CENTRO UNIVERSITRIO DO LESTE DE MINAS GERAIS UNILESTEMG

Prticas de Qumica Geral 1CURSOS DE ENGENHARIAS1 SEMESTRE DE 2009 5 edio

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CENTRO UNIVERSITRIO DO LESTE DE MINAS GERAIS UNILESTEMG

PRTICAS DE QUMICA GERAL 1 5 Edio elaborada por:Prof Maria Cndida de Oliveira Bello Corra Prof Rosangela Maria Vitor Paranhos Prof Ricardo Frana Furtado da Costa

2008 _______________________________________

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Prefcio

O trabalho experimental um dos alicerces para o ensino e para a compreenso dos fenmenos qumicos. As experincias descritas nesta apostila procuram dar ao aluno uma viso clara dos principais fenmenos relacionados como aprendizado da Qumica, incluindo as tcnicas bsicas e noes gerais sobre segurana no laboratrio.

Prof Maria Cndida de Oliveira Bello Corra Prof Rosangela Maria Vitor Paranhos Prof Ricardo Frana Furtado da Costa

Os autores

No possvel obter um seguro conhecimento de Qumica simplesmente estudando teoria Qumica. A Qumica uma cincia essencialmente descritiva, que s pode ser aprendida atravs do conhecimento de fatos experimentais. Assim voc deve aprender o mximo de Qumica da sua prpria experincia no laboratrio e das prprias observaes sobre as substncias e as reaes qumicas que voc encontra em cada passo.

LINUS PAULING

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SUMRIOInformaes Gerais................................................................................................................1 Elaborao de um Relatrio..................................................................................................5 Equipamentos Bsicos de Laboratrio..................................................................................7 Experincia 01 Introduo s Tcnicas de Laboratrio (Medidas de Volume)...................12 Experincia 02 Introduo s Tcnicas de Laboratrio (Bico de Bunsen).........................16 Experincia 03 Identificao de Amostras Slidas e Lquidas............................................19 Experincia 04 Estudo de cidos e Bases..........................................................................24 Experincia 05 Estequiometria nas Reaes......................................................................28 Experincia 06 Reaes Qumicas......................................................................................31 Experincia 07 Reaes de Oxi-Reduo...........................................................................34 Experincia 08 Eletrlise de Solues Aquosas.................................................................37 Experincia 09 Pilhas Galvnicas.......................................................................................40

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Informaes GeraisIntroduo As atividades propostas para a parte experimental da disciplina Qumica Geral 1 visam a proporcionar ao aluno a oportunidade para trabalhar com autonomia e segurana em um laboratrio de qumica. Procurar-se-, para isto, no apenas desenvolver a habilidade no manuseio de reagentes e aparelhagens, mas tambm criar condies para uma avaliao crtica dos experimentos realizados. Dinmica das Aulas Prticas leitura com antecedncia, pelos alunos, do assunto a ser abordado na aula; discusso inicial, com o professor, dos aspectos tericos e prticos relevantes; execuo pelos alunos dos experimentos utilizando guias prticos; interpretao e discusso dos resultados juntamente com o professor; apresentao dos resultados de cada experimento em relatrio.

Avaliao Ao longo do curso, o aluno ser avaliado da seguinte forma: Avaliaes peridicas; Relatrios; Pesquisa; Participao. Procurar-se- avaliar: A correo e clareza na redao de relatrios; A capacidade para trabalhar com independncia e eficincia durante as aulas prticas; O aproveitamento na associao de conceitos tericos e prticos atravs de testes e exerccios escritos; Cumprimento dos prazos determinados.

A distribuio detalhada dos pontos consta do cronograma do curso, apresentado ao aluno no incio do semestre.

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Funcionamento do Laboratrio O Setor de Qumica do UnilesteMG conta com trs laboratrios para aulas prticas atendendo s disciplinas: Qumica Geral 1; Qumica Experimental Geral Qumica Orgnica.

