várias experiências, um só lugar
Cinética dos gases
Intro
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Introdução
Faça uma reação química com dois gases e veja que eles possuem
velocidades de difusão diferentes.
Cadastrada por
Leandro Fantini
Material - onde encontrar
em laboratórios e lojas
especializadas
Material - quanto custa
até 10 reais
Materiais Necessários
* Um tubo de vidro ou plástico transparente e reto com
aproximadamente 50cm;
* Duas hastes com algodão na ponta (cotonetes ®);
* Plástico filme de cozinha, ou outro material para tampar os dois
lados do tubo (no nosso caso utilizamos tampas dos potes de filmes
fotográficos);
* 5 mL de ácido clorídrico, HCl (concentrado);
* 5 mL de hidróxido de amônio, NH4OH.
Materiais para realizar o experimento
Tempo de apresentação
até 10 minutos
Dificuldade
fácil
Segurança
requer cuidados básicos
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Cinética dos gases
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Passo 1
Mãos à obra
Se você estiver usando tampas de filmes como nós, faça um furo no centro de nodo que seja possível
traspassar a haste com algodão. Caso você esteja usando plástico filme, vede as extremidades do tubo
com o plástico e faça um pequeno furo no centro para traspassar a haste de algodão.
Furando a tampa
Introduzindo a haste com algodão
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Passo 2
Mãos à obra
Coloque o tubo em uma posição horizontal.
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Passo 3
Cuidados com a segurança
Atenção: Faça essa parte em um local arejado ou dentro de uma capela. Não faça este procedimento com
os reagentes um do lado do outro, pois a reação se dá imediatamente.
Utilize o lado da haste que contém o algodão e introduza esse lado dentro do HCl (concentrado), e em
seguida faça a mesma coisa com a outra haste usando o hidróxido de amônio.
Introduza o lado da haste que contém o algodão que foi umedecido com o reagente no passo anterior e
introduza-o com o lado do algodão virado para dentro do tubo.
Certifique-se de colocar as duas hastes de algodão dentro do tubo ao mesmo tempo
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Passo 4
O que acontece
Você verá um anel branco se formando dentro do tubo. Observe que este anel não será formado no centro do tubo, e sim, próximo ao HCl. Esta “fumaça” branca é na verdade um sólido formado pela reação
entre o gás amônia e o HCl resultando em Cloreto de amônio (NH4Cl).
Como os dois reagentes utilizados são voláteis, os gases saem do algodão e imediatamente vão ocupando todo o espaço dentro do tubo. Ao se encontrarem, ocorre uma reação que pode ser descrita através
da equação:
NH3
(g)
+ HCl
(g)
--> NH4Cl
(S)
A velocidade com que um gás se difunde depende da sua massa molar. A massa molar da amônia (17
g/mol) é menor que a do ácido clorídrico (36,5 g/mol). Desta forma, as moléculas de amônia percorrem
um espaço maior no mesmo tempo e encontram com as do ácido clorídrico num ponto mais próximo do
algodão contendo o ácido.
Como os dois gases estão à mesma temperatura, eles possuem a mesma energia cinética.
ENH3 = ½ mNH3(vNH3)2
EHCl = ½ mHCl(vHCl)2
ENH3 = EHCl
mNH3(vNH3)2 = mHCl(vHCl)2
No nosso experimento, podemos ver que a distância percorrida pela amônia é de 30, 6 cm e a do ácido
clorídrico 20,4 cm. Como o tempo que leva para eles se encontrarem é o mesmo, a velocidade é diretamente proporcional à distância percorrida.
A raiz quadrada da razão das massas molares da amônia e do ácido clorídrico é igual a 0,68. A razão das
distâncias percorridas pelo ácido clorídrico e pela amônia é 0,66.
A difusão é o processo pelo qual um gás se move de uma área de grande concentração para uma área
onde ele está menos concentrado. É o que acontece, por exemplo, quando o gás de cozinha de um botijão vaza e seu cheiro chega até nosso nariz. A difusão acontece através do movimento Browniano, onde
as colisões entre moléculas dão origem a um movimento aleatório que gradativamente mistura os gases.
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Passo 5
Para saber mais
O cloreto de amônio tem fórmula molecular NH4Cl, cuja massa molar é 53,49 g/mol , sua aparência é de
um sólido branco com densidade 1,527g/cm3 e ponto de sublimação 338ºc.
O Cloreto de amônio é encontrado em ferragens para ser usado em limpeza de solda em ferro e pode ser
utilizado em solda como um fundente.
Também encontramos o Cloreto de amônio em suplementação alimentar para gado, em champoo para
cabelos, em estamparia de tecidos, na colagem e ligação de compensados, como um ingrediente em
meios nutritivos para levedo, em produtos de limpeza, e como medicamento antitússico.
A lei que expressa as velocidades de difusão de gases é a Lei de Graham. A lei foi proposta por Thomas
Graham, químico escocês, em 1831. Ela diz que a velocidade de efusão de um gás é proporcional à
raiz quadrada de suas massas molares. A efusão de um gás é quando moléculas individuais de um gás
atravessam um pequeno furo sem colidir com outras moléculas.
Thomas Graham é também conhecido por ter inventado o processo de diálise.