Apostila Pratica Quimica Geral 2010 2
-
Upload
joao-paulo-lima-teixeira -
Category
Documents
-
view
219 -
download
0
Transcript of Apostila Pratica Quimica Geral 2010 2
-
8/17/2019 Apostila Pratica Quimica Geral 2010 2
1/42
NEWTON PAIVA
Compromisso com o conhecimento
Faculdade de Ciências Exatas e Tecnológicas (FACET)
ROTEIRO DE AULAS
PRÁTICAS
QUÍMICA GERAL
Belo Horizonte
-
8/17/2019 Apostila Pratica Quimica Geral 2010 2
2/42
I NDÍCE
Sugestões Preliminares.................................................................................................................. I
Instruções Gerais para Trabalho em Laboratório.......................................................................... I
Segurança no Trabalho.................................................................................................................. II
Primeiros Socorros.......................................................................................................................... III
EXPERIMENTO 1: Segurança e equipamentos básicos de laboratório de
química...........................................................................................................................................1
EXPERIMENTO 2: Técnicas de medidas de massa, de volume e de temperatura...................... 8
EXPERIMENTO 3: Propriedades físicas e químicas das substâncias........................................ 18
EXPERIMENTO 4: Determinação do teor de álcool na gasolina.............................................. 25
EXPERIMENTO 5 (PARTE 1): Comportamento do cobre sólido imerso em solução de
nitrato de prata .............................................................................................................................. 29
EXPERIMENTO 5 (PARTE 2): Comportamento do cobre sólido imerso em solução de
nitrato de prata............................................................................................................................. 35
-
8/17/2019 Apostila Pratica Quimica Geral 2010 2
3/42
-
8/17/2019 Apostila Pratica Quimica Geral 2010 2
4/42
II
logo perceberá que várias experiências dependem de um longo tempo de aquecimento ou repouso,
durante os quais nem sempre é necessário voltar toda a atenção ao que ocorre. Um bom operador fará
uso deste tempo, por exemplo, para fazer anotações, preparar o material e as condições necessárias
para uma próxima etapa (se houver), limpar e secar vidrarias.
Os resultados de todas as experiências devem ser anotados em um caderno de notas, no
momento em que as observações forem feitas. Se a atividade requer anotações de massa, de volume
ou de outros resultados numéricos, estes devem ser colocados diretamente no caderno de notas e não
em pedaços de papel, que podem vir a ser perdidos e desenvolverem atos de negligência no
estudante.
Uma boa indicação da técnica do estudante será a aparência da sua bancada de trabalho. A
parte superior da bancada deve sempre estar limpa e seca.
1. SEGURANÇA NO TRABALHO
Qualquer laboratório pode ser considerado um lugar sem perigo, desde que se tome todo o
cuidado e que se tenha toda a prudência para mantê-lo livre de acidentes. Quando não se toma
precauções ou se trabalha sem cuidados, podem ocorrer intoxicações, lesões, incêndios ou explosões.
É necessário, portanto, que se previnam tais acidentes mediante à obediência às normas de
segurança. Essas normas devem ser rigorosamente observadas e conscientemente seguidas:
1. Não trabalhar com material imperfeito ou defeituoso, principalmente com vidro que tenha
pontas ou arestas cortantes
2. Fechar cuidadosamente torneiras as torneiras dos bicos de gás depois de seu uso.
3. Não deixar vidros, metais ou qualquer outro material, em temperatura elevada, em lugares em
que eles possam ser tocados inadvertidamente.
4.
Não trabalhar com substâncias inflamáveis, especialmente solventes orgânicos, próximos àchama.
5. Não provar ou ingerir reagentes de laboratório.
6. Não levar alimentos para dentro do laboratório.
7. Não aspirar gases ou vapores, sem antes certificar-se de que não são tóxicos. Se for
necessário cheirar algum reagente fazê-lo puxando com a mão um pouco do vapor em direção
ao nariz.
8.
Não aquecer tubos de ensaio com a boca virada para o seu lado, nem para o lado de outra pessoa.
-
8/17/2019 Apostila Pratica Quimica Geral 2010 2
5/42
III
9. Não aquecer reagentes em sistemas fechados.
10. Qualquer acidente deve ser comunicado ao professor imediatamente
11. O uso de avental e outros acessórios de segurança exigidos pela atividade são obrigatórios.
12. Conservar limpo o local de trabalho.
13. Somente utilizar o material perfeitamente limpo.
14. Seguir cuidadosamente o roteiro da atividade.
15. Enxugar os frascos antes de aquecê-los.
16. Colocar o material no local de origem, na medida em que for sendo liberado, respeitando os
critérios de limpeza.
17. Não descartar nenhum tipo de material (líquido ou sólido) nas pia. Orientar-se com o
professor da prática sobre o destino que deve ser dado ao material.
18. Cuidar para que os restos de reagentes sejam devidamente destruídos ou armazenados
(conforme instruções contidas nos roteiros das práticas ou fornecidas pelo professor).
19. Conservar os frascos sempre fechados.
20. Não recolocar nos frascos de origem, substâncias deles retiradas, que sobraram ou foram
recuperadas.
21. Não misturar substâncias ao acaso e nem realizar experiências não autorizadas.
22. Não mexer em outros itens do laboratório que não estejam associados à prática.
23.
Evitar levar as mãos à boca ou aos olhos.
24. Quantidades pequenas de líquidos tóxicos não devem ser pipetadas sem a ajuda de uma pêra
de sucção. Na ausência desta utilize pequenas provetas. Nunca deve fazer uso da boca para
pipetadas.
25. Manipular substâncias corrosivas ou gases tóxicos sempre dentro da capela ligada.
26. Lavar as mãos com água e sabão antes de sair do laboratório.
27. Trabalhar com atenção, método, prudência e calma.
2. PRIMEI ROS SOCORROS
1. Se qualquer substância cair na pele, lavá-la imediatamente com bastante água.
2. Cortes ou ferimentos leves devem ser logo desinfetados e protegidos com gaze esparadrapo.
3. Queimaduras:
- Por calor: Cobrir a queimadura com vaselina.
-
Por ácidos: Devem ser lavadas com bastante água e com solução saturada de bicarbonato de sódio.
-
8/17/2019 Apostila Pratica Quimica Geral 2010 2
6/42
IV
- Por bases: Devem ser lavadas com água e ácido acético 1%.
- Por álcoois: Devem ser lavadas com etanol.
- Por fenóis: Devem ser lavadas com etanol.
4. Intoxicações: Procurar local com ar puro para respirar. Nas intoxicações com ácidos, beber
leite de magnésia ou solução de bicarbonato de sódio.
5. Se os olhos forem atingidos por qualquer substância, lavá-los com bastante água.
6. Se derramar ácido ou base concentrados na própria veste, lavar imediatamente no chuveiro
de emergência a parte afetada,
7. Fogo: A primeira providência deve ser extinguir a alimentação do fogo. Se ocorrer sobre
bancadas deve ser controlado com areia ou extintor de incêndio. Sobre vestes deve ser
abafado com panos de preferência molhados.
-
8/17/2019 Apostila Pratica Quimica Geral 2010 2
7/42
Centro Universitário Newton Paiva
1
Experimento 01
Segurança e Equipamentos Básicos de Laboratór io de Química
1. OBJETIVOS
- Apresentar as normas de funcionamento das aulas práticas da disciplina de química geral.
- Discutir sobre as boas práticas e segurança no laboratório.
- Apresentar os equipamentos básicos de um laboratório de química, bem como suas aplicações.
2.
I NTRODUÇÃO
A execução de qualquer tarefa em um laboratório de química envolve geralmente uma
variedade de equipamentos que, devem ser empregados de modo adequado, para evitar danos
pessoais e materiais. A escolha de um determinado aparelho ou material de laboratório depende dos
objetivos e das condições em que o experimento será executado. Entretanto, na maioria dos casos,
pode ser feita a seguinte associação entre equipamento e finalidade.
O objetivo do nosso curso não é o de ensinar ao aluno técnicas complicadas que envolvam
aparelhagem sofisticada, mas sim no emprego correto de determinados equipamentos e vidraria, taiscomo os que serão abordados nos tópicos seguintes.
2.1 – Vidrarias
a) Balão de fundo chato ou de Florence
Utilizado no armazenamento e no aquecimento de líquidos, bem como em reações que se
processam com desprendimento de gás. Deve ser aquecido sobre a tela de amianto ou emmanta de aquecimento.
b) Balão de fundo redondo
Muito usado em destilações ou para a coleta do líquido após a condensação do vapor.
Pode se apresentar também na forma de balão de destilação, que possui gargalo longo e é
provido de saída lateral por onde passam os gases e vapores.
