Determinação da constante de Avogadro

1. INTRODUÇÃO E OBJETIVOS

A constante de Avogadro é uma constante físico-química que representa a quantidade de átomos, moléculas, íons, elétrons ou outras partículas elementares, presente em um mol dessa mesma partícula.
Ela é definida como sendo o número de átomos de Carbono 12 em 12g de Carbono 12.
Essa constante veio de pesquisas e estudos de Amedes Avogadro, que em 1811 publicou que: “Volumes iguais de gases nas mesmas condições de temperatura e pressão contém sempre o mesmo número de moléculas”. Portanto, esse número passou a ser uma constante universal, sendo conhecido como a constante de Avogadro, em homenagem ao cientista.
O objetivo deste experimento é determinar a constante de Avogadro através da eletrólise de uma solução de Hidróxido de Sódio. As equações envolvidas no processo são:

Equação da semi-reação no ânodo: 4OH-  O2 + 2H2O + 4e-
Equação da semi-reação no cátodo: 4H2O + 4e-  2H2 +4OH-
Equação da reação global: 2H2O 2H2 + O2

A relação entre o volume de gás liberado no catodo (H2) e a quantidade de matéria de gás produzido pode ser expressa por:

Ou seja,

Numa eletrólise a corrente constante, a carga que passa pelo circuito pode ser dada por:

Onde i é a corrente em Amperes e t é o tempo,
Então o número de elétrons que passa pelo conjunto é:

Como são necessários dois elétrons para cada molécula de H2 obtida, é preciso introduzir o fator 2 no denominador e a constante de Avogadro poderá então ser obtida através da seguinte relação:

Onde R é a constante universal dos gases e e=1,602x10-19.

2. PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL

Para a realização da prática de determinação da constante de Avogadro, primeiramente deve ser montado o sistema como recomendado no manual. Os materiais empregados consistem em um Becker largo de plástico com uma certa quantidade de solução de NaOH, duas provetas graduadas com um lado lacrado, uma fonte de tensão, dois fios de cobre descascados nas extremidades, solução de NaOH 10g/L, um