apostila de práticas de quimica geral -2009[1]

Curso: Engenharia de Alimentos e Engenharia Eltrica

EMBED Word.Picture.8

NDICE

Pgina

Normas de Segurana.......................................................................................................03

Equipamentos e Aparelhagens.........................................................................................04

PRTICAS

1. Clculos Qumicos ......................................................................................................09

2. Termoqumica I............................................................................................................. 11

Exemplos de Reaes Exotrmicas e Endotrmicas

3. Termoqumica II...........................................................................................................11

Determinao da Capacidade Calorfica de um Frasco Dewar

Determinao do Calor de Neutralizao do NaOH (aq)

4. Termoqumica III.............................................................................................. ............14

Determinao do Calor de Dissoluo do NaOH (s).

Determinao do Calor de Neutralizao do NaOH (s)

5. Termoqumica IV............................................................................................................16

Verificao Experimental da Lei de Hess

6. Transferncia Eletrnica...............................................................................................17

7. Pilhas Eletroqumicas...................................................................................................18

8. Corroso Tipos de Pilhas ..........................................................................................21

9. Corroso do Ferro.........................................................................................................23

10. Eletrlise.....................................................................................................................24

11. Leis de Faraday Eletrodeposio.............................................................................26

12. Cintica I .....................................................................................................................2813. Cintica II ....................................................................................................................3114. Cintica III....................................................................................................................33Normas de Segurana

As tcnicas e normas de segurana no laboratrio de qumica tm como objetivo a preservao e defesa da sade individual e coletiva das pessoas, a conservao dos equipamentos de laboratrio e de suas dependncias e a criao de condies propcias para obteno de resultados corretos e dignos de segurana.

Os princpios descritos abaixo devem ser rigorosamente observados.

1st. O laboratrio de qumica um lugar para trabalho srio e ordenado. EVITE BRINCADEIRAS, MESMO QUE A AULA NO TENHA COMEADO.

2nd. PROIBIDO fumar, comer ou beber no laboratrio.

3rd. OBRIGATRIO o uso de guarda-p de algodo durante as aulas prticas. culos de segurana devem ser sempre utilizados no manuseio de produtos qumicos volteis, ou sempre que as instrues de trabalho assim o recomendarem.

4th. Utilize somente calas compridas e sapatos fechados durante as aulas prticas.

5th. Todos devem prender os cabelos e retirar jias dos pulsos e das mos. Produtos qumicos podem cair nesses locais e causar queimaduras, ferimentos produtos e at mesmo problemas sseos.

6th. No use lentes de contato, pois os vapores de algumas solues podem reagir com elas e causar problemas srio a sua viso.

7th. Procure familiarizar-se imediatamente com a localizao e o uso de extintores de incndio, chuveiros de emergncia, pia para lavagem de olhos e caixa de primeiros socorros.

8th. Realize cada prtica somente aps ter lido as instrues corretamente. Siga-as e respeite rigorosamente as precaues recomendadas. Consulte o seu professor sempre que notar algo anormal ou imprevisto.

9th. Limite-se s experincias indicadas nas instrues e autorizadas pelo professor.

10th. Leia sempre o rtulo de qualquer frasco reagente antes de servir-se deles.

11st. No recoloque no frasco uma soluo, mesmo no usada, a menos que seja informado de modo contrrio por seu professor. No coloque objetos estranhos nos frascos dos reagentes.

12nd. No use a mesma pipeta para medir solues diferentes.

13rd. No toque nos produtos qumicos. Use para isso o instrumento adequado.

14th. No coloque o nariz diretamente sobre o recipiente para sentir o cheiro de uma substncia. Em vez disso, com a sua mo, traga um pouco do vapor at ele.

15th. No aquea bruscamente nenhum slido ou lquido. Lembre-se de que o vidro possui resistncia limitada, no permitindo a realizao de reaes com elevada liberao de energia.

16th. Quando uma aparelhagem estiver em funcionamento, ela deve ser continuamente observada.

17th. Tenha CUIDADO COM AS TORNEIRAS DE GS do laboratrio. Quando TERMINAR de usar o Bico de Bunsen, verifique se elas ficaram bem FECHADAS.

18th. Comunique a seu professor qualquer acidente que acontea, por menor que seja, bem como quaisquer problemas com o material a ser utilizado na aula prtica. Procure sempre verificar a sua vidraria de trabalho. No utilize material rachado.

19th. Ao terminar as atividades, todo o material deve ser criteriosamente lavado e a bancada limpa.

20th. Lembre-se de que o seu professor o seu orientador e deseja que voc saiba manipular com preciso os equipamentos de um laboratrio qumico.

EQUIPAMENTOS E APARELHAGENSA seguir sero apresentados alguns equipamentos e aparelhagens que sero utilizadas durante o

decorrer deste curso.

1. CLCULOS QUMICOS

DETERMINAO DA GUA DE CRISTALIZAO DO SULFATO CPRICO

Objetivo:

Determinar experimentalmente o nmero de molculas de gua na molcula de CuSO4.nH2O.

Introduo:

Muitas substncias unem-se com a gua para formar compostos cristalinos secos. Estes compostos denominam-se hidratos e possuem composio definida.

Cada um destes compostos contm um nmero constante de moles de gua combinados com 1 mol de substncia anidra.

Nesta experincia, ser determinado o nmero de molculas que hidratam o sulfato de cobre II. Obtm-se os dados experimentais pela desidratao de uma amostra do sal hidratado, retirando a gua e pesando depois o sal anidro. X .(H2O)Y ( X + YH2O

sal hidratado sal anidro

O aquecimento efetuado em banho de areia, cuja temperatura no deve ultrapassar os 230oC , pois temperatura mais elevada pode ocorrer uma reao secundria indesejvel, ou seja, o aparecimento de um sal cinzento: Cu2(OH)2SO4.

Com a evaporao da gua o sal muda de cor azul para branca. Isso indica a eliminao da gua, e consequentemente, o fim do aquecimento.

