QUMICAGERAL201516TRABALHOPRTICO2EquilbrioqumicoClculodavariaodeentalpiaedavariaodeentropia

associadasaumareacoqumicaOcobaltopodeassumirvriosestadosdeoxidao,sendooestado+2omais frequentenanatureza.O ioCo2+formacomplexoscommuitos ligandos.Quandoestcomplexadocom6molculasdegua,oconjuntoassumegeometriaoctadricaeexibecor rosa.Quandoo ioCo2+ est complexado com 4 ies cloreto (Cl), o conjunto assume geometria tetradrica eexibecorazul.Numasoluoaquosadecloretodecobalto(II),osdoiscomplexosexistememequilbrio:[Co(H2O)6]2+(aq)+4Cl(aq)[Co(Cl4)]2(aq)+6H2O(1)Estareacodehidratao/desidrataoservedebaseutilizaodocloretodecobaltoemsensoresdehumidade.Podemosescreveraconstantedeequilbriodareacoacimacomo:K=[Co(Cl4)2]/([Co(H2O)62+]x[Cl]4)(2)A gua o solvente. Sendo o constituinte maioritrio da soluo, a sua concentraopermanecevirtualmenteconstante,no figurandocomovarivelnaexpressodaconstantedeequilbrio.Quandoumareacolibertaouconsomecalor,ovalordeKdependedatemperatura.Nocasodareacoacima,atemperaturafavoreceosentidodirectodareacoeaformaodoclorocomplexo o que significa que se trata de um processo endotrmico e portanto atemperaturasmaiselevadasasoluoficamaisazulada.Neste trabalhovamosdeterminarvriosvaloresdaconstantedeequilbrioda reaco,paradiferentestemperaturas.Paraoefeito,precisamosdeconhecerasconcentraesdasespciesenvolvidasnoequilbrio: Como a soluo de cobalto preparada dissolvendo o composto de cobalto em cidoclordrico concentrado, a concentrao de ies Cl bastante elevada e mantmseaproximadamenteconstanteduranteoensaio;Emcadamomento,aconcentraodoaquacomplexo igualconcentrao inicialde iesCo2+,[Co2+]0,menosaconcentraodoclorocomplexonessemomento. A concentrao do clorocomplexo medida indirectamente, atravs da absorvnciarespectiva, utilizando um espectrofotmetro. Por utilizao da lei de LambertBeer,transformaseaabsorvnciamedida,A,emconcentrao,atravsdaexpresso:A=b[Co(Cl4)2](3)

emque o coeficientede extinomolardo clorocomplexo eb opercursopticodaclula demedida.Ao comprimento de onda a que vo ser realizadas asmedidas, o clorocomplexotemummximodeabsorvnciaa692nm(=572Lmol1cm1).AcontantedeequilbrioestrelacionadacomavariaodeenergiaGibbspadrodareacoatravsdaexpresso:Go=RTlnK(4)em que T a temperatura absoluta e ln representa o logaritmo na base e. A uma dadatemperatura, Go faz um balano entre a variao de entalpia e a variao de entropiaassociadasreaco,atravsde:Go=HoTSo(5)Ouseja,lnK=Go/(RT)=(Ho/R)x1/T+So/R(6)A representaogrficade lnKem funode1/Tdeveroriginaruma recta cujodecliveHo/RecujaordenadanaorigemSo/R.

