RELATÓRIO AULA PRÁTICA III

DISTRIBUIÇÃO DE UMM SÓLIDO ENTRE DOIS LÍQUIDOS IMISCÍVEIS

Alunos:20085935B – José Cácio M. Machado

20085943B – Marriete Gonçalves20085950B – Sandro da Silva Caio

13/05/2011

FÍSICO-QUÍMICA EXPERIMENTAL IIProfessor: Luiz Antônio Sodré Costa

DISTRIBUIÇÃO DE UMM SÓLIDO ENTRE DOIS LÍQUIDOS IMISCÍVEIS

Introdução

O Potencial químico, a fugacidade e a atividade são critérios de equilíbrio convenientes, sendo a fugacidade a preferida para a maioria das substâncias orgânicas por causa da simplicidade das equações que a relacionam com a concentração como critério de equilíbrio entre os compartimentos. Quando uma substância migra de uma fase para outra, a mudança de fase envolve entrada ou saída de energia. Assim, essa mudança pode compensar a perda ou ganho e entropia. O critério de equilíbrio para sistemas com temperatura e pressão constantes é a minimização da função energia livre de Gibbs (G). O sistema busca, assim, o mínimo valor de G, obtida quando a derivada de G com relação ao

número de moles da substância é igual em ambas fases. Esta derivada é denominada de potencial químico. Quando um soluto como o HPA atinge o equilíbrio em fases, como ar, água e sedimento, seu potencial químico é igual em todas estas fases. Quando um sistema não está em equilíbrio sempre haverá difusão no sentido do maior para o menor potencial químico. Desse modo, pode-se usar o potencial químico como critério de equilíbrio na difusão, do mesmo modo que se usa a temperatura em cálculos de transferência de calor. O potencial químico varia logaritmicamente com a concentração. O conceito de fugacidade representada pelo símbolo f, foi introduzido por LEWIS em 1901. A fugacidade mede a tendência de fuga de uma molécula numa fase. A fugacidade é logaritmicamente relacionada com o potencial químico sendo em conseqüência relacionada linearmente com a concentração. Podem ser estabelecidos valores absolutos de fugacidade porque a baixa pressão parcial em condições ideais fez com que a fugacidade e a pressão parcial fiquem iguais. Assim, a fugacidade pode substituir o potencial químico como critério de equilíbrio. Se a fugacidade de um composto é a mesma em duas fases se diz que as fases estão em equilíbrio.

ObjetivosDeterminar o coeficiente de partição do ácido benzóico entre água e cicloexano e comprovar a validade da lei de distribuição de Nernst.

Parte Experimental1. Material necessário por grupo

Produtos Químicos Ácido benzóico Cicloexano Água Solução 0,1 mol L-¹de NaOH Fenolftaleína

Equipamentos e vidraria Funil de separação de 50 mL ou 100 mL Suporte metálica com garra circular Provetas Pipetas Peras de sucção Erlenmeyer Bureta Becker Termômetro

2. Procedimento experimental

I. Preparativos iniciais

Prepare uma bureta de 25 mL ou 50 mL, fixa em um suporte metálico, contendo uma solução 0,1 mol L-¹de NaOH. Observe a montagem a ser utilizada para a determinação experimental do coeficiente de partição do ácido benzóico entre água e cicloexano.

I. Procedimentoa) Meça a temperatura ambiente pela leitura da temperatura da água colocada em um Becker e deixada em repouso por alguns minutos.

b) Coloca-se em 6 funis de separação limpos, secos e numerados, 25 mL de água destilada e 25 mL de cicloexano.

c) Adicione cerca de 0,10 (funil 1), 0,15 (funil 2), 0,20 (funil 3), 0,25 (funil 4), 0,30 (funil 5) e 0,35 (funil 6) de ácido benzóico em cada um dos funis de separação, respectivamente.

d) Tampe e agite os funis durante 5 a 8 minutos. Tenham o cuidado para não aquecer os líquidos com o calor das mãos. Também, abra regularmente a torneira dos funis (com a sua haste virada para cima, ver Fig. 3.1(C)), para eliminar vapor em excesso formado no seu interior.

e) Deixe os funis em repouso até que as fases se separem completamente, ver Fig. 3.1 (B). A fase aquosa irá se acomodar na parte inferior do funil.

f) Colete cuidadosamente em um becker aproximadamente 20 mL da fase aquosa.

g) Transfira 3 alíquotas de 5 mL da fase aquosa para 3 erlenmeyers. Adicione25 mL de água destilada e uma gota de fenolftaleína em cada desses erlenmeyers.

h) Titule as amostras coletadas da fase aquosa com a solução de NaOH 0,1 mol L-¹. Anote os volumes do hidróxido de sódio gasto .

i) Descarte o volume remanescente da fase aquosa ainda presente no funil de separação em um Becker. Descarte também a interface entre a fase aquosa e a fase orgânica presente no funil de separação,

j) Colete cuidadosamente em um becker aproximadamente 20 mL da fase orgânica.

k) Transfira 3 alíquotas de 5 mL da fase orgânica para novos 3 erlenmeyers.Adicione 25 mL de água destilada e uma gota de fenolftaleína em cada desses erlenmeyers.

l) Titule as amostras coletadas da fase orgânica com a solução de NaOH 0,1 mol L-¹. Anote os volumes do hidróxido de sódio gasto.

II.Análise dos resultados obtidos

a)Construção da tabela de resultados e respectivo gráfico em função dos logaritmos de CA e CO, ajustado à regra da equação geral:

para números inteiros e positivos.

b) Cálculo do valor de n e da constante K, que aparecem no gráfico, representando dados experimentais:

c)

d)

-2,3 -2,2 -2,0 -1,9 -1,9 -1,9

-2.9

-2.4

-1.9

-1.4

-0.9

-0.4

0.1

f(x) = 0.044064403335836 x − 2.6611773117603

Log Co

Log

Ca

e)

Conclusão