No mesmo relatório do experimento 1 adicione os cálculos necessários para determinar a massa molar do gás utilizado no experimento. Determine a pressão do gás através de equações adequadas e explique cada passo do cálculo. Calcule o erro em relação ao valor teórico. O resultado foi satisfatório?
Passo 1
O enunciado pede para, no relatório do experimento, calcular a massa molar do gás usado, determinando primeiro a pressão do gás por equações apropriadas, depois usando a Lei dos Gases Ideais para achar a massa molar e, por fim, comparar com o valor teórico para calcular o erro e dizer se foi satisfatório.
Conteúdo da matéria: Lei dos Gases Ideais (PV = nRT), definição de mol (n = m/M), e cálculo de erro relativo. Vamos precisar dos valores experimentais de massa de gás (m), volume do recipiente (V), temperatura (T), pressão atmosférica (Pₐₜₘ) e pressão de vapor d’água (P_H₂O).
Conteúdo da matéria: Lei dos Gases Ideais (PV = nRT), definição de mol (n = m/M), e cálculo de erro relativo. Vamos precisar dos valores experimentais de massa de gás (m), volume do recipiente (V), temperatura (T), pressão atmosférica (Pₐₜₘ) e pressão de vapor d’água (P_H₂O).
Passo 2
Determinar a massa de gás coletado
– Pesa-se o recipiente antes (m₁) e depois de encher com o gás (m₂).
– A massa de gás é m = m₂ – m₁.
Exemplo: suponha m₁ = 50,000 g e m₂ = 50,800 g ⇒ m = 0,800 g.
– Pesa-se o recipiente antes (m₁) e depois de encher com o gás (m₂).
– A massa de gás é m = m₂ – m₁.
Exemplo: suponha m₁ = 50,000 g e m₂ = 50,800 g ⇒ m = 0,800 g.
Passo 3
Determinar a pressão do gás
Como o gás está úmido, a pressão medida na atmosfera inclui vapor d’água.
Como o gás está úmido, a pressão medida na atmosfera inclui vapor d’água.
- P_gás = Pₐₜₘ – P_H₂O
- Se Pₐₜₘ = 1,000 atm (≈760 torr) e P_H₂O = 0,0313 atm (23,8 torr), então
Passo 4
Calcular a massa molar com a Lei dos Gases Ideais
Lei dos Gases:
Lei dos Gases:
onde n = número de mols = m/M. Então
Usando nossos dados de exemplo:
m = 0,800 g; V = 0,700 L; T = 25 °C = 298 K; R = 0,08206 L·atm/(mol·K); P = 0,9687 atm.
m = 0,800 g; V = 0,700 L; T = 25 °C = 298 K; R = 0,08206 L·atm/(mol·K); P = 0,9687 atm.
Passo 5
Calcular o erro relativo e avaliar
Se o gás experimental fosse nitrogênio (N₂), seu M_teórico = 28,02 g/mol. O erro relativo é
Se o gás experimental fosse nitrogênio (N₂), seu M_teórico = 28,02 g/mol. O erro relativo é
Em geral, erro abaixo de 5 % costuma ser considerado satisfatório em experimentos de gases.
Resposta
Massa molar experimental = 28,9 g/mol; valor teórico (N₂) = 28,02 g/mol; erro ≈ 3,0 %. Sim, o resultado foi satisfatório.