apostila de química experimental
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UNIVERSIDADE FEDERAL DE CAMPINA GRANDE, CAMPUS I - CAMPINA GRANDE
Universidade Federal de Campina Grande
Centro de Cincias e Tecnologia
Unidade Acadmica de Engenharia qumica
Laboratrio de Qumica Experimental
Apostila de Qumica Experimental
Professores:Ana Cristina Silva Muniz
Flvio Luiz Honorato da Silva
Jos Amauri Almeida santos
Kepler Borges Frana
Vimrio Simes Silva
UNIVERSIDADE FEDERAL DE CAMPINA GRANDE
CENTRO DE CINCIAS E TECNOLOGIA
UNIDADE ACADMICA DE ENGENHARIA QUMICA
LABORATRIO DE QUMICA GERAL
PLANO DE ENSINO
DISCIPLINA: Qumica Experimental
CDIGO: 2107177
CARGA HORRIA: 30hs
NMERO DE CRDITOS: 02
PR-REQUISITOS: -1. OBJETIVO DA DISCIPLINA:
O ensino da Qumica Experimental apresenta quatro objetivos principais:
a) Familiarizar o estudante com os reagentes qumicos;
b) Ensinar o estudante a medir massa e volume e a realizar algumas operaes simples de anlise, sntese e de identificao de matrias;
c) Fazer sentir ao estudante o sentido das medidas experimentais;
d) Ilustrar e consolidar conhecimentos apresentados em aulas expositivas (tericas).
2. BIBLIOGRAFIA RECOMENDADA
1. CHEM STUDY Qumica, uma cincia experimental Trade. Anita Rondon Berardinelli e outros volumes 1, 2 e 3. So Paulo, Edart, 1967 e 1971, 617 p.
2. GIESBRECHT, E. e outros Experincias de Qumica, So Paulo, Editora Hoderna, 1979.
3. WILLIE, A.B. e DEGREVE, L. Manual de Laboratrio de Fsico-qumico, Editora McGraw-Hill do Brasil, So Paulo, 1980.
3. OBSERVAES GERAIS
1. As notas correspondentes aos Estgios so obtidas pela mdia dos Relatrios que os alunos preparam aps a realizao de cada experimento.
2. O Estgio Final da Disciplina Compreende a realizao de uma prova em que o aluno demonstre conhecimentos tericos e prticos dos assuntos cobertos pelo programa.
NORMAS E CONDUNTA
I - As experincias de Qumica Experimental demoraro no mximo duas horas. O aluno dever chegar no laboratrio na hora marcada, porm tolerado um atraso de 10 (dez) minutos;
II - As apostilas contendo instrues referentes experincia a ser feita pelo aluno, devem ser estudadas em casa antes de realiz-las. Para o aprofundamento dos conhecimentos o aluno deve consultar os livros textos. No inicio de cada experincia sero feitos testes para a verificao da capacidade do aluno realizar a experincias. Preparao prvia insuficiente refletir na nota do relatrio;
III - Durante a experincia o aluno dever tomar nota dos dados observados e coloc-los na folhas apropriadas, esta folha no pode ser rasurada, caso seja implicar na diminuio dos pontos obtidos com a preparao;
IV - No caso de ausncias ou falta de preparao, o aluno poder recuperar somente uma prtica, e esta dever ser realizada na semana de recuperao no fim do semestre;
V - Terminando a experincia o aluno far seu relatrio e dever entreg-lo no prazo de 07 (set) dias, ao monitor ou ao professor. Se a entrega do relatrio foi feita aps o prazo de 07 (sete) dias, mas dentro de 10 (dez) dias, a nota do relatrio ser dividido por 2 (dois). Em hiptese nenhuma ser admitida a entrega aps o dcimo dia;
VI - O aluno tem o direito de olhar o relatrio depois da correo, dirigir-se- ento ao professor;
VII - Para qualquer reclamao o aluno dever se dirigir ao professor responsvel pelo laboratrio;
VIII - O Aluno que obter mdia global igual ou superior a 7,0 ser considerado aprovado.
PARTE I
Roteiro do relatrio;
Material do Laboratrio;
Normas de Segurana;
Tcnicas Elementares de Laboratrio.
1.1 ROTEIRO DO RELATRIO
O aluno dever apresentar o seu relatrio da seguinte forma:
1. Nome e nmero da experincia;
2. Finalidade (Objetivo): formule brevemente o que pesquisado com a experincia;
3. Teoria: resuma o fenmeno pesquisado, explique as frmulas utilizadas;
4. Dados: coloque todos os dados que obteve, (juntamente a folha de dados), lembre-se das unidades;
5. Clculos: faa os clculos necessrios conforme o que se pede na apostila;
6. Grficos: se o resultado tiver que ser apresentado um grfico, no alto da folha (geralmente papel milimetrado) deve-se indicar o ttulo do grfico, o nome do aluno e a data. Cada eixo cartesiano deve ter o nome e a unidade de grandeza representada. Consegue-se melhor apresentao do grfico colocando-se somente os valores numricos nas linhas espessas (de 5 em 5 cm). Os pontos marcados no grfico devem contornados por pequenos crculos, com se mostra no exemplo seguinte.
Figura 1 Grfico exemplo
7. Questes: responda todas as questes que so pedidas na apostila de forma clara e precisa;
8. Concluso: indique se os resultados obtidos concordam com os valores conhecidos atravs da leitura sobre os assuntos tericos, procure explicar as diferenas que por ventura existam, discuta se a finalidade da experincia foi conseguida;
9. Bibliografia (Referncias): coloque os livros em que estudou.
OBSERVAES:
1. No somente o contedo, mas tambm o modo de apresentar, limpeza, organizao e grafia se refletem na nota;
2. Dois ou mais relatrios iguais tero nota zero;
3. obrigatrio o uso de bata por ocasio da realizao das experincias;
4. A arte de se preparar um relatrio claro, conciso e limpo, real vantagem para qualquer pessoa que trabalha em cincia.
1.2 MATERIAL DE LABORATRIO
Para as suas anlises ou preparao, o estudante de qumica deve dispor de meios para aquecer e resfriar; para filtrar e destilar; para medir volume de lquidos e transferi-los de recipientes; para secar, calcinar e pesar. evidente que a aparelhagem, da qual o estudante utiliza para efetuar todas estas operaes, embora simples exige o perfeito conhecimento de suas finalidade bem como a necessria habilidade no seu manuseio que s a prtica pode trazer. Nas figuras esto desenhados os principais materiais e seu uso mais comum.
1. Tubos de ensaio: manuseio de pequenas quantidades de slidos e lquidos; Figura 2 Ilustrao de tubos de ensaios. A esquerda um tubo de ensaio simples, no centro um tubo de ensaio cnico graduado (para medida grosseira de precipitado) e a direita uma foto ilustrativa.
Figura 2
2. Bquer: transferncia, manuseio e dissoluo de slidos e lquidos. Aquecimento de lquidos.
Figura 3 Ilustrao de bqueres3. Frasco cnico ou Erlenmeyer: manuseio de slidos e lquidos. Titulao.
Figura 4 Ilustrao de Erlenmeyers
4. Balo de fundo chato ou de Florence: estoque de lquidos em geral.
Figura 5 Ilustrao de bales de fundo chato
5. Fraco de suco ou Kitassato: filtrao presso-reduzida
Figura 6 Ilustrao do kitassato6. Cilindro graduado ou Proveta: medidas volumtricas grosseiras de lquidos.
Figura 7 Ilustrao de provetas
7. Bureta: medida volumtrica precisa de lquidos.
Figura 8 Ilustrao das buretas
8. Pipetas: medidas volumtricas precisas de lquidos;a) graduada ou de Mohr (A);
b) volumtrica ou de transferncia (B).
Figura 9 Ilustrao das pipetas
9. Pipetador: Acopla-se a uma pipeta para auxiliar a puxar e expelir lquidos que apresente riscos se inalados ou em contato com a pele.
Figura 10 Ilustrao do pipetador
10. Balo volumtrico: preparo de solues titulantes
Figura 11 Ilustrao dos bales volumtricos
11. Funil: transferncia e filtrao de lquidos.
Figura 12 Ilustrao do funil12. Vidro de relgio: proteo de solues evitando contaminaes da atmosfera. Pequenas evaporaes e cristalizaes.
Figura 13 Ilustrao do Vidro de relgio
13. Dessecador: secagem de substncia em atmosfera anidra.
Figura 14 Ilustrao do dessecador
14. Pesa-filtro: pesagem e secagem de slidos.
Figura 15 Ilustrao do pesa-filtro15. Basto de vidro: agitao e transferncia de lquidos.
Figura 16 Ilustrao do basto de vidro16. Funil de separao: decantao e separao de lquidos imiscveis.
Figura 17 Ilustrao dos funis de separao
17. Funil de Bchner: filtrao a presso reduzida.
Figura 18 Ilustrao do funil de Bchner
18. Cpsula de porcelana: evaporao de solues.
Figura 19 Ilustrao da cpsula de porcelana19. Cadinho de porcelana: calcinao
Figura 20 Ilustrao dos cadinhos de porcelana
20. Tringulo de ferro com porcelana: suporte para aquecimento de cadinhos ou cpsulas.
Figura 21 Ilustrao do tringulo de ferro com porcelana
21. Almofariz ou pistilo: titulao de slidos.
Figura 22 Desenho ou fotografia do almofariz ou pistilo
22. Suporte universal(A) com mufa (B) e pinas (C): montagem de equipamentos em geral.
Figura 23 Ilustrao dos suportes universais e pinas
23. Pinas:
a) de Hoffmann: obstruo de tubos;
b) de Mohr: obstruo de tubos;
c) para tubos de ensaio: manuseio de tubos aquecidos;
d) para cadinhos: manipulao de cadinhos ou outros objetos aquecidos;
e) para buretas: suporte de buretas.
Figura 24 Ilustrao das pinas
24. Trip: suporte para aquecimento de frascos, bales e etc.
Figura 25 Ilustrao do trip
12. 25. Tela metlica com amianto: distribuio uniforme de calor durante o aquecimento indireto.
Figura 26 Desenho ou fotografia da tela metlica de amianto
26. Bico de gs: aquecimento em geral.
Figura 27 Desenho ou fotografia do bico de gs
27. Anel: suporte para funis, francos, bales e etc;
Figura 28 Ilustrao do anel
28. Escova: limpeza de frascos, tubos e etc.
Figura 29 Ilustrao das escovas
29. Esptulas: transferncias de substncias slidas.
Figura 30 Ilustrao da esptula
30. Suporte para tubo de ensaios
Figura 31 Ilustrao do suporte para tubos de ensaios
31. Frasco para lavagem ou pisseta: lavagem de frascos, precipitados e etc.
Figura 32 Ilustrao das pissetas1.3 NORMAS DE SEGURANA
O laboratrio um ambiente de trabalho seguro. Embora no seja propriamente perigoso, a imprudncia e desateno podem causar acidentes desagradveis. Por isso, tenha em mente algumas normas bsicas de segurana.
