UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO SUL

UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO SUL

INSTITUTO DE QUMICA DEPARTAMENTO DE FSICO QUMICA

QUI03319 FSICO QUMICA EXPERIMENTAL I AMASSA MOLAR DE GASES

Luciano Forgiarini

2180/99-0

Felipe Duarte

1213/00-0

Sidinei Gobbi 3154/00-2

Grupo 55

Turma C

Data de Entrega: 18/07/2002

Objetivo

Nosso objetivo nesta aula prtica determinar a massa molar dos gases utilizando a Balana de Gases de Edwards.Introduo

Para a determinao da massa molar de gases, um mtodo simples e eficiente o da Balana de Gases de Edwards. Esse mtodo baseado no princpio de Arquimedes. Tal princpio estabelece que a fora de empuxo que atua sobre um corpo imerso em mll fluido igual ao peso do fluido deslocado.

A Balana de Edwards utiliza um bulbo de vidro de volume constante para fazer uma relao entre o empuxo exercido sobe ele (de baixo para cima, para se opor ao seu peso) por dois gases diferentes. Para que dois gases exeram o mesmo empuxo sobre o bulbo necessrio que as densidades de ambos na cmara sejam idnticas, uma vez que o volume do bulbo constante. Considerando os gases ideais vale a relao:

(1)

onde o nmero de mols, e que pode ser escrito como:

(2)

Substituindo (2) em (l) obtemos

(3)

No equilbrio, temos a igualdade das densidades, ou seja:

(4)

Usando a equao acima podemos calcular a massa molar de um gs (correspondente ao ndice 1), tomando um outro gs como padro (correspondente ao ndice 2).Processo Experimental

Primeiramente, realizamos a lavagem da balana, fazendo com que o gs padro passasse algumas vezes pela balana, e evacuando a mesma com bomba, para evitar que impurezas contaminassem o experimento.

A balana foi preenchida ento definitivamente com o gs padro (no caso o oxignio) com uma presso acima da necessria para equilibrar a balana. Medimos a presso necessria para equilibrar a balana, ou seja, para alinhar o indicador (contra peso da balana) linha horizontal de referncia, que estava situada no visor de vidro da cmara que continha a balana, depois de irmos diminuindo gradativamente a presso interna da cmara.

Aps a retirada do oxignio, realizamos novamente a lavagem do equipamento com o outro gs (dixido de carbono), e ento preenchemos a cmara permanentemente com este gs (tambm com uma presso acima da necessria para equilibrar a balana). Regulamos a quantidade de gs que saa atravs da vlvula de sada da balana, at ajustarmos novamente o indicador linha de referncia. Medimos ento a presso de equilbrio atravs de um manmetro diferencial. O processo foi repetido 3 vezes, obtendo, assim, trs medidas de presses para este gs. Este mesmo procedimento foi feito para o segundo gs problema (nitrognio).Resultados Experimentais

A partir das leituras realizadas para os trs gases, seguintes tabelas:

Tabela 1: Medidas de Presso para o OxignioLeitura Superior (cmHg)Leitura Inferior (cmHg)Diferena (cmHg)Presso (mmHg)

58,0021,6036,401129,5

57,1022,6334,471110,2

60,6028,8931,711082,6

Tabela 2: Medidas de Presso para o Dixido de CarbonoLeitura Superior (cmHg)Leitura Inferior (cmHg)Diferena (cmHg)Presso (mmHg)

43,8435,997,85844,0

44,4935,309,19857,4

43,5636,157,41839,6

Tabela 3: Medidas de Presso para o Nitrognio

Leitura Superior (cmHg)Leitura Inferior (cmHg)Diferena (cmHg)Presso (mmHg)

65,5714,1551,421279,7

66,6713,1053,571301,2

67,4712,4155,061316,1

A partir das tabelas acima calculamos as massas molares do dixido de carbono e do nitrognio usando a equao (4), tomando o oxignio como padro, e assumindo que sua massa molar seja de 32,00 g/mol:

Podemos ento comparar estes valores obtidos com os valores encontrados na literatura (Intemational Critical Tables of Numerical Data), atravs de uma tabela:

Tabela 4: Erros Obtidos para as Massas Molares

GsValor Experimental

(g/mol)Valor Tabelado

(g/mol)Erro Relativo

Dixido de Carbono41,8444,014,90%

Nitrognio27,2828,022,57%

Concluso

Tendo em vista a proximidade dos valores experimental e tabelado, podemos concluir que o mtodo da Balana de Gases de Edwards para a determinao da massa molar de gases eficiente, pois obtivemos bons resultados experimentais. As medidas foram realizadas em um equipamento bastante sensvel, o que minimiza dentro do possvel o erro.

Uma possvel contaminao dos gases analisados por interferentes (no caso de uma lavagem insuficiente) um dos fatores que levaram ao erro, que tambm pode ter sido causado pelo fato de que os gases so reais, e no ideais, como foi utilizado nos clculos, assim como o fato de que o atrito no apoio da balana impe uma pequena resistncia ao movimento oscilatrio da mesma, interferindo, assim no valor do empuxo.Bibliografia

1. International Critical Tables of Numerical Data, Physics, Chemistry and Tecnology, Mcgraw-Hill, 1929

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