MATERIAL UTILIZADO
PROCEDIMENTO
- GRAHAM
PROCEDIMENTO - CO 2
PROCEDIMENTO - CO 2
INTRODUÇÃO:
LEI DE GRAHAN
DIFUSÃO:
É o processo pela qual as moléculas gasosas movem-se através das paredes
porosas ou em um outro meio. A velocidade de difusão é proporcional à
velocidade molecular média. Graham encontrou que a velocidade de difusão de um
gás através de um outro é inversamente proporcional à raiz quadrada da
densidade do gás.
(1)
Para gases A e B temos que:
(Lei da difusão de gases)
(2)
Para uma dada temperatura
e pressão:
(3)
Substituindo
(3) em (2)
EFUSÃO:
É a passagem de um gás através
de uma abertura de um orifício. A velocidade de efusão de uma gás é
inversamente proporcional à raiz quadrada de sua densidade ou de sua massa
molar.
A velocidade de efusão é inversamente proporcional ao tempo que uma dada
quantidade de gás requer para escapar.
Para
gases A e B temos que:
A
simples expressão acima explica porque plantas de separação de isótopo usada
para enriquecer uranio para reator nuclear são tão grandes. Geração de
energia nuclear depende da habilidade de separar urânio-235 a partir do urânio
238, mais abundante. Um processo usa uma série de reações para converter o urânio
em um sólido volátil, hexafluoreto de urânio. O vapor de UF6
experimenta então a efusão através de uma série de
barreiras porosas. As moléculas de UF6 contendo urânio-235, que é mais leve que aquelas contendo urânio-238, experimentam a efusão mais rapidamente podendo assim ser separado do resto. Entretanto, a razão entre o tempo que a mesma quantidade de 235UF6 e 238UF6 requerido para efusão é somente 1,004, assim uma separação muito pequena ocorre. Para melhorar a separação, o vapor é passado através de vários estágios de efusão, conseqüentemente, a planta deve ser muito grande. A planta original de Oak Ridge, Tennessee, usa 4000 estágios e cobre uma área de 43 acres. Você pode ver porque tais plantas, vitais para defesa nuclear e geração de energia nuclear, são difíceis de se esconder das forças estrangeiras que querem monitorar capacidade nuclear alheios.
barreiras porosas. As moléculas de UF6 contendo urânio-235, que é mais leve que aquelas contendo urânio-238, experimentam a efusão mais rapidamente podendo assim ser separado do resto. Entretanto, a razão entre o tempo que a mesma quantidade de 235UF6 e 238UF6 requerido para efusão é somente 1,004, assim uma separação muito pequena ocorre. Para melhorar a separação, o vapor é passado através de vários estágios de efusão, conseqüentemente, a planta deve ser muito grande. A planta original de Oak Ridge, Tennessee, usa 4000 estágios e cobre uma área de 43 acres. Você pode ver porque tais plantas, vitais para defesa nuclear e geração de energia nuclear, são difíceis de se esconder das forças estrangeiras que querem monitorar capacidade nuclear alheios.
- Papel
de pesagem.
- Provetas de 50 e 250 mL.
- Erlenmeyer de 125 mL.
- Carbonato de Sódio NaCO3.
- HCl 1 mol/L.
- Becker de 250 mL.
- Conexão.
- Tubo de ensaio.
- Bico de Bünsen.
- Provetas de 50 e 250 mL.
- Erlenmeyer de 125 mL.
- Carbonato de Sódio NaCO3.
- HCl 1 mol/L.
- Becker de 250 mL.
- Conexão.
- Tubo de ensaio.
- Bico de Bünsen.
1 -
Preparar um tubo de vidro de de 70 cm de comprimento por 8 mm de diâmetro
colocando-o num suporte contendo medidas;
2 -
Preparar duas porções de algodão que caibam dentro do tubo e duas tampas com tamanho adequado para fechar as
extremidades do tubo;
3 -
Identificar ou marcar as extremidades (amônia e HCl) com uma caneta para
retroprojetor;
4 -
Embeber uma das porções de algodão com amônia líquida e a outra com
solução de HCl, ambas de maneira que não formem poças de solução quando
colocadas no interior dos tubos;
5 -
Colocar os algodões dos tubos nas extremidades identificadas no item 3 e
tampar. Acionar imediatamente o cronômetro;
6 -
Deixar os gases difundirem ao longo do tubo;
7 -
Ao observar a formação de um anel branco, marcar o tempo e o ponto
que se formou;
8 -
Calcular a relação de massa molar das duas substâncias e comparar com
o valor teórico. Calcular, também, a razão entre velocidades de difusão e efusão.
DETERMINAÇÃO
DA DENSIDADE DO DIÓXIDO DE CARBONO:
1 -
Montar
o sistema de coleta de gases.
FIGURA 1 - Sistema de Coleta de Gases.
2
- Pesar com precisão (±
0,1mg) entre 1,0000 e 1,1000g de carbonato de sódio, anotar a massa do papel
mais o carbonato e dobrar o papel de pesagem sem tocar diretamente com as mãos. Esta massa
de carbonato é suficiente para colher o CO2 numa proveta de 250mL.
Caso queira usar outra proveta de volume menor ou maior, testar qual massa
apresentará os melhores resultados.
3
- Medir numa proveta cerca de 30 mL de HCl 1mol/L e
transferir para um erlenmeyer de 125mL.
4
- Pesar o Erlenmeyer com HCl e anotar a massa.
5
- Introduzir
o papel com o carbonato no Erlenmeyer com HCl, tampar, imediatamente, e
agitar evitanto tocar o erlenmeyer diretamente com as mãos. Anotar o volume de CO2
produzido e pesar todo conjunto após a evolução do gás.
FIGURA
2 - Animação do Experimento.
6
- Consultar os valores de pressão atmosférica e
temperatura no dia e hora da experiência. Anotar os resultados. Comparar o valor da
densidade do CO2 com o da literatura.
7
- Descartar a solução final.
1
-) Escrever a fórmula estrutural do CO2. Esta molécula
é polar?
2
-) Escrever a fórmula estrutural do ácido carbônico.
3
-) Escrever as equações de equilíbrio do ácido carbônico.
4
-) Por que CO2 é liberado em meio ácido? Haveria
evolução deste gás em pH 13?
5
-) Quando é borbulhado CO2 em água pura, o que
deve ocorrer?
6
-) Calcule a densidade de CO2 pela diferença de
massa.
7 -) Como poderia utilizar os conceitos
das leis de Dalton, Charles, Boyle e Clapeyron para o sistema?
8
-)
Calcule qual a massa de CO2 presente num
recipiente de 250,0 mL sob uma pressão de 650 torr e temperatura de 27,5o C?
9
-)
Uma determinada massa de gás (m), está numa temperatura
(t), pressão (p1) e volume (v1). O que ocorreria com a pressão se a mesma
massa (m), estivesse: i) Na mesma (t), porém,
em 2v1?, ii) Na mesma (t), porém, em 0,5v1? iii) No mesmo (v1), porém, em 2t?
10
-) Uma amostra de água foi gaseificada com CO2 a 25oC
sob uma pressão de 1,50 atm e vedada nesta pressão. Quantos ppm de CO2
existem nesta água?
Fonte:laboratório virtual da UNESP
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