1 e 2 a seguir so apenas informativos. No ser necessrio realiz-los

1- ENCHIMENTO DA AMPOLA DE VIDRO: Pese uma ampola de vidro e, em seguida, coloque uma massa de aproximadamente 0,1 g da substncia. Pese a ampola ainda aberta para verificar se a massa introduzida da mesma ordem da massa permitida. Se houver excesso, aquea rapidamente e com cuidado o bulbo da ampola, para vaporizar o excedente. Sele e pese novamente. Determine a massa de amostra

contida na ampola.

2-TCNICA DE ENCHIMENTO E SELAGEM DA AMPOLA

A ampola de vidro aquecida rapidamente, afim de reduzir a presso no seu interior. Logo em seguida, deve ser colocada com a extremidade aberta para baixo, em um bquer contendo a substncia. Com a diferena de presso, a substncia impulsionada para dentro da ampola. A selagem deve ser feita a fogo e presso. A extremidade aberta deve ser

bastante aquecida de forma a amolecer o vidro. Em seguida, fecha pressionando-a com uma pina.

c) Preparao final Quando a gua estiver em ebulio, tampe o tubo de vaporizao. Observe se sai bolhas de ar pelo tubo de sada. Verifique se no h condensao de alguma substncia na sada do tubo de vaporizao e se todas as bolhas de ar j escaparam pelo tubo de sada. Cheque se a gua est em ebulio. Conecte o tubo de sada bureta. Faa a leitura do volume na bureta. O aparelho encontra-se em condies de operao.

d) Determinao

O procedimento a seguir deve ser realizado com a mxima rapidez. Retire a tampa esmerilhada do tubo de vaporizao. Quebre a ponta do capilar da ampola contendo a amostra e jogue a ampola, com o seu capilar invertido para baixo, imediatamente dentro do tubo de vaporizao. Feche rapidamente o tubo introduzindo a tampa com firmeza e girando-a em 45 graus, aproximadamente para melhor vedao. Observe as bolhas de ar na bureta de gs. Quando todas as bolhas houverem escapado, o fluxo de ar vai parar e o volume na bureta ficar constante. Anote o volume (V) de ar. Logo aps, o fluxo de gua inverte no sentido do banho 2, para dentro do tubo de sada e do tubo de vaporizao. Abra o tubo de vaporizao para evitar que a gua entre no mesmo. Desligue o aquecedor do banho 1. Anote a temperatura (T) da gua do banho 2 e a presso baromtrica.

e) Repita o procedimento b, c, d trs vezes.

4. TRATAMENTO DE DADOS

No relatrio deve-se apresentar o objetivo, introduo, reviso da literatura, descrio da parte experimental, o tratamento de dados e deciso dos seguintes resultados: 1. Calcule a massa molecular da substncia, usando as seguintes equaes:

a)

b)

c)

Procure na literatura os valores das constantes a e b de van der Waals da substncia e os valores das constantes crticas. Qual das trs equaes melhor representa o comportamento do vapor? Justifique. 2. Calcule o erro relativo e enumere as possveis causas de erro, sempre comparando seus resultados com valores indicados na literatura.

3- Explique porque o fluxo de gua na bureta inverte aps a vaporizao de toda a amostra.

5. DISCUSSO DO TRATAMENTO DE DADOS

nRTpV =

znRTpV =

( ) nRTnbVVn

ap =

+

2

6. CONCLUSES

REFERNCIAS BIBLIOGRFICAS

1. RANGEL, R.N. - Prticas de Fsico Qumica 3 Edio, 2006. So Paulo. 2. DANIELS, F. et alli - Practicas de Qumica - Fsica - McGraw-Hill Book Company, Inc. - 4a. ed. - Barcelona - pag. 8. 3. MACEDO, H. et alli - Manual de Laboratrio - 1971 - UFRJ. 4, LIVROS TEXTOS DE FISICIQUIMICA ver bibliografia do curso.