1. No fume no laboratrio. Constantemente, voc estar manuseando substncias txicas ou inflamveis. O cigarro pode ser causalmente contaminado com algum reagente, provocando intoxicaes graves;
2. Caso haja acidente de grandes propores (incndios, exploses, etc) mantenha-se o mais calmo possvel. Tome alguma iniciativa, mesmo que seja a de desimpedir a rea o mais rpido possvel;
3. Conhea todas as sadas do laboratrio, bem como a localizao dos extintores de incndios;
4. No jogue nenhum material slido (metais, vidros, papeis, etc) dentro da pia ou nos ralos. Coloque-se no cesto de lixo existente.
Ao jogar qualquer substancia liquida na pia, faa-o diretamente sobre o ralo e escoe gua abundantemente (juntamente com o lquido ou aps esco-lo);
5. No coloque nenhuma substncia na boca (a menos que voc seja autorizado pelo professor), nem cheire substncias alguma diretamente. Desloque os vapores emitidos com a mo, para que voc possa sentir os odores emitidos sem perigo de intoxicao, conforme a figura 33.
Figura 33 Ilustrao da regra de segurana 5.
6. Nunca olhe diretamente nem aproxime seu rosto em demasia de algum frasco contendo lquidos em aquecimentos ou com reaes se processando;
7. No use os frascos de laboratrio para beber nenhum lquido mesmo que voc tenha absoluta certeza de sua limpeza. Da mesma forma no coma qualquer coisa durante o trabalho.
8. Evite contato prolongado da pele com qualquer substncia. Seja particularmente cuidadoso quando manusear substncias corrosivas, como cidos e bases, concentrados, evitando derramamento nas mos, face ou outras partes de seu corpo ou em suas roupa. Se, apesar de seus cuidados, isto ocorrer, lave a regio atingida abundantemente com gua, especialmente em caso de respingo nos olhos. Chame imediatamente o professor. Igualmente solicite o auxilio do professor em casos de queimaduras, cortes, ingesto de lquidos ou outro qualquer acidente;
9. No esquea do perigo de lquidos inflamveis diretamente em um chama;
10. No utilize vidros rachados ou quebrados;
11. No misture nenhuma soluo com outra para satisfazer sua curiosidade cientifica. Conseqncias srias podem surgir da mistura inadvertncia de certas substncias;
12. Use um avental para proteger suas roupas;
13. Mantenha sua bancada de trabalho limpa e desimpedida, colocando sobre ela apenas o equipamento necessrio, evitando a colocao de livros, cadernos, bolsas, casacos, etc, sobre ela.
14. Todos os experimentos que envolvem a liberao de gases e vapores txicos devem ser realizados na cmara de exausto (capela);
15. No coloque as rolhas dos frascos de reagentes sobre as bancadas. Uma vez retirada um frasco de seu lugar, retorne-o imediatamente aps o seu uso. Limpe qualquer derramamento (slidos ou lquidos) sobre a bancada;
16. Ao introduzir uma esptula em um frasco, certifique-se primeiro de que ela est limpa e seca;
17. Ao se retirar do laboratrio, verifique se no h torneiras de gua ou gs abertas. Desligue todos os aparelhos, deixe todos os equipamentos limpos e lave suas mos.
1.4 Tcnicas Elementares de LaboratrioUma vez conhecidos os primeiros equipamentos de laboratrios, voc deve estar habilitado a manuse-lo. H, entretanto, tcnicas especiais que devem ser observadas a fim de que o seu trabalho no seja comprometido pelo uso inadequado do material, abordaremos apenas as mais comuns. Outras, mais sofisticadas, sero abordadas oportunamente.
1. Aquecimentos: em laboratrio, antes de aquecer qualquer substncias, preciso que voc conhea sua natureza. Acidentes graves tm ocorrido provocando cegueira, deformaes na pele, etc, simplesmente pela inobservncia desta regra elementar. gua e ter de petrleo, por exemplo, so lquidos com propriedades inteiramente distintas e, por isso mesmo, devem ser aquecidos diferentemente;
1.2. Aquecimento por bico de gs: um dos aparelhos mais utilizados em laboratrio para fins de aquecimento, permitindo alcanarem-se temperaturas de ordem de 1500C. Seu uso restringe-se apenas ao aquecimento de slidos e lquidos, a no ser que condies extremas de segurana sejam tomadas. H vrios tipos de bico de gs. Todos, entretanto, obedecem ao mesmo principio de funcionamento: o gs combustvel introduzido em uma haste vertical, onde h uma abertura para entrada de ar atmosfrico, sendo queimado na sua parte superior. Tanto a vazo do gs como a entrada de ar pode ser controlada de forma conveniente. A figura 34 mostra o bico de Tirril e nas figuras 35 e 36, aparecem os outros dois tipos comuns: o de Busen e o de Mecker, respectivamente.Figura 34 Bico de TirrilFigura 35 Bico de BusenFigura 36 Bico de Mecker
Para acender o bico de gs, proceda da seguinte maneira:
a) Feche completamente a entrada de ar no bico;
b) Abra lentamente a vlvula de gs e aproxime a chama de um fsforo lateralmente, obtendo uma chama grande e luminosa, de cor amarela;
c) Abra vagarosamente a entrada de ar de modo que a chama fique completamente azul. No permita a admisso excessiva de ar, que dar chama caracterstica (figura 37) que pode se apagar;
Figura 37 Ilustrao da Chama.
d) Caso a chama se apague eu haja combusto no interior do tubo, feche a entrada de gs e reinicie as operaes anteriores.
Um bico corretamente regulado permite a distino de trs zonas de combusto: um cone interno, plido, que constitui a chamada Zona Neutra, e que a regio mais fria da chama, onde ainda no se verificou a combusto dos gases; um cone intermedirio, azul claro, de temperatura mais elevada que a camada anterior, chamada Zona Redutora; e finalmente, um cone externo, de colorao violeta, chamada Zona Oxidante, onde se obtm as mais altas temperaturas da chama. A figura 38, mostra as diferentes regies de um bico de fs aceso.
Figura 38 Ilustrao das Zonas de Combusto
Introduza um palito de fsforo nas trs zonas, da chama de um bico de gs, e observa o que ocorre. Sabendo manusear o bico de gs, voc deve apenas ser previdente ao efetuar certas operaes de aquecimento.
Assim, tubos de ensaios, ao serem aquecidos, devem ser ligeiramente inclinados e segures atravs de uma pina, conforme mostrando na figura 39 aquecendo-o na superfcie do lquido (e no no fundo) e agitando-o, vez por outra, fora da chama. Mantenha a boca do tubo na direo oposta da do seu rosto e certifique-se que nenhum colega ser atingido caso seja expelido algum lquido (figura 40).
Figura 39 Ilustrao do Procedimento adequado de aquecimento de substncias em tubos de ensaioFigura 40 - Ilustrao de uma situao que possa ocasionar acidentes.
Se um Becker ou algum outro frasco de vidro deve ser aquecido com algum lquido, coloque-o sobre um anel, adaptado a um suporte universal, em uma altura conveniente. No se esquea, porm, de colocar uma tela de amianto sobre o anel a fim de evitar danos ao frasco sob aquecimento direto.
Caso voc deseje levar o lquido ebulio, recomenda-se colocar algumas esferas de vidro, pedaos pequenos de algum material poroso (cermica, porcelana, carborundum) a fim de evitar uma ebulio violenta, provocada pelo superaquecimento. Contudo, faa isto antes de iniciar o aquecimento.
1.2. Banho-Maria: utilizado para o aquecimento de substncias inflamveis e de baixo ponto de ebulio (inferior a 100C). Os mais sofisticados, so aquecidos eletricamente e permitem a estabilizao de temperaturas atravs de termostatos;1.3. Banho de areia: permite o aquecimento a temperaturas elevadas. A areia pode ser substituda por algum metal de alto ponto de fuso;1.4. Banho de ar quente: tambm para o aquecimento de substncias de alto ponto de fuso ou ebulio;1.5. Banhos lquidos de alta temperatura: semelhante ao banho-maria, usado para aquecer substncias de ponto de ebulio superior ao da gua. Os lquidos mais comuns empregados so a glicerina (ponto de ebulio 220C) e os leos minerais (pontos de ebulio variando entre 250 a 300C).
2. Trabalho com vidro: freqentemente em laboratrios necessria a impreviso de certos aparelhos para atender s necessidades de certos trabalhos. Para tal finalidade, voc dispe de vara de tubos de vidro, que devem ser modificados para o uso.
2.1. Corte e polimento: coloque a vara de vidro sobre uma superfcie plana. Imobilize-a firmemente com uma das mos e com a outra faa um pequeno risco sobre sua superfcie, no ponto de corte, empregando a aresta de uma lima triangular. Faa isto movendo a lima firmemente em um s direo. Agora, segure o vidro com as duas mos, conforme mostrado na figura 41 de tal forma que os polegares fiquem do lado oposto do risco, pressionando as extremidades da vara em direo a voc. Presso excessiva ou uma corte pouco profundo com a lima, provocaro uma superfcie irregular ao ponto de ruptura. Verifique que o vidro apresenta-se com arestas cortantes. Estas podem ser eliminadas pelo aquecimento na chama oxidante em um bico de gs, conforme indica a figura 42. Evite um aquecimento prolongado para no provocar uma deformao no dimetro do tubo (figura 43).
Figura 41 Ilustrao da forma correta de pressionar o basto.
Figura 42 Procedimento de aquecimento da ponta do basto.Figura 43 esquerda a forma correta da ponta e a direta a forma errada.
2.2. Estiramento: o vidro, quando suficientemente aquecido em temperaturas elevadas, torna-se, plstico e permite o seu estiramento de forma muito fcil, isto, entretanto, deve ser feito com todo cuidado possvel para evitar queimaduras srias. Tomo um tubo de vidro e aquea-o na parte central, imprimindo um movimento de rotao na vareta, para, permitir um aquecimento uniforme (veja adiante figura 44). Continue aquecendo e girando a vareta at que a poro aquecida amolea. Force levemente as extremidades do tubo uma contra a outra para engrossar a espessura das paredes de vidro. S ento, remova o tubo da chama, continuando a girar por alguns segundos e, gradualmente, puxe suas extremidades at que a poro aquecida seja reduzida ao dimetro desejado (figura 44).
Figura 44 Ilustrao da seo 2.2
Coloque o tubo estirado sobre uma tela de amianto e deixe-o esfriar por logo tempo. Ao retornar o vidro, certifique-se de que ele esteja suficientemente frio, pois no h distino aparente entre o vidro frio e o vidro quente.
O tubo estirado pode ser cortado e usado como capilar ou como pipeta (figura 45)
Figura 45 Indicaes das regies de corte
2.3. Dobra: para esta operao, adapte ao bico de gs (verifique se ele est frio antes de adaptao) uma pea, como a mostrada na figura 46, conhecida como borboleta, regulando a chama corretamente.
Figura 46 Ilustrao da regulagem da chama do bico de gs com espalhador.
Aquea o tubo de vidro no lugar onde voc deseja dobr-lo, mantendo-o, como antes, em movimento de rotao (figura 47).
Figura 47 Ilustrao do movimento.
