O que é uma análise de Orsat? Como se realiza esta análise?
Passo 1
O que o problema pede:
- Explicar o que é uma análise de Orsat.
- Explicar como se realiza essa análise (procedimento passo a passo).
Informações relevantes (o que vou usar para responder):
- A análise de Orsat é um método volumétrico para determinar frações volumétricas dos gases principais de fumaça ou de um gás de combustão (tipicamente
, e ). - O método usa absorventes químicos selectivos e mede contrações de volume para quantificar cada componente.
Passo 2
O que é — definição simples e direta (a “ideia” por trás):
- A análise de Orsat é um método analítico manual que determina a composição, em percentagem de volume, de um gás por sucessivas absorções químicas seletivas. A ideia central é: retirar um volume conhecido de gás, fazer passar esse gás por um absorvente que remove apenas um componente, medir quanto o volume do gás diminuiu, e assim obter o volume desse componente. Repetindo com outros absorventes em série, determina-se
de , e ; o restante (por diferença) são gases inertes (ex.: ).
Passo 3
Descrição do aparelho e reagentes (parte prática):
- Aparelho: um buretão calibrado (pipeta ou tubo graduado) para coletar o volume de gás e 3 pipetas de absorção em série com reagentes químicos, além de torneiras/veias para isolar, encher e conectar os frascos. Frequentemente há também um secador (ácido sulfúrico concentrado) se houver vapor d’água para remover.
- Reagentes e sua função:
- Hidróxido de potássio (
) absorve : - Pyrogallol em meio alcalino (pyrogallol +
— chamado “pyrogallol alcalino”) absorve formando produtos oxidados (a reação é complexa, mas o importante é que consome oxigénio seletivamente). - Solução de cuprous chloride / reagente à base de cobre (usado historicamente) absorve
formando um complexo; na prática isto remove monóxido de carbono. (Não é necessário decorar uma equação estequiométrica detalhada — basta saber que existe um reagente que complexa/absorve .)
- Hidróxido de potássio (
- Observação: se houver vapor d’água, remove-se com
concentrado ou outro secador antes de medir, para que os volumes se refiram a gases secos.
Passo 4
Princípio de medição (como os volumes se relacionam com as porcentagens):
- Se você enche a bureta com um volume conhecido de gás, digamos
, e depois faz passar esse gás por um absorvente que retira um componente, o volume restante será menor. A diferença é o volume do componente absorvido. - A percentagem em volume desse componente no gás original é:
- Exemplo genérico: se
e após com o volume cai para , então e .
Passo 5
Procedimento experimental detalhado passo a passo (o que fazer com o aparelho):
- Preparação
- Assegure que as pipetas de absorção estejam cheias com seus reagentes corretos e sem bolhas de ar.
- Se houver vapor d’água no gás, coloque um secador (ex.:
concentrado) antes das pipetas. - Verifique vedação (sem fugas).
- Tomar o volume inicial
- Isole o sistema, encha a bureta com o gás a analisar e regule até um ponto de referência. Anote o volume inicial
(por exemplo, ).
- Isole o sistema, encha a bureta com o gás a analisar e regule até um ponto de referência. Anote o volume inicial
- Absorção de
- Conecte o absorvedor com
. Agite/inverta a pipeta para garantir contato do gás com o reagente. Aguarde estabilização e anote o novo volume . - Calcule
e .
- Conecte o absorvedor com
- Absorção de
- Traga o gás remanescente para o absorvedor com pyrogallol alcalino. Agite e espere estabilizar. Anote
. - Calcule
e .
- Traga o gás remanescente para o absorvedor com pyrogallol alcalino. Agite e espere estabilizar. Anote
- Absorção de
- Faça passar o gás restante pelo absorvedor para
(solução de cobre). Agite, espere estabilizar. Anote . - Calcule
e .
- Faça passar o gás restante pelo absorvedor para
- Gases inertes
- O volume remanescente
corresponde aos gases não absorvíveis (principalmente + outros inertes). Portanto ou por diferença: .
- O volume remanescente
- Repetir se preciso
- Se as absorções não tiverem estabilizado completamente, repetir a passagem pelo mesmo absorvente até que não haja mais variação no volume (prática comum para garantir absorção completa).
Passo 6
Fórmulas úteis e exemplo numérico simples
- Fórmula geral para cada componente:
- Exemplo rápido: suponha
. - Após
: e . - Após pyrogallol:
e . - Após reagente de
: e . - Restante (inertes):
.
- Após
Passo 7
Correções, limitações e cuidados que você deve saber (dicas de prova/práticas)
- Correção de temperatura/pressão: se as medidas não forem feitas à mesma pressão e temperatura de referência, usa-se a lei dos gases ideais (lei combinada) para corrigir volumes. Para corrigir um volume
medido a para condições de referência : onde e são pressões absolutas e e são temperaturas absolutas (em kelvin). Defina claramente cada variável antes de aplicar. - Limitações:
- Interferências: alguns gases (NOx, H2, hidrocarbonetos, etc.) podem reagir com os absorventes e dar erro.
- Sensibilidade: não é tão sensível quanto cromatografia; para concentrações muito pequenas de um componente pode não detectar bem.
- Ordem dos absorventes importa; se trocar a ordem pode haver reações secundárias e leituras erradas.
- Cuidados práticos: evitar vazamentos, garantir contactos completos entre gás e absorvente (agitar/inverter), fazer repetições para confirmar, secar o gás se houver vapor d’água.
Passo 8
Resumo rápido para fixar na prova (memorização prática)
- Ordem típica: (secador, se necessário) →
( ) → pyrogallol alcalino ( ) → reagente de cobre ( ).\n - Medida: anotar
, após cada absorção anotar , calcular e % com .\n - Dica curta: “volume inicial menos volume após absorção = volume do componente” — repete isso mentalmente durante a prova.
Resposta
Análise de Orsat: é um método volumétrico que determina as frações em volume de
,
e
em um gás por sucessivas absorções químicas seletivas e medição da contração de volume.\n
Como se realiza: coleta-se um volume inicial do gás num buretão, faz‑se passar esse gás por absorventes em série —
para
, pyrogallol alcalino para
e reagente de cobre para
— anotando os volumes
após cada absorção; cada componente tem
dado por
, e o remanescente é o gás inerte.
Como se realiza: coleta-se um volume inicial