ParteExperimental1.Confirmequeocomprimentodeondaseleccionadonoespectrofotmetro692nm.Enchaaclulademedidacomguadestiladaataonvelquelheforindicadoecoloqueaclulanoportaamostrasdoespectrofotmetro.Asseguresedequeaclulacolocadanoaparelhodaformacorrecta,comasfacestransparentesviradasparaofeixedeluz.CalibreoaparelhoparaA=0%.Estacalibraomanterseataofinaldaaula.2.Esvazieaclula.Seguidamente,enchaaclulacomasoluodeclorocomplexo.Passeoreservatriodotermmetroporgua,sequebem,eregisteatemperaturaaqueasoluoseencontranaclula. Introduzaaclulanoespectrofotmetroeregisteovalordeabsorvnciarespectivo.3.Introduzaaclulanobanhomantidoaumatemperaturaprximade30C.Prendaaclulacomumapinademadeiraedeixeanobanhoatasuatemperaturaestabilizar.Registeestatemperatura.Rapidamente, retire a cluladobanho, limpea cuidadosamente compapel eintroduzaanoespectrofotmetro.Faanovaleituradeabsorvncia.4. Repita o passo anterior, utilizando sucessivamente os banhosmantidos a temperaturasprximasde40C,50Ce60C.Emcadacaso,asseguresedequeatemperaturadasoluonaclulaestestvelantesdeefectuaramedidanoespectrofotmetro.Limpesemprebemaclulaantesdea introduzirnoaparelho.E tenhaematenoque, sempreque colocaumaclula a temperatura superior ambiente dentro do aparelho, amesma ter tendncia aarrefecer, o que se traduz numa diminuio da concentrao do clorocomplexo econsequentemente numa diminuio de absorvncia. Dever por isso registar o valor deabsorvnciadasoluomalcolocaaclulanoaparelho.

5.Calculeo valor de [Co2+]0, sabendo que a soluo de trabalho foi preparada dissolvendo1.902gdeumcompostodecobalto(II),demassamolar237.9gmol1,em50.0mLdeHCl4.0M.6.Calculeovalorde[Cl]nasoluodetrabalho.7. Corrija os valores de absorvncia registados. A 692 nm, no s o clorocomplexo queabsorve luz,mas tambm o aquacomplexo, embora commuitomenor intensidade (figuraseguinte).Como irverificara seguir,a concentraodoaquacomplexo semprebastantemaiselevadadoqueadoclorocomplexo.Paraefeitodacorrecodosvaloresdeabsorvnciamedidos, pode considerarse a concentrao do aquacomplexo como constante e igual a[Co2+]0.A512nm,oaquacomplexo tem=4.85Lmol1cm1.Sabendoqueovalordedoaquacomplexoa692nm29vezesinferioraovalordea512nm,calculeacontribuiodoaquacomplexoparaasmediesdeabsorvnciaqueefectuoua692nm.RetireestevalorfixoatodososvaloresdeAmedidosexperimentalmente.8.Utilizeaequao3paracalcularosvaloresde[Co(Cl4)2].9.Apartirdosvaloresde[Co(Cl4)2]e[Co2+]0,calculeovalorde[Co(H2O)62+].10.Utilizeaequao2paracalcularovalordeKacadatemperaturadetrabalho,.6.RepresentegraficamentelnKemfunode1/T,ecalculeovalordeHoeSodareaco,utilizandoaequao6.7.Repitaoprocedimentoexperimentalparaobternova sriedevaloresdeabsorvnciadoclorocomplexodecobalto,novosvaloresdeKacadatemperatura,enovosvaloresdeHoeSodareaco.Tentecobrirtambmgamasdetemperaturaintermdias,comvistaaobterummaiornmerodepontosexperimentais.8.Nofinaldotrabalho,asoluodecobaltodeverserrecolhidanofrascodoqualatirou.

[Co(H2O)6]2+ [Co(Cl4)]

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TRABALHON2RelatrioNomesens:Licenciatura:Turno: Data:1.Paracadasriedeexperincias,apresentenaformadetabelatodososvaloresnecessriosaoclculodeKa cada temperatura,nomeadamentevaloresdeT,deA,deAcorrigida,dasconcentraesdasvriasespciesenvolvidas,evaloresdeKcalculados. Indique tambmosvaloresdelnKede1/T.2. Represente graficamente ln K em funo de 1/T. Ajuste uma recta aos valoresexperimentais,eindiquequalodecliveeaordenadanaorigemdarectaobtida,bemcomoorespectivocoeficientedecorrelao.3.CalculeHoeSodareaco.UtilizeR=8.31JK1mol1.Compareestesvalorescomvaloresdaliteratura.4.Comenteosresultadosobtidos.