Procedimento Experimental:

1. Pesar um cadinho de porcelana limpo.

m1 = ____________________g

2. Colocar no cadinho 1,0 - 1,2g de CuSO4.nH2O finamente pulverizado em um grau. Pesar novamente.

m2 = ____________________g

A diferena entre as duas pesagens nos fornecer a massa do sal hidratado.

m3 = m2 - m1 = _______________ - ______________ = ___________________ g

3. Colocar o cadinho com a substncia no banho de areia de modo que a areia cubra o cadinho at 3/4 de sua altura.

4. Mergulhar o termmetrono banho de areia, de modo que o bulbo do termmetro esteja na altura do fundo do cadinho (ver figura).

5. Aquecer o banho de areia at 230oC e manter o aquecimento at que a substncia se torne branca.

Observao: Controlar o aquecimento para que a temperatura no ultrapasse os 230oC.

6. Transferir o cadinho, com a pina metlica cuja a ponta tenha sido previamente aquecida na chama do bico de Bunsen, para o dessecador.

7. Deixar esfriar at a temperatura ambiente e pesar novamente.

m4 = ____________________g

Clculos:

Massa de CuSO4.nH2O = m3 (g)

Massa de CuSO4 (anidro) = m5(g) = m4 - m1m5 = ______________ - ______________ = ____________________ gMassa de gua = m6 = m3 - m5

m6 = ______________ - ______________ = ____________________ g Nmero de mols de CuSO4 = n1

n1 = m5/M1M1 = massa molecular do CuSO4

n1 = ______________ - ______________ = ____________________ gn2 = m6/M2

M2 = massa molecular da gua

n2 = ______________ - ______________ = ____________________ gNmero de mols de gua em 1 mol de sulfato de cobre II = x

n2 n1

X 1 mol

X = n2/n1 = ________ = ________ mols

Questes:

1. Por que o aquecimento do cadinho com o sulfato de cobre II no pode ser feito diretamente com a chama do bico de Bunsen?

2. Por que o bulbo do termmetro deve ficar na mesma altura do fundo do cadinho, no banho de areia?

3. O que aconteceria com a substncia se a temperatura do aquecimento fosse superior a 230oC?

4. Qual a mudana de cor apresentada pela substncia durante o aquecimento?

5. Por que devemos aquecer a ponta da pina metlica, ao us-la para transferir o cadinho para o dessecador?

2. TERMOQUMICA I

Exemplos de Reaes Exotrmicas e Endotrmicas

INTRODUO:

A termoqumica um ramo da termodinmica que estuda a liberao e absoro de calor, durante uma transformao qumica.

O objetivo desta prtica realizar experimentalmente reaes exotrmicas (reaes que liberam calor) e reaes endotrmicas ( reaes que absorvem calor)

MATERIAL NECESSRIO:

2 Tubos de ensaio, 2 bcheres de 50 mL, pina de madeira, vidro de relgio e pissete com gua.

REAGENTES:

H2SO4 concentrado, I2 (s), Zn (s), NaHCO3 (s), soluo de HCl 1:1, Ba(OH)2 (s) e soluo de NH4Cl (cloreto de amnio) 1:1.

PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL:

1 EXPERINCIA: Reao Exotrmica

Colocar em um tubo de ensaio 10,0mL de gua. Adicionar, cuidadosamente, gotas de soluo de H2SO4 concentrado. Sinta com as pontas dos dedos o aquecimento do tubo de ensaio.

A ionizao do H2SO4 fortemente exotrmica:

H2SO4 (l)+ 2 H2O 2 H2O+ + SO4 + Q (calor)

2 EXPERINCIA: Reao Exotrmica

Colocar em um tubo de ensaio alguns cristais de iodo slido e uma pequena quantidade de zinco em p. Adicionar, cuidadosamente com a pipeta, 5 gotas de H2O. Sinta com as pontas dos dedos o aquecimento do tubo de ensaio.

I2 (s) + Zn (s) ( ZnI2 (s) + Q (calor)

3 EXPERINCIA: Reao Endotrmica

Colocar num Bcher de 50mL seco, 1,000g de NaHCO3 (bicarbonato de sdio) e adicionar gotas de soluo de HCl 1:1.

Notar que o Backer esfria bastante, a ponto de haver condensao de vapor dgua.

HCl (aq) + NaHCO3 (s) + Q (calor) NaCl (aq) + H2O + CO2 (g)

4 EXPERINCIA: Reao Endotrmica

Colocar num Bcher de 50mL seco, 1,000g de Ba(OH)2 (hidrxido de brio) e adicionar gotas de soluo de NH4Cl (cloreto de amnio) 1:1.

Notar que o Bcher esfria bastante, a ponto de haver condensao de vapor dgua.

Ba(OH)2 (s) + 2 NH4Cl (aq) + Q (calor) BaCl2 (aq) + 2 NH4OH (aq)

3. TERMOQUMICA II

Determinao da Capacidade Calorfica de um Frasco Dewar

Determinao do Calor de Neutralizao do NaOH (aq)INTRODUO:

Calor de neutralizao a quantidade de calor liberada na formao de um mol de gua ao se fazer a reao de um cido forte com uma base forte, em quantidades estequiomtricas, em soluo aquosa, nas condies padro.

A reao de neutralizao sempre exotrmica, e o calor liberado sempre constante para cidos e bases fortes, pois a reao inica no se altera em funo das substncias, podendo ser representadas pela equao:

H+ + OH H2O (H = 13,7 Kcal

Quando o cido ou a base no esto totalmente dissociados, o calor de neutralizao corresponde combinao dos ons H+ e OH menos a energia necessria para dissociar as molculas do cido e/ou da base. Exemplo: o cido actico em soluo est parcialmente dissociado. Pela neutralizao com uma base forte, teremos:

HC2H3O2 + OH C2H3O2 + H2O

MATERIAL NECESSRIO:

Frasco de Dewar, termmetros com divises de 0,1C, tubo de ensaio, rolhas de cortia perfuradas, soluo 1N de HCl, soluo 1N de NaOH.

