AVALIAÇÃO DA CONSTANTE DOS GASES: ANÁLISE COMPARATIVA ENTRE MODELOS IDEAIS E REAIS - Tholken, Wesley; Costa, José Augusto Felicetti da; Meireles, Everton Luiz; Geremias, Rodrigo (Seminário de Iniciação Científica e Seminário Integrado de Ensino, Pesquisa e Extensão (SIEPE), 2024)
Introdução: A constante universal dos gases ideais, R, proposta por Clapeyron em 1836, é crucial para o estudo da físico-química, pois relaciona pressão, volume, temperatura e quantidade de matéria. Para o estudo dos gases reais, a equação de Van der Waals, que considera as interações intermoleculares e o volume ocupado pelas moléculas, oferece uma descrição mais precisa. A análise visa comparar o comportamento ideal e real do gás, avaliando a precisão dos modelos teóricos em condições experimentais específicas. Objetivo: Determinar o valor da constante dos gases R utilizando a equação dos gases ideais e a de Van der Waals, com base na reação entre magnésio e ácido clorídrico para a produção de gás hidrogênio. Método: O experimento foi conduzido com materiais como funil de separação, mangueira de silicone, rolha, suporte universal, tubo de ensaio e bureta. Foram utilizados reagentes como fita de magnésio e ácido clorídrico 1 M. A fita de magnésio com 0,0198 g foi mensurada e adicionada em 50 ml de ácido clorídrico em um tubo de ensaio. O tubo foi então conectado a um sistema experimental montado com um funil de separação cheio de água, com uma extremidade aberta e a outra conectada a uma mangueira de silicone. A mangueira estava ligada a uma bureta de 25 mL para medir o volume de gás produzido. Após a reação, foram registrados a pressão atmosférica e a temperatura ambiente. Resultados: Os valores medidos foram 5,17 mL para o volume gerado, 0,99778 atm para a pressão do gás, 1,00962 atm para a pressão atmosférica e 283,15 K para a temperatura e a quantidade de matéria foi 0,815 mmol. Utilizando a equação dos gases ideais, a constante calculada foi 0,02235 atm·L/mol·K, enquanto pela equação de Van der Waals foi 0,02240 atm·L/mol·K. O erro relativo entre os valores foi de aproximadamente 0,22 %, indicando que o hidrogênio se comporta quase como um gás ideal nas condições experimentais. Conclusão: Os resultados mostram que a equação dos gases ideais descreve bem o comportamento do hidrogênio nas condições experimentais, com uma pequena diferença entre os valores obtidos pelos dois modelos. Esta diferença sugere que a equação dos gases ideais é válida para o experimento. No entanto, como o experimento não foi realizado em condições normais de temperatura e pressão (CNTP), no qual o valor padrão de R é aproximadamente 0,08206 atm·L/mol·K, a discrepância entre o volume esperado e o medido destaca a importância de considerar as CNTP.