Continue a aquec-lo at que o vidro amolea. Remova-o da chama e dobre no ngulo desejado (figura 48).
Figura 48 Ilustrao do movimento de dobrar.
Quando corretamente executada, a dobra mostra-se suave e gradual, sem alteraes no dimetro do tubo. Caso contrario, ela se mostrar deformada (figura 49).
Figura 49 Deformaes possveis. esquerda a forma correta e as demais as formas incorretas.
Seja paciente. O trabalho em vidro uma arte e requer traquejo e experincia. A figura 50 exemplifica algumas peas que podem ser feitas com facilidade por voc, usando as tcnicas descritas.
Figura 50 Algumas peas feitas com a tcnica descrita.
Mais uma vez lembramos a voc: procure certificar-se de que o vidro est frio. Faa o polimento das arestas do tubo.
2.4. Insero de tubos de vidros em rolhas (cortia ou borracha): para inserir um tubo de vidro em uma rolha, esta deve ter um furo igual ao dimetro externo do tubo ou ligeiramente menor. Faa o polimento das arestas do tubo. Lubrifique o tubo e a parte interna do furo com glicerina (gua em ultimo caso). Envolva suas mo com uma toalha, segure o vidro e a rolha firmemente e v pressionando-o no furo cuidadosamente com um movimento giratrio, conforme mostra a figura 51.
Figura 51 Ilustrao da lubrificao
Procure segurar o tubo junto a rolha. No use fora demais. Seja cuidadoso. Para a insero de termmetro, tome os mesmos cuidados e preceda da forma anloga.
Caso voc deseje remover o tubo da rolha, lubrifique-o com glicerina, colocando-o tambm no furo. Proteja suas mo com uma toalha e procure remover o tubo puxando-o delicadamente com um movimento de rotao. Se o vidro no se mover, tome um furador de rolhas, com o dimetro pouco maior que o tubo, e introduza-o, em torno do vidro, na rolha, o que lhe permitir retir-lo facilmente (figura 52).
Figura 52 - Ilustrao da remoo segura de rolhas
3. Pesagem: uma das mais comuns e importantes operaes de laboratrio a determinao de massas ou pesagem.
Uma massa desconhecida determinada comparando-a com algum corpo, de massa conhecida, tomada como padro.
Embora haja balana completamente distintas essencialmente podemos enquadr-las em apenas dois tipos: as de partos e as de pratos simples.
Dentre este dois tipos, muitas espcies de balanas so encontradas em laboratrios, desde as mais grosseiras at as de mais alta sensibilidade. Vejamos as mais comuns:
a) Balanas de Plataforma (figura 53): utilizadas para pesagens de 0,1g at centenas de gramas.
Figura 53 Ilustrao da Balana de Plataforma
b) Balana de escala tripla (figura 54): empregada para pesagens entre 100 e 0,01g.
Figura 54 Ilustrao da Balana de Escala Tripla
c) Balana analtica de dois pratos (figura 55): se uma maior preciso nas pesagens for necessria, recomenda-se o uso de balana analtica, cuja sensibilidade chega a 0,0001g ou 0,1g.
Figura 55
Sua utilizao s recomendada para trabalhos que exigirem grande preciso, caso contrario, o tipo anterior satisfaz plenamente.
d) Balanas eltricas: a moderna Tecnologia tem desenvolvido balanas de maior exatido e manejo simplificado. So balanas de pratos simples, onde a leitura da massa feita atravs de uma escala digital (figura 56), que emprega um sistema tico especial.
Figura 56
H dois tipos principais destas balanas: as de prato superior (figura 57).
Figura 57 -
Estes dois tipos,so hoje de grande uso, praticamente tendo substitudo os outro modelos, j completamente obsoletos.
O manejo de qualquer destas balanas requer cuidados especiais por ser um instrumento preciso e de grande sensibilidade. Assim, no toque na balana antes de saber como empreg-las: procure o manual que acompanha a balana para familiarizar-se com seu uso ou consulte a bibliografia indicada.
Como cuidados gerais, contudo, observe as seguintes precaues:
No remova os pratos nem os troque com os de outra balana. Mantenha a balana no seu lugar;
No coloque na balana nenhuma substncia que no esteja na temperatura ambiente;
Mantenha a balana em local onde a vibrao, mudanas de temperatura ou de umidade e movimento de ar sejam mnimos;
Conserve limpa a balana, retirando qualquer respingo, partcula ou poeira de seus pratos com uma escova especial;
Nunca coloque qualquer objeto diretamente sobre a balana. Lquidos e slidos, em p ou granulados, devem ser mantidos em algum recipiente seco, previamente pesado (tarado) e temperatura ambiente. Se, durante a pesagem, o material for passvel de interagir com a atmosfera (evaporao, oxidao, absoro da umidade), o frasco deve ser fechado. Para slidos que no requerem proteo da atmosfera e que sejam inertes, a pesagem feita colocando-se sobre os pratos uma folha de papel adequada;
Toda transferncia de substncias e/ou de pesos, deve ser feita somente quando os pratos estiverem travados;
Execute todas as operaes com movimentos suaves e cuidadosos;
Use pinas e esptulas e nunca os dedos para manusear os objetos e substncias sendo pesadas;
Ao terminar seu trabalho, remova todas os pesos e objetos da balana. Mantenha-a coberta ou fechada. No caso de balanas eltricas, tenha a certeza de que ela est desligada.
4. Manuseio de Slidos: para retirar um slido de um vidro (em p ou granulado) use uma esptula limpa (figura 58). Caso voc no disponha de uma esptula e o vidro for de boca suficientemente larga, incline o frasco girando-o para um lado e para o outro (figura 59). Alguns frascos so dotados de uma cavidade na rolha, que facilita a remoo dos cristais de seu interior (figura 60).
Figura 58 Demonstrao de com retirar um slido de um vidro.
Figura 59 Forma ideal de retirar o slido do recipiente sem o auxlio da esptula.
Figura 60 Ilustrao da transferncia de slido de frascos dotados de cavidade na rolha.
Transfira o slido para uma folha de papel e s ento coloque-o em um frasco ou leve-o balana, conforme mostram as figuras 61 e 62.
Seja parcialmente. Retire apenas a quantidade necessria e feche imediatamente o frasco para evitar a entrada de poeira e umidade.
Figura 61 Transferncia do slido do papel para um tubo de ensaio
Figura 62 Transferncia do slido do papel para a pesagem.
5. Manuseio de Lquidos: ao retirar lquidos de um frasco algumas precaues devem ser tomadas:
a) Leia duas vezes o rtulo do frasco para assegurar-se de que voc tem em mos os reagentes desejados;
b) Se voc estiver manuseando lquido corrosivo, verifique se o frasco no est externamente umedecido, antes de toc-lo;
Se estiver, limpe-o com um pano mido e depois seque-o em uma toalha.
c) Para verter um lquido de um frasco, faa-o sempre do lado oposto ao rtulo para evitar que o lquido escorra externamente e danifique a etiqueta de identificao, impedindo a leitura do nome da substncia;
d) Antes de derramar o lquido, incline o frasco de modo molhar o gargalo e a rolha. Retire a rolha e umedea a borda externa do gargalo, recolocando-a no lugar, conforme mostra a figura 63. Isto evitar que o lquido precipite-se bruscamente do frasco;
Figura 63 Ilustrao da seo 5 d).
Depois, tome a rolha entre os dedos indicadores e mdios e vede o lquido no frasco desejado, empregando um funil ou um basto de vidro, conforme a figura 64.
Figura 64 Transferncia de lquido entre recipientes.
Uma vez terminada a operao, feche imediatamente o frasco do reagente e reponha-o em seu lugar, limpe qualquer lquido que escorra pelas paredes do frasco;
e) Sob nenhuma hiptese, coloque basto, pipetas ou tubos no interior do frasco de reagentes ou jamais retorne o lquido no utilizado ao frasco para evitar contaminaes. Por isso, retire apenas o necessrio;
f) Nunca tente colocar lquidos de um frasco grande em um frasco pequeno. Para isso, coloque o lquido em um becker e introduza-o diretamente ou com o auxilio de uma pipeta, de um funil ou conta gotas, conforme o caso;
g) Para diluir cidos concentrados, derrame lentamente a cido em gua, agitando continuamente com um basto. Jamais coloque gua em cidos.Para medir uma certa quantidade de lquido usual determinar seu volume, em vez de sua massa. Os instrumentos mais utilizados em laboratrios para esse fim so: o cilindro graduado ou proveta, a pipeta, a bureta e o basto volumtrico.
Em virtude da tenso superficial e da capilaridade, os lquidos, em contato com as paredes dos diversos equipamentos volumtricos, no apresentam uma superfcie perfeitamente plana. Assim, para efetuar a leitura de uma certa medida, mantenha seus olhos ao nvel da superfcie, evitando erros de paralaxe e lei a medida correta efetuada observando a curvatura da superfcie, chamada de menisco. A medida correspondente superfcie inferior do menisco (figura 65).
Para lquidos de colorao muito intensa recomendvel a leitura da parte superior do menisco. Mas apenas para esta classe de lquidos.
Procure no colocar lquidos aquecidos acima da temperatura ambiente nos instrumentos. Normalmente, eles so aferidos a uma certa temperatura, gravada no prprio vidro.
Tenha por habito lavar os equipamentos imediatamente aps o seu uso. Vejamos algumas particularidades na utilizao dos instrumentos citados (buretas, provetas, pipetas e etc):
Figura 65 Ilustrao do menisco (para o caso da figura, inferior)
Cilindro graduado ou proveta: um dos mais simples, mais utilizados e dos menos preciso dentre os instrumentos volumtrico. Como regra geral, para realizar a medida de um dado volume com a proveta no utilize uma cujo total seja superior a dez vezes o volume a ser tomado.
Pipeta: utilizado na medida precisa de lquidos. As graduadas permitem a leitura de diferentes volumes e as volumtricas podem ser utilizadas para a transferncia de volumes fixos (denominados alquotas).
As pipetas so carregadas por suco, na sua parte superior, atravs de um bulbo de borracha (figura 66).
Figura 66 Ilustrao da pipetao.
Quando o lquido estiver acima da marca volumtrica da pipeta, retire o bulbo e rapidamente coloque o dedo indicador, da mo que segura a pipeta, na sua parte superior, retirando-o do frasco (figura 67).
Figura 67 Forma de segurar fechando a pipeta.
Peque um papel absorvente, limpo ou um papel e filtro e seque a pipeta externamente. A seguir, mantenha a pipeta na posio vertical, escoe o lquido excedente em um frasco, at a marca de aferio, isto feito aliviando suavemente a presso do indicador sobre a pipeta e imprimindo nela, com a outra mo, um leve movimento de rotao nos dedos sentidos. No deixe nenhuma gota excedente aderente ponta do instrumento, removendo-o tocando a pipeta na parede do frasco.
Realizadas estas operaes, tome o frasco onde o lquido deve ser drenado, incline-o ligeiramente e coloque a pipeta sobre ele verticalmente, de tal forma que sua extremidade inferior toque a parede interna do frasco (figura 68).