REAGENTES:

Soluo 1N de NaOH e soluo 1N de HCl.


1 Parte: Determinao do equivalente em gua (ou capacidade calorfica C) do frasco de Dewar:

a) Colocar, por meio de pipeta, 100,0 mL de gua destilada no frasco de Dewar e anotar a temperatura exata, t1.

b) Colocar, por meio de pipeta, 100mL de gua destilada em um Bcher e aquecer a cerca de 60C. Anotar a temperatura exata, t2.

c) Verter a gua aquecida, rapidamente, no frasco de Dewar, agitar com haste apropriada e anotar a temperatura mais alta observada, t3.

d) O calor cedido pela gua mais quente deve ser igual ao recebido pela gua mais fria e pelo frasco de Dewar, sendo calculado pela frmula:

Q cedido = Q recebido

Como Q = m.c.(t

Considerando c H2O = 1 cal /g(C e a massa da garrafa desprezvel:

100 (t2 t3) = C (t3 t1) + 100 (t3 t1)

Obs.: O frasco de Dewar ser substitudo por uma garrafa trmica.

2 Parte: Determinao do calor de neutralizao:

a) Colocar na garrafa trmica, por meio de pipeta, 100,0 mL de soluo 1N de NaOH. Anotar essa temperatura (t4).

b) Colocar em um Bcher, por meio de pipeta, 100,0 mL de soluo 1N de HCl.

c) Verter, de uma s vez, a soluo de HCl sobre a do NaOH, agitar e anotar a temperatura mais alta observada (t5).

e) Considerando a massa das solues igual a 200g, a capacidade calorfica calculada no item anterior e o calor especfico da gua igual a 1 cal/g(C, teremos que a reao forneceu a seguinte quantidade de calor:

Q(cal) = 200 (t5 t4) + C (t5 t4)4. TERMOQUMICA III

Determinao do Calor de Dissoluo do NaOH (s)

Determinao do Calor de Neutralizao do NaOH (s)

INTRODUO:

MATERIAL NECESSRIO:

Becher, Erlenmeyer, tela de amianto, termmetro, cilindro graduado de 200mL, balana de preciso.

REAGENTES:

cido clordrico 0,25M, cido clordrico 0,50M, hidrxido de sdio slido, hidrxido de sdio 0,5M.


A Determinao do calor de dissoluo.

NaOH(s) + gua ( NaOH(aq) + Q1

1. Pesar o Erlenmeyer limpo e seco.massa do Erlenmeyer = ...............

2. Colocar o Erlenmeyer sobre a tela de amianto para isola-lo termicamente da mesa de trabalho. Colocar no Erlenmeyer 200mL de gua destilada. Medir a temperatura da gua(T1) e pesar o Erlenmeyer.

T1 =

massa da gua =

3. Pesar em um vidro de relgio 2,00g de hidrxido de sdio, com aproximao de 0,01g.massa do hidrxido de sdio = .................

4. Colocar o hidrxido de sdio pesado na gua contida no Erlenmeyer. Agitar lentamente, a soluo com o termmetro at a dissoluo do hidrxido de sdio. Acompanhar a elevao da temperatura. Anotar a temperatura mxima atingida(T2).

5. Calcular a quantidade de calor, em calorias, libertada na reao.

Q1 = (m H2O + m NaOH) . C H2O . (T2-T1) + ( m Erlenmeyer) . C vidro . (T2-T1)

Considere: C H2O = 1 cal/g (C e C vidro = 0,2 cal/g (CB Determinao do calor de neutralizao

NaOH(s) + HCl(aq) ( NaCl(aq) + H2O + Q21. Pesar o Erlenmeyer limpo e seco.Massa do Erlenmeyer = ...............

2. Colocar o Erlenmeyer sobre a tela de amianto. Colocar no Erlenmeyer 200,0mL de cidoclordrico (HCl) 0,25M. Medir com o termmetro a temperatura do cido clordrico(T3). Pesar o Erlenmeyer.

T3 =

Massa do HCl =

3. Pesar em um vidro de relgio 2g de hidrxido de sdio slido, com aproximao de 0,01g.Massa do hidrxido de sdio = ...............

4. Colocar o hidrxido de sdio pesado no cido clordrico contido no Erlenmeyer. Agitar, lentamente, a soluo com o termmetro at a dissoluo do hidrxido de sdio. Acompanhar a elevao da temperatura. Anotar a temperatura mxima atingida.

T4 = ..................................

5. Calcular a quantidade de calor, em calorias, libertada na reao.

Q2 = (m HCl + m NaOH) . C HCl . (T4 -T3) + ( m Erlenmeyer) . C vidro . (T4 -T3)

Considere C HCl = C H2O

5. TERMOQUMICA IV

VERIFICAO EXPERIMENTAL DA LEI DE HESS

INTRODUO:

MATERIAL NECESSRIO:


A Determinao do calor de neutralizao

NaOH(aq) + HCl(aq) ( NaCl(aq) + H2O + Q3

1. Pesar o Erlenmeyer limpo e secomassa do Erlenmeyer = ...............

2. Colocar o Erlenmeyer sobre a tela de amianto. Colocar no Erlenmeyer 100,0 mL de cido clordrico 0,50M. Medir com o termmetro a temperatura do cido clordrico(T1).T1 = ...............

Colocar no Becher 150,0 mL de soluo de hidrxido de sdio 0,50M.

3. Despejar cuidadosamente no cido clordrico no Erlenmeyer a soluo de hidrxido de sdio contida no Becher. Agitar, lentamente, a soluo com o termmetro. Acompanhar a elevao da temperatura. Anotar a temperatura mxima atingida(T2).

