Conservação da Massa

Conservação da Massa

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Data de Realização da prática: Data de entrega do Relatório:

Recebi o relatório referente à prática número () da aluna , em 12 de maio de 2009.

_ Professor (a)

Química Experimental

Conservação da Massa

Dannyelle Alves dos Santos

05 de maio de 2009. 12 de maio de 2009.

Conservação de Massas Dannyelle Alves dos Santos

Centro de Ciências e Tecnologia Unidade Acadêmica

Engenharia Química

Universidade Federal de Campina Grande

Centro de Ciências e Tecnologia Unidade Acadêmica

Engenharia Química

Universidade Federal de Campina Grande

Centro de Ciências e Tecnologia

Unidade Acadêmica Engenharia de Materiais

Relatório Nº 3

Conservação de Massas

Dannyelle Alves dos SantosAluna:

Matrícula: 20911595 Comp. Curricular: Laboratório de Química Geral

As Leis Ponderais das Reações Químicas são um conjunto de postulados que regem a lógica das reações químicas, relacionando a massa dos produtos e reagentes e também fazendo menção à quantidade de matéria dos mesmos.

Iremos nos ater à Lei da Conservação das Massas ou conservação das matérias, postulada por Lavoisier no final do século XVIII, a qual relata que a massa é sempre conservada em qualquer reação química. Citando também, brevemente, a Lei das proporções múltiplas, postulada por Dalton em 1804 e a Lei das proporções constantes, postulada por Proust, uma vez que estas são importantes para a compreensão das reações químicas.

Enfim, todas essas leis regem as reações químicas e suas relações quantitativas e, ao mesmo tempo, serviram de evidência para a afirmação da existência do átomo..

Através de uma reação de precipitação, observar e comprovar as leis das transformações químicas ou leis ponderais das reações, especificamente a Lei da Conservação de Massa de Lavoisier.

Com base nas leis, realizar cálculos tomando como base as seguintes reações.

Fenômenos físicos são aqueles que ocorrem sem alteração na estrutura química do material que os sofreu. Nesse tipo de fenômeno, a mudança envolve características físicas do material como, por exemplo, seu estado físico – sólido, líquido, gasoso; Fenômenos químicos, ao contrário dos físicos, são aqueles que envolvem mudanças na composição química do material, resultando na formação de novas substâncias, diferentes das iniciais. Fenômenos químicos são as chamadas Reações Químicas e são representados por equações químicas.

3. FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA

A estequiometria é o estudo e o cálculo das relações (mensuráveis) quantitativas de reagentes e produtos em Reações Químicas (ou equações químicas). É possível, de posse de uma equação balanceada que representa uma reação química, prever com extrema precisão as quantidades de cada produto gerado, ou ainda, determinar as quantidades necessárias de reagentes de modo a produzir determinada quantidade de produtos e por fim, é possível calcular os rendimentos dos produtos e a eficiência geral do processo.

Dois conceitos norteiam os cálculos estequiométricos. O primeiro deles foi introduzido por Lavoisier em 1774, conhecido hoje como a ou Lei de Lavoisier. Trabalhando principalmente com balanças, Lavoisier verificou que a massa dos reagentes numa reação era a mesma massa encontrada nos produtos, após a reação. Assim sendo, se havia alguma perda de massa, essa não era mensurável. Essa observação é a origem do conceito popular de que "na Natureza nada se destrói, tudo se transforma.

O enunciado da lei diz que a soma das massas antes da reação é igual à soma das massas após a reação, ou que o ganho ou perda de massa numa reação não é mensurável. Na realidade, em reações nucleares onde há extrema liberação de energia, pode haver de fato redução de massa para os produtos. O físico Albert Einstein permitiu que isso fosse perfeitamente compreensível e mensurável de acordo com sua equação que relaciona energia e matéria: E = mc², onde E é a energia, m é a massa e c é a velocidade da luz no vácuo. Dessa maneira, massa e energia podem ser consideradas como uma coisa. A massa não é perdida, mas convertida em energia.

Na química, podemos explicar a Lei de Lavoisier, das seguintes maneiras: "Em uma reação química, a massa se conserva porque não ocorrem criação nem destruição de átomos. Os átomos são conservados, eles apenas se rearranjam. Os agregados atômicos dos reagentes são desfeitos e novos agregados atômicos são formados gerando os produtos da reação" ou “Em um sistema fechado, a massa final do produto da reação é igual à massa inicial das substancias regentes, ou seja, numa reação não ocorre perda nem ganho de matéria, portanto, a massa se conserva.