Retire do dedo indicador e sua extremidade superior e deixe que o lquido escoe naturalmente, sem forar a sua sada. No retire o lquido que permanece na ponta da pipeta, internamente. Ela foi calibrada considerando esta quantidade remanescente (figura 69). Entretanto, mantenha a pipeta em contato com a parede do frasco, cerca de 10 a 20 segundos depois de completamente escoado o lquido.
Figura 68 Transferncia do lquido na pipeta para o frasco.Figura 69 Ilustrao do lquido remanescente no bico da pipeta.
Uma prtica bastante difundida em laboratrio pipetar lquidos com a boca, ou seja, succionar o lquido atravs da pipeta, colocando a boca na sua extremidade superior. No , entretanto, uma prtica recomendvel por dois motivos principais: primeiro, porque pode contaminar os reagentes, e segundo, porque tem provocado acidentes relativamente graves, como intoxicaes e queimaduras, especialmente na pipetagem de solues de arsnio e mercrio, lquidos corrosivos e volteis, etc. Mesmo assim, se voc utilizar esta tcnica, mantenha a ponta da pipeta inteiramente mergulhada no lquido, enquanto voc estiver pipetando, e fique atento para interromper a suco a tempo do lquido no atingir sua boca. Uma outra alternativa usar um tubo de segurana, como o mostrado na figura 70.
Figura 70 Ilustrao de uma alternativa para tubo de segurana.
Bureta: um instrumento que tambm fornece medidas precisas de volume, tendo a vantagem de ser graduada de tal forma a fornecer a leitura do volume escoado a qualquer instante.
Para se trabalhar com a bureta, ela primeiramente carregada com uma pequena quantidade da soluo a ser medida. Inclina-se depois a bureta, girando-a, de tal forma que o lquido lave toda a sua superfcie interna. A seguir, rejeita-se este lquido, escoando-o completamente o enche-se a bureta com o auxilio de um funil, a um nvel superior ao da marca zero. Escoa-se, ento, o lquido lentamente at que seu nvel alcance a marcao mais prxima da de um nmero inteiro. Este nmero deve ser anotado. Depois de escoado o volume desejado, por diferena entre a leitura final da bureta e a leitura inicial, obtm-se o volume do lquido gasto na operao.
Na figura 71, mostrada a tcnica do trabalho com uma bureta, normalmente utilizada em titulaes, gotejando-se a soluo em um frasco cnico, que continuamente agitado com a mo, direita. Melhores resultados so tambm conseguidos colocando-se este frasco sobre uma folha de papel branca, facilita a distino de viragem de cor de indicador.
Figura 71 Ilustrao de uma titulao volumtrica.
Como recomendaes finais no uso da bureta, no escoe o lquido muito rapidamente, mantendo uma vazo de aproximadamente 1 a 2 gotas por segundo, diminuindo-a ao se aproximar o ponto de viragem do indicador. Quando voc julgar que este ponto foi atingido, anote o volume gasto e mais algumas gotas de reagentes, para certificar-se melhor. Finalmente, no deixe nenhuma bolha de ar ficar retida no interior da bureta.
Balo volumtrico: algumas vezes necessrio preparar uma soluo de volume conhecido (soluo tituante). Embora isto possa ser feito com o auxlio das pipetas e buretas, torna-se um mtodo pouco prtico e tedioso, principalmente se o volume total exceder o desses instrumentos. Por exemplo, o preparo de um litro de soluo pelo uso de uma pipeta de 25 mL, requer 40 medidas.
Uma tcnica mais satisfatria e precisa , pois, usar bales volumtricos, disponveis em uma extensa gama de capacidades. Para preparar uma soluo de uma certa massa conhecida de um slido solvel, em um volume conhecido, pesa-se o slido em um becker e adiciona-se o solvente com agitao. Se for necessrio aquecer, para uma completa dissoluo, faca-o com cuidado para evitar perda de material, o que pode ser evitado cobrindo-se o becker com o vidro de relgio (figura 72). Deixe a soluo esfriar e, com o auxlio de um funil, introduza-a no balo, usando um basto como guia para o lquido (figura 64).
Lave o becker (conforme a figura 73), bem com o basto, o funil e o vidro de relgio (se for o caso), diversas vezes, adicionando as guas de lavagem ao balo.
Figura 72 Lado correto de cobrir um becker com vidro de relgio.Figura 73 Ilustrao da lavagem do becker com auxlio da pisseta.
Depois completamente do balo at que a face interior do menisco atinja a marca volumtrica gravada bem seu gargalo. Para adicionar a poro final de lquido, use um conta gotas, deixando que o solvente escorra pelo gargalo e aguardando algum tempo para que o lquido escoe completamente, antes de adicionar outra gota.
Finalmente, tampe o balo com uma rolha apropriada e misture bem a soluo, invertendo o frasco de 20 a 30 vezes agitando-o.
Para diluio de lquidos concentrados, basta introduzir um dado volume no balo, com auxlio de uma pipeta e completar o volume conforme descrito anteriormente. Se, durante a diluio, houver forte desprendimento de calor, faa uma diluio preliminar em um becker e s depois transfira a soluo, j fria, para o balo, completando o volume sobe resfriamento.
Nunca aquea um balo volumtrico ou introduza nele uma soluo aquecida.
6. Filtrao e decantao: a filtrao consiste na separao de slidos de um lquido atravs de um material poroso. A decantao um outro mtodo de separao de lquidos mais simples, que consiste meramente na sedimentao de slidos, por ao da gravidade, retirando-se o lquido da forma adequada.
Como material poroso filtrante, empregam-se tecidos (especialmente vidro, asbestos, etc). A porosidade do filtro tambm bastante varivel. Evidentemente, se o filtro tem poros largos, o lquido escoar mais rapidamente, porm, menor ser a quantidade de partculas retidas. Por isso a escolha do mtodo de filtrao depende enormemente do material a ser filtrado (de tamanho de partculas de resduo).
O material poroso mais empregado em laboratrio o papel de filtro. Para adapt-lo ao funil, dobre-o na seqncia mostrada na figura 74.
Figura 74 Forma de dobra o papel de filtro para filtragem.
Abra o papel em forma de cone, com o rasgo para fora, e coloque-o no funil. Umedea-o com gua e pressione sua borda superior de modo a fix-lo sem bolhas de ar. Quando for colocar o lquido no funil, mantenha sue nvel 1/3 abaixo da sua borda superior e coloque a ponta de forma a tocar a parede lateral do becker (figura 75) para evitar perdas de lquido. Melhor ainda, cobrir o becker com um vidro de relgio.
Figura 74 Ilustrao da forma de transferir o lquido para filtragem.
Ao trabalho com lquidos corrosivos ou quando as propriedades redutoras do papel foram inconvenientes trabalhos com funis de vidro sintetizados (figura 75) ou com cadinhos de fundo porosos (figura 76).
Figura 75 Ilustrao do funil de filtro sintetizado.Figura 76 Ilustrao dos cadinhos com o fundo poroso.
Se houver uma grande quantidade de slido sedimentado, verta o lquido com cuidado, agitando a menos possvel a soluo, impedindo, assim, que os slidos obstruem os poros do filtro, dificultando a passagem do lquido. Para a remoo do slido, depois de escoado o lquido, lave o becker, conforme mostrado na figura 77.
Figura 77 Ilustrao da remoo de slidos sedimentados com auxlio da pisseta.Para se obter uma filtragem mais rpida e para a filtrao de lquidos volteis, conveniente dobrar o papel da forma indicada na figura 78, adaptando-o, depois de aberto, ao funil.
Figura 78 Forma correta de dobra o papel de filtro para filtragens rpidas.
Para processos de filtrao excessivamente lentos, emprega-se a filtrao a vcuo (figura 79). O pequeno frasco direita, na figura abaixo, deve ser usado como uma medida de segurana, impedindo que algum lquido extravasado seja perdido ou penetre na linha de vcuo.
Figura 79 Ilustrao da filtrao a vcuo.
Quando se utiliza este mtodo de filtrao, coloque um papel de tamanho adequado sobre o funil de Bchner, faa a suco e molhe o papel com uma pequena poro da prpria soluo a filtrar. Observe o papel est perfeitamente fixado ao filtro e s ento inicie a filtrao.
7. Centrifugao: muitas vezes, os slidos em suspenso em um lquido, so to finamente divididos que sua sedimentao impossvel por decantao, exigido a utilizao de uma centrifuga para separ-los do lquido, ou ainda apresenta sedimentao muito lenta, e a centrifugao aceleraria o processo. essencial que a centrifuga (figura 80) esteja balanceada, o que se faz colocando-se tubos de massas iguais em lados opostos do receptculo.
Figura 80 Ilustrao da centrifuga. A esquerda um modelo mais arcaico, mas demonstra sua funcionalidade.
8. Destilao: tcnica para a separao de uma mistura de lquidos, que no formem azotropos. A montagem do equipamento mostrada na figura 81.
Figura 81 Ilustrao do processo de destilao em laboratrios.
9. Secagem e Evaporao: muitas substncias absorvem a umidade do ar, e, por isso, devem ser mantidas em atmosferas anidras. Para evitar que a umidade interfira em certas determinaes quantitativas, a amostra mantida em estufa a 110C, durante um cento, e levada ao dessecador para esfriar e ser posteriormente pesado (figura 82). O grande inconveniente do emprego de estufa que ela exige um tempo excessivamente longo de secagem. Uma tcnica mais moderna, a que utiliza a secagem sob luz infra-vermelha, realizada em alguns minutos apenas (5 a 10 minutos).
Aps a secagem, a amostra levada ao dessecador para esfriar, sem voltar a absorver umidade, e ser posteriormente pesada (figura 83 a). Caso haja risco de contaminao no dessecador, coloque o pesa filtro em um becker, conforme mostra a figura 83 b.
Figura 83 a Ilustrao do processo de resfriamento em dessecador para evitar umidadeFigura 83 b Ilustrao da utilizao do becker para resfriamento.
Jamais peque pesa-filtro ou um cadinho com a mo depois de tarado e seco. Utilize sempre uma pina (figura 84 a) ou use o artifcio mostrado na figura 84 b.
Figura 84 a Ilustrao da manipulao do cadinho ou pesa-filtro com a pina.Figura 84 b - Ilustrao da manipulao do cadinho ou pesa-filtro com o artifcio.
Para a evaporao em cpsulas, observe a figura 85 a e para a calcinao em cadinho, veja a figura 85 b.
Figura 85 a Forma de aquecimento para evaporao em cpsulas.Figura 85 b - Forma de aquecimento para calcinao em cadinho.
Uma outra tcnica de calcinao em cpsulas, a mostrada na figura 86.
Figura 86 Forma de aquecimento da cpsula e o cadinho com o tringulo de ferro com porcelana.