4. Calcular a quantidade de calor, Q3, em calorias, libertada na reao.

Q3 =200. C H2O . (T2-T1) + ( m Erlenmeyer) . C vidro . (T2-T1)

Somando-se a equao termoqumica da dissoluo do hidrxido de sdio em gua e a equao da neutralizao do hidrxido de sdio e cido clordrico, obtm-se a equao termoqumica da reao entre hidrxido de sdio slido e cido clordrico:

NaOH(s) + H2O ( NaOH(aq) + Q1

NaOH(aq) + HCl(aq) ( NaCl(aq) + H2O + Q3

NaOH(s) + HCl(aq) ( NaCl(aq) + H2O + Q

Como se tinha anteriormente:

NaOH(s) + HCl(aq) ( NaCl(aq) + H2O + Q2

Conclui-se que Q2 = Q1 + Q3. Somar os valores de Q1 e Q3. Verificar se o valor da soma igual ao valor de Q2.

6. TRANSFERNCIA ELETRNICA

INTRODUO:

A transferncia eletrnica baseia-se no princpio de OXI-REDUO, onde OXIDAO a perda de eltrons por um tomo e REDUO o ganho de eltrons por um tomo.

Para tomos metlicos a perda e ganho de eltrons medida pelo potencial eltrico E que medido em Volts. Todo o tomo que perde e ganha eltrons tem seu E. Chama-se Transferncia Eletrnica ao fenmeno que ocorre quando colocamos em contato, pelo menos dois metais diferentes, em que se observa que o metal de maior E transfere eltrons para o metal (on metlico) de menor E. Em resumo:

S pode ocorrer Transferncia Eletrnica do metal de maior E para o metal de menor E

MATERIAL NECESSRIO:

Bcher 150mL (3) e bombril.

REAGENTES:

FeSO4 1N, Al2(SO4)3 1N, ZnSO4 1N, CuSO4 1N, Pb(NO3)2 1N, AgNO3 0,1N, placas metlicas: Zn, Cu, Fe, Pb.


1. Separe lminas de cobre (Cu), zinco (Zn), chumbo (Pb) e ferro (Fe).

2. Limpe as lminas com um bombril para retirar a camada j oxidada existente.

3. Em trs Bcheres coloque (metade do Becher) soluo de sulfato de zinco (ZnSO4), sulfato de cobre (CuSO4) e nitrato de chumbo (Pb(NO3)2), respectivamente.

4. Mergulhe as lminas nos Bcheres conforme indicado nas figuras da prxima pgina.Aguarde 2 a 3 minutos a reao ocorrer.

ATENO: Ao passar a lmina de um Becher para o outro, lave muito bem a mesma.

OBSERVE CADA SISTEMA E VERIFIQUE SE HOUVE DEPOSIO DE ON METLICO NA LMINA.

Agora coloque um pouco de soluo de nitrato de prata (AgNO3) em Becher e mergulhe cada lmina durante um minuto. Observe.

7. PILHAS ELETROQUMICAS

Pilhas so dois eletrodos ligados entre si por um fio condutor, mergulhados em um meio adequado passagem de cargas eltricas.

Na pilha o eletrodo (metal) de maior Eo cede eltrons para o de menor Eo.

Intercalando um voltmetro entre os dois eletrodos, podemos determinar a variao da corrente (d.d.p.) em volts.

Para que a pilha se mantenha funcionando necessrio colocarmos uma PONTE SALINA, que tem a(s) funo(es) de fechar o circuito (manter o equilbrio inico).

As pilhas so formadas por dois eletrodos ligados entre si por um fio condutor, mergulhados em um meio adequado passagem de cargas eltricas.

Na pilha, o eletrodo (metal) de maior E cede eltrons para o de menor E. Para que a pilha se mantenha funcionando necessrio colocarmos uma Ponte Salina, que tem as funes de fechar o circuito e manter o equilbrio inico do sistema.

OBJETIVO:

Comparar os valores prtico e terico dos E de algumas pilhas eletroqumicas montadas em laboratrio.

MATERIAL NECESSRIO:

Tubo em U, Becher de 150mL (3), multmetro (ou um voltmetro), algodo, bombril.

REAGENTES:

KCl 3N, ZnSO4 0,1 M, CuSO4 0,1 M, Pb(NO3)2 0,1 M, placas metlicas: Zn, Pb, Cu.


1. Faa uma Ponte Salina, colocando NaCl no interior do vidro apropriado com algodo.(Obs.: No deixe formar bolhas pois estas interrompem o movimento de cargas.)

2. Limpe as lminas a serem usadas com bombril.

3. Monte a pilha abaixo, colocando o voltmetro na escala de 3V (leitura direta).

Procure colocar os metais certos no nodo e Ctodo do voltmetro, caso contrrio o ponteiro ir deslocar-se para a ESQUERDA.

Valor Terico: E = + 0,76 V (0,34 V) = + 1,10V

E Zn = + 0,76

Valor Prtico: _______________________________E Cu = 0,34

4. Retire a Ponte Salina, limpe as extremidades e monte as demais pilhas conforme a anterior:

OBSERVAES:

a) Sempre ao passar de uma pilha para outra, lave a Ponte Salina.

b) Procure experimentar o que ocorre usando duas Pontes Salinas.

8. CORROSO TIPOS DE PILHAS

INTRODUO:

Nos processos de corroso, so destacados os principais tipos de pilhas eletroqumicas a seguir, nas quais se verifica que as reaes em ao criam espontaneamente uma fora eletromotriz:

Pilha de eletrodos metlicos diferentes.

Pilha de concentrao.

Pilha de temperaturas diferentes.

No caso de processo no espontneo devem ser destacadas as pilhas eletrolticas. Nesta atividade observaremos alguns exemplos de Pilhas de Eletrodos Metlicos Diferentes e Pilhas de Concentrao.

Pilha de Eletrodos Metlicos Diferentes:

o tipo de Pilha de Corroso que ocorre quando dois metais diferentes esto em contato e imersos num mesmo eletrlito; tambm chamada de Pilha Galvnica. So exemplos de Pilha de Eletrodos Metlicos Diferentes: Pilha Ativa-Passiva, Pilha de Ao Local.