Lei de Lavoisier Lei da Conservação de Massa

Deve-se ressaltar, a título de observação, que numa reação atômica (que não é reação química), a massa dos produtos é diferente da massa dos reagentes apenas se não se considerar prótons e nêutrons como produtos ou reagentes.

O segundo conceito é conhecido como a ou . Esse conceito descreve a mais importante propriedade de um composto, sua composição fixa: Cada componente de um composto tem sua composição em massa definida e característica. Ainda, a Lei postula que a proporção de massas que reagem permanece constante e fixa. Essa lei foi proposta pelo químico L. J. Proust em 1801, e assim leva seu nome, , e deu origem ao cálculo estequiométrico. Vejamos abaixo uma aplicação dessas duas leis. Vejamos:

A reação representa o ferro reagindo com oxigênio para formar óxido de ferro. A Lei de Proust permite afirmar que os coeficientes estequiométricos, ou seja, os números que antecedem cada composto ou substância são exatamente as proporções ou razões fixas das quantidades dos reagentes e produtos. Isso equivale dizer que 4 átomos de ferro reagem com 3 moléculas de oxigênio para formar 2 unidades de óxido de ferro. Ou ainda, que 4 mols de átomos de ferro reagem com 3 mols de moléculas de oxigênio para formar 2 mols de óxido de ferro. A proporção de 4:3:2 é fixa.

E de acordo com a Lei de Lavoisier, a massa de 4 átomos ou mols de ferro mais a massa de 3 mols ou moléculas de oxigênio será igual à massa de 2 mols ou unidades de óxido de ferro. Isso significa que, havendo uma quantidade adicional de qualquer um dos reagentes (um excesso) além da proporção estequiométrica, este excesso não reagirá. Por exemplo, se 5 mol de átomos de ferro e 3 mols de moléculas de oxigênio estiverem presentes no início da reação anterior, somente 4 mols de átomos de ferro reagirão, deixando ao final 1 mol de átomos sem reagir. Diz-se que o ferro encontra-se em excesso. Tendose a massa de oxigênio e de ferro que vão reagir, pode-se prever exatamente a massa que sobrará de ferro sem reagir ao "final" da reação. Verificaremos esses cálculos em detalhes na discussão do experimento a seguir.

Lei de Proust

Lei da Composição DefinidaLei das Proporções Constantes

Lei de Proust

Balança Analítica Barômetro de Mercúrio Béquer de 25 mL Béquer de 1000 mL Erlenmeyer de 50mL Pipeta de 5mL Pipeta 10 mL 3 Rolhas 2 Tubos de Ensaios Termômetro de Mercúrio

Solução de NaCO, 0,1 mol/L23 Solução de CaCl, 0,1 mol/L2 Solução de HSO, 0,1 mol/L24

Houve a leitura da pressão ambiente, 716mmHg, (através do barômetro) e da temperatura ambiente, 25°C, pelo termômetro. Determinou-se que substância cada e Tubos de ensaios (limpos e secos) receberiam. Com auxílio da pipeta, transferiu-se 5 mL da solução de Cloreto de Sódio, 0,1 mol/L para o Erlenmeyer, tampando-o com a rolha em seguida. O mesmo foi feito com os 5 mL da solução de Cloreto de Cálcio, 0,1 mol/L para o Tubo de Ensaio 1; e 10mL da solução de Ácido Sulfúrico, 0,1 mol/L para o Tubo de Ensaio 2.

A vidraria foi colocada em um béquer de 1000mL, para que houvesse a em uma balança analítica. Em seguida, retirou-se o conjunto da balança e transferiu-se todo o

conteúdo do Tubo de Ensaio 1 (Solução de CaCl) para o Erlenmeyer 2

(Solução de NaCO), tampando-o imediatamente com a rolha e 23 agitando a solução. De imediato, observou-se na reação, a formação de precipitado branco e fino, o Carbonato de Cálcio, após leve agitação, bem como o turvamento da solução.

Novamente, colocou-se todo o conjunto na balança (incluindo o

Tubo de Ensaio 1 que encontrava-se vazio), tomando nota da massa medida e retirando o conjunto da balança. Então, adicionou-se todo o conteúdo do Tubo de Ensaio 2 ( Solução de HSO) ao Erlenmeyer24

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