-
8/17/2019 Apostila Pratica Quimica Geral 2010 2
8/42
Centro Universitário Newton Paiva
2
c) Balão de destilação
Utilizado para purificar líquidos ou destilações em geral. Pode ser aquecido com a chama
do bico de Bunsen quando apoiada sobre tela de amianto em tripé.
d) Balão volumétrico
Recipiente calibrado, de precisão, destinado a conter um determinado volume de líquido,
a uma dada temperatura. É utilizado no preparo de soluções de concentração definida.
Não é recomendado colocar soluções aquecidas no seu interior, nem submetê-los a
temperaturas elevadas.
e) Béquer
Recipiente com ou sem graduação. Usado no preparo de soluções que não exigem
precisão, na pesagem de sólidos, no aquecimento de líquidos, em reações de precipitação
e de recristalização. Resiste a temperaturas elevadas. Apesar disso, não resiste a choques
nem a variações bruscas de temperatura. Pode ser aquecido sobre a tela de amianto.
f)
Bastão de vidro
Usado na agitação e na transferência de líquidos e para remoção quantitativa de
precipitados.
g) Bureta
Equipamento calibrado para medida precisa de volume. Permite o escoamento de líquido e é muito
utilizada em titulações. Possui uma torneira controlada de vazão na sua parte inferior.
h) Erlenmeyer
Recipiente largamente utilizado na análise titulométrica, no aquecimento de líquidos e na
dissolução de substâncias. Pela sua forma cônica, é muitas vezes utilizado para conter
soluções durante reações conduzidas sob agitação.
-
8/17/2019 Apostila Pratica Quimica Geral 2010 2
9/42
Centro Universitário Newton Paiva
3
i) Condensador
Equipamento destinado a condensação de vapores, utilizado em destilações ou
aquecimentos sob refluxo. Os mais comuns são:
(A) condensador reto: não é apropriado para o resfriamento de líquidos de baixo ponto de ebulição.
(B) condensador de bolas: empregado em refluxos.
(C) condensador de serpentina: proporciona maior superfície de condensação e é
usado principalmente no resfriamento de vapores de líquidos de baixo ponto de
ebulição
j) Dissecador
Usado para armazenar substâncias que devem ser mantidas sob pressão reduzida ou emcondições de umidade baixa.
k) Kitassato
Frasco cônico de paredes reforçadas, munido de saída lateral. É usado em filtrações sob
sucção (ou pressão reduzida).
l) Funil de separação
Vidraria largamente utilizada em extração, decantação, separação de líquidos imiscíveis e
adição gradativa de líquidos reagentes durante uma reação química.
m) Funil simples
Empregado na transferência de líquidos e em filtrações simples, utilizando papel de filtro
adequado.
n) Pipetas
Instrumento calibrado para medida precisa e transferência de determinados volumes de líquidos, a
dada temperatura. Existem basicamente dois tipos de pipetas: as volumétricas ou de transferências
(A) e as graduadas (B). As primeiras são utilizadas para escoar volumes fixos, enquanto as graduadas
são utilizadas para escoar volumes variáveis de líquidos.
(A) (B)
-
8/17/2019 Apostila Pratica Quimica Geral 2010 2
10/42
Centro Universitário Newton Paiva
4
o) Proveta
Frasco destinado para realizar medidas aproximadas de volume. São encontradas no
comércio provetas com volume nominal variando de cinco mililitros a alguns litros.
p) Tubo de ensaio
Geralmente utilizado em reações tipo teste e em ensaios de precipitação, cristalização e
solubilidade. Pode ser aquecido, com cuidado, diretamente sobre a chama do bico de gás.
q) Vidro de relógio
Utilizado no recolhimento de sublimados, na pesagem de substâncias sólidas, em
evaporações e na secagem de sólidos não higroscópicos.
r) Termômetro
Instrumento apropriado para medida de temperatura.
2.2 Materiais Diversos
a) Bico de Bunsen
Fonte de calor destinada ao aquecimento de materiais não inflamáveis. A chama de um bico de gás pode atingir temperatura de até 1500ºC. Existem vários tipos de bicos degás, mas todos obedecem a um mesmo princípio básico de funcionamento: o gás
combustível é introduzido numa haste vertical, em cuja parte inferior há uma entrada dear para suprimento de oxigênio, o gás é queimado no extremo superior da haste. Tanto avazão do gás quanto a entrada de ar podem ser controladas de forma conveniente.
b) Espátula
Utilizada para transferir substâncias sólidas, especialmente em pesagens. Pode ser fabricada em açoinoxidável, porcelana ou plástico.
-
8/17/2019 Apostila Pratica Quimica Geral 2010 2
11/42
Centro Universitário Newton Paiva
5
c) Pinças
É muito empregada para segurar objetos aquecidos, especialmente cadinhos.Podem ser metálicas ou de madeira.
d)
Tela de amianto com arameTela metálica, contendo amianto, utilizada para distribuir uniformemente ocalor durante o aquecimento de recipientes de vidro ou metal expostos à chamado bico de gás.
e) Tripé de ferro
Utilizado como suporte, principalmente de telas de amianto e triângulos de porcelana.
f) Pipetador ou pêra
Utilizado para auxiliar o manuseio da pipeta no momento de “sugar” o líquido
a ser medido pela vidraria
g) Alonga
Auxilia na coleta e transferência do material destilado do destilador para o
erlenmeyer.
h) Anel ou Argola
Utilizada como suporte para funis de separação ou simples.
i)
GarrasSão feitas de alumínio ou de ferro, podendo ou não ser dotadas de mufas.Ligam-se ao suporte universal por meio de parafusos e destinam-se àsustentação de utensílios com buretas, condensadores etc.
j) Mufa
Adaptador de ferro ou de alumínio com parafusos nas duas extremidades,utilizada para a fixação de garras metálicas ao suporte universal.
-
8/17/2019 Apostila Pratica Quimica Geral 2010 2
12/42
Centro Universitário Newton Paiva
6
k) Suporte Universal
Serve para sustentar equipamentos em geral.
l) Suporte (ou estante) para tubos de ensaio
Pode ser feita de metal, acrílico ou madeira.
m) Pinça de Madeira
Utilizada para segurar tubos de ensaio, geralmente durante aquecimento
n) Pisseta ou frasco lavador
Frasco próprio para armazenamento de pequenas quantidades de águadestilada, álcool ou outros solventes. É usado para efetuar a lavagem derecipientes ou precipitados com jatos do líquido nele contido
o) Pistilo
Equipamento usado na trituração e pulverização de sólidos.
p) Funil de Büchner
Usado para filtração a vácuo
2.3 Equipamentos
a) Estufa
Equipamento empregado na secagem de materiais por aquecimento.
Atinge, em geral, temperaturas de até 50 a 400 ºC.
-
8/17/2019 Apostila Pratica Quimica Geral 2010 2
13/42
Centro Universitário Newton Paiva
7
b) Mufla ou forno
Utilizada na calcinação de substâncias. Atinge em geral, temperaturas nafaixa de 1000 a 1500ºC
c) Balança analíti ca
Instrumento de elevada precisão utilizado para determinação de massa. As balanças analíticas podem ser classificadas em duas categorias: a) balança de braços iguais: efetua a pesagem mediante a comparação direta e b) Balança de prato único: possui um contrapeso que balanceia as massas conhecidas e o prato(ver figura). Um objeto é pesado através da remoção de massas conhecidas atéque o equilíbrio com o contrapeso seja restabelecido deste modo, o valor da massadesconhecida é igual ao total das massas removidas.
3. REFERÊNCIAS
GIESBRECHT, E. Experiências de Química, Técnicas e Conceitos Básicos - PEQ - Projetos de Ensino de Química. São Paulo: Ed. Moderna - Universidade de São Paulo (1982).
TRINDADE, D. F.; OLIVEIRA, F. P.; BANUTH, G. S.; BISPO, J. G. Química Básica Experimental. São Paulo: Ed. Ícone (2006).
-
8/17/2019 Apostila Pratica Quimica Geral 2010 2
14/42
Centro Universitário Newton Paiva
8
Experimento 02
Título: Técnicas de medidas de massa, de volume e de temperatura.
Teoria abordada: Erro; tipos de erro; população e amostra; estimadores populacional e amostral.
1. OBJETIVOS
- Realizar medidas de massa, de volume e de temperatura.
- Fazer o tratamento de dados experimentais através de cálculo da média e do desvio padrão.
- Discutir os tipos de erros.
- Comparar a precisão de vidraria graduada com volumétrica.- Distinguir precisão e exatidão.