PARTE II
EXPERINCIA 1 DENSIDADE DE SLIDOS;
EXPERINCIA 2 COLETA DE GASES; EXPERINCIA 3 CONSERVAO DA MASSA; EXPERINCIA 4 SOLUES; EXPERINCIA 5 ESTUDO DAS VELOCIDADES DE UMA REAO QUMICA;
EXPERINCIA 6 REAES DE XIDO-REDUO (REDOX); - EXPERINCIA 7 TIPOS DE REAO; - EXPERINCIA 8 EQUILBRIOS QUMICOS.EXPERINCIA N 1
- DENSIDADES DE SLIDOS E LQUIDOS -01 INTRODUO
Uma das caractersticas mais importantes do estado lquido a densidade absoluta, ou massa especifica, ou simplesmente densidade. Tal grandeza expressa a relao entre a massa e o volume que a substncia (ou corpo) ocupa numa certa temperatura, dessa forma tem-se a mesma como uma grandeza derivada.
A densidade absoluta relativa a uma substncia pura. Existi ainda uma outra varincia de densidade, a densidade relativa, que se trata do quociente da massa de um lquido sobre a densidade da gua (a gua utilizada como padro devido ser o solvente universal).
A densidade varia de substncia para substncia. Assim, caso seja estabelecida densidade de uma substncia a uma pequena faixa de erro, pode-se avaliar qual o seu grau de pureza, pois qualquer varincia na densidade de uma substncia implica na presena de impurezas a mesma.
Um fator importantssimo no clculo da densidade de um corpo ou soluo a temperatura, pois quando aquecidos os corpos se dilatam e a densidade da substncia da qual eles se compem torna-se menor. Tal dependncia pode ser expressa pela equao:
( = (o (1 - (t)
sendo:( ( densidade do lquido na temperatura (t); (o( densidade do lquido em 0C;
( ( coeficiente de dilatao volumtrica.
A densidade uma grandeza intensiva, isto , inaltervel, por exemplo, ao dobrarmos o tamanho do sistema. Depende ponto a ponto do material. Caso tenha uma amostra homognea, seu valor o mesmo para todos os pontos do sistema. Dessa forma, a densidade de uma soluo tambm funo de sua concentrao. Pois se os componentes de uma soluo qualquer se misturam sem que haja variao de volume, isto , se o volume da soluo for rigorosamente igual soma dos volumes de seus componentes, a dependncia linear. A densidade funo do tipo de substncia, da temperatura e da presso, principalmente.
A densidade de lquidos pode ser determinada por medidas da massa do lquido que ocupa um volume conhecido (mtodo do picnmetro) e por mtodos de flutuao baseados no princpio de Arquimedes, como os aermetros (em particular o densmetro).
Dos dois mtodos empregados, o mtodo do aermetro de preciso inferior ao do picnmetro, dessa forma ao calcular o erro percentual entre os dois mtodos utiliza-se o valor da densidade calculada pelo mtodo do picnmetro como sendo o valor real, e a densidade calculada atravs do mtodo do densmetro como sendo o valor experimental.
2.1. Mtodo do Picnmetro:
Esse um mtodo relativamente simples. Tal instrumento consiste de uma ampola de vidro, dotada de um gargalo postio (Figura 1).
Figura 1 (Picnmetro)
O volume do picnmetro se determina pelo peso de gua com que o enche. Sabendo-se o peso e a densidade da gua na temperatura dada, pode-se calcular o volume do picnmetro.
O clculo da densidade de uma determinada soluo, a partir do mtodo do picnmetro, realizado sabendo-se a massa do picnmetro vazio, cheio dgua e cheio da soluo em anlise, e conhecendo-se a densidade da gua na temperatura ambiente. Tal clculo expresso pela equao (1):
onde:m0: massa do picnmetro vazio; m1: massa do picnmetro cheio dgua;
m2: massa do picnmetro cheio com soluo; (: densidade da soluo;
(H2O: densidade da gua na temperatura da experincia.
2.2. Aermetros (Densmetros)
Os aermetros so instrumentos utilizados para determinar a densidade dos lquidos. Tais instrumentos permitem determinar a densidade sem que seja necessrio o auxilio da balana. Tal medio possvel devido relao existente entre a densidade de uma soluo e sua concentrao.
Os aermetros podem ser divididos em dois grupos:
Aermetros de volume constante (com valor puramente histrico);
Aermetros de peso constante (muito empregado na indstria).
Dos aermetros de peso constante destacam-se os densmetros (Figura 2), o aermetro de Beaun, o de Gay-Lussac, o de Carier, etc..
Figura 2 (Densmetros)
Os densmetros so aermetros construdos para fornecer a densidade dos lquidos por leitura direta. A sua construo se baseia no Teorema de Arquimedes (ou Empuxo). Como o densmetro flutua, seu peso igual ao empuxo exercido pelo lquido. Logo, quanto maior a densidade do lquido, menor deve ser o volume mergulhado, e quanto menor a densidade do liquido, mais imerso encontrara-se o densmetro.
OBJETIVO DA EXPERINCIA
Determinar a densidade de algumas amostras (slidos metlicos, gua e solues aquosas de etanol e cloreto de sdio) e comparar os valores obtidos com os encontrados na literatura. Abaixo encontramos alguns valores de densidades para diversos metais (tabela 1).
TABELA 1 Densidade (em g/cm) temperatura de 20C.
MetalCobreAlumnioChumboMagnsioAoEstanhoOuroPrataZinco
Dens.8,962,711,41,87,87,319,310,57,1
Material (Substncias, vidraria e aparelhos)
gua destilada;
lcool Etlico (20, 40, 50, 60, 70, 80, 95%);
Amostras metlicas;
Solues aquosas de cloreto de sdio;
Balana analtica;
Densmetro;
Picnmetro de 25 mL ou 50 mL;
Proveta;
Becker de 100mL;
Pipeta;
Balo volumtrico de 100 mL;
Termmetro.
Solues etanlicas:
I. 20% ( 80% de H2O + 20% de lcool etlico concentrado (95%).
II. 40% ( 60% de H2O + 40% de lcool etlico concentrado (95%).
III. 50% ( 50% de H2O + 50% de lcool etlico concentrado (95%).
IV. 60% ( 40% de H2O + 60% de lcool etlico concentrado (95%).
V. 70% ( 30% de H2O + 70% de lcool etlico concentrado (95%).
VI. 80% ( 20% de H2O + 80% de lcool etlico concentrado (95%).
VII. 95% ( 5% de H2O + 95% de lcool etlico.
METODOLOGIA: DENSIDADE DE LQUIDOS (PARTE I)
Determinao da densidade da gua e das solues de lcool com concentraes diferentes utilizando o picnmetro.
PROCEDIMENTOS
1) Lavar o picnmetro com gua, secar e pesar com exatido de 0,01.
2) Encher o picnmetro com gua destilada, secar sua superfcie externa e pes-lo novamente com a mesma exatido.
3) Repita o procedimento 1 e 2, para as concentraes indicadas pelo professor.
4) Anote a temperatura, e mea a densidade de cada uma das solues com o densmetro.
Cuidados importantes
No tocar no picnmetro com a mo (usar papel absorvente).
Eliminar as bolhas.
Lavar bem o picnmetro na troca de lquidos, usando na ltima etapa da lavagem o lquido de pesagem seguinte.
Secar externamente o picnmetro, sem tocar na parte superior.
Clculos
Para os clculos efetuados no relatrio para obteno das densidades das solues, pelo mtodo do picnmetro ser utilizada a seguinte equao:
dabsoluta = msoluo/ Vpicnmetro ( Vpicnmetro = mgua /densidade.da.gua.na.temp.TCDADOS:
Presso atmosfrica: ____________
Temperatura ambiente Inicial: ____________
Temperatura ambiente Final: ____________
QUADRO 1: ANOTAO EXPERIMENTAL
PicnmetroConcentraoPicnmetroPicnmetroPicnmetroMassaVolumeMassaDensidade Densidade
de lcoolVazio (g)cheio cheio de de guaDode soluocomcom
(%)(m0)d' gua (g)soluo (g)(g)Picnmetro(g)DensmetroPicnmetro
(m1)(m2)(mL)(g/cm3)(g/cm3)
P120
P240
P350
P460
P570
P680
P795
Tabela 2 Densidade da gua em diversas temperaturas.
Tabela de converso para determinar a densidade da gua de acordo com a temperatura da mesma.
Temp. gua (C)Densidade (g/cm3)
230,997538
240,997296
250,997044
260,996783
270,996512
280,996232
290,995944
Fonte: Qumica Analtica Quantitativa Elementar, 3 ed., 2 reimpresso , Editora Edgard Blcher Ltda, So Paulo, 2004, p. 292.
Tabela 3 Densidade da soluo de lcool etlico em funo da
concentrao e da temperatura.
Soluo (%)Densidade (g/cm3)Temperatura (oC)
lcool 200,9699720
lcool 400,93518
lcool 600,89334
lcool 800,89113
lcool 200,9663925
lcool 400,93148
lcool 600,88931
lcool 800,83911
lcool 200,9639530
lcool 400,92770
lcool 600,88278
lcool 800,83473
METODOLOGIA: DENSIDADE DE LQUIDOS (PARTE II)
Determinao da densidade de solues de cloreto de sdio em concentraes diferentes.
PROCEDIMENTOS
1) Lavar o picnmetro com gua, secar e pesar com exatido de 0,01.
2) Encher o picnmetro com gua destilada, secar sua superfcie externa e pes-lo novamente com a mesma exatido.
3) Repita o procedimento 1 e 2, para as concentraes indicadas pelo professor.
4) Anote a temperatura, e mea a densidade de cada uma das solues com o densmetro.
Cuidados importantes
No tocar no picnmetro com a mo (usar papel absorvente).
Eliminar as bolhas.
Lavar bem o picnmetro na troca de lquidos, usando na ltima etapa da lavagem o lquido de pesagem seguinte.
Secar externamente o picnmetro, sem tocar na parte superior.
Clculos
Para os clculos efetuados no relatrio para obteno das densidades das solues, pelo mtodo do picnmetro ser utilizada a seguinte equao:
dabsoluta = msoluo/ Vpicnmetro ( Vpicnmetro = mgua /densidade.da.gua.na.temp.TCDADOS:
Presso atmosfrica: ____________
Temperatura ambiente Inicial: ____________
Temperatura ambiente Final: ____________
QUADRO 2: ANOTAO EXPERIMENTAL
PicnmetroConcentraoPicnmetroPicnmetroPicnmetroMassaVolumeMassaDensidade Densidade
de lcoolVazio (g)cheio cheio de de guaDode soluocomcom
(%)(m0)d' gua (g)soluo (g)(g)Picnmetro(g)DensmetroPicnmetro
(m1)(m2)(mL)(g/cm3)(g/cm3)
P120
P240
P350
P460
P570
P680
P795
Tabela 2 Densidade da gua em diversas temperaturas.
Tabela de converso para determinar a densidade da gua de acordo com a temperatura da mesma.
Temp. gua (C)Densidade (g/cm3)
230,997538
240,997296
250,997044
260,996783
270,996512
280,996232
290,995944
Fonte: Qumica Analtica Quantitativa Elementar, 3 ed., 2 reimpresso , Editora Edgard Blcher Ltda, So Paulo, 2004, p. 292.
APLICAES DOS RESULTADOS EXPERIMENTAIS
1. Explique porque o clorofrmio mais denso do que o diclorometano.
2. O que diz a teoria; quem mais preciso o mtodo do picnmetro ou do decmetro? O experimento realizado confirma? Explique.