Pilha de Concentrao:

Existem casos em que se tem material da mesma natureza, mas que podem originar uma diferena de potencial, ocasionando processos de corroso. Isto ocorre quando se tem um mesmo material metlico em contato com diferentes concentraes de um mesmo eletrlito, ou em contato com o mesmo eletrlito, porm em locais em que os teores de gases dissolvidos so diferentes. Tem-se no primeiro caso a Pilha de Concentrao Inica e no segundo caso a Pilha de Aerao Diferencial.

OBJETIVO: Observar alguns exemplos de pilhas de eletrodos metlicos diferentes e pilhas de concentrao.

MATERIAL NECESSRIO:

Tubo em U, 1 par de fios jacar-jacar, bombril, Bcher 250mL, mufa, garra, suporte Universal.

REAGENTES:

Placas de zinco comercial, zinco P.A., ferro, cobre e alumnio, sol. de NaCl 3%, sol. de ferricianeto de potssio (K3(FE(CN)6) 1N,HgCl2comercial (CUIDADO! MUITO TXICO!), H2SO4, indicador fenolftalena, ferroxil (sol. de ferricianeto de potssio e fenolftalena).


1 EXPERINCIA: Eletrodos Metlicos Diferentes

1. Monte a aparelhagem ao lado.

2. Limpe muito bem os eletrodos com bombril antes de us-los.

3. Encha o tubo em U com soluo de NaCl 3%.

4. Mergulhe dois eletrodos metlicos, sendo um de cobre e outro de ferro, ligando-os por meio de um fio de cobre ou outro condutor.

5. Goteje fenolftalena no lado do eletrodo de ferro. Observe e anote.

6. Retire os eletrodos. Mude a soluo de NaCl 3% por outra nova. Limpe novamente os eletrodos.

7. Desta vez mergulhe um eletrodo de ferro e outro de cobre nas extremidades do tubo em U.

8. Goteje ferricianeto de potssio 0,1 M no lado do ferro e fenolftalena no lado do cobre.

9. Observe e anote.

10. Foi percebida alguma mudana de colorao nos experimentos acima realizados? Qual? Descreva a(s) reao(es) qumica(s) envolvida(s) se houverem.

2 EXPERINCIA: Pilha Ativa-Passiva

1. Limpe muito bem uma placa de alumnio.

2. Coloque uma PEQUENA quantidade de HgCl2 sobre a placa (mostre esta quantidade ao seu professor). Adicione, aproximadamente, 3 gotas de gua sobre o HgCl2.

3. Deixe a placa com os reagentes sobre a bancada por alguns minutos. Observe e anote.

3 EXPERINCIA: Pilha de Ao Local

1. Monte o esquema ao lado.

2. Em um Bcher de 250mL adicione cerca de 150mL de H2SO4 1M.

3. Mergulhe, parcialmente, nesta soluo uma placa de zinco. Observe.

4. Retire o zinco e mergulhe uma placa de cobre tendo o cuidado de apenas encost-lo ao zinco (vide esquema). Observe.

9. CORROSO DO FERRO

Objetivo

Observar a oxidao do ferro em diferentes situaes.

MATERIAL NECESSRIO

Sete tubos de ensaio; dois bqueres; conta-gotas ; oito pregos de ferro; dois pedaos de fio de cobre; dois pedaos de magnsio (ou zinco) ; cloreto de sdio e suco de limo PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL

1. Em um bquer, misture 20mL de gua e uma colher de ch de sal. Agite a mistura at a completa dissoluo do sal. Vamos chamar essa soluo de A. 2. No outro bquer, misture 10mL de suco de limo e 10mL de gua. Chamaremos essa soluo de B.

3. Prepare os tubos de ensaio conforme a tabela a seguir:

TuboContedo

13mL de gua + um prego

23mL de soluo A + um prego

3 3mL de soluo A + um prego + um pedao de fio de cobre (Cu)

43mL de soluo A + um prego + um pedao de magnsio (Mg)

53 mL de soluo B + um prego

63mL de soluo B + um prego + um pedao de fio de cobre (Cu)

73mL de soluo B + um prego + um pedao de magnsio (Mg)

4. Para cada um dos tubos escreva as reaes que ocorreram.

10. ELETRLISE

INTRODUO:

A Eletrlise o processo de forar uma reao no-espontnea a ocorrer pelo uso da corrente eltrica.

Em uma clula eletroltica, a corrente fornecida por uma fonte externa. A eletrlise exige o uso de corrente contnua.

Em uma cuba eletroltica temos uma fonte de alimentao (FA) determinando a polaridade dos metais ligados (ctodo e nodo) e a transformao da CA e CC.

OBJETIVO:

Verificar os diferentes produtos e subprodutos da eletrlise de vrios compostos diferentes.

MATERIAL NECESSRIO:

Eletrodo de grafite (1 par), eletrodo de cobre (1 par por grupo), tubo em U, fonte (12V), suporte universal, 1 par de garras, 1 par de mufas, 1 par de jacars.

REAGENTES:

NaCl 3% p/p comercial, fenolftalena, Kl 3% p/p comercial, tetracloreto de carbono, NH4OH concentrada.

PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL:1 EXPERINCIA: Eletrlise da soluo aquosa de NaCl

1. Limpe os eletrodos de cobre e de grafite com bombril.

2. Limpe o tubo em U que ser utilizado.

3. Monte o esquema abaixo usando o tubo em U; encha-o com soluo de NaCl 3% p/p comercial.

4. Coloque aproximadamente 4 gotas de fenolftalena em um dos lados e observe. O que ocorreu? Justifique.

5. As reaes que ocorrem so as seguintes:

NaCl

Na+ + Cl

H2O

H+ + OH

NODO (cobre):2Cl 2e

Cl2 (

CTODO (grafite):2H+ + 2e

H2(

SUBPRODUTO:NaOH

2 EXPERINCIA: Eletrlise do NaCl (aquoso) ataque dos gases.

1. Monte o mesmo esquema utilizado na experincia passada, tendo o cuidado de limpar muito bem o tubo em U antes de iniciar a nova eletrlise e de usar uma outra soluo de NaCl 1N.