2. I NTRODUÇÃO
As experiências de laboratório em química, assim como em outras ciências quantitativas,
envolvem muito freqüentemente medidas de massa, volume e temperatura. Estes dados são
posteriormente tratados estatisticamente para uma avaliação do resultado obtido. Para toda medida
que realizamos temos uma incerteza envolvida e todo trabalho experimental deve ter seus resultados
expressos corretamente.
A seguir será feita uma breve apresentação da utilização correta de alguns instrumentos comuns
em laboratórios de química e dos tópicos principais necessários para expressar corretamente as
medidas através destes instrumentos.
2.1 Manipulação dos instrumentos de medidas de volume, massa e temperatura
2.1.1. Medidas de Volume
Para medidas aproximadas de volume, usam-se provetas ou pipetas graduadas enquanto para
medidas precisas, usam-se buretas, pipetas volumétricas e balões volumétricos (chamadas vidrarias
volumétricas).
A medida do volume é feita comparando-se o nível do mesmo com a graduação marcada na
parede do recipiente. A leitura do nível para líquidos transparentes deve ser feita na parte inferior do
-
8/17/2019 Apostila Pratica Quimica Geral 2010 2
15/42
Centro Universitário Newton Paiva
9
menisco e devemos posicionar o nível dos nossos olhos perpendicularmente à escala onde se
encontra o menisco correspondente ao líquido a ser medido. Este procedimento evita o erro de
paralaxe.
Figura 1. Procedimento correto de como se realizar a leitura do menisco em uma proveta (para
líquidos incolor).
Uso da Pipeta
O uso de pêra de sucção é desnecessário quando são pipetadas substâncias inofensivas à saúde.
Nestes casos o líquido pode ser aspirado com a boca. A pipeta a ser utilizada deve estar limpa e seca.
As etapas a serem seguidas na utilização:
a) Encher a pipeta por sucção. Nesta operação a ponta da pipeta deve estar sempre mergulhada
no líquido;
b) Fechar a extremidade superior da pipeta com o dedo indicador;
c) Ajustar o nível do menisco à marca de calibração (evitar erro de paralaxe);
d) Deixar escoar o líquido pipetado no recipiente destinado tocando a ponta da pipeta nas
paredes do recipiente. Esperar 10-15 segundos.
Figura 2. Pipetas volumétrica (a) e graduada (b).
-
8/17/2019 Apostila Pratica Quimica Geral 2010 2
16/42
Centro Universitário Newton Paiva
10
Uso da Bureta
As buretas são recipientes volumétricos, usados para escoar volumes variáveis de líquido e
empregadas geralmente em titulações. Ao utilizar uma bureta as etapas abaixo descritas devem ser
seguidas:
a) Verificar se a torneira, caso seja de vidro esmerilhado, está lubrificada;
b) Fazer ambiente na bureta se não estiver seca;
c) Encher a bureta e verificar se nenhuma bolha de ar ficou retida no seu interior;
d) Fixar a bureta ao suporte, com o auxílio de uma garra, de forma a mantê-la na posição
vertical;
e) Zerar a bureta (evitar erro de paralaxe);
f) A leitura do volume escoado de uma bureta é uma medida relativa. Assim, do mesmo modo
que ela foi zerada deve-se ler o volume escoado (atenção para evitar erro de paralaxe).
Figura 3. Método correto de segurar a torneira de uma bureta.
Uso do balão volumétrico
O balão volumétrico mede um volume exato a uma determinada temperatura (geralmente
20oC), podendo ser usado sem erro apreciável em temperaturas de mais ou menos 8oC acima ou
abaixo da indicada. Usado principalmente para o preparo de soluções e reagentes, quando se deseja
uma concentração a mais exata possível.
-
8/17/2019 Apostila Pratica Quimica Geral 2010 2
17/42
Centro Universitário Newton Paiva
11
2.1.2. Medidas de Massa
As substâncias químicas não devem jamais ser pesadas diretamente nos pratos da balança e
sim sobre papel apropriado ou num recipiente qualquer tal como béquer, pesa-filtro, vidro relógio ou
cápsula de porcelana previamente pesados. A utilização da balança será explicada pelo professor.
2.1.3. Medida de Temperatura
Em laboratórios de química os termômetros mais utilizados são os de mercúrio, que contém em
seu interior mercúrio líquido de cor prata. Ao medir a temperatura de um líquido, o bulbo do
termômetro deve ser introduzido no líquido. Quando a altura de mercúrio líquido no interior do
termômetro estabilizar (2 a 3 minutos) pode-se fazer a leitura da temperatura, evitar erro de paralaxe.
2.2 Exatidão e Precisão
Exatidão: A exatidão de uma grandeza que foi medida é a correspondência entre o valor medido
(x) e o valor da grandeza (µ). Denota a proximidade de uma medida do seu valor verdadeiro.
Precisão: A precisão de uma grandeza é a concordância entre as várias medidas feita sobre a
grandeza. A precisão indica o grau de dispersão do resultado e está associada à reprodutibilidade da
medida.
É muito difícil obter exatidão sem precisão; porém, uma boa precisão não garante uma boa
exatidão. Não obstante, o analista sempre procura resultados reprodutíveis, pois quanto maior a
precisão, maior é a chance de se obter boa exatidão. A Figura 4 ilustra os conceitos de exatidão e
precisão em uma medida cujo valor verdadeiro deveria ser igual a 3.
Figura 4. Conjuntos de medidas que ilustram os conceitos de precisão e exatidão: (a) medidas
precisas e exatas, (b) medidas precisas, mas inexatas e (c) medidas imprecisas e inexatas.
-
8/17/2019 Apostila Pratica Quimica Geral 2010 2
18/42
Centro Universitário Newton Paiva
12
2.3 Erros
Os dados obtidos através de medidas são sempre acompanhados de erros devidos ao sistema que
está sendo medido, ao instrumento de medida e ao operador. O conhecimento destes erros permite a
correta avaliação da confiabilidade dos dados e do seu real significado.
Duas classes de erros podem afetar a precisão e a exatidão de uma medida: os erros determinados
e os erros indeterminados.
Erros determinados: São aqueles que possuem causas definidas e são localizáveis. Podem ser
minimizados, eliminados ou utilizados para corrigir a medida. Os erros determinados são:
- Erros instrumentais;
- Erros devidos aos reagentes, como impurezas ou ataque dos recipientes por soluções;
- Erros de operação: São erros físicos e associados à manipulação; são geralmente
independentes dos instrumentos e utensílios utilizados e não tem qualquer relação com o sistema
químico. Suas grandezas, geralmente desconhecidas, dependem mais do analista do que de outro
fator. Por exemplo: uso de recipientes descobertos, a perda de material por efervescência, a lavagem
mal feita da vidraria ou dos precipitados, o tempo insuficiente de aquecimento, erros de cálculo. Os
iniciantes, por falta de habilidade e de compreensão do processo, podem cometer erros operacionais
sérios sem deles se aperceberem, mas, ao ganharem experiência e conhecimentos, tais erros são
reduzidos a proporções mínimas.
- Erros pessoais: Estes erros são devidos a deficiências do analista. Alguns derivados da
inabilidade do operador em fazer certas observações com exatidão, como o julgamento correto da
mudança de cor nas titulações que usam indicadores visuais. Outros são erros de predisposição. Estes
surgem quando a questão é decidir qual fração de uma escala deve ser registrada: o operador tende a
escolher aquela que tornar o resultado mais próximo da medida anterior.
- Erros do método: Estes erros têm suas origens nas propriedades físico-químicas do sistemaanalítico. São inerentes ao método e independem de quão bem o analista trabalhe.
Erros indeterminados: A segunda classe de erros são os indeterminados, que representam a
INCERTEZA que ocorre em cada medida. Eles são resultantes de flutuações em sucessivas medidas
feitas pelo mesmo operador nas melhores condições possíveis; são derivados de pequenas variações
nos instrumentos, no sistema ou no operador. Como estes erros são devidos ao acaso, não podem ser
previstos, mas podem ser avaliados através de tratamento estatístico dos dados.
-
8/17/2019 Apostila Pratica Quimica Geral 2010 2
19/42
Centro Universitário Newton Paiva
13
A influência dos erros indeterminados é indicada pela exatidão da medida, que é descrita pelo
desvio padrão da média de uma série de medidas feitas sob condições idênticas. A precisão da
medida não dá informação de quão exata foi à medida, a menos que se disponha de um número
muito grande delas. Porém é possível, com certo grau de confiança, avaliar o intervalo dentro do qual
se encontra o melhor valor da grandeza; esse intervalo é denominado intervalo de confiança da
medida. Obviamente, é impossível eliminar todos os erros devidos ao acaso; entretanto, o analista
deve procurar minimizá-los até atingir um nível de insignificância tolerável.