3. Quais as utilidades de determinar a densidade dos materiais?
4. Porque necessrio indicar a temperatura nos valores de densidade?
5. A densidade da gua destilada e do lcool etlico a 20 oC aproximadamente 1,0 g/mL e 0,7894 g/mL, respectivamente. Compare os valores experimentais obtidos com estes valores. Discuta os erros que podem ter contribudo para as diferenas observadas.
6. Calcular a massa especfica das solues que voc usou com o mtodo do picnmetro e depois determinar a densidade relativa destas solues.
7. Construa um grfico que contenha as densidades na ordenada e as concentraes na abscissa para os dois mtodos empregados.
8. Comparem as densidades do lcool etlico nas concentraes conhecidas, com as que voc encontrar na bibliografia (Tabela 2). Discuta os erros que podem ter contribudo para as diferenas observadas:
a) Pelo mtodo do picnmetro.
b) Pelo mtodo do densmetro.
9. Com base nos dados observados, calcular as densidades das amostras em g/cm e o erro percentual (02):
(02)
Bibliografia
TERRON, Luiz Roberto. So os Lquidos Incompressveis? Apostila do Laboratrio de Informtica de Engenharia Qumica (LABIEQ), EPUSP. So Paulo.
SALVAGNINI, Wilson. Densidade de lquidos (na prtica). Apostila. EPUSP UNIP. So Paulo.
PIMENTA, Eduardo. Densidade pelo Picnmetro. Apostila do laboratrio de Fsica. Instituto Superior de Engenharia do Porto (Isep) Departamento de Fsica. 2003.
BARROS, Cristina/ VIEIRA, Judite. Medio de Volumes e sua Comparao por Pesagem. Determinao da Densidade de Lquidos e Slidos. Departamento de Engenharia Mecnica (DEM). Escola Superior de Tecnologia e Gesto de Leiria (ESTG LEIRA). Leiria Portugal. 2002.
Departamento de Qumica Centro de Cincias e Tecnologia. Laboratrio de Fsico-Qumica. Apostila de Fsico-Qumica Experimental I. Universidade Estadual da Paraba (UEPB). Campina Grande.
ATKINS, P. W. - Fsico-Qumica 6 edio, vol. 1. Editora LTC. Rio de Janeiro, 2001.
PERGUNTAS DE FIXAO DENSIDADE DE LQUIDOS
1. Defina massa especfica, densidade relativa. D sua equao matemtica e unidades no CGS e SI.
2. A densidade uma propriedade extensiva ou intensiva, por qu?
3. Como podemos analisar o grau de pureza de uma substncia atravs de sua densidade?
4. Quais os fatores que afetam a densidade das solues?
5. Qual a soluo usada na experincia?
6. Quais os mtodos usados para determinao da densidade dos lquidos?
7. Em que consiste o mtodo do picnmetro e apresente alguns tipos de picnmetros.
8. Como so classificados os aermetros? Em que princpio se baseia o desenvolvimento dos densmetros? Enunciar.
9. Como varia a densidade de lquidos e de gases com relao presso e a temperatura?
METODOLOGIA: DENSIDADE DE SLIDOS
4.1 Tome uma das amostras e pese na balana analtica;
4.2 Coloque numa proveta de 25 mL quantidade de gua suficiente para cobrir totalmente a amostra recebida;
4.3 Leia o volume inicial;
4.4 Deixe a amostra escorregar lentamente na proveta e depois agite cuidadosamente a proveta;
4.5 Leia o volume final (gua + amostral);
4.6 Repetir o procedimento com as outras amostras.
05 DADOS EXPERIMENTAIS
TABELA 4 Dados obtidos na experincia (densidade de slidos)
AMOSTRAPESO (g)VOLUME INICIAL (ml)VOLUME TOTAL (ml)
1
2
3
4
5
TEMPERATURA C)
PRESSO (mmHg)
QUESTES PARA O RELATRIO
1. Com base nos dados observados, calcular as densidades das amostras em g/cm e o erro percentual (02):
(02)
2. Explicar a influncia da temperatura na densidade dos slidos.
3. Explicar como a determinao da densidade seria afetada se:
a) A amostra no ficasse completamente submersa na gua da proveta;
b) Ocorresse a formao de bolhas na superfcie da amostra.
4. Explique outras provveis fontes de erro desta experincia, justificando-as.
5. Por que a gua usualmente empregada como substncias padro nos clculos de densidades relativas?
6. Calcule a densidade dos seguintes casos:
a) Uma esfera metlica que tem um dimetro de 0,715 cm e por massa 1,755g;
b) De uma liga metlica na forma de um disco chato com 3,15 cm de dimetro e 0,45 cm de espessura, com um orifcio de 0,70 cm de dimetro, localizado no centro. A massa do disco de 22 g.
7. Com os dados da densidade e concentrao das solues de cloreto de sdio, plotar um grfico com estes valores.
8. Determinar a densidade da soluo de cloreto de sdio de concentrao desconhecida.
EXPERINCIA N 2
- COLETA DE GASES -
01 INTRODUO
Os gases preparados em laboratrios so, geralmente, coletados por deslocamento de gua. Conforme mostrado nas figuras a baixo. Um gs coletado dessa maneira, sobre a superfcie da gua encontrar-se- uma mistura de gs em vapor dgua. As molculas de gua que evaporam tambm exercem uma presso chamada de presso de vapor. O grau de saturao do gs em vapor depender to somente da temperatura. A presso que exerce cada componente (gua ou gs).
Figura 1
Pt = Pgs + Pv(H2O) (01)
Assim, se o nvel de gua o mesmo dentro e fora do cilindro de recolhimento (figura 1) a presso dentro e fora deve ser a mesma e igual a presso atmosfrica (P (atm)). Assim, a presso parcial de gs portanto:
P(gs) = P(atm) Pv(H2O) (02)
Por outro lado, se o nvel da gua no cilindro e no banho no o mesmo a presso atmosfrica compensada pala soma da presso do gs, do vapor dgua e a presso exercida pela coluna dgua (Ph), ou seja;
P(atm) = Pgs + Pv(H2O) + Ph (03)
Dessa forma, a presso parcial do gs ser igual a;
Pgs = P(atm) (Pv(H2O) + Ph) (04)
TABELA 1 Presso de vapor de gua (PvH2O) em mmHg temperatura T (C)
TPvH2OTPvH2O
2017,52523,8
2118,62625,2
2219,82726,6
2321,12828,3
2422,42930,0
3031,8
02 OBJETIVO
Determinar o volume do gs hidrognio produzido quando uma amostra de um metal reage com o cido clordrico. Esse volume ser medido temperatura ambiente e presso ambiente.
03 MATERIAL NECESSRIO
Balana Analtica;
Barmetro;
Termmetro;
Proveta de 250 mL;
Fita de Magnsio;
Becker de 50 mL;
Tubo em U;
Mangueira; Tubo com sada lateral ou tubo de ensaio;
Cuba;
Suporte;
Rgua de 30 cm;
Pipeta;
Rolha;
Soluo de HCl 2,0M;
Papel laminado.
04 METODOLOGIA
4.1 Pesar, uma quantidade de magnsio extra entre 0,1 e 0,2: Anote o valor do peso;
4.2 Encha a cuba at com gua;
4.3 Encha a proveta completamente. Coloque um papel laminado sobre a boca da proveta bem cheia de gua e ento emborque a proveta para dentro da cuba. Fazendo isso rapidamente, o papel no cair. Retire o papel desde que a boca da proveta esteja completamente dentro da gua da cuba;
4.4 Pipete 10 mL da soluo de cido clordrico 2,0 M e colocar no tubo com a sada lateral;
4.5 Montar o tubo em U conectado com a mangueira sobre a boca da proveta;
4.6 Feche o tubo com a sada lateral com a rolha que se encontra no final da mangueira;
4.7 Colocar a fita de magnsio na sada do tubo de forma que essa fita no entre imediatamente em contato com a soluo de cido clordrico;
4.8 Aps fechado a sada do tubo, faa o magnsio entrar em contato com a soluo do cido;
4.9 Depois que a reao cessar, espere um cento intervalo de tempo para deixar e tubo esfriar;
4.10 Mea a altura da coluna dgua.
Figura 2
05 DADOS EXPERIMENTAIS
TABELA 2 Dados obtidos na experincia n 2Massa de magnsio
(g)Temperatura ambiente
(C)Presso ambiente
(mmHg)Volume de
gs hidrognio
(m l)Altura da coluna dgua
(cm)
06 TRATAMENTO DOS RESULTADOS
6.1 Determine o nmero de moles de magnsio usados;
6.2 Determine a presso parcial de gs hidrognio;
6.3 Determine o volume de gs hidrognio presso ambiente;
6.4 Reduza o volume do gs hidrognio s condies normais de presso e temperatura (CNTP).
07 QUESTES PARA O RELATRIO7.1 Sabendo-se que 1 mol de Mg produz 1 mol de H2 qual o volume de 1 mol de hidrognio temperatura ambiente e presso de atm?
7.2 Se a massa de um mol de hidrognio 2,0g, qual a massa de um litro de hidrognio temperatura ambiente e presso de 1 atm, ou seja, qual a massa especfica do hidrognio em g/L, naquelas condies de temperatura e presso?7.3 Como explica a dependncia da densidade dos gases com a temperatura e a presso?
7.4 Quais as fontes de erros encontrados neste experimento?
EXPERINCIA N 3
- CONSERVAO DA MASSA -01 INTRODUO
Quando uma reao qumica ocorre em um sistema fechado, a soma das massas das espcies reagentes rigorosamente igual a soma das massas espcies produtos desta reao. Este pode ser interpretado como o enunciado da Lei da Conservao da Massa ou Lei de Lavoisier a matria no pode ser criada nem destruda, mas somente transformada.
Entretanto, a maioria das transformaes qumicas acompanhada de liberao ou absoro de energia. A massa associada a uma quantidade definida de energia dada por uma equao importante, a equao de EINSTEIN.
(01)
Nessa equao, E energia, m a massa e c a velocidade da luz no vcuo.
A quantidade de energia ganha ou perdida numa transformao qumica qualquer devido ao ganho ou perda de energia extremamente pequena e desprezvel. Assim a Lei da Conservao da massa, na prtica continua sendo vlida.
