Exp. 4: Lei das Proporções Constantes – Determinação de Fórmulas Mínimas

EFB501 – Química

Exp. 4: Lei das Proporções Constantes – Determinação de Fórmulas Mínimas.


Lab.: 09
Professor: Fernando Perna
Data: 04/04/2013
Nome:
Fernando Longuini da Silva
R.A.: 10.00632-0
Nome:
Gabriela Tollotti
R.A.: 12.01291-2
Nome:
Kaue Chohfi
R.A.: 12.02832-0

Massatubo limpo e seco=m1=13,31g
Massatubo limpo e seco + KClO3=m2=14,24g
MassaKClO3 = m2 – m1 =0,9g MassaKCl = m3 – m1 = 0,63 g
Observações durante o aquecimento:
(a) Início do aquecimento: Após a fusão, o líquido começa a borbulhar e libera o gás nitidamente. Conforme aquecemos o KClO3 ele começou a borbulhar ocasionando, após certo tempo, a nítida liberação de oxigênio.
(b) Teste do palito com a ponta em brasa: O palito em brasa em contato com oxigênio pegou fogo devido ao fato do oxigênio ser um gás comburente.
(c) Durante o aquecimento: A liberação do gás oxigênio foi diminuindo com o passar do tempo e ocorreu a formação de KCl, que começou a grudar nas paredes laterais do tubo de ensaio.
(d) Final do aquecimento: Um pouco de massa gruda nas paredes laterais do tubo e um pouco fica no fundo estralando por causa da solidificação.

Tabela 01: Resultados obtidos
Grupo
m KCO3 (g)
m KCl (g)
m KCO3 / m KCl (g)
1
0,99
0,61
1,62
2
1,04
0,63
1,65
3
1,12
0,66
1,69
4
0,83
0,56
1,48
5
1,20
0,73
1,64
6
1,15
0,71
1,61
7
0,90
0,63
1,47


Valor Médio
1,59


Desvio Padrão
0,085

Erro Relativo percentual (nosso grupo): E%= 1,64-1,471,64 x 100=8,13%
Erro Relativo percentual (nosso laboratório): E%= 1,64-1,591,64 x 100=3,05%

Gráfico 01: Gráfico com dados selecionados


Gráfico 02: Gráfico com dados de todos os grupos

Para esse experimento foram feitos dois gráficos: no primeiro foram eliminados os valores muito fora do esperado; ao calcular seu coeficiente angular obteve-se 1,65, o que resulta em um erro percentual de 0,61%. Através da planilha eletrônica foi possível gerar uma equação que modela aproximadamente o fenômeno, chegando na seguinte equação y = 1,6465x. No segundo gráfico todos os valores do laboratório foram utilizados, obtendo um coeficiente angular de 1,60, o que representa um erro percentual de 3,05%, também foi possível modelar a reação por uma linha de tendência, representada pela equação: y = 1,5997x.
Questões
1- O que deve ter ocorrido em um experimento se o valor obtido para a razão KClO3/KCl for acima de 1,64 ? E se for inferior a esse valor? Que erros experimentais podem ter levado a esses valores?
Para valores acima de 1,64 pode ter sucedido a falta de aquecimento, a chama inadequada, contaminação do composto (cinza do composto dentro do tubo), decomposição incompleta ou tempo muito curto de aquecimento. Já para um desvio menor, houve perda de massa ou sublimação do composto.
2- Conhecidos os pontos de fusão (p.f.) para os compostos:
p.f. KClO3 = 356oC (decompõe em 400oC)
p.f. KClO4 = 610oC
p.f. KCl = 776oC (sublima a 1500oC)

Procure uma explicação para os eventos observados durante o aquecimento do KClO3:
a) Por que a fusão inicial foi relativamente fácil no bico de Bunsen?
A fusão inicial foi relativamente fácil pois o ponto de fusão do KClO3 foi de 356°C e o bico de Bunsen pode chegar a 1500°C. Com o passar da decomposição forma-se KCl que possui um p.f. mais elevado dificultando a fusão.
b) Por que não é recomendado o aquecimento prolongado do material em chama muito quente?
Pois há sublimação do KClO3 o que pode provocar uma diminuição da massa do material e vir a acontecer um resultado indesejável.
c) Por que o material se solidifica após essa primeira fusão? Qual deverá ser a temperatura de fusão aproximada na segunda fusão observada?
Pois a temperatura do KClO4 e do KCl é maior do que a do KClO3 , fazendo com que eles se solidifiquem após essa reação. A temperatura esperada da próxima a da fusão para o KClO4 é de 610°C e para o KCl de 776°C.


