Constante De Avogadro

Prática 01 – Determinação eletroquímica da constante de Avogadro

Objetivos:

Neste experimento determinar-se-á experimentalmente uma constante física fundamental, conhecida como constante de Avogadro ou número de Avogadro (simbolizado por NA ou L). Será necessário eletrolisar uma solução de sulfato de cobre, com um cuidadoso acompanhamento da corrente que circulará na célula eletrolítica. Como todo experimento quantitativo, deve-se fazer um rigoroso tratamento de erro dos dados para obter um resultado confiável.

Introdução

A constante de Avogadro (e não número de Avogadro) é uma das mais importantes constantes físico-químicas, fundamental para o entendimento de vários conceitos químicos. No entanto, alguns livros didáticos de química do ensino médio a apresentam, quando trabalham o conceito de mol, como sendo simplesmente um número determinado experimentalmente a partir de um padrão adotado. Outros tratam-na, erroneamente, como sendo o número de átomos contidos em um átomo-grama, um mol de átomos de qualquer elemento ou um número determinado por “contagem indireta” de átomos presentes em 12 g de carbono (que funciona como a ‘dúzia’ do químico). É também apresentada como um número que homenageia o cientista Lorenzo Amedeo Avogadro, ou como um número que pode ser determinado com razoável precisão por métodos como eletrólise, emissões radioativas, raios X etc. A maioria dos livros falha em fornecer aos alunos uma ideia real de como é feita tal determinação, ficando muitas vezes a ideia de que é um número mágico que surge não se sabe de onde.

Procedimento

Reagentes e materiais:

Dois eletrodos de cobre, sulfato de cobre pentahidratado, fonte de tensão ajustável ou fixa, multímetro, béquer 250 mL, vidro de relógio.

Pese 3,7 g de sulfato de cobre pentaidratado. Dissolva o sal em 150 mL de água contida em um béquer de 250 mL. Agite a solução com bastão de vidro até a dissolução estar completa.

Pegue dois eletrodos de cobre e limpe sua superfície com lixa ou palha de aço, até ficar com aparência bem brilhante. Pese cada um dos eletrodos e anote as massas e as incertezas.

Mergulhe os dois eletrodos na solução de sulfato de cobre, com cuidado para que não encostem entre si. Não se deve ligar a fonte de alimentação se os eletrodos estiverem encostados, pois um curto circuito poderá danificar os equipamentos. Sustente os eletrodos com o auxílio de garras e suporte de metal.

Verifique se a fonte de alimentação está desligada. Caso contrário, desligue antes de prosseguir, para evitar acidentes.

Ligue um dos eletrodos ao polo positivo (conector vermelho) da fonte de alimentação. Ligue o polo negativo (conector preto) à entrada negativa (conector preto) do multímetro. À entrada positiva (conector vermelho) do multímetro, ligue o outro eletrodo.

Desenhe no Caderno um esquema da montagem efetuada. Escreva como os elétrons deverão circular pelo circuito, a migração de íons na solução, e a eletrólise em cada um dos eletrodos.

Selecione no multímetro a maior escala de corrente (A ou mA) possível. Havendo dúvidas, consulte o professor antes de prosseguir.

Zere o seu cronômetro e deixe-o preparado para iniciar a marcação do tempo.

Se a sua fonte de alimentação for ajustável, ligue na menor tensão (V) possível. Aumente gradativamente a tensão até que a corrente lida no multímetro fique em torno de 75 mA. Se a fonte não for ajustável, esta deve ser simplesmente ligada e a corrente deve ser lida no multímetro.

Inicie a contagem de tempo no cronômetro.

Anote na tabela do Caderno os valores de corrente lidos no multímetro a cada 5 minutos.

Após 120 minutos, os eletrodos serão retirados cuidadosamente da solução, enxaguados com água destilada de uma pisseta e transferidos para vidros de relógio previamente identificados e pesados (um vidro de relógio para cada eletrodo. Identifique qual eletrodo estava ligado em cada polo). Seque os eletrodos numa estufa, espere esfriar e para serem então pesados. Determine a perda de massa de um dos eletrodos (Δm–), e o ganho de massa do outro eletrodo (Δm+).

Desligue a fonte de alimentação e o multímetro, desfaça a montagem e guarde todo o material de forma adequada.

Coloque a solução em recipiente próprio