Segurana no Laboratrio muito importante que todas as pessoas que lidam num laboratrio tenham uma noo bastante clara dos riscos existentes e de como diminu-los. Nunca demais repetir que o melhor combate aos acidentes a sua preveno. O descuido de uma nica pessoa pode por em risco todos os demais no laboratrio. Por esta razo, as normas de segurana descritas abaixo tero seu cumprimento exigido. Acima disto, porm, esperase que todos tomem conscincia da importncia de se trabalhar em segurana, do que s resultaro benefcios para todos. 1. Ser exigido de todos os estudantes e professores o uso de jaleco ou guarda-p no laboratrio. A no observncia desta norma gera roupas furadas por agentes corrosivos, queimaduras, etc. 2. Os alunos no devem tentar nenhuma reao no especificada pelo professor. Reaes desconhecidas podem causar resultados desagradveis. 3. terminantemente proibido fumar em qualquer laboratrio. 4. proibido trazer comida ou bebida para o laboratrio, por razes bvias. Da mesma forma, no se deve provar qualquer substncia do laboratrio, mesmo que inofensiva. 5. Cuidado com lentes de contato quando estiver trabalhando em laboratrios, devido ao perigo de, num acidente, ocorrer a reteno de lquido corrosivo entre a lente e a crnea. 6. No se deve cheirar um reagente diretamente. Os vapores devem ser abanados em direo ao nariz, enquanto se segura o frasco com a outra mo. 7. No usar sandlias no laboratrio. Usar sempre algum tipo de calado que cubra todo o p. 8. No use roupas de tecido sinttico, facilmente inflamveis. 9. Nunca acender um bico de gs quando algum no laboratrio estiver usando algum solvente orgnico. Os vapores de solventes volteis, como ter etlico, podem se deslocar atravs de longas distncias e se inflamar facilmente. 10. No deixar livros, blusas, etc., jogadas nas bancadas. Ao contrrio, coloc-los longe de onde se executam as operaes. 11. No pipetar nenhum tipo de produto com a boca (exceto se orientado pelo professor). 12. No leve as mos boca ou aos olhos quando estiver trabalhando com produtos qumicos. 13. Fechar cuidadosamente as torneiras dos bicos de gs depois de seu uso. 14. No aquecer tubos de ensaio com a boca virada para o seu lado, nem para o lado de outra pessoa. 15. Use equipamentos apropriados nas operaes que apresentarem riscos potenciais. 16. No aquecer reagentes em sistemas fechados. 17. Feche todas as gavetas e portas que abrir. 2

18. Planeje o trabalho a ser realizado. 19. Verifique as condies da aparelhagem. No trabalhar com material imperfeito ou defeituoso, principalmente com vidro que tenha pontas ou arestas cortantes. 20. Conhea a periculosidade dos produtos qumicos. 21. Aprender a localizao e a utilizao do extintor de incndio existente no corredor. 22. Mantenha as bancadas sempre limpas e livres de materiais estranhos ao trabalho. 23. Jogue papis usados e materiais inservveis no lixo somente quando no apresentar riscos. 24. Utilize a capela ao trabalhar com reaes que liberem fumos venenosos ou irritantes. 25. Em caso de derramamento de produtos txicos, inflamveis ou corrosivos, tomar as seguintes precaues: Parar o trabalho, isolando na medida do possvel a rea; Advertir pessoas prximas sobre o ocorrido; S efetuar a limpeza aps consultar a ficha de emergncia do produto; Alertar o professor; Verificar e corrigir a causa do problema; No caso de envolvimento de pessoas, lavar o local atingido com gua corrente e procurar o servio mdico. 26. Saber tomar certas iniciativas em caso de pequenos acidentes. Exemplos: Todas as vezes que ocorrer um acidente com algum aparelho eltrico (centrfuga, por exemplo), puxar imediatamente o pino da tomada; Cuidado com mercrio entornado (de termmetros quebrados, por exemplo). O mercrio, alm de corrosivo, muito txico. Deve-se colet-lo ou cobri-lo com enxofre ou zinco em p; Procurar conhecer a toxidez dos vrios reagentes usados e trat-los com a devida seriedade; Lembrar que em caso de incndio, na ausncia de um extintor, um guarda-p pode servir como um cobertor para abafar as chamas. 27. Comunicar imediatamente ao professor qualquer acidente ocorrido. 28. Finalmente, lembrar que a ateno adequada ao trabalho evita a grande maioria dos acidentes. muito importante ter a certeza de que se sabe perfeitamente bem o que se est fazendo. Materiais de vidro e conexes 1. Ao usar material de vidro, verifique sua condio. Lembre-se que o vidro quente tem a mesma aparncia que a do vidro frio. Qualquer material de vidro trincado deve ser rejeitado e comunicado ao professor ou monitor. 2. Vidros quebrados devem ser entregues ao professor ou monitor, para o descarte em local apropriado. 3. Use sempre um pedao de pano protegendo a mo quando estiver cortando vidro ou introduzindo-o em orifcios. Antes de inserir tubos de vidro em tubos de borracha ou rolhas lubrifique-os. 4. Tenha cuidado especial ao trabalhar com sistemas sob vcuo ou presso. Dessecadores sob vcuo devem ser protegidos com fita adesiva e colocados em grades de proteo prprias.