Para uma única medida realizada, o erro ou o desvio avaliado passa a ser igual ao erro do
aparelho que é fornecido pelo fabricante ou, na ausência, por convenção, é a metade da sensibilidade
do aparelho (menor divisão).
δ = Desvio associado a uma única medida
δ = δfábrica, atribuído pelo fabricante aos aparelhos não graduados e/ou digitais.
δ = (1/2)S, avaliado em aparelhos graduados, cuja sensibilidade (S) é a menor divisão da escala
do instrumento.
As vidrarias utilizadas em um laboratório de química para medidas de volumes dividem-se em
graduadas e volumétricas. O erro absoluto dos equipamentos graduados é dado como a metade da
menor divisão. Já os instrumentos volumétricos têm erros fornecidos pelo fabricante que podem estar
gravados na própria vidraria ou estar tabelado (Tabela 1). A Tabela 1 mostra os valores de desvio
padrão para as vidrarias volumétricas mais comuns nos laboratórios.
Tabela 1. Desvio padrão para as vidrarias volumétricas mais comuns nos laboratórios.
Volume / mLDesvio / mL
Balão Volumétrico Bureta Pipeta
5 ± 0,02 ± 0,01 ± 0,01
10 ± 0,02 ± 0,02 ± 0,02
25 ± 0,03 ± 0,03 ± 0,03
50 ± 0,05 ± 0,05 ± 0,05
100 ± 0,08 ± 0,10 ± 0,05
500 ± 0,20 - -
1000 ± 0,30 - -
-
8/17/2019 Apostila Pratica Quimica Geral 2010 2
20/42
Centro Universitário Newton Paiva
14
2.4 Tratamento Estatístico de Dados Experimentais
2.4.1.
População e Amostra: Inferência Estatística
Inferência estatística é o processo pelo qual estatísticos tiram conclusões acerca da população
usando informação de uma amostra.
A população se refere a todos os casos ou situações as quais o pesquisador quer fazer
inferências ou estimativas. Diferentes pesquisadores podem querer fazer inferências acerca da
concentração de poluentes num determinado lençol freático; predizer a quantidade de petróleo num
poço a ser perfurado e assim por diante.
Uma amostra é um subconjunto da população usado para obter informação acerca do todo.
Uma amostragem é muito útil porque muitas vezes conhecer informações sobre toda a
população requer custo elevado, tempo muito longo e algumas vezes é um procedimento impossível
como, por exemplo, o estudo da poluição atmosférica. Características de uma população que diferem
de um indivíduo para outro e as quais temos interesse em estudar são chamadas variáveis. Exemplos
são comprimento, massa, volume, idade, temperatura, número de ocorrências, etc.
A teoria da amostragem é um estudo das relações existentes entre uma população e as amostras
dela extraídas. Podemos, por exemplo, avaliar grandezas desconhecidas da população (como suamédia, sua variância, etc.), freqüentemente denominadas de parâmetros, através das correspondentes
grandezas amostrais, denominadas de estatísticas amostrais. A Tabela 2 mostra a associação de
grandezas populacionais e amostrais para diferentes medidas.
-
8/17/2019 Apostila Pratica Quimica Geral 2010 2
21/42
Centro Universitário Newton Paiva
15
Tabela 2. Simbologia utilizada para os estimadores populacional e amostral.
Utilizamos estimativas de uma amostra como nosso “melhor chute”' para os verdadeiros
valores populacionais. Exemplos são a média amostral, o desvio padrão amostral, a mediana
amostral, os quais estimam a verdadeira média, desvio padrão e mediana da população (que são
desconhecidos). À medida que a amostra aumenta mais informação nós teremos acerca da população
de interesse, e, portanto mais precisas serão as estimativas dos parâmetros de interesse.
Note que estatísticas são usualmente representadas por letras Romanas, (por exemplo, χ para a
média amostral, s para o desvio padrão amostral), enquanto que parâmetros são usualmente
representados por letras Gregas (por exemplo, µ para a média populacional, σ para o desvio padrão
populacional).
2.4.2.
Média Aritmética e Desvio Padrão Amostral
Em uma série de n medidas repetidas da mesma grandeza física, os valores observados (χ i) não
são idênticos: eles diferem apreciavelmente entre si e situam-se dentro de uma faixa de dispersão,
centrada em torno de um valor médio (χ ), obtido pela média aritmética das medidas:
O parâmetro mais usado para avaliar a dispersão é o desvio padrão (s), que é definido pela
relação matemática abaixo e pode ser calculado com o auxílio de uma calculadora científica.
-
8/17/2019 Apostila Pratica Quimica Geral 2010 2
22/42
Centro Universitário Newton Paiva
16
Existem várias outras grandezas amostrais que podem ser usadas para o estudo de um conjunto
de dados, mas nesta prática serão utilizados apenas a média e o desvio padrão amostral.
3.
EXPERIMENTAL
3.1 Materiais
Béqueres de 50 e de 150 mL; proveta de 25,0 mL; pipeta volumétrica de 25,00 mL; balança
analítica; termômetro, suporte universal, chapa de aquecimento, agitador magnético e
cronômetro.
3.2
ReagentesÁgua destilada e gelo
4.
PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL
4.1
Medidas de volume e de massa.
a)
Coloque um béquer de 50 mL em uma balança analítica e “tare” a balança.b)
Meça 25,00 mL de água destilada em uma pipeta volumétrica e transfira-a para o béquer
previamente tarado.
c) Anote o valor da massa de água na tabela do Caderno de Laboratório.
d)
Descarte a água do béquer, seque-o cuidadosamente com um papel toalha e repita as etapas
de (a) até (c) por duas vezes.
e) Refaça as etapas de (a) até (d) utilizando uma proveta de 25,0 mL.
4.2 Medidas de temperatura
a) Adicione cerca de 50 mL de água em um béquer de 150 mL.
b)
Coloque o béquer com água na chapa de aquecimento e adicione o agitador magnético.
OBS: Ligue a agitação magnética e deixe o aquecimento desligado.
c) Fixe, cuidadosamente, um termômetro no suporte universal para medir a temperatura da
água.
-
8/17/2019 Apostila Pratica Quimica Geral 2010 2
23/42
Centro Universitário Newton Paiva
17
d) Acione o cronômetro e faça 5 medidas da temperatura da água (intervalos de 30 segundos).
Anote as temperaturas na tabela do Caderno de Laboratório com os algarismos
significativos adequados.
e) Adicione alguns cubos de gelo à água contida no béquer.
f) Faça leituras da temperatura da água a cada 30 segundos até não observar variações na
temperatura da água (cerca de 5 medidas de temperatura iguais).
g) Utilize a tabela 3 para determinar a densidade da água.
Tabela 3. Densidade da água em diferentes temperaturas.
T/ oC d/(g mL-1) T/ oC d/(g mL-1)
10 0,999700 20 0,998203
11 0,999605 21 0,997992
12 0,999498 22 0,997770
13 0,999377 23 0,997538
14 0,999244 24 0,997296
15 0,999099 25 0,997044
16 0,998943 26 0,996783
17 0,998774 27 0,99651218 0,998595 28 0,996232
19 0,998405 29 0,995944
5. REFERÊNCIAS
SKOOG, D. A. et al. Fundamentos de Química Analítica. São Paulo: Ed. Thomson Learning(2007).
MAGALHÃES, M. N. Noções de Probabilidade e Estatística. São Paulo: Ed. da Universidade deSão Paulo (2002).
GIESBRECHT, E. Experiências de Química, Técnicas e Conceitos Básicos - PEQ - Projetos de Ensino de Química. Ed. Moderna - Universidade de São Paulo, São Paulo (1982).
TRINDADE, D. F.; OLIVEIRA, F. P.; BANUTH, G. S.; BISPO, J. G. Química Básica Experimental. Ed. Ícone (2006).
-
8/17/2019 Apostila Pratica Quimica Geral 2010 2
24/42
Centro Universitário Newton Paiva
18
Experimento 03
Título: Propr iedades Físicas e Químicas das Substâncias.
Teoria abordada: Evidências dos processos físicos e químicos; estados da matéria; periodicidade química:energia de ionização; ligações químicas; propriedades de compostos iônicos e covalentes.
1. OBJETIVOS
- Diferenciar os fenômenos físicos dos químicos.
- Diferenciar as propriedades de compostos iônicos e covalentes.
- Identificar alguns metais através do teste de chama.
2.