2. Use a mesma fonte mas substitua o eletrodo de grafite por um eletrodo de cobre, assim, nesta eletrlise, s sero usados eletrodos de cobre.

3. Identifique onde o ANODO E O CTODO.

4. As reaes que ocorrem durante a eletrlise so as seguintes:

NODO (cobre):2Cl 2e

Cl2(

CTODO (cobre):2H+ + 2e

H2 (5. No lado do NODO coloque, aproximadamente, 4 gotas de amnia (NH4OH) concentrada. Observe.

6. Ocorreu alguma mudana de colorao? Se ocorrer, qual o produto formado e qual(is) a(s) reao(es) qumica(s) correspondente(s)?

3 EXPERINCIA: Eletrlise da soluo aquosa de Kl.

1. Ainda usando o mesmo esquema das experincias passadas, limpe o tubo em U, troque a soluo de NaCl por uma soluo de KI 0,1 M e substitua ambos os eletrodos por eletrodos de grafite.

2. Identifique o ANODO e CTODO.

3. As reaes que ocorrem durante a eletrlise so:

Kl

K + + l

H2O

H+ + OH

CTODO (grafite):2H+ + 2e

H2 (

NODO (grafite):2l 2e

I2 (4. No lado do ANODO pingue algumas gotas de tetracloreto de carbono.

5. Observe. Ocorreu alguma mudana de colorao? Qual o objetivo de se acrescentar tetracloreto de carbono (CCl4) apenas no lado do nodo?

11. LEIS DE FARADAY - ELETRODEPOSIOINTRODUO:

Faraday estabeleceu duas leis bsicas para as cubas eletrolticas.

1 Lei: A massa de qualquer substncia depositada ou liberada num eletrodo proporcional quantidade de eletricidade que atravessa o eletrlito, ou seja: m = it onde:

m = massa

i = intensidade de corrente (ampares)

t = tempo (segundos)

Logo, o produto de i (A) x t (s) = Q + carga eltrica em coulombs. Ento: m = Q

2 Lei: As massas de diferentes substncias, depositadas ou liberadas pela mesma quantidade de eletricidade so proporcionais aos seus equivalentes.

Ento haver um valor notvel de carga que capaz de depositar ou liberar o equivalente de qualquer substncia. Este valor denominado i faraday (if) = 96500 coulombs.

Combinando as duas leis temos:

m = E Q

m = E.I.T

----------

F

96500

A Eletrodeposio o processo atravs do qual se deposita a massa de uma determinada substncia em um eletrodo.

Para se realizar uma eletrlise devemos usar uma fonte de corrente contnua, porque a eletrlise exige este tipo de corrente. Outro fato que a fonte determina a polaridade dos eletrodos.

A eletrodeposio baseia-se nas Leis de Faraday, ou seja:

m = (E.i.t) : 96500E = Atg : NOX

1 Faraday = 96500 C

onde:

m = massa depositada

i = corrente usada (em Ampres)

t = tempo (segundos)

E = equivalente eletroqumico

Atg = tomo grama

NOX = nmero de oxidao

Em uma eletrodeposio temos:

migram para

ctions = cargas positivas

ctodo ()

migram para

nions = cargas negativas

nodo (+)

PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL LEIS DE FARADAY:

Colocar em uma cuba soluo de sulfato de cobre 0,5 M j preparado. Selecionar dois eletrodos, um de grafite e outro de cobre, pesar o de grafite que servir de catodo.

Imergir os eletrodos na soluo e conect-los aos terminais de uma fonte de corrente contnua provida ou ligada a um ampermetro.

Assegurar-se que o eletrodo previamente pesado esteja ligado ao terminal negativo da fonte

Marcar o tempo e ligar fonte de corrente contnua, iniciando a contagem de tempo.

Deixar que a eletrlise ocorra por 2 minutos, anotando o valor da intensidade de corrente utilizada. Desligar a fonte anotando o tempo de eletrlise.

Secar o catodo em estufa e pes-lo.

Comparar a massa prtica com a terica e observar a causa de provveis erros.

PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL ELETRODEPOSIO :

Esquema de uma cuba eletroltica:

AB = SAL

Eletrlito = gerador de cargas eltricas.

MATERIAL: Becher 400mL, eletrodos de grafite, eletrodos de cobre, tenaz, tela de amianto, fonte, 1 par de jacars, forno de Lavoisier, balana digital.

CuSO4 1N.

PROCEDIMENTO:1. Monte uma aparelhagem idntica ao esquema de uma cuba eletroltica indicada acima.

2. Encher a cuba (ou Becher) com uma soluo de sulfato de cobre 1N.

3. Use nesta eletrlise um eletrodo de cobre e outro de grafite.

4. Limpe muito bem ambos os eletrodos com bombril.

5. Aps estar limpo e seco o eletrodo de grafite, PESE-O. Anete o valor (m1).

6. Ligue os eletrodos fonte. Ligue-a e use a corrente que o professor pedir. Deixe-a ligada por 3 minutos. Desligue.

7. Aps os 3 minutos, retire o eletrodo de grafite, seque-o e pese-o. Anote tambm este valor (m2).

Obs.: A secagem do eletrodo feita no Forno de Lavoisier e se a temperatura estiver muito alta, a secagem deve ser BEM RPIDA (aproximadamente 1 minuto) para no haver perda do depsito.

8. Calcule a massa de cobre depositada (m1 m2).

9. Compare o valor obtido no laboratrio com o valor terico, usando as Leis de Faraday.

Obs.: Em toda eletrodeposio a pea a ser RECOBERTA deve ser colocada no CTODO. O NODO deve ser do MESMO metal que o on metlico existente na soluo que far o recobrimento.