02 OBJETIVO
Determinar a massa total antes e depois das seguintes reaes;
a) (01)
b) . (02)03 MATERIAL NECESSRIO
Balana Analtica;
3 Erlenmeyers de 50 mL ou 3 tubos de ensaio pequenos com rolha;
Bcker de 50 mL;
Pipeta de 10 mL;
Pipeta de 5 mL;
04 METODOLOGIA
4.1 Pipetar 5 mL de soluo de Na2CO3, 0,1 mol/L, e colocar no erlenmeyer. Feche o erlenmeyer com a rolha;
4.2 Pipetar 5 mL de soluo de CaCl2, 0,1 mol/L, e colocar num frasco com tampa;
4.3 Pipetar 10 mL de soluo de H2SO4, 0,1 mol/L, e colocar em um frasco, feche o frasco com a tampa;
4.4 O exterior do erlenmeyer e dos frascos devem estar completamente secos;
4.5 Colocar simultaneamente todo conjunto (erlenmeyer ou tubos) na balana e pesar;
4.6 Adicionar cuidadosamente fora da balana a soluo de CaCl2, 0,1 mol/L, na soluo de Na2CO3 no erlenmeyer. Agitar lentamente para que as solues se misturem e tome nota do que acontecer;
4.7 Devolva o conjunto incluindo o frasco vazio balana e pese novamente todo o conjunto.
4.8 Remover, novamente, o conjunto da balana e adicionar agora todo o contedo do frasco de H2SO4, 0,1M. Agite lentamente e anote o que acontecer;
4.9 Devolva o frasco e o erlenmeyer balana e pese novamente todo o conjunto.
05 DADOS EXPERIMENTAIS
TABELA 1 Dados obtidos na experincia n 3Presso atmosfrica
(mmHg)Temperatura ambiente
(C)Massa da 1 pesagem
(g)Massa da 2 pesagem
(g)Massa da 3 pesagem
(g)
06 INTERPRETAES DOS RESULTADOS
6.1 Com base nos dados obtidos como possvel interpretar a Lei da Conservao da Massa?
6.2 Calcular o nmero de mols de cada soluo utilizado nesta reao.
6.3 Verificar se h reagente em excesso nas propores em que foram utilizadas.
6.4 Qual a origem da turvao observada na primeira reao?
07 QUESTES PARA O RELATRIO7.1 Numa reao de neutralizao foram utilizados 25 mL de soluo de cido sulfrico para neutralizar 50 mL de soluo de hidrxido de sdio 0,3 mol/L. Determinar a concentrao do cido antes da reao e a concentrao em mol/L do sal formado.
7.2 Explicar os enunciados nas leis de Proust e Dalton.
7.3 Considere a seguinte reao: 2 Na3PO4 + 3 Ba (NO3)2 ( Ba3(PO4)2 + 6 NaNO3.Suponha que uma soluo contendo 3,5 g de Na3PO4 misturada com uma soluo contendo 6,4 g de Ba (NO3)2. Quantos gramas de fosfato de brio podem ser formados?
EXPERINCIA N 4
- SOLUES -
01 INTRODUO
Solues so definidas como misturas homogneas. Geralmente uma soluo considerada por um componente em maior quantidade, o solvente e um ou mais componentes denominados soluto.
As solues podem ser slidas, lquidas e gasosas. As solues, lquidas so obtidas pela dissoluo de um gs, lquido ou slido em um lquido. Se asse lquido for a gua, a soluo chamada de soluo aquosa.
As propriedades das solues, por exemplo, cor ou sabor, depende, de sua concentrao. As concentraes das solues expressam-se com maior freqncia pela quantidade de substncia contida numa determinada quantidade em peso ou em volume da soluo ou solvente. Geralmente, empregamos os seguintes termos para expressar as concentraes das solues: composio centesimal (%), a molar (M1), molal (W), normal (N) e frao molar (x).
Em laboratrio, para determinar as concentraes das solues utiliza-se geralmente o mtodo de titulao. Titulao a determinao de uma concentrao desconhecida de uma soluo atravs de uma soluo de concentrao conhecida, medindo-se os volumes das solues reagentes. Uma vez que na titulao as reaes entre as substncias se desenvolvem em quantidades equivalentes (Principio da equivalncia), torna-se mais fcil expressar as concentraes das solues em unidades de normalidades. As normalidades das solues so inversamente proporcionais aos seus volumes.
(01)
Onde, V1 o volume inicial da soluo;
N1 a normalidade inicial da soluo;
V2 o volume final da soluo (aps diluio ou concentrao);
N2 a normalidade final da soluo (aps diluio ou concentrao).
02 OBJETIVO
Preparao, diluio, padronizao e titulao de solues.
03 MATERIAL NECESSRIO
Balana Analtica;
Buretas;
Pissetas ;
Provetas;
Indicadores de pH;
Pipetas;
Funil;
Bcker;
Balo volumtrico:
Basto de Vidro;
Erlernmeyer;
04 METODOLOGIA
PARTE I Preparao e Diluio de solues.
4.1- Utilizando os dados do rtulo calcule, o volume de cido clordrico concentrado necessrio para preparar 500 mL de soluo a 1N;4.2- Calcule o volume da soluo anterior necessrio para preparar 250 mL de soluo 0,1N. Mea esse volume com uma proveta e adicione em um balo de 250 mL contendo cerca de 100 mL, de gua destilada. Lave algumas vezes a proveta com um pouco de gua destilada transferindo sempre para o balo. Agite cuidadosamente o balo. Adicione gua destilada at completar os 250 mL. Agite novamente at homogeneizar a soluo.PARTE II Preparao de uma soluo de NaOH
4.3- Determine a quantidade de hidrxido de sdio (NaOH) necessria para preparar 250 mL de soluo 0,1N.
PARTE III Padronizao da Soluo de cido Clordrico com Carbonato de Sdio.
4.4- Calcule a massa de carbonato de sdio que reage completamente com 30 mL de soluo a 0,1N de cido clordrico;
4.5- Pese em um vidro de relgio limpo e seco, a massa de carbonato de sdio calculada e transfira quantitativamente para um erlenmeyer de 125 mL. A quantidade de gua utilizada nesse processo deve ser 40 mL;
4.6- Adicione, a seguir, algumas gostas de indicador alaranjado de metila e titule essa soluo com a soluo de cido clordrico preparada na Parte I seguindo a tcnica de titulao.
PARTE IV Titulao de uma base por um cido.
4.7- Transfira para um erlenmeyer de 125 mL, 10 mL da soluo de hidrxido de sdio ;
4.8- Adicione, a seguir, algumas gotas de indicador fenolftalena e titule essa soluo com a soluo de cido clordrico padronizada na Parte III.
05 DADOS EXPERIMENTAIS
TABELA 1 Dados obtidos na experincia n 4Volume de HCl utilizado(m l)
Parte III
Parte IV
Temperatura (C)
06 TRATAMENTO DOS RESULTADOS
6.1 PARTE III Calcule a concentrao molar do cido preparado;
6.2 PARTE IV Calcule a concentrao molar da base preparado.
07 QUESTES PARA O RELATRIO7.1 Para preparao de uma soluo de sulfato de alumnio 0,4 mol/L, calcule a massa de soluto necessria para 250 ml de soluo. Admitindo o sal 100% ionizado, encontre as concentraes dos ons presentes.
7.2 Numa titulao de soluo de KOH foram utilizados 45 ml de soluo 0,3 mol/L desta base e um consumo de 55 ml de cido clordrico. Calcule as concentraes comum, molar e normal do cido utilizado.
7.3 Uma soluo de cido sulfrico contendo 571,6 g de H2SO4 por litro de soluo tem densidade de 1,329 g/mL. Calcule (a) a porcentagem em massa; (b) a frao molar do soluto; (c) a molalidade; (d) concentrao em mol/L e a normalidade.
7.4 Explique o princpio seguido numa operao de diluio.
EXPERINCIA N 5
-ESTUDO DA VELOCIDADE DE
UMA REAO QUMICA-
01 INTRODUO
Entre os fatores que afeta, a velocidade de uma reao, esto a Concentrao dos Reagentes e a Temperatura. Nesta experincia voc vai investigar o papel destes dois fatores estudando a reao entre cido sulfrico e o tiossulfato de sdio.
a)
reao (01)
b)
reao (02)
Onde o enxofre insolvel precipita-se sob a forma de Iodo. O tempo de decorre entre o inicio da reao e o aparecimento dos primeiros vestgios de turvao depender dos fatores acima citados.
Para determinar o papel de cada um deles (Concentrao de reagente e a temperatura) independentemente, voc vai, na Parte I, variar apenas a concentrao de um dos reagentes e, na Parte II, vai variar a temperatura.
02 OBJETIVO
Mostrar, quantitativamente, a influncia da concentrao e temperatura sobre o tempo necessrio para que uma reao qumica se processe.
03 MATERIAL NECESSRIO
8 tubos de ensaios;
Termmetro:
Cronmetro; Bckers;
Pipetas;
Bico de Bunsen ou chapa aquecedora;
04 METODOLOGIA
Parte: I (Influncia da concentrao de reagentes)
4.1 Encher as trs buretas com guas, soluo de tiossulfato sdio e soluo de cido sulfrico, respectivamente;
4.2 Colocar em quatro tubos de ensaios numerados as quantidades de tiossulfato de sdio e gua indicadas na Tabela 1-A;
4.3 Colocar em outros quatro tubos, 4mL de cido sulfrico;
4.4 Misture ao tubo 1.a o volume de um dos tubos contendo cido sulfrico, agitar rapidamente e iniciar a contagem do tempo desde o momento em que os lquidos entram em contato at o aparecimento do primeiro indicio de turvao;
4.5 Realizar experincias anlogas com os restantes dos tubos a notando os resultados dos tempos.
Parte: II (Influncia da temperatura)
4.6 Colocar, em quatro tubos de ensaios numerados, 2 mL da soluo de tiossulfato de sdio e 4 mL de gua;
4.7 Em outros quatro tubos de ensaios colocar 4 mL de soluo de cido sulfrico;
4.8 Coloque um dos tubos de ensaio contendo a soluo de tiossulfato de sdio e um outro contendo a soluo de cido sulfrico em um becker de 250 mL contendo gua;
4.9 Aquecer o banho at uma temperatura cerca de 10C maior do que a temperatura inicial. Misturar o contedo dos tubos, agitar rapidamente a iniciar a contagem do tempo desde o momento em que os lquidos foram misturados at o inicio da turvao;
4.10 Realizar o procedimento anterior em temperatura mais elevada.
05 DADOS EXPERIMENTAIS
TABELA 1-A Dados obtidos na experincia n 5 - Parte I
N do tubo de ensaioVolume (mL)
Na2S2O3 (a)Volume (mL) de
H2O (b)Volume (mL) de
H2SO4 2,0MTempo
(s)
1.a604
1.b424
1.c334
1.d244
1.e154
Temperatura Ambiente (C)
TABELA 1-B Dados obtidos na experincia n 5 - Parte II
N do tubo de ensaioTemperatura
(C)Tempo
(s)
2.a
2.b
2.c
2.d
Temperatura Ambiente (C)
06 TRATAMENTO DOS RESULTADOS
Parte: I (Influncia da concentrao de reagentes)
6.1 A concentrao de tiossulfato de sdio na soluo inicial 0,5. Calcular a suas concentraes em cada uma das solues diludas preparadas levando em considerao o volume total da soluo em cada tubo de ensaio (a + b);
6.2 Por que importante que o volume total para todas as diluies seja de 10 mL?6.3 Construa um grfico com o tempo no eixo vertical (ordenada) e a concentrao de Na2S2O3 no eixo horizontal (abscissa). Use tambm os dados obtidos por seus colegas;
6.4 Que generalizao pode voc estabelecer a respeito da influncia que tem a variao da concentrao sobre o tempo de reao?6.5 Que relao existe entre o tempo de reao e a velocidade de reao?Parte: II (Influncia da temperatura)
6.6 Construa um grfico, colocando a temperatura no eixo horizontal (abscissa) e o tempo no eixo vertical (ordenada);
6.7 Que relaes gerais voc pode deduzir do grfico obtido?6.8 Faa uma previso de tempo de reao a 15C e a 50C.
07 QUESTES PARA O RELATRIO7.1 Construa um grfico apresentando o inverso do tempo (1/t), em funo da temperatura. Que tipo de funo voc obtm?