I NTRODUÇÃO
2.1 Transformações da Matéria: Fenômenos Físicos e Químicos
Sempre que a matéria sofre uma transformação qualquer, dizemos que ela sofreu um
fenômeno, que pode ser físico ou químico. Se o fenômeno não modifica a composição da matéria,
dizemos que ocorre um fenômeno físico. No fenômeno físico a composição da matéria é preservada,
ou seja, permanece a mesma antes e depois da ocorrência do fenômeno.
Exemplos de fenômenos físicos são:
Um papel que é rasgado quando submetido a uma força.
Um ímã que atrai a limalha de ferro devido á força magnética.
O gelo que derrete se transformando em água líquida ao absorver calor do meio.
Um bloco de cobre que é transformado em tubos, chapas e fios.
A mudança de estado físico de uma substância (sólido, líquido, gasoso etc) é considerada um
fenômeno físico. Este fenômeno depende principalmente das condições de pressão e temperatura a
que estão expostas. Existem nomes que representam cada uma destas "passagens" entre estados
físicos (mudanças de fase), mostrados na figura 1.
-
8/17/2019 Apostila Pratica Quimica Geral 2010 2
25/42
Centro Universitário Newton Paiva
19
Figura 1. Esquema das mudanças de fase entre os estados sólido, líquido e gasoso.
Em geral, os fenômenos físicos são reversíveis, ou seja, a matéria retorna a sua forma original
após a ocorrência do fenômeno. Mas nem sempre é assim. Quando rasgamos um papel, por exemplo,
os pedaços picados continuam sendo de papel, portando temos um fenômeno físico, porém, não podemos obter novamente o papel original e intacto apenas juntando os pedaços picados, o que nos
leva a concluir que, em certos aspectos, os fenômenos físicos podem ser irreversíveis.
Se o fenômeno modifica a composição da matéria, ou seja, a matéria se transforma de modo a
alterar completamente sua composição deixando de ser o que era para ser algo diferente, dizemos
que ocorreu um fenômeno químico. No fenômeno químico, a composição da matéria é alterada, sua
composição antes de ocorrer o fenômeno é totalmente diferente da que resulta no final.
Exemplos de fenômenos químicos são:
Um papel que é queimado.
Uma palha de aço que enferruja.
O vinho que é transformado em vinagre pela ação da bactéria Acetobacter aceti.
O leite que é transformado em coalhada pela a ação dos microorganismos Lactobacillus
bulgaricus e Streptococcus themophilus.
Todo fenômeno químico ocorre acompanhado de uma variação de energia, ou melhor, a
transformação na composição da matéria implica necessariamente uma liberação ou absorção de
energia.
O reconhecimento de reações químicas está relacionado à presença de evidências que
permitem diferenciar o estado final quando comparado ao estado inicial do sistema. Há várias
evidências para o reconhecimento de reações químicas entre elas: a liberação de gases e/ou luz, a
mudança de cor ou temperatura e a formação de precipitado (formação de um sólido insolúvel após
-
8/17/2019 Apostila Pratica Quimica Geral 2010 2
26/42
Centro Universitário Newton Paiva
20
interação de dois reagentes solúveis). Uma reação química é freqüentemente representada por uma
equação química balanceada, mostrando as quantidades relativas de reagentes e produtos, e seus
estados físicos.
2.2 Teste de Chama
O teste de chama é uma atividade muito usada na identificação de substâncias químicas.
Sabe-se que os átomos, quando aquecidos a uma determinada temperatura, emitem luz de freqüência
bem definida, que é característica para cada tipo de átomo. Como cada freqüência diferente de luz
visível corresponde a uma cor característica, esse teste permite a identificação dos tipos de átomos
presentes numa amostra de solução qualquer simplesmente pela cor que a chama adquire em contato
com essa solução.
Para entender melhor o que ocorre no teste de chama, quando certa quantidade de energia é
fornecida a um determinado elemento químico (no caso da chama, energia em forma de calor),
alguns elétrons da camada de valência absorvem esta energia passando para um nível de energia
mais elevado, produzindo o que chamamos de estado excitado. Quando um desses elétrons excitados
retorna ao estado fundamental, ele libera a energia recebida anteriormente em forma de radiação
(Figura 2). Cada elemento libera a radiação em um comprimento de onda característico, pois a
quantidade de energia necessária para excitar um elétron é única para cada elemento.
Figura 2. Diagrama de níveis energia para processos de emissão e absorção.
A radiação liberada por alguns elementos possui comprimento de onda na faixa do espectro
visível, ou seja, o olho humano é capaz de enxergá-las através de cores. Assim, é possível identificar
-
8/17/2019 Apostila Pratica Quimica Geral 2010 2
27/42
Centro Universitário Newton Paiva
21
a presença de certos elementos devido à cor característica que eles emitem quando aquecidos numa
chama. A Tabela 1 mostra as cores de alguns elementos no teste de chama.
Tabela 1. Cores de alguns elementos no teste de chama.
Símbolo Nome CorAs Arsênio AzulB Boro VerdeBa Bário VerdeCa Cálcio Laranja para vermelhoCs Césio Azul
Cu(I) Cobre(I) AzulCu(II) Cobre(II) Verde
Fe Ferro Dourada
In Índio AzulK Potássio LilásLi Lítio Magenta
Mg Magnésio Branco brilhanteMn(II) Manganês(II) Verde amarelado
Mo Molibdênio Verde amarelado Na Sódio Amarelo intenso
P Fósforo Verde turquesaPb Chumbo Azul/AzulRb Rubídio VermelhaSb Antimônio Verde pálido
Se Selênio Azul celesteSr Estrôncio Vermelho carmesim
2.3 Propriedades de Compostos Iônicos e Covalentes
Os compostos covalentes polares são solúveis em água e os apolares não. Não conduzem
corrente elétrica em estado sólido, nem quando dissolvidos ou fundidos (há exceções, como os
ácidos).
Os compostos iônicos devido à forte atração entre os íons positivos e negativos são sólidos
cristalinos duros, mas quebradiços. Possuem uma elevada temperatura de fusão e em estado sólido
não conduzem corrente elétrica. Podem ser solúveis em água ou não. Compostos iônicos com energia
reticular (energia do cristal) muito alta não se dissolvem em solução aquosa. Com baixa energia se
dissolvem mais facilmente, conduzindo corrente elétrica. Também a conduzem em estado líquido, ou
seja, fundidos, por ocorrer mobilidade das cargas.
-
8/17/2019 Apostila Pratica Quimica Geral 2010 2
28/42
Centro Universitário Newton Paiva
22
Quando um composto iônico se dissolve em água, cada íon negativo fica cercado por
moléculas de água com suas extremidades positivas apontando para o íon, e cada íon positivo fica
cercado por extremidades negativas de diversas moléculas de água. Os íons envolvidos por água são
livres para se movimentar em solução. Se dois eletrodos (condutores de eletricidade, como um fio de
cobre) são introduzidos não solução e conectados a uma bateria, os cátions migram da solução para o
eletrodo negativo, e os ânions movem-se para o eletrodo positivo. Se uma lâmpada for inserida no
circuito ela se acende.
Compostos cujas soluções aquosas conduzem eletricidade são chamados de eletrólitos, e
todos os compostos iônicos que são solúveis em água são eletrólitos. Os eletrólitos podem ser
classificados como fortes ou fracos. Quando um soluto dissocia-se completamente em íons, a solução
pode ser um bom condutor de eletricidade e são chamados de eletrólitos fortes. Quando substâncias
dissociam-se apenas parcialmente em solução, são pobres condutoras de eletricidade e são
conhecidas como eletrólitos fracos. Outras substâncias dissolvem-se em água, mas não se ionizam.
Essas são chamadas não-eletrólitos, porque suas soluções não conduzem eletricidade.
3. EXPERIMENTAL
3.1 – Materiais
Béquer de 10 e de 50 mL; bico de Bunsen; tripé; garra metálica; tela de amianto; vidro de
relógio; pisseta; pinça de madeira, alça metálica.
3.2 – Reagentes
Cristais de iodo; fita de magnésio, água destilada, soluções de sulfato de cobre: CuSO4, de
nitrato de bário: Ba(NO3)2, de nitrato de cálcio: Ca(NO3)2 e de cloreto de potássio: KCl, de
açúcar (C12H22O11), de ácido clorídrico (HCl); vinagre (CH3COOH), etanol (CH3CH2OH) e de
hidróxido de sódio (NaOH).
4.
PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL
4.1 Sublimação do Iodo
a) Coloque dois cristais de iodo em um béquer de 50 mL.
b)
Cubra o béquer com o vidro de relógio e adicione um pouco de água sobre o vidro derelógio.
-
8/17/2019 Apostila Pratica Quimica Geral 2010 2
29/42
Centro Universitário Newton Paiva
23
c) Coloque o béquer com o iodo sob a tela de amianto e aqueça-o brandamente com o bico
de Bunsen utilizando a chama fria (coloração amarela).
d)
Anote suas observações em local apropriado no Caderno de Laboratório.