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A Realizao de Experimentos 1. Nunca despejar gua num cido, mas sim o cido sobre a gua. Alm disso, o cido deve ser adicionado lentamente, com agitao constante. 2. A destilao de solventes, a manipulao de cidos e compostos txicos e as reaes que exalem gases txicos so operaes que devem ser realizadas em capelas, com boa exausto. 3. O ltimo usurio, ao sair do laboratrio, deve desligar tudo e desconectar os aparelhos da rede eltrica. Os Resduos Os resduos aquosos cidos ou bsicos devem ser neutralizados na pia antes do descarte, e s ento descartados. Para o descarte de metais pesados, metais alcalinos e de outros resduos, consulte antecipadamente a bibliografia adequada.

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Elaborao de um RelatrioIntroduo Um dos objetivos de ensino de uma disciplina experimental introdutria ensinar a redigir relatrios. A elaborao de relatrios um procedimento bastante corriqueiro durante o exerccio de qualquer profisso tcnico-cientfica e, em certos casos, essa habilidade chega a ser usada como uma medida de capacidade profissional. Ser um bom profissional envolve tambm saber transmitir a outros os resultados de um trabalho. Espera-se que, aos poucos, cada um dos alunos adquira a habilidade de redigir bons relatrios. A seguir, so dadas algumas orientaes sobre a redao de relatrios cientficos, que devem ser seguidas na elaborao dos relatrios referentes s diferentes experincias realizadas. Estilo Impessoal e Necessidade de Clareza praxe redigir relatrios de uma forma impessoal, utilizando-se a voz passiva no tempo passado, pois se relata algo que j foi feito. Assim, para relatar a determinao da massa de algumas amostras slidas, pode-se escrever: a)"A massa das amostras slidas macias foi determinada utilizando-se uma balana..."; ou b)"Determinou-se a massa das amostras slidas macias utilizando-se uma balana... No se deve usar formas como: "Eu determinei a massa..." ou "Pesei as amostras..."; sempre evite a forma pessoal. Outro aspecto muito importante ter sempre em mente que as pessoas que eventualmente lero o relatrio podero no ter tido nenhuma informao prvia sobre aquilo que est sendo relatado. Isto significa que o relato do que foi feito deve ser realizado de modo que qualquer pessoa que leia o relatrio consiga efetivamente entender o que foi feito e como. As Partes de um Relatrio Um bom relatrio deve ser curto, de linguagem correta e no prolixo ou ambguo. As idias devem ser expressas de maneira clara, concisa e em bom estilo de linguagem. O relatrio deve conter os seguintes itens: IDENTIFICAO DO ALUNO Nome, turma, nome do professor e data. TTULO DA EXPERINCIA Atravs de um ttulo, que pode ser o mesmo j contido no material referente experincia, deve-se explicitar o problema resolvido atravs da experincia realizada. OBJETIVOS ou JUSTIFICATIVA Qual o objetivo da experincia. DESCRIO TERICA Apresentao do assunto, procurando demonstrar sua importncia e interesse. Nesta seo, dever ser explicitado, de forma clara e breve, qual foi o objetivo da experincia (o problema a ser resolvido atravs da experincia), qual o mtodo (ou 5

