Densidade de gases

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Universidade federal do Paraná

Setor de ciências exatas
Departamento de química
CQ- Físico-Química Experimental 1

Densidade de Gases

Bancada 2 – Turma D
Nomes: Carolina Camargo Moreira GRR20091474
Mariana
Renato
Kalil

Curitiba 2012

1.OBJETIVOS
O relatório tem como objetivo descrever a prática da determinação da densidade dogás CO2 . De modo amplo, sua finalidade foi calcular a densidade de gases e, por praticidade, escolheu-se para o aprendizado o gás carbônico (CO2), facilmente obtido do remédio Sonrisal em contato com a água. Vimos que a densidade do gás carbônico pode ser determinada através de duas formas diferentes. A primeira forma consiste num cálculo simples de uma razão entre a massa do gás liberado,obtida pela diferença de massa, observada em um tubo de ensaio com água e sonrisal, e o volume deslocado na proveta pelo gás. Já a segunda maneira de calculá-la é baseada na equação de Clapeyron, onde por meio de manipulação matemática foi encontrada uma expressão simples para a densidade dos gases, utilizando as medias da altura da coluna de água, da temperatura, da pressão ambiente medidas nobarômetro do laboratório. Por fim, comparamos os resultados obtidos experimentalmente com o encontrado na literatura.
2. RESULTADOS
A temperatura ambiente e pressão ambiente no momento do experimento eram, respectivamente, 22,0ºC e 689,32mmHg(média das leituras).
Foram realizados dois ensaios do experimento, para, a partir dos dados obtidos, calcular a densidade do CO2 pelos dois métodoscitados anteriormente.

Tabela 1. Resultados do Procedimento
Ensaio | Ms(g) | Mc(g) | Mf(g) | V(mL) | h(cm) | P(mmHg)689,32 | T(ºC)22,0 |
1 | 0,481 | 36,387 | 36,692 | 37 | 11,8 | | |
2 | 0,490 | 35,200 | 35,540 | 42 | 9.2 | | |

3.DISCUSSÃO
* Diferença das Massas:
A diferença de massa, que consideramos ser a massa do gás (Mg) é calculada por:
Mg=(Mc+Ms)-MfinalOnde:
Mc= Massa do conjunto (tubo+água);
Ms= Massa do Sonrisal;
Mfinal= Massa final do conjunto;
Mg= Massa do gás;
ρCO2= Densidade do CO2;
P=Pressão ambiente
T=Temperatura ambiente
V= Volume do gás carbônico gerado no interior da proveta

Utilizando os dados da tabela 1 chegamos a:
Ensaio 1: Mg= (36,387+0,481)-36,692= 0,176g
Ensaio 2: Mg= (35,200+0,490)-35,540=0,156g
Dividindo esses valores pelos volumes medidos em seus respectivos ensaios, encontramos:
Pela fórmula: pCO2=MgV

Ensaio 1: pCO2=0,176g37,0.10-3L=4,76g/L=4,76 Kg/m³

Ensaio 2: pCO2=0,156g42,0.10-3L=3,71g/L=3,71 Kg/m³

Fazendo uma média entre as densidades obtidas experimentalmente, encontramos:
pmediaCO2=4,76+3,71g2=4,24 Kg/m³

* Lei de Clapeyron para os gases ideais:
A partirda equação do gás ideal, obtivem-se uma equação para o cálculo da densidade do gás carbônico a 22 ºC e 689,32mmHg.

A lei dos gases ideais é definida por:
PV=nRT
Sabendo que
ρ=mV e n=mM,

PV=mMRT

P=mVMRT => ρ=PMRT (A)
Onde:
n= quantidade de matéria;
V=Volume ocupado pela quantidade de matéria;
P=pressão a que está submetido o gás;
T=temperatura
R= constantedos gases = 8,314Jmol.K

A pressão é absoluta e, pela hidrostática e pelo procedimento experimental, encontramos sua medida por:
P=Pamb-ρH2O.g.h (B)
Sendo Pamb=689,32mmHg
MCo2= 44g/mol, T=22ºC=295,15K, R=8,314 J(mol.K)-¹.
Ensaio 1 : h=11,8 cm
Ensaio 2 : h=9.2 cm
ρH2O=997,8 Kg/m³
Pamb=689,32mmHg=91901,8Nm2Usando a equação B, com o h do Ensaio 1:
P=91901,8 Nm2-997,8 Kgm3.9,81NKg.0,118m
P=90746,77Nm2
Usando a equação (B) com o h do Ensaio 2:

P=91901,8Nm2-997,8Kgm3.9,81NKg.0,092m
P=91001,27Nm2


Usando a equação(A) para o h do Ensaio 1:
ρCO2gás ideal=90746,77 Nm2 . 44,0.10-3Kgmol8,314Jmol.K.295,15K=1,63Kg/m³
Usando a equação (A) para o h do Ensaio 2:

ρCO2gás...
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