EXPERINCIA N 6- REAES DE XIDO-REDUO (REDOX) -
01 INTRODUOEm reaes qumicas temos processos de perdas e ganhos de eltrons que ocorrem simultaneamente. medida que uma espcie se oxida, outra se reduz. Uma das caractersticas que o nmero total de eltrons perdidos por uma espcie igual ao nmero total de eltrons recebidos pela outra.
Acompanhe o exemplo:
Quando mergulhamos uma fita de magnsio (Mg) em uma soluo aquosa de cido clordrico [HCl(aq)] temos uma efervescncia pela liberao de gs hidrognio e, aps certo tempo, a fita de magnsio desaparece, isto , o magnsio consumido. A reao ocorrida pode ser representada por:
Mg(s) + 2 HCl(aq) ( MgCl2(aq) + H2(g)
Ou
Mg(s) + 2 H+(aq) ( Mg2+(aq) + H2(g)Enquanto o Mg(s) se transforma em Mg2+(aq), ele perde 2 eltrons por tomo de magnsio (Mg) e, portanto, o Mg(s) sofre uma oxidao. Ao mesmo tempo, os dois ons H+(aq) se transformam em H2(g), ocorrendo um ganho de 2 eltrons e, portanto, os ons H+ sofrem uma reduo.
Semi-reao de oxidao: Mg(s) ( Mg2+(aq) + 2 e-
Semi-reao de reduo: 2 H+(aq) + 2 e- ( H2 (g)
----------------------------------
Reao global: Mg(s) + 2 H+(aq) ( Mg2+(aq) + H2 (g)
02 OBJETIVO
Observar alterao de nox de elementos qumicos em uma reao quando uma amostra de ferro reage com hipoclorito de sdio.03 - MATERIAL NECESSRIO Palha de ao;
Hipoclorito de sdio (NaClO);
Bquer;
Pina.04 - METODOLOGIA4.1 Coloque uma pequena amostra da palha de ao aberta no bquer;
4.2 Cubra a mostra com o hipoclorito de sdio;
4.3 Deixe o sistema sob ligeiro aquecimento por cerca de 10 minutos;
4.4 Aps o tempo de aquecimento, remova cuidadosamente a amostra com a pina;
4.5 Observe o que apareceu no fundo do bquer e relacione com a equao dada no- balanceada:
Fe + NaClO ( Fe2O3 + NaCl
05 - TRATAMENTO DE DADOS
5.1 Qual o nox do ferro nos compostos mencionados?
5.2 Qual o nox do cloro nos compostos mencionados?
5.3 Quais os elementos cujo nox no varia?
5.4 Sabendo que a variao do nox de cada tomo de ferro corresponde perda de 3 eltrons , determine a quantidade de eltrons recebida por tomo de cloro na reao.
5.5 Indique o agente redutor e o agente oxidante.
06 - QUESTES6.1 O enxofre um slido amarelo encontrado livre na natureza. Ele participa da constituio de vrias substncias e ons, tais como: S8, H2S, SO2, H2SO3, H2SO4, SO42-, Na2S2O3 e Al2(SO4)3. Determine o nox do enxofre em cada uma dessas espcies qumicas.
6.2 So dadas as equaes qumicas, no-ajustadas, a seguir:
I. KClO3 + H2SO4 ( HClO4 + ClO2 + K2SO4 + H2O
II. KMnO4 + HCl ( KCl +MnCl2 + H2O + Cl2Para cada uma dessas equaes, determine:
a) Os seus coeficientes, considerando os menores nmeros inteiros possveis;
b) O agente redutor;
c) O agente oxidante.
6.3 Oxalato de Clcio monoidratado (CaC2O4 . H2O) aquecido ao ar decompe-se gradativamente seguindo trs etapas (I, II e III). As equaes das reaes e as respectivas faixas de temperatura em que elas ocorrem so dadas a seguir:
I. CaC2O4 . H2O (s) ( CaC2O4 (s) + H2O (g) (faixa de temperatura:130 210 C)
II. CaC2O4 (s) ( CaCO3 (s) + CO (g) (faixa de temperatura: 420 510 C)
III. CaCO3 (s) ( CaO (s) + CO2 (g) (faixa de temperatura: 630 760 C)
a) Esboce um grfico, massa de slido em funo da temperatura de aquecimento, que representa essa decomposio. Inicie com uma massa qualquer temperatura ambiente. Indique no grfico as substncias que esto presentes nas seguintes faixas de temperatura: 25 130 C, 210 420 C e 510 630 C
b) Qual das equaes dadas representa uma reao de xido-reduo? Justifique.
EXPERINCIA N 7
- TIPOS DE REAO -
01 - INTRODUO
Existem vrias maneiras de se classificar reaes. Uma delas relaciona o nmero de substncias que reagem e o nmero de substncias produzidas. De acordo com esse critrio, podemos ter os seguintes tipos de reao:
Reaes de Sntese ou Adio: quando dois ou mais reagentes se combinam para originar um nico produto.
A + B ( CReaes de Anlise ou Decomposio: quando um nico reagente se decompe, originando dois ou mais produtos.
A ( B + CReaes de Simples Troca ou Deslocamento: quando uma substncia simples reage com uma substncia composta, originando uma nova substncia simples e outra composta.
A + XY ( AX + Y ou A + XY ( AY + X
Reaes de Dupla Troca: quando duas substncias compostas reagem entre si, trocando seus componentes e dando origem a duas novas substncias compostas.
AB + XY ( AX + BY
02 - OBJETIVO
Observar a reao que ocorre, equacion-la e classific-la de acordo com a teoria dada.
03 MATERIAL NECESSRIO
10 cm de fita de magnsio;
Pina de madeira;
Bico de Busen;
Fenolftalena;
Bquer com gua;
30 ml de gua destilada.
04 METODOLOGIA
4.1 Coloque a amostra da fita de magnsio na pina;
4.2 Observe a colorao da fita;
4.3 Queime a amostra no bico de Busen (no olhe diretamente para a luz emitida pela combusto do magnsio);
4.4 Recolha o produto da queima da fita de magnsio e observe a colorao;
4.5 Coloque a de gua destilada no bquer e acrescente algumas gotas de fenolftalena. Logo aps, junte o produto da queima da fita de magnsio recolhido anteriormente.
05 TRATAMENTO DE DADOS
5.1 Equacione a reao ocorrida entre o magnsio e o oxignio do ar. Classifique-a.
5.2 Observando o sistema gua, fenolftalena e fita de magnsio queimada, qual a alterao do sistema perceptvel a olho nu? Justifique.
5.3 Equacione a reao que ocorre entre o produto a queima da fita de magnsio e a gua. Classifique essa reao.
06 QUESTES
6.1 Classifique as seguintes reaes:
a) 2 KClO3 ( 2 KCl + 3 O2b) N2 + 3 H2 ( 2 NH3c) 2 HNO3 + Ca(OH)2 ( Ca(NO3)2 + 2 H2O
d) CaCO3 ( CaO + CO2e) 2 KI + Cl2 ( 2 KCl + I2f) 2 NO2 ( N2O4g) Mg + 2AgNO3 ( Mg(NO3)2 + 2 Ag
h) BaCl2 + H2SO4 ( BaSO4 + 2 HCli) C12H22O11 ( 12 C + 11H2OEXPERINCIA N 8- EQUILBRIOS QUMICOS -01 INTRODUO
Quando um sistema est em equilbrio, a velocidade da reao direta igual velocidade da inversa, e as concentraes molares de todos os participantes permanecem constatntes. Se, sobre esse equilbrio, no ocorrer a ao de nenhum agente externo, ele tende a permanecer nessa situao indefinidamente. Porm se for exercida uma ao externa sobre esse equilbrio, ele tende a reagir de maneira a minimizar os efeitos dessa ao. Este o tema do Princpio de Le Chatelier que diz:Quando se aplica uma fora em um sistema em equilbrio, ele tende a se reajustar no sentido de diminuir os efeitos dessa fora.
Os fatores que podem afetar a condio de equilbrio de um sistema so: concentrao, presso e temperatura.
A constante de equilbrio no se altera com variaes das concentraes dos participantes, com variao do volume nem com a presso exercida.
A soluo de dicromato (Cr2O2-7 (aq)) apresenta colorao alaranjada e, em meio bsico, estabelece o equilbrio:
Cr2O2-7 (aq) + H2O (l) 2 CrO2-4 (aq) + 2 H+
Como o on CrO2-4 (aq) apresenta colorao amarela, a cor da soluo ser determinada pelo on que estiver em maior concentrao na soluo. A ao de cidos e bases pode provocar um deslocamento nesse equilbrio, perceptvel pela variao de cor.02 OBJETIVO
Observar o deslocamento de equilbrio de uma soluo de dicromato de potssio com a adio de uma soluo com carter bsico e posteriormente com uma soluo de carter cido. 03 - MATERIAL NECESSRIO
Tubos de ensaio;
Pipetas;
Soluo de dicromato de potssio;
Soluo de hidrxido de sdio;
Soluo de cido clordrico.
04 - METODOLOGIA
Soluo de dicromato de potssio: pese 1,5 g de dicromato de potssio e o dilua em gua suficiente para preparar 100 ml de soluo; Soluo de hidrxido de sdio: pese 0,4g de hidrxido de sdio e o dilua em gua suficiente para preparar 100 ml de soluo; Soluo de hidrxido de sdio: use 1ml de cido clordrico e o dilua em gua suficiente para preparar 100 ml de soluo; Coloque uma poro da soluo de dicromato de potssio em um tubo de ensaio e observe a colorao da soluo;
Adicione lentamente algumas gotas da soluo de hidrxido de sdio at observar mudana de colorao; Anote a colorao;
Adicione algumas gotas da soluo de cido ao tubo de ensaio at observar mudana na colorao e anote a nova cor.05 - TRATAMENTO DE DADOS
5.1 Qual a colorao inicial do dicromato antes da adio de qualquer outro reagente?
5.2 E aps a adio da soluo de hidrxido de sdio? Nesse equilbrio haver predominncia de qual on?
5.3 Explique o deslocamento ocorrido com a adio do hidrxido?5.4 Qual a colorao aps a adio da soluo de cido clordrico ? Nesse equilbrio haver predominncia de qual on?
5.5 Explique o deslocamento ocorrido com a adio do cido?06 - QUESTES
6.1 Explique como os seguintes fatores influenciam no equilbrio qumico:a) Concentrao;
b) Presso;
c) Temperatura.
6.2 Qual o efeito dos catalisadores sobre o equilbrio qumico? EMBED Word.Picture.8
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