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Micro Gerador de Gases O2 e H2

Por:   •  28/2/2017  •  Trabalho acadêmico  •  1.206 Palavras (5 Páginas)  •  88 Visualizações

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Físico-Química I

Juliana Bertoldi

Prática Livre: Micro Gerador de gases O2 e H2

Alunos: Gerson Kroenke

               Greice Michele Zickuhr

               Miguel Ângelo Benke

Data: 22/11/2016

Temperatura: 26 oC   299,15 K

Pressão: 760mmHg    1 atm

Objetivo: Demonstrar experimentalmente como é possível a produção de gás hidrogênio (H2) e Oxigênio (O2) pelo processo de eletrólise da água e através disto determinar o número de mol dos gases obtidos e a constante de Avogadro.

Resultados e Discussão

Montou-se um sistema composto por um béquer com capacidade de 600 mL cheio até próximo a borda com uma solução de NaOH 10 g.L-1, duas provetas de 50 mL invertidas cheias com a mesma solução de NaOH até a marca de O mL e dentro de cada proveta um eletrodo, um positivo e outro negativo, com uma pequena chapa de cobre para aumentar a superfície de contato das cargas, ligados à uma fonte de energia, conforme figura 1.

Figura 1. Sistema para processo de hidrólise

[pic 1]

Fonte: Os autores

Antes de a fonte ser ligada à tomada mediu-se a temperatura da solução de NaOH no béquer, sendo esta 26oC. Cronometrou-se o tempo de reação assim que a fonte foi ligada e acompanhou-se a formação dos gases na proveta alterando o volume na mesma. Obteve-se um volume de 19 mL de gás na proveta com polo negativo e 9 mL de gás na proveta com polo positivo num tempo de reação de 13,50 min.

A reação ainda estava acontecendo quando o sistema foi desligado, porém o fez-se, pois, o eletrodo com polo positivo estava um pouco enferrujado e acabou por reagir com o gás formado na proveta, o O2 e estava formando Fe2O3 (óxido de ferro).

Reação de liberação de H2 e O2

Ânodo                      [pic 2]

[pic 3]

Cátodo                    [pic 4]

Considerando-se os potenciais padrão de oxirredução conforme tabela 7.3 do livro Físico-Química, Vol. 1, 8ª edição de Peter Atkins e Julio de Paula, conclui-se que a oxidação ocorre no ânodo onde há a liberação de O2 e a redução no cátodo onde há a liberação de H2.

Durante a prática não foi possível fazer a medição da corrente elétrica imposta ao experimento, porém utilizando-se os dados da embalagem da fonte e da própria fonte utilizada podemos calcular aproximadamente qual a corrente:

[pic 5]

Onde:

i = Corrente elétrica

P = Potência

E = Tensão

[pic 6]

[pic 7]

Os dados coletados no experimento estão expressos na tabela abaixo:

Tabela 1. Dados para determinação do número de mols de O2 e H2 e constante de Avogadro.

Vol. Proveta Polo Negativo (mL)

Vol. Proveta Polo Positivo (mL)

Tempo de reação         (s)

Corrente    (A)

Tensão          (V)

Temperatura solução      (oC)

19

9

830

0,08

12

26

Fonte: Os autores

A partir dos dados obtidos pode-se calcular o número de mols de cada gás obtidos na reação seguindo a lei dos gases ideais:

Equação 1

[pic 8]

Gás Hidrogênio:

[pic 9]

[pic 10]

[pic 11]

[pic 12]

Gás Oxigênio:

[pic 13]

[pic 14]

[pic 15]

[pic 16]

A constante de Avogadro pode ser determinada pelas seguintes equações:

Equação 2

[pic 17]

Equação 3

[pic 18]

Parte-se da equação 3 para encontrar o valor de Q e utilizar-se a equação 2.

i = média da corrente em amperes

 = variação do tempo em segundos[pic 19]

[pic 20]

[pic 21]

Com o valor de Q então aplica-se a equação 2, sendo:

R = constante universal dos gases (0,082 atm.L/mol.K)

T = temperatura do ambiente

...

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