3- Qual a composição centesimal em massa do ciclamato, C6H12NNaO3S, um edulcorante?
Massa do Carbono
6 x 12 = 72 g.mol-1
Massa do Hidrogênio
1 x 12 = 12 g.mol-1
Massa do Nitrogênio
1 x 14 = 14 g.mol-1
Massa do Sódio
1 x 22 = 22 g.mol-1
Massa do Oxigênio
3 x 16 = 48 g.mol-1
Massa do Enxofre
1 x 32 = 32 g.mol-1
Massa total do composto
200 g.mol-1
Composição centesimal
%Carbono
72 x (100/200) = 36%
%Hidrogênio
12 x (100/200) = 6%
%Nitrogênio
14 x (100/200) = 7%
%Sódio
22 x (100/200) = 11%
%Oxigênio
48 x (100/200) = 24%
%Enxofre
32 x (100/200) = 16%

4- Uma análise química de um carboidrato complexo apresentou 40,0% de C, 6,71% de H e 53,3% de O. Sua massa molar é aproximadamente 860 g/mol. (a) Qual é a fórmula empírica (mínima) do carboidrato? (b) Qual é a fórmula molecular do carboidrato?
Para o Carbono
860gmol ×0,4=344 gmol de Carbono 344 g12 g.mol-1=28,67 29 mol
Para o hidrogênio.
860gmol ×0,0671=57,7 gmol de Hidrogênio 57,7 g1 g.mol-1=57,7 58 mol
Para o oxigênio.
860gmol ×0,533=458,38 gmol de Oxigênio 458,38 g16 g.mol-1=28,64 29 mol
Assim, pode-se concluir que a fórmula molecular é: C29H58O29 e para fórmula mínima simplificamos por 29 obtendo: CH2O. Porém como sua massa é aproximadamente 860 g/mol, é possível obter combinações das proporções, resultando em:
C29
C28
C28
C29
O29
O28
O29
O28
H48
H76
H60
H64

Sendo a proporção mais provável a destacada acima.
5- A quinona, um produto químico utilizado na indústria de corantes e em fotografias, é um composto orgânico formado apenas por C, H e O. Dados: C = 12; H = 1; O = 16.
a) Determine a fórmula molecular desse composto, sabendo que sua massa molar é 108 g/mol e que 105 mg do composto produzem 257 mg de CO2 e 35 mg de H2O, quando este é queimado completamente com gás oxigênio?
CxH2yOz+ O2 X CO2+Y H2O
105 10-3g quinona 1 mol quinona108g quinona X mol CO21 mol quinona 44g CO21mol CO2=257 10-3g CO2 x=6
105 10-3g quinona 1 mol quinona108g quinona Y mol H2O1 mol quinona 18g H2O1mol H2O=35 10-3g H2O y=2
Portanto tem-se C6H2Oz, mas sabendo que a massa molar é 108g.mol-1, obtem:
(6 x 12) + (4 x 1) + (z x 16) = 108 z = 2
Assim a fóruma molecular da quinona é C6H4O2.
b) Escreva a equação balanceada de combustão da quinona.
C6H4O2+6O2 6CO2+2H2O
6- Seguindo o procedimento para induzir a Lei de Proust, em um tubo de ensaio limpo e seco de massa igual a 12,000 g foram colocados 2,000 g de KClO3 impuro (impurezas não voláteis e não decomponíveis termicamente). O material foi aquecido até a decomposição completa do sal e, após esfriar, foi determinada a massa 13,295 g para o sistema. Determine a porcentagem de pureza do KClO3 impuro.
2KClO3 2KCl+3H2O
Proporção de KClO3: KCl = 1:1 . Logo, a quantidade de KClO3deve ser igual à quantidade de KCl. Como o KClO3é impuro, temos que X100 2=1,295 X =6 4,75% porcentagem de pureza do KClO3impuro.

7- A temperatura da chama do bico de Mecker é mais elevada que a do bico de Bunsen? Justifique.

Os três tipos de bicos de gás mais comuns são o bico de Bunsen, Tirril e Mecker. Do ponto de vista operacional, os três tipos básicos são fundamentalmente semelhantes; em todos eles o gás é injetado logo acima da base e se mistura no tubo com o ar que é aspirado por ele, através dos orifícios cuja abertura pode ser modificada com o auxilio de um anel corrediço também perfurado. No bico de Bunsen a quantidade de gás que nele é queimada é regulada pelo registro de gás da mesa do laboratório ao passo que, no Tirril e no Meker, a regulagem é feita por um registro de agulha localizada na base do bico. Nos bicos de Bunsen e Tirril o tubo é cilíndrico enquanto que no de Meker ele apresenta um estrangulamento que provoca uma mistura mais intima do gás e do ar, que propicia uma combustão mais rápida e uniforme; além disso, na boca do Meker há uma grade metálica que melhora as condições de combustão. Devido às características citadas anteriormente, a temperatura da chama do bico de Mecker é mais elevada que a temperatura da chama do bico de Bunsen. (http://www.ebah.com.br/content/ABAAAAJRMAJ/analises-quimicas-geral)





4

Decomposição térmica de um sal oxigenado


Massa KCl (g)


Massa KCO3 (g)



Decomposição térmica de um sal oxigenado


Massa KCl (g)


Massa KCO3 (g)