mtodos) utilizado(s) para resolv-lo e quais os princpios fundamentais em que esse(s) mtodo(s) se baseia(m). PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL Esta seo deve conter relatos exatos e claros de como foi feita a experincia, de modo que, baseada nesses relatos, qualquer outra pessoa possa repeti-la. Deve-se descrever, passo a passo, como a experincia foi realizada. Note que no basta copiar o procedimento experimental contido no material referente experincia, pois, na melhor das hipteses, toda a forma da redao ter de ser mudada. Lembre-se que a forma dever ser impessoal, usando voz passiva no tempo passado. Alm disso, h necessidade de se especificar claramente cada equipamento utilizado.

ATENO: NO INCLUA NO PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL OS DADOS COLETADOS NO LABORATRIO!

RESULTADOS, DISCUSSO E CONCLUSES Nesta seo do relatrio, devem ser colocados os dados coletados durante a experincia e os clculos realizados; tambm devem ser discutidos os resultados finais obtidos, comentando-se sobre a sua adaptao ou no, apontando-se possveis explicaes e fontes de erro experimental. Uma maneira rpida de se registrar dados em um relatrio sob a forma de tabelas. Os resultados quantitativos devem ser analisados tanto em relao preciso quanto exatido (peculiaridades do sistema estudado, limitaes do mtodo empregado, erros operacionais, qualidade dos aparelhos de medida, concordncia com os valores tericos ou esperados, etc.). Os resultados qualitativos devem ser explicados baseandose nos conhecimentos tericos (leis, propriedades fsicas e qumicas, equaes qumicas, etc.). A concluso deve ser uma apreciao global dos experimentos, avaliando se os objetivos propostos foram alcanados. ANEXOS Deve conter os questionrios e suas respectivas respostas REFERNCIAS BIBLIOGRFICAS Seguir as normas da ABNT.

Observao: Este modelo de relatrio apenas uma sugesto, que deve ser adaptada s necessidades de cada aula prtica.

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Equipamentos Bsicos de LaboratrioA execuo de qualquer experimento na Qumica envolve geralmente a utilizao de uma variedade de equipamentos de laboratrio, a maioria muito simples, porm com finalidades especficas. O emprego de um dado equipamento ou material depende dos objetivos e das condies em que a experincia ser executada. Materiais de vidro 1. Tubo de ensaio: utilizado principalmente para efetuar reaes qumicas em pequena escala. 2. Bquer: recipiente com ou sem graduao, utilizado para o preparo de solues, aquecimento de lquidos, recristalizaes. 3. Erlenmeyer: frasco utilizado para aquecer lquidos ou para efetuar titulaes. 4. Kitasato: frasco de paredes espessas, munido de sada lateral e usado em filtraes sob vcuo. 5. Balo volumtrico: recipiente calibrado, de preciso, destinado a conter um determinado volume de lquido, a uma dada temperatura; utilizado no preparo de solues de concentraes definidas. 6. Proveta: frasco com graduaes, destinado a medidas aproximadas de volume de lquidos. 7. Bureta: equipamento calibrado para medida precisa de volume de lquidos. Permite o escoamento do lquido e muito utilizada em titulaes.

