Como Determinar Experimentalmente o Número de Avogadro no Laboratório (Eletrolise de Cobre)

Misturas e reações químicas usam o mol como unidade. Um mol = 6,022 × 10²³ subunidades (ex.: moléculas de água). Proposto por Amedeo Avogadro (1811), confirmado experimentalmente por Robert Brown (1827) via eletrólise simples. Você pode replicar para determinar experimentalmente o número de Avogadro para 1 mol de cobre.

Materiais Necessários

• Fonte de alimentação DC
• Fios com jacarés
• Tira de zinco e tira de cobre
• Balança analítica (precisão 0,0001 g)
• Lã de aço
• Ácido sulfúrico 1 M
• Bequer 250 ml
• Fita de laboratório/máscara
• Óculos de proteção
• Luvas látex/nitrílicas
• Calculadora
• Álcool isopropílico 70%
• Cronômetro

Eletrolise

1. Limpe as tiras: Lã de aço para remover óxidos e resíduos oleosos. Limpe com álcool e seque. Evite contato com pele após limpeza.
2. Pese a tira de cobre: Registre massa inicial — usada para calcular átomos de cobre transferidos.
3. Prepare eletrólito: 200 ml de H₂SO₄ 1 M no bequer. Cuidado: extremamente corrosivo.
4. Monte a célula: Conecte tiras aos fios com jacarés. Mergulhe no ácido, fixe com fita. Tiras não devem se tocar nem tocar as paredes.
5. Conecte à fonte: Fio do zinco → cátodo (-); fio do cobre → ânodo (+).
6. Inicie eletrólise: 0,5 A. Registre tempo de início e fim (5-10 min).
7. Finalize: Desligue fonte. Retire tira de cobre, seque ao ar completamente (não use toalha — altera peso). Pese e registre massa final.

Cálculo do Número de Avogadro

8. Coulombs: Amperes × Tempo (segundos). Ex.: 0,5 A × 600 s = 300 C (para 10 min: 3.000 C).
9. Elétrons transferidos: Coulombs ÷ 1,602×10⁻¹⁹ C (carga do elétron). Ex.: 3.000 / 1,602×10⁻¹⁹ = 1,873×10²² elétrons. Cada átomo de Cu transfere 2 elétrons → 9,365×10²¹ átomos de Cu.
10. Mols de Cu perdidos: Δmassa / peso atômico (63,546 g/mol). Ex.: 0,0105 g / 63,546 = 1,65×10⁻⁴ mol.
11. Número de Avogadro experimental: Átomos de Cu ÷ mols de Cu. Ex.: 9,365×10²¹ / 1,65×10⁻⁴ ≈ 5,67×10²³ (valor teórico: 6,022×10²³).