12. CINTICA QUMICA I

FATORES QUE INFLUEM A VELOCIDADE DAS REAES

INTRODUO

A velocidade de uma reao uma medida de quo rapidamente um reagente consumido ou um produto formado.

Muitos fatores influem na velocidade de uma determinada reao: a temperatura, a concentrao dos reagentes, a presena de catalisadores e a extenso da superfcie de contato entre os reagentes.

PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL

1. Efeito da temperatura:

Em trs tubos de ensaio colocar cerca de 5 mL de soluo de permanganato de potssio (KMnO4) 0,05 mol/L, 10 gotas de H2SO4 1,0 mol/L e adicionar um prego pequeno novo.

a) 1o tubo: deixar temperatura ambiente.

b) 2o tubo: aquecer 40-50oC, em banho-maria.

c) 3o tubo: aquecer diretamente na chama (CUIDADO!!! Peca orientao ao seu professor!!!).

Anotar as observaes. Explique o que ocorreu.

2. Efeito da concentrao:

Em dois tubos de ensaio colocar 5,0 mL de soluo 0,5% de tiossulfato de sdio (Na2S2O3). A um dos tubos adicionar 1,0 mL de HCl 6,0 mol/L e ao outro tubo adicionar 1,0 ml de HCl 0,6 mol/L.

O que ocorre?

Equao qumica da reao:

Na2S2O3 (aq) + 2HCl (aq) 2NaCl(aq) + H2O(l) + SO2(g) + S(s)

3. Efeito do catalisador:

a) Em um tubo de ensaio coloque cerca de 5 mL de gua oxigenada comercial. Em seguida, adicione pequenos cristais de MnO2. O que ocorre? Tente equacionar a reao qumica em questo.

b) Em dois tubos de ensaio colocar um grnulo de zinco (ou alguns mg de zinco em p) e 1,0 mL de H2SO4 1,0 mol/L. Logo que se iniciar a liberao de gs hidrognio (H2), juntar 2 gotas de KMnO4 0,05 mol/L a cada um deles. A um dos tubos adicionar um pequeno cristal de nitrato de sdio (NaNO3).

Observar o que sucede. Junto ao seu professor, questione como funciona o mecanismo dessa CATLISE.

Equaes qumicas:

Zn(s) + H2SO4(aq) ZnCl2(aq) + H2(g)

2KMnO4(aq) + 5 H2(g) + 3H2SO4(aq) 2MnSO4(aq) + K2SO4(aq) + 8H2O(l)

3. Superfcie de contato:

Prepare dois tubos de ensaio, cada um contendo 5 mL de soluo HCl 6,0 mol/L. A um dos tubos adicionar 0,5 g de ferro em p e ao outro um prego pequeno novo. Agitar os tubos de ensaio e comparar os tempos de reao.

Fe(s) + HCl(aq) FeCl2(aq) + H2(g)

Questes:

1. Por que o aquecimento acelera as reaes qumicas?

2. Qual o composto qumico responsvel pela colorao amarelada, notada no procedimento 2?

3. Sem adio de catalisadores as reaes se processam?

4. Qual a relao que existe entre o tamanho das partculas e a superfcie de contato dos materiais reagentes?

5. Cite exemplos envolvendo qumica de alimentos e de frmacos, no nosso cotidiano, onde a velocidade das reaes qumicas pode se alterada.

13. CINTICA QUMICA II

FATORES QUE INFLUEM A VELOCIDADE DAS REAES

PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL

EXPERINCIA 1

1. Em trs bqueres adicionar 100 ml de gua em cada um sendo que:

a) no bquer 1 adicionar gua gelada

b) no bquer 2 adicionar gua temperatura ambiente

c) no bquer 3 adicionar gua aquecida (40oC)

2. Adicionar em cada bquer, um de cada vez, 1 comprimido efervescente e anotar o tempo gasto at a dissoluo completa.

4. Anotar o tempo de reao de cada bquer:

bquer 1 tempo de reao=__________________s



EXPERINCIA 2

PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL1. Colocar no vidro de relgio 1 comprimido efervescente

2. Adicionar 1 gota de gua no centro do comprimido e aguardar at o final da reao

3. Anote o que voc observou

EXPERINCIA 3

PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL1. Em dois bqueres adicionar, em cada um, 40 ml de gua temperatura ambiente.

2. No bquer 1 adicionar um comprimido efervescente inteiro e marcar com o cronmetro o tempo gasto at a dissoluo completa

3. No bquer 2 adicionar um comprimido efervescente triturado e marcar com o cronmetro o tempo gasto at a dissoluo completa

4. Comparar os tempos das reaes

13. CINTICA QUMICA (II)

"RELGIO QUMICO"

Objetivo:

Estudar, experimentalmente, a variao da velocidade de uma reao qumica em funo da variao da concentrao de um dos reagentes.

Introduo:

Dada uma reao qumica genrica:

A + B ( C + D

Podemos determinar a velocidade de uma reao em funo da quantidade de cada um dos reagentes que foi consumida ou da quantidade de um dos produtos formados num certo intervalo de tempo.

Supondo-se que num intervalo de tempo (t) segundos, so consumidos (n) mols do reagente A, a velocidade mdia dessa reao ser dada pela expresso:

Vm = n/ t mols de A/s

Vrios fatores podem influenciar a velocidade de uma reao tais como: concentrao dos reagentes, temperatura, ao de catalisadores, etc.

Para estudar a velocidade de uma reao, necessrio determinar a rapidez com que se forma um dos produtos ou a rapidez com que se consome um dos reagentes.

Nessa experincia, ser estudado o efeito da concentrao de um dos reagentes na reao entre uma soluo A, contendo ons iodato (IO3-) e uma soluo B, contendo ons bissulfito (HSO3-) e amido como indicador.

O incio da reao pode ser representado da seguinte forma:

IO3- + 3HSO3- ( I- + 6SO4-2 + 3H+

Esta a etapa lenta.