Pipeta: equipamento calibrado para medida precisa de volume de lquidos. Existem dois tipos de pipetas: pipeta graduada (8) e pipeta volumtrica (9). A primeira utilizada para escoar volumes variveis e a segunda para escoar volumes fixos de lquidos. 10. Funil: utilizado na transferncia de lquidos de um frasco para outro ou para efetuar filtraes simples. 11. Vidro de relgio: usado geralmente para cobrir bqueres contendo solues e finalidades diversas. 12. Dessecador: utilizado no armazenamento de substncias quando se necessita de uma atmosfera com baixo teor de umidade. Tambm pode ser utilizado para manter as substncias sob presso reduzida. Existem vrios tipos. 7

13. Pesa-filtro: recipiente destinado pesagem de slidos. 14. Basto de vidro: usado na agitao e transferncia de lquidos. 15. Funil de separao: equipamento para separar lquidos no miscveis. Existem vrios modelos.

Condensador: Equipamento destinado condensao de vapores, em destilaes ou aquecimento sob refluxo. Existem trs tipos bsicos, condensador reto ou liso (16), de bola (17) e espiral (18). O condensador de bolas usado para refluxo, enquanto os outros modelos so mais utilizados em destilaes. 19. Termmetro: Usado para medidas de temperatura. Materiais de porcelana 20. Funil de Bchner: utilizado em filtraes por suco, devendo ser acoplado a um kitasato. 21. Cpsula de porcelana: usada para efetuar evaporao de lquidos. 22. Cadinho: usado para calcinao de substncias. 23. Almofariz (gral) e pistilo: destinados pulverizao de slidos. Alm de porcelana, podem ser feitos de gata, vidro ou metal.

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Materiais metlicos Suporte (24), mufa (25) e garra (26): peas metlicas usadas para montar aparelhagens em geral. Grampos: peas de vrios tipos, como Mohr (27) e Hoffmann (28), cuja finalidade impedir ou reduzir o fluxo de lquidos ou gases atravs de tubos flexveis. Pina Casteloy (29): usada para segurar objetos aquecidos. 30. Tela de amianto: tela metlica, contendo amianto, utilizada para distribuir uniformemente o calor, durante o aquecimento de recipientes de vidro chama de um bico de gs. 31. Tringulo de ferro com porcelana usado principalmente como suporte em aquecimento de cadinhos. 32. Trip: usado como suporte, principalmente de telas e tringulos. 33. Bico de gs (Bunsen): fonte de calor destinado ao aquecimento de materiais no inflamveis. 34. Banho de gua ou banho-maria: utilizado para aquecimento at cerca de 100C. Existem vrios modelos.

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35. Argola: usada como suporte para funil de vidro ou tela metlica. 36. Esptula: usada para transferir substncias slidas. Existem vrios modelos. 37. Furador de rolhas: utilizado na perfurao de rolhas de cortia ou borracha.

Materiais diversos 38. Suporte para tubos de ensaio. Existem vrios modelos de diversos tamanhos e materiais. 39. Pina de madeira: utilizada para segurar tubos de ensaio. 40. Pisseta: frasco geralmente contendo gua destilada, lcool ou outros solventes, usado para efetuar a lavagem de recipientes ou materiais com jatos do lquido nele contido. 41. Trompa de gua: dispositivo para aspirar o ar e reduzir a presso no interior de um frasco; muito utilizado em filtraes por suco. 42. Estufa: equipamento empregado na secagem de materiais, por aquecimento, em geral at 200C.

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43. Mufla ou forno: utilizada na calcinao de substncias, por aquecimento em altas temperaturas (at 1000 ou 1500C). 44. Manta eltrica: utilizada no aquecimento de lquidos inflamveis, contidos em balo de fundo redondo. 45. Centrfuga: instrumento que serve para acelerar a sedimentao de slidos em suspenso em lquidos. 46. Balana: instrumento para determinao de massa. Existem vrios modelos com diversos tipos de preciso.

