Relatorio Victor Meyer
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UNIVERSIDADE FEDERAL DA BAHIAINSTITUTO DE QUÍMICA
DEPARTAMENTO DE FÍSICO-QUÍMICADISCIPLINA: FÍSICO-QUÍMICA A, QUIA15
PROFESSORES: JAIME E ROBERTOALUNOS: ANDRÉ HENRIQUE LARANJEIRA DOS SANTOS
PAULO SILVA RIBEIRO
EXPERIMENTO: MEDIDA DE MASSA MOLECULAR DE UM VAPOR:MÉTODO DE VICTOR MAYER
Dados:
Substância: Etanol Massa de EtOH no bulbo: 0,0501g Temperatura ambiente = 298K Temperatura do sistema aquecido = 373K Vf-Vi = 26,61 mL
1)Cálculo da Massa Molecular da Substancia:
A pressão de vapor d’água a 298K é tabelada e vale 0,0312atmEntão a pressão do etanol é:
P = 1 – 0,0312 = 0,9688atm
1.1 Lei do gás ideal
(I)Sendo:
P a pressão; V o volume; n o número de mols presente; R a constante universal dos gases, o seu valor depende das constantes utilizadas; T a temperatura.
Temos a relação de massa específica com volume e massa definida por:
(II)O número de mols é definido por:
(III)Sendo MM a massa molecular da substância e m a massa total da substância presente.
Substituindo (II) e (III) em (I) temos:
Simplificando, obtemos:
(IV)
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Substituindo os valores encontrados na equação (IV) pelos dados coletados no primeiro experimento obtém-se:
MM = 47,506g/mol
1.2 Lei do gás real (fator de compressibilidade)
P a pressão; V o volume; n o número de mols presente; R a constante universal dos gases, o seu valor depende das constantes utilizadas; T a temperatura; Z o fator de compressibilidade.
Temos a relação envolvendo a pressão reduzida e o fator de compressibilidade:
Para identificar o fator de compressibilidade na pressão desejada, primeiro encontra-se os coeficientes da reta acima. Para isso localiza-se dois pontos do gráfico do fator de compressibilidade.
Pr Z0,05 0,950 1
0,95 = a.0,05 + b … b=10,95 = a.0,05 +1Z = -Pr +1
Agora, substitui-se o valor de pelo valor da pressão reduzida do sistema:
Z=-0,015 +1Z = 0,985
Cálculo da massa molecular para o primeiro procedimento:MM = ZmRT/VP
MM = 46,79g/mol
1.3 Equação de Van der Waals
[P + a(n)2/(V)2](V – nb) = nRTSendo:
P a pressão; V o volume; n o número de mols presente;
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R a constante universal dos gases, o seu valor depende das constantes utilizadas; T a temperatura; a é um fator de correção relacionado com as forças intermoleculares; b é um fator de correção relacionado com o volume molecular.
De acordo com a literatura, temos os seguintes valores para as constantes da equação de Van der Waals:a= 12,02(L2atmbar/mol2)b = 0,08407 (L/mol)
Cálculo da massa molecular para o primeiro experimento[0,9688 + 12,02 (0,0501)2/(26,6x10-3)2(MM)2](26,6x10-3 – 0,0501x0,008407/MM) = 0,0501x0,082x298/MMO valor encontrado para MM através da equação de Van der Waals foi 46,18g/mol.
2)
Equação Discrepância experimento Gás ideal 3,1 %Gás real 1,6 %Van der Waals 0,3 %
Tabela 1 Comparação dos resultados para cada equação
Experimentos envolvem erros e incertezas associados. No experimento realizado, existem inúmeros fatores geradores de erros. Em primeiro lugar, a ampola contendo a substância a ser analisada, não foi vedada corretamente e por isso apresentava um vazamento. Cabalmente, a massa de etanol pesada pela balança não corresponde a massa utilizada no experimento (acredita-se que essa seja a maior fonte de erro; erros aleatórios relativos à leitura da bureta, pois uma leitura sendo realizada por duas pessoas não será concordante, já que cada um tem o seu critério para realizar interpolações entre as marcas da escala, e até uma pessoa lendo o mesmo instrumento diversas vezes pode obter leituras diferentes. Além disso, assim que o experimento se inicia é necessário retirar a rolha que fecha o recipiente, atirar-lhe a recém partida ampola contendo o etanol e selar o recipiente logo em seguida. Nessa manobra sempre haverá perdas e a velocidade com que o procedimento é realizado determina o quanto de etanol que escapa do recipiente nessas frações de segundos, constituindo mais uma fonte de erro.
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Por último, no decorrer do experimento houve queda de energia. Essa queda aconteceu basicamente no início da segunda medição da massa molar do etanol.
3)O fluxo de água inverte pois o gás vaporizado que está sendo inserido na bureta preenche o volume proporcional a temperatura com que sai do tubo de vaporização e expande-se para ocupar esse volume, empurrando a coluna de ar para baixo, enchendo o béquer com mais água, invertendo o fluxo inicial.