Quando os ons HSO3- tiverem sido consumidos, os ons I- reagiro com os restantes dos ons IO3- para produzir I2.

5 I- + 6H+ + IO3- ( 3I2 + 3H2O Reao rpidaO iodo molecular (I2) forma com o amido presente na soluo, uma substncia azul que indica que a reao se processou at esse ponto.

Para estudar o efeito da variao da concentrao de um dos reagentes sobre o tempo da reao, preciso que se faam diluies da soluo A para variar a concentrao do on iodato. Em cada caso, a concentrao do on bissulfito mantida constante, assim como a temperatura.

Materiais e reagentes:

Tubos de ensaio

Estante para tubos de ensaio

Bqueres de 50 ou 100mL

Basto de vidro

Cronmetro

Soluo A (4g/L de KIO3)

Soluo B (0,85g/L de NaHSO3 e aproximadamente 2g de amido)

Procedimento experimental:

1. Colocar num tubo de ensaio, 1 mL de soluo A .

2. Adicionar 9mL de gua destilada.

3. Determinar a concentrao (g/L) da soluo do tubo.

C = _________ g/L

4. Em outro tubo de ensaio, colocar 10mL de soluo B.

5. Verter o contedo dos dois tubos em um bquer e rapidamente, disparar o cronmetro.

6. Agitar constantemente o sistema at que haja o primeiro sinal de alterao de cor. Anotar o tempo.

Tempo gasto = ________ segundos.

7. Proceder analogamente com oito tubos de ensaio, aumentando a quantidade de soluo A e diminuindo a quantidade de gua destilada. Conforme a tabela:

Soluo A

mLH2O destil.

mLC (g/L)Soluo B

mLTempo (s)

1910

2810

3710

4610

5510

6410

7310

8210

9110

CURSO DE ENGENHARIA ELTRICA

APOSTILA DE QUMICA

Autora: Marilza Sampaio Aguilar, D.C.

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1 Balo Volumtrico:

um balo de fundo chato e gargalo comprido, calibrado para conter determinado volume de lquido, que indicado por um trao de referncia presente no gargalo. Ao ajustar o volume , a tangente inferior do menisco deve coincidir com o trao de referncia. utilizado no preparo de solues.

2 Bcher:

Copo de vidro de tamanho variado utilizado para aquecer e cristalizar substncias, recolher filtrados, misturar reagentes, transferncia de lquidos, realizar reaes qumicas, entre outras aplicaes. Pode ser aquecido diretamente com o uso de trip e tela de amianto, em banho - maria ou banho de leo

2

3

4 Erlenmeyer:

Recipiente de vidro utilizado principalmente em titulaes, devido a sua forma que facilita a agitao sem que ocorra perda do lquido. Tambm pode ser utilizado para a realizao de reaes qumicas, mistura de reagentes, transferncia e aquecimento de lquidos.

3 Termmetro de Mercrio:

um utilizado para medir a temperatura de lquidos, possuindo ampla faixa de medidas que pode variar de temperaturas positivas negativas.

4

8 Anel ou Garra:

Suporte para funil, tubo em U, destiladores e etc.

7 Suporte Universal:

Suporte metlico utilizado na montagem de aparelhagens mais complexas, tais como aparelhagens para filtrao e destilao.

6 Tubos de Ensaio:

Tubo cilndrico utilizado, principalmente, na execuo de reaes simples.

5 Estante:

Suporte de vrios tamanhos para tubos de ensaio.

9

8

7

6

5

9 Funil de Vidro:

utilizado para filtrao e para transferncia de lquidos. Na filtrao adapta-se ao funil um papel de filtro, algodo ou algodo de vidro. Para aumentar a velocidade da filtrao deve apresentar colo longo.

10 Frascos para Reagentes:

So frasco nos quais estocam-se solues. Existem em diversos tamanhos. Podem ser de vidro ou de plstico, mbar ou incolor.

Nos frascos mbar so colocadas as solues que so sensveis luz.

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11 Proveta:

utilizada para medir volumes

lquidos sem grande preciso.

12 Bico de Bunsen:

um bico de gs especialmente construdo para uso em laboratrio. O gs chega ao bico atravs de um tubo de borracha ligado a uma torneira existente na bancada do laboratrio. O ar entra atravs de orifcios distribudos em torno de um anel que existe na base do bico. O ar e o gs se misturam no tubo e a quantidade de ambos pode ser regulada manualmente.

13 Balo Volumtrico:

um balo de fundo chato e gargalo comprido, calibrado para conter um volume exato de lquido. Possui no gargalo um trao de referncia que marca o volume exato do lquido. Ao ajustar o volume, a tangente inferior do menisco deve coincidir com o trao de referncia, quando estiverem na mesma altura que os olhos do observador.

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16 Frasco Lavador ou Pissete:

Este dispositivo pode ser utilizado para completar o volume exato de lquido em um balo volumtrico, para lavagem de precipitados e para carrear precipitados. De uma forma geral contm gua destilada, mas pode conter lcool etlico, acetona, soluo de bicarbonato de sdio e etc.

15 Pipeta Graduada:

um tubo de vidro alongado que serve para efetuar medies de volumes lquidos.

14 Pipeta Volumtrica:

utilizada na medio precisa de volumes de lquidos. Possui na parte superior uma marca que indica at onde devemos preencher a pipeta para obter o volume exato.

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17 Vidro de Relgio:

utilizado na pesagem direta de reagentes.

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19 Tela de Amianto:

Tem a propriedade de moderar o aquecimento evitando a quebra de frascos de vidro que no suportam o aquecimento direto. Tambm pode ser utilizada simplesmente como suporte para vidrarias.

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18 Trip:

o suporte da tela de amianto.

20 Balana Analtica:

um instrumento de pesagem capaz de pesar uma massa com uma preciso de 0,0001 mg.

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apostila de práticas de quimica geral -2009[1]

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