4.2 Teste de Chama
a) Transfira cerca de 5 mL da solução de sulfato de cobre ( CuSO4 ) para um béquer de 10 mL.
b) Passe a alça metálica nesta solução e leve até a chama quente do bico de Bunsen. Lembre-
se: a chama quente tem coloração azul.
c) Observe as modificações ocorridas na chama. Anote sua observação em local apropriado
no Caderno de Laboratório.
d)
Repita as etapas de (a) a (c) para as soluções de nitrato de cálcio, de nitrato de bário e de
cloreto de potássio.
OBS: Repita as etapas (b) e (c) quantas vezes for necessário, até que você esteja seguro da
coloração da chama.
4.3 Fita de Magnésio: reação de combustão
a)
Pegue um pedaço pequeno da fita de magnésio com a pinça de madeira.
b) Coloque a fita na chama azul do bico de Bunsen.
c) Assim que você observar o início de uma reação, remova o conjunto da chama e retenha
o mesmo ao ar sob um vidro de relógio, de modo a recolher o pó formado.
d) Anote as suas observações quanto às transformações ocorridas em local apropriado do
Caderno de Laboratório.
OBS: Evite olhar para a chama na execução da etapa (b).
4.4 Condutividade dos compostos iônicos e covalentes
a) Transfira uma quantidade suficiente da solução cloreto de potássio para o reservatório
onde se encontram os eletrodos de cobre.
b) Observe o que aconteceu com a lâmpada. Anote suas observações no Caderno de
laboratório.
-
8/17/2019 Apostila Pratica Quimica Geral 2010 2
30/42
Centro Universitário Newton Paiva
24
c) Lave os eletrodos de cobre com água destilada e repita as etapas (a) e (b) para as
soluções de açúcar, de ácido clorídrico, de vinagre, de hidróxido de sódio, etanol e de
nitrato de bário.
5. REFERÊNCIAS
KOTZ, J. C.; TREICHEL, P. M. Química Geral & Reações Químicas. São Paulo: Ed. CengageLearning (2008).
RUSSEL, J. B. Química Geral. São Paulo: Ed. Pearson Makron Books (1994).
MORTIMER, E. F; MACHADO, A. H. Química para o ensino médio. São Paulo: Scipione(2002).
GIESBRECHT, E. Experiências de Química, Técnicas e Conceitos Básicos - PEQ - Projetos de Ensino de Química. São Paulo: Ed. Moderna - Universidade de São Paulo (1982).
TRINDADE, D. F.; OLIVEIRA, F. P.; BANUTH, G. S.; BISPO, J. G. Química Básica Experimental. São Paulo: Ed. Ícone (2006).
-
8/17/2019 Apostila Pratica Quimica Geral 2010 2
31/42
Centro Universitário Newton Paiva
25
Experimento 04
Título: Determinação do teor de etanol na gasolina
Teoria abordada: Soluções e solubilidade.
1. OBJETIVOS
- Preparar uma solução saturada de NaCl .
- Determinar o teor de etanol em uma amostra de gasolina.
2.
I NTRODUÇÃO
A gasolina é a fração do petróleo que apresenta maior valor comercial, e é tipicamente uma
mistura de hidrocarbonetos saturados que contém de 5 a 8 átomos de carbono por molécula.
Uma das propriedades mais importantes da gasolina é a octanagem. A octanagem mede a
capacidade da gasolina de resistir à detonação, ou sua capacidade de resistir às exigências do motor
sem entrar em auto-ignição antes do momento programado. A detonação (conhecida como "batida de
pino") leva à perda de potência e pode causar sérios danos ao motor. Existe um índice mínimo
permitido de octanagem para a gasolina comercializada no Brasil, que varia conforme seu tipo.A qualidade da gasolina comercializada no Brasil tem sido constante objeto de questionamento;
assim, a determinação da sua composição é importante, devido a algumas formas de adulteração com
solventes orgânicos que prejudicam os motores dos automóveis.
Um componente presente exclusivamente na gasolina brasileira que merece destaque especial é o
etanol. Seu principal papel é atuar como antidetonante em substituição ao chumbo tetraetila, que foi
banido devido à sua elevada toxicidade. A função do etanol é aumentar a octanagem em virtude do
seu baixo poder calorífico. Além disso, o fato propicia uma redução na taxa de produção de CO. Se por um lado existem vantagens, existem as desvantagens também, como maior propensão à corrosão,
maior regularidade nas manutenções do carro, aumento do consumo e aumento de produção de
óxidos de nitrogênio.
A quantidade de etanol presente na gasolina deve respeitar os limites estabelecidos pela Agência
Nacional do Petróleo - ANP (teor entre 22% e 26% em volume). A falta ou excesso de álcool em
relação aos limites estabelecidos pela ANP compromete a qualidade do produto que chega aos
consumidores brasileiros. Assim, nota-se a importância para a frota automotiva brasileira e para o
meio ambiente, o rigoroso controle dessa porcentagem.
-
8/17/2019 Apostila Pratica Quimica Geral 2010 2
32/42
Centro Universitário Newton Paiva
26
2.1 Processo de separação etanol da gasolina
O álcool se dissolve na gasolina formando uma mistura homogênea (monofásica), conforme
pode ser verificado nos postos de abastecimento. A mistura água-álcool também é um sistema
homogêneo (monofásico) e o álcool é mais solúvel em água que em gasolina.. Já a mistura água-
gasolina é um sistema heterogêneo, bifásico. Quando a gasolina (que contém álcool) é misturada à
água, o álcool é extraído pela água e o sistema resultante continua sendo bifásico: gasolina e
água/álcool.
2.2 Preparo da solução de NaCl
Uma solução é uma mistura de duas ou mais substâncias que formam um sistema
monofásico. Geralmente o componente em maior quantidade é chamado de solvente e aquele em
menor quantidade é chamado de soluto. Freqüentemente, é necessário saber as quantidades relativas
de soluto e de solvente, entendendo-se, portanto como a concentração de uma solução.
No preparo de uma solução as operações a serem efetuadas podem ser resumidas nos
seguintes itens:
– Definir o valor e unidade de concentração desejada,
– Fazer os cálculos da quantidade de soluto para o volume de solução a ser preparado,
– Pesar ou medir o soluto.
– Dissolver o soluto em um béquer, usando pequena quantidade de solvente.
– Transferir o soluto, quantitativamente, para um balão volumétrico.
– Completar o volume com solvente até a marca de aferição.
– Homogeneizar a solução. – Guardar a solução em recipiente adequado.
– Rotular o recipiente.
Nesta prática, uma solução de NaCl saturada será preparada e utilizada na determinação do
teor de etanol na gasolina.
-
8/17/2019 Apostila Pratica Quimica Geral 2010 2
33/42
Centro Universitário Newton Paiva
27
3.
EXPERIMENTAL
3.1 – Materiais
Béqueres de 100 e de 150 mL; funil de separação; funil simples; proveta de 50 e de 100 mL;tripé; tela de amianto, bico de Bunsen e bastão de vidro.
3.2 – Reagentes
Cloreto de sódio (NaCl); água destilada; gasolina.
4. PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL
4.1
Preparo da solução saturada de NaCl
a)
Pese 40g de NaCl no béquer de 150 mL.
b) Meça 50 mL de água em uma proveta e adicione ao béquer contendo NaCl. Com o
auxílio de um bastão de vidro, homogeinize a solução.
c)
Coloque a solução de NaCl sob a tela de amianto e aqueça-a em fogo brando, até que
todo o NaCl se solubilize. Utilize um bastão de vidro para ajudar na solubilização.
d)
Retire o béquer do fogo e espere-o esfriar até alcançar a temperatura do ambiente.e)
Transfira a solução do béquer para o balão de 100 mL e complete o volume do balão até
a marca de aferição.
4.2 Determinação do teor de etanol na gasolina
OBS : Ao manipular a gasolina, utilize luvas e trabalhe na capela. Evite inalar os vapores da
gasolina e o contato com a pele.
a) Utilizando uma proveta de 100 mL, meça 50 mL de gasolina e transfira-a, com auxílio de
um funil simples, para o funil de separação. OBS: Certifique-se que a torneira do funil de
separação está fechada antes de realizar a transferência.
b)
Utilizando a mesma proveta, meça 50 mL da solução saturada de NaCl e transfira para o
mesmo funil de separação contendo a amostra de gasolina.
