De acordo com a lei dos gases ideais para uma determinada pressão, temperatura e volume, o número de moles de gás nesse volume é sempre o mesmo. Neste laboratório, você usará essa relação para calcular a massa molar de um líquido desconhecido. Você mergulhará um tubo Dumas contendo o líquido desconhecido em água fervente para vaporizar o solvente. Depois de esperar alguns minutos para que o vapor se equilibre com o ambiente, você deixará o vapor condensar e medirá a massa do líquido no tubo. A massa molar não muda com a fase, então a massa do líquido condensado é a mesma que a massa do vapor.
Os líquidos desconhecidos são voláteis, tóxicos e podem ser inflamáveis, então você trabalhará em uma capela de exaustão. Seu instrutor distribuirá seu desconhecido atribuído em seu tubo Dumas para você. Mantenha sempre o tubo Dumas apontado para longe de você e dos outros. Esta seção do laboratório usa um bico de Bunsen para ferver a água. Tome cuidado para manter as mangas, o cabelo e o líquido desconhecido longe da chama e tenha cuidado ao trabalhar perto de líquidos quentes, vidro e metal.
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Antes de iniciar o laboratório, coloque um jaleco, óculos de segurança e dois pares de luvas de nitrilo. nota: A acetona e os líquidos desconhecidos permeiam rapidamente as luvas de nitrilo, portanto, compre luvas novas se tocar em qualquer um desses líquidos. Deixe as luvas velhas secarem no capuz antes de jogá-las fora.
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Conecte uma extremidade de um pedaço de tubo de látex à entrada farpada de um bico de Bunsen. Conecte a outra extremidade da tubulação ao jato de gás em seu exaustor. Confirme se o colar na base do bico de Bunsen está fechado.
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Com o bico de Bunsen na base do suporte de laboratório, encaixe um anel de fixação no suporte de laboratório sobre o bico de Bunsen e ajuste os anéis de forma que fique centralizado 2 polegadas acima da chama. Aperte o clamp para fixar o anel na posição. Coloque um quadrado de gaze de arame no anel para fazer uma plataforma.
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Em seguida, prenda um frasco Erlenmeyer de 500 mL na plataforma com um grampo de 3 pinos. Fixe um termômetro clamp acima do clamp de três pinos e gire para longe do frasco.
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Assim que os grampos estiverem na posição, remova o frasco Erlenmeyer. Coloque várias lascas ferventes no balão e encha-o até a marca de 500 mL com água deionizada.
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Encha um copo de 400 mL com água deionizada. Clamp o frasco cheio de volta no lugar na plataforma de arame.
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Obtenha várias toalhas de papel. Rasgue uma toalha de papel em tiras da largura do pescoço alongado do tubo de Dumas. nota: Retire as toalhas de papel do caminho antes de acender o bico de Bunsen.
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Certifique-se de que seu atacante de incêndio esteja ao seu alcance. Em seguida, abra o jato de gás, segure a extremidade de impacto perto da parte superior do bico de Bunsen e aperte rapidamente a alça móvel para acender uma faísca, que acenderá o gás.
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Depois de acender a chama, gire o colar na base do cano para aumentar o fluxo de ar, o que tornará a chama mais quente. Gire a válvula de gás para aumentar a altura da chama para cerca de 4 a 6 polegadas. nota: Um aluno deve permanecer na estação de trabalho enquanto o bico de Bunsen estiver em uso.
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Coloque o tubo Dumas em um béquer limpo de 100 mL e leve-o a uma balança analítica.
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Tara o copo de plástico de 250 mL. Use um lenço de laboratório para remover vestígios de poeira e óleos de toda a superfície do tubo.
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Segure o tubo limpo em um lenço de laboratório novo e transfira-o cuidadosamente para o copo de plástico. Registre a massa do tubo de Dumas vazio em seu caderno de laboratório.
Tabela 1: Massa molar de líquido desconhecido
| Teste | MassDumas Tube + Desconhecido | MassTubo Dumas vazio | MassUnknown |
| 1 | | | |
| 2 | | | |
| 3 | | | |
| 4 | | | |
| Massa MédiaDesconhecida | |
| desvio padrão | |
| Pressão (hPa) | |
| Temperatura (ºC) | |
| Temperatura (K) | |
| Tubo de massa cheio de água (g) | |
| Massade água (g) | |
| Densidadeda água (g / cm3) | 1 |
| Volumede gás (cm3) | |
| Gás mol (n) | |
| Massa molardesconhecida (g/mol) | |
| Erro percentual (%) | |
| R teórico (hPa·cm3/mol·K) | 8.314 × 104 |
| R calculado (hPa·cm3/mol·K) | |
| Diferença entre R teórico e calculado | |
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Use um lenço de laboratório para transferir o tubo de volta para o copo de 100 mL.
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Quando seu instrutor ligar para você, leve o tubo Dumas no copo até o capô de distribuição designado, onde seu instrutor adicionará um pequeno volume do desconhecido ao tubo.
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Enrole o gargalo do tubo Dumas com toalhas de papel para ajudar a manter uma temperatura constante.
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Assim que a água no frasco Erlenmeyer ferver, prenda o tubo Dumas no clamp do termômetro. Gire cuidadosamente o clamp para que o tubo fique alinhado com o gargalo do frasco Erlenmeyer e abaixe lentamente o clamp até que o corpo do tubo Dumas esteja totalmente imerso na água fervente. nota: Não toque no balão.
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Assim que o tubo de Dumas estiver na posição, fixe o termômetro clamp no lugar e anote a hora.
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Agora, espere que seu líquido desconhecido vaporize, o que deve levar de 3 a 5 minutos. nota: Complete a água no frasco sempre que o nível da água baixar.
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Quando você não conseguir ver nenhum líquido no tubo, anote o tempo e espere mais 3 minutos para que a temperatura e a pressão do vapor se equilibrem com o ambiente.
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Levante o termômetro clamp para levantar o tubo Dumas da água fervente. Gire o clamp para longe do frasco para que o tubo possa esfriar no ar ambiente.
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Após 2 a 3 minutos, seque cuidadosamente a parte externa do tubo com papel toalha. nota: As gotas de água ainda podem estar quentes.
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Aguarde o tubo esfriar até a temperatura ambiente para que o vapor se condense totalmente. Depois de resfriado, remova o tubo do clamp e seque quaisquer vestígios restantes de água no tubo antes de colocá-lo no copo de 100 mL. nota: A água residual adicionará massa.
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Leve o copo até uma balança e limpe a parte externa do tubo com um lenço umedecido. Meça a massa. Registre isso em seu caderno de laboratório como a massa pós-teste.
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Execute mais três tentativas da mesma maneira. Para encontrar a massa do desconhecido restante após cada tentativa, subtraia a massa do tubo de Dumas vazio de cada massa pós-tentativa.
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Quando terminar a 4ª tentativa, desligue o gás para apagar o bico de Bunsen. Aguarde 5 minutos antes de desmontar o anel, a gaze e o bico de Bunsen do suporte do anel.