-
8/17/2019 Apostila Pratica Quimica Geral 2010 2
34/42
Centro Universitário Newton Paiva
28
c) Tampe o funil de separação e misture os líquidos, segurando firme para evitar
vazamentos. Lembre-se de aliviar a pressão interna do funil abrindo a torneira durante a
etapa de mistura dos líquidos.
d) Coloque o funil no suporte e aguarde a separação das fases.
e) Escoe ambas as fases obtidas para uma proveta de 100 mL e anote o volume da fase
aquosa e da fase orgânica.
5. REFERÊNCIAS
DAZZANI, M. et al. Explorando a Química na Determinação do Teor de Álcool na Gasolina.Química Nova na Escola, no17 (2003).
MORTIMER, E. F; MACHADO, A. H. Química para o ensino médio. São Paulo: Scipione
(2002).GIESBRECHT, E. Experiências de Química, Técnicas e Conceitos Básicos - PEQ - Projetos de
Ensino de Química. São Paulo: Ed. Moderna - Universidade de São Paulo (1982).
TRINDADE, D. F.; OLIVEIRA, F. P.; BANUTH, G. S.; BISPO, J. G. Química Básica Experimental. São Paulo: Ed. Ícone (2006).
Disponível em: Acesso em: 19jul.2009.
http://www2.fc.unesp.br/lvq/exp02.htmhttp://www2.fc.unesp.br/lvq/exp02.htmhttp://www2.fc.unesp.br/lvq/exp02.htmhttp://www2.fc.unesp.br/lvq/exp02.htm
-
8/17/2019 Apostila Pratica Quimica Geral 2010 2
35/42
Centro Universitário Newton Paiva
29
Experimento 05 – Parte 1
Título: Comportamento do cobre sólido imerso em solução de nitrato deprata
Teoria abordada: Métodos Estequiométricos (reagente limitante e em excesso e rendimento), número de
oxidação e reações de oxirredução.
1.
OBJETIVOS
- Observar o comportamento de um fio de cobre, de massa conhecida, imerso em uma solução de
nitrato de prata.
2. I NTRODUÇÃO
Reações que ocorrem com transferência de elétrons, são chamadas de reações de óxido-redução.
As substâncias que perdem elétrons, nas reações de óxido-redução, são chamadas agentes redutores
(provoca a redução da outra substância) ou simplesmente redutores e as que recebem elétrons
chamam-se agentes oxidantes ou oxidantes (provoca a oxidação da outra substância).
O termo oxidação refere-se a qualquer transformação química onde haja um aumento do número
de oxidação (NOx). Emprega-se o termo redução sempre que haja diminuição do nox. O aumento oua diminuição do nox é proveniente de uma transferência de elétrons de um átomo à outro. A
oxidação e a redução sempre ocorrem simultaneamente e um processo deve compensar o outro.
A corrosão é um fenômeno natural que ataca estruturas de metal e suas ligas e está relacionada a
presença de reações de oxidação e redução. Pode-se dizer que ela é a forma que a natureza tem de
fazer com que os metais voltem à forma de seus minérios, que são óxidos ou sais. Esta reação que
geralmente ocorre na superfície do metal, provoca seu desgaste e finalmente a sua destruição, seja
pela alteração na sua estrutura, na composição química ou no seu aspecto externo.
O caso mais freqüente de corrosão é a corrosão úmida ou eletroquímica do ferro (elemento base
na liga do aço). O ferro, quando exposto à atmosfera (oxigênio, umidade, chuva, etc.), se enferruja,
mudando o aspecto metálico (com brilho cinza) para se tornar um óxido de cor vermelha que,
hidratado, torna-se inteiramente amarelo (a ferrugem tem geralmente nuances intermediárias entre o
vermelho e o amarelo). Quimicamente, dizemos que o ferro se oxidou e o seu estado de oxidação
variou de zero no metal a +2 e +3 nos óxidos formados. A ligação química também mudou de
metálica para iônica nos hidróxidos e, por conseguinte, a natureza do ferro oxidado difere do metal
-
8/17/2019 Apostila Pratica Quimica Geral 2010 2
36/42
Centro Universitário Newton Paiva
30
original. A aderência da camada de óxido, que resulta do ataque sobre o metal, é fraca e facilmente o
óxido se destaca do metal, expondo a superfície a novo ataque.
São várias as formas que a corrosão pode ocorrer. Algumas são mais freqüentes que outras e
depende muito do ambiente e processos usados. Alguns exemplos de tipos de corrosão são: corrosão
pelo ar, por ação direta, biológica e galvânica. A corrosão galvânica é provavelmente o tipo mais
comum e será descrita a seguir.
A corrosão galvânica decorre do contato elétrico
entre materiais diferentes. A intensidade deste tipo
de corrosão será proporcional à distância entre os
valores dos materiais envolvidos na tabela de
potenciais eletroquímicos, em outras palavras, na
"nobreza" dos materiais. O fenômeno pode ser
visto no modelo de uma célula galvânica conforme
Fig 1.
Dois eletrodos de materiais diferentes são imersos
em um eletrólito e são eletricamente ligados entre
si.
Nestas condições, as reações serão:
No catodo: O2 + 4e- + 2H2O 4OH
-
No anodo: 2Fe 2Fe2+ + 4e-
Assim, no anodo ocorre uma reação de oxidação (corrosão do material) e no catodo, uma
reação de redução.
Para que a célula galvânica ocorra, é necessário que os materiais do anodo e catodo sejam
diferentes, ou melhor, apresentem potenciais de oxidação/redução (tensão gerada por cada em
relação a um eletrodo neutro de referência) diferentes.
A Tabela 1 dá os valores práticos de potenciais de vários metais, em solos e água, medidos
em relação a um eletrodo de referência. Quanto mais negativo o potencial, mais anódico será a sua
condição, ou seja, mais sujeito à corrosão.
-
8/17/2019 Apostila Pratica Quimica Geral 2010 2
37/42
Centro Universitário Newton Paiva
31
Tabela 1. Valores práticos de potenciais de redução para diferentes metais em solos e águas.
Material Potencial (volts)Magnésio comercialmente puro - 1,75
Liga de Mg (6% Al, 3% Zn, 0,15% Mn) - 1,60
Zinco - 1,10Liga de alumínio (5% Zn) - 1,05Alumínio comercialmente puro - 0,80
Aço estrutural (limpo e brilhante) - 0,50 / - 0,80Aço estrutural (enferrujado) - 0,40 / - 0,55
Ferro fundido branco, chumbo - 0,50Aço estrutural no concreto - 0,20
Cobre, latão, bronze - 0,20
Para metais imersos em um eletrólito, no caso de os íons no eletrólito serem mais catódicos
que os materiais com os quais possam ter contato, haverá corrosão devido a reações de troca entre o
metal e os cátions dissolvidos, com conseqüente oxidação do metal da estrutura em questão.
É um exemplo comum a reação da solução de um sal de cobre como eletrólito, a qual contém
íons Cu2+ em contato com metais ferrosos, como por exemplo, o aço - reação que resulta na corrosão
do ferro da liga ferrosa (o qual é oxidado) e a deposição (por redução) do cobre.
Fe + Cu2+ → Fe2+ + Cu
Como uma reação na qual seja o cobre o metal corroído, podemos citar a similar reação do
nitrato de prata em solução com uma liga de cobre metálico:
Cu + 2 AgNO3 → Cu + 2 Ag+ + 2 NO3
- → Cu2+ + 2NO3- + Ag
Na prática, as células galvânicas se formam devido às diferenças de materiais existentes como
soldas, conexões ou simples diferenças superficiais no mesmo metal. O eletrólito pode ser a água
contida no solo ou em contato direto. Na engenharia hidráulica e na engenharia mecânica é grande a
preocupação com a corrosão em bombas e em turbinas, sobretudo devido aos prejuízos que podem
causar nas estações elevatórias e nas usinas hidrelétricas.
Algumas construções práticas podem agravar o problema da corrosão: se uma tubulação
subterrânea de cobre é assentada junto a uma de aço e se houver, de alguma forma, um contato
elétrico entre ambas, haverá a formação de uma extensa célula galvânica que aumentará
significativamente a corrosão no aço. Outro exemplo: em uma tubulação subterrânea de aço já
-
8/17/2019 Apostila Pratica Quimica Geral 2010 2
38/42
Centro Universitário Newton Paiva
32
atacada pela corrosão, foram trocados apenas os trechos mais corroídos. Algum tempo depois,
verificou-se que os trechos novos duraram menos que o esperado. Conforme Tabela 1, o aço novo
tem um potencial mais negativo que o usado e, assim, os trechos novos ficaram anódicos em relação
aos antigos e, portanto, foram mais afetados.
Proteções contra a corrosão galvânica
Seja interna ou externamente, pinturas e revestimentos contribuem para reduzir a corrosão
galvânica, mas sua durabilidade não é eterna e sempre apresentam pequenas falhas mesmo quando
novos. Isto traz a necessidade de manutenções periódicas.
Para tubulações subterrâneas, um método clássico e eficiente é a
proteção catódica conforme esquema da Fig 2.
Um ou mais eletrodos são introduzidos no solo junto à tubulação e a
corrente de uma fonte externa é aplicada em ambos de forma a se
opor à natureza anódica do mesmo. Assim, ele passa operar como
catodo, no qual não há oxidação. Pintura ou revestimento
anticorrosivo no tubo contribui para otimizar o sistema: as áreas de
contato com o solo serão apenas as fissuras e pequenas falhas, reduzindo a potência necessária da
fonte.
Galvanização, isto é, aplicação de uma película de zinco, é também uma forma clássica de
proteção. Mas, na realidade, é também uma proteção catódica: o zinco, por ter um potencial mais
negativo que o aço, atua como anodo e é consumido no lugar deste.
Nesta prática será estudada a reação de oxidação do cobre metálico por íons prata. Quando
um pedaço de cobre é colocado em contato com uma solução aquosa de nitrato de prata, após breve
intervalo de tempo, a prata metálica deposita-se sobre o cobre e a solução torna-se azul, corcaracterística dos íons Cu2+.
A reação de oxiredução (redox) que ocorre é a seguinte:
Cu(s) + 2Ag+(aq) Cu2+(aq) + 2Ag(s)
Em nível microscópio, íons Ag+ entram em contato direto com a superfície de cobre, onde
ocorre a transferência de elétrons. Dois elétrons são transferidos de um átomo de Cu para dois íons
-
8/17/2019 Apostila Pratica Quimica Geral 2010 2
39/42
Centro Universitário Newton Paiva
33
Ag+. Íons cobre, Cu2+, entram na solução e átomos de prata depositam-se na superfície do cobre.
Essa reação prossegue até que um ou ambos os reagentes sejam totalmente consumidos.
3.
EXPERIMENTAL
3.1 – Materiais
Fio de cobre, lixa, béquer de 100 mL e balança analítica.
3.2 – Reagentes
Nitrato de prata (AgNO3), fio de cobre e água destilada.
4. PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL
a) Utilize a lixa para fazer o polimento do fio de cobre e enrole-o em forma de bobina.
Deixe cerca de 7 cm sem enrolar para servir como haste para dependurar no béquer.
Estique a bobina para que haja espaçamento entre as espirais. Determine a massa da
bobina em uma balança analítica. No Caderno de Laboratório, descreva o aspecto inicial
do fio de cobre e anote no local apropriado a massa do fio de cobre.
b) Com uma caneta de retroprojetor, identifique o béquer de 100 mL com o nome da equipe
e turma. Determine a massa do béquer e anote em local apropriado no Caderno de
Laboratório. OBS: Faça a identificação do béquer antes da pesagem, pois, o peso da tinta
não deve ser desprezível!
c) Sem retirar o béquer da balança, pese cerca de 1,0 g de nitrato de prata e anote a massa
do béquer contendo nitrato de prata.
d)
Adicione água destilada até cerca da metade da altura do béquer que contém o nitrato de prata sólido. Agitar levemente com um bastão de vidro até solubilizar todos os cristais de
nitrato de prata.
CUIDADO ao manipular o nitrato de prata. Tanto no estado sólido quanto líquido, ele
reage com a pele deixando uma mancha escura que desaparece em alguns dias. Utilize luvas
quando for manipulá-lo.
-
8/17/2019 Apostila Pratica Quimica Geral 2010 2
40/42
Centro Universitário Newton Paiva
34
e) No caderno de laboratório, descreva o aspecto inicial da solução de nitrato de prata e do
fio de cobre.
f)
Dobre a haste do fio de cobre formando um gancho para prendê-lo na borda do béquer
de forma que a bobina fique mergulhada na solução de nitrato de prata.
g) Observe tudo o que se passa durante alguns minutos e anote as observações no caderno
de laboratório.
h) Cubra o béquer com papel alumínio e guarde-o em local indicado até o dia seguinte.
No dia seguinte reserve uns 10 minutos do seu intervalo de aulas para executar as seguintes
etapas:
- Localize o seu béquer, observe atentamente todas as mudanças físicas que ocorreram e
anote as alterações mais relevantes no caderno de laboratório.
- Sacuda, cuidadosamente, a bobina dentro do béquer para desprender os cristais que se
aderiram no fio de cobre.
- Lave a bobina com água destilada para remover o restante dos cristais que ficaram aderidos
ao fio de cobre. Se necessário, utilize uma espátula para remover todos os cristais do fio. Tenha
cuidado para que todos os cristais sejam deixados dentro do béquer com a solução de nitrato de prata.
- Após ter sido removido todos os cristais da bobina, deixa-a secando. Para isso, pendure a
bobina do lado de fora do béquer. Guarde o béquer novamente onde se encontrava para dar
continuidade à prática na próxima aula.
5. REFERÊNCIA
KOTZ, J. C.; TREICHEL, P. M. Química Geral & Reações Químicas. São Paulo: Ed. CengageLearning (2008).
RUSSEL, J. B. Química Geral. São Paulo: Ed. Pearson Makron Books (1994).
GIESBRECHT, E. Experiências de Química, Técnicas e Conceitos Básicos - PEQ - Projetos de Ensino de Química. São Paulo: Ed. Moderna - Universidade de São Paulo (1982).
TRINDADE, D. F.; OLIVEIRA, F. P.; BANUTH, G. S.; BISPO, J. G. Química Básica Experimental. São Paulo: Ed. Ícone (2006).
Disponível em: Acesso em: 19jul.2009.
Disponível em: Acesso em:
19jul.2009.
http://pt.wikipedia.org/wiki/Corros%C3%A3ohttp://pt.wikipedia.org/wiki/Corros%C3%A3ohttp://pt.wikipedia.org/wiki/Corros%C3%A3ohttp://www.rioboatshow.com.br/rbs2005/.../corrosao_de_metais.dochttp://www.rioboatshow.com.br/rbs2005/.../corrosao_de_metais.dochttp://www.rioboatshow.com.br/rbs2005/.../corrosao_de_metais.dochttp://www.rioboatshow.com.br/rbs2005/.../corrosao_de_metais.dochttp://pt.wikipedia.org/wiki/Corros%C3%A3o
-
8/17/2019 Apostila Pratica Quimica Geral 2010 2
41/42
Centro Universitário Newton Paiva
35
Experimento 05 – Parte 2
Título: Comportamento do cobre sólido imerso em solução de nitrato deprata
Teoria abordada: Métodos Estequiométricos (reagente limitante e em excesso e rendimento), número de
oxidação e reações de oxirredução.
1.
OBJETIVOS
- Separar a prata produzida na reação do nitrato de prata com cobre metálico.
- Determinar o rendimento da reação.
2. EXPERIMENTAL
2.1
– Materiais
Chapa de aquecimento, béquer de 10 mL, proveta de 10 mL e balança analítica.
2.2 – Reagentes
Solução diluída de nitrato de prata e água destilada.
3.
PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL
a) Pese a bobina de cobre. Anote a massa em local apropriado no caderno de laboratório.
b) Descarte a solução do béquer cuidadosamente, deixando o sólido dentro do recipiente.
c) Adicione 5 mL de uma solução diluída de nitrato de prata, agite levemente e aguarde
alguns minutos até que todas as partículas de cobre tenham desaparecido.
d) Descarte o líquido do béquer tomando cuidado para que nenhuma quantidade de sólido
seja descartada.
e) Lave o sólido com cerca de 10 mL de água destilada e descarte novamente o líquido.
Repita esta operação por, pelo menos, duas vezes. Despreze as poucas partículas que
flutuam, pois sua massa, em geral, não é mensurável. NÃO descarte o líquido
sobrenadante na pia; aguarde orientações do professor.
f) Após a última lavagem, seque o sólido obtido utilizando a chapa de aquecimento.
-
8/17/2019 Apostila Pratica Quimica Geral 2010 2
42/42
Centro Universitário Newton Paiva
g) Espere o béquer e seu conteúdo esfriarem até atingir a temperatura do ambiente e pese o
béquer com o sólido, utilizando a mesma balança da parte 1 deste experimento. Anote a
massa em local apropriado do caderno de laboratório.
Nota: se for usados uma chapa de aquecimento ou um banho de areia, você terá certeza de que sua
amostra estará seca da seguinte maneira: determine a massa e volte a aquecê-lo. Determine a massa
novamente e se ela diminuir significa que a amostra não estava seca. Você deve repita o processo até
obter massa constante.