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Experincia 01 Introduo s Tcnicas de Laboratrio (Medidas de Volume)

Objetivos Apresentar ao aluno os equipamentos e vidraria de uso corrente em trabalhos prticos, bem como a maneira correta de empreg-los. Mostrar ao aluno como se deve fazer a leitura de medidas determinadas no laboratrio e como express-las cientificamente. Descrio Terica A execuo de qualquer experimento na Qumica envolve geralmente a utilizao de uma variedade de equipamentos de laboratrio, a maioria muito simples, porm com finalidades especficas. O emprego de um dado equipamento ou material depende dos objetivos e das condies em que a experincia ser executada. MEDIDAS DE VOLUME Volume em materiais volumtricos: Os lquidos so medidos em aparelhos denominados volumtricos com aferio de determinada capacidade de volume. So utilizados dependendo da necessidade de maior ou menor preciso. Na medida de volume de um lquido, compara-se seu nvel com os traos marcados do aparelho. L-se assim o nvel do lquido, baseando-se no menisco que a superfcie curva do liquido. Alguns lquidos apresentam-se incolores, outros coloridos. Um lquido incolor ou colorido pode caracterizar uma mistura, que so denominadas solues lquidas. Para realizar a leitura de volume de uma soluo lquida deve-se obedecer posio do menisco, ou seja: solues incolores por conveno a leitura se d pela tangente do menisco inferior e para solues coloridas pelo menisco superior. Dessa forma determina-se com preciso a leitura de volume de qualquer que seja a soluo lquida.

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Erros mais comuns: Leitura da graduao volumtrica obtida pela parte superior do menisco. Medio de volume de solues quentes. Uso de instrumento inadequado para medir volumes. Uso de instrumento molhado ou sujo. Formao de bolhas nos recipientes. Controle indevido da velocidade de escoamento. Erro de paralaxe.

Leia sempre pela parte inferior do menisco

Erro de material Para se analisar e interpretar resultados de uma experincia torna-se necessrio o conhecimento na preciso das medidas. importante saber que sucessivas medidas de uma mesma grandeza no do resultados iguais, ainda que feitas cuidadosamente. Para que a medida se aproxime da real e que contenha a menor margem de erro, necessrio que se determine o limite de erro do aparelho: esse limite, igual metade da menor diviso da escala. Exemplo: para se determinar o erro de um material graduado necessrio: a) Separar duas marcas de graduao, que indique um volume determinado. b) Contar o nmero de divises entre essas marcas de graduao. c) Dividir o volume dado entre essas duas marcas de graduao pelo nmero de divises correspondentes.

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Tomando-se, por exemplo, uma proveta de 10mL, separando-se duas marcas (2 e 3) temos o volume de 1mL. Aps contar as divises encontraremos 10 divises. Medindo 5mL nesta proveta Teremos:M enor diviso = 1 mL 10 divises = 0,1 mL / diviso

, Clculo do limite de erro:Limite de erro = 0,1 mL = 0,05 mL 2

O erro percentual ser: Limite de erro do aparelho 0,05 mL E% = x 100 % = 5,0 mL x 100 % =1% valor medido

A repetitividade de resultados de medies o grau de concordncia entre os resultados de medies sucessivas de um mensurando efetuadas sob as mesmas condies de medio. A condio de repetitividade inclui: mesmo procedimento de medio, mesmo operador, mesmo instrumento de medida e condies, mesmo local e repetio em curto perodo de tempo. Sugere-se a repetitividade de trs ensaios. A reprodutibilidade dos resultados de medies o grau de concordncia entre os resultados das medies de um mesmo mensurando, efetuadas sob condies variadas de medio. As condies alteradas podem incluir: princpio de medio, mtodo de medio, padro de referncia, observador, instrumento de medio, local, condies de utilizao e tempo. A execuo de qualquer experimento na Qumica envolve geralmente a utilizao de uma variedade de equipamentos de laboratrio, a maioria muito simples, porm com finalidades especficas. O emprego de um dado equipamento ou material depende dos objetivos e das condies em que a experincia ser executada.

Materiais e Reagentes gua destilada bureta bquer pipeta volumtrica balo volumtrico proveta pipeta graduada tubo de ensaio

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Procedimento 1. Anote com os respectivos desvios, a capacidade de cada um dos seguintes aparelhos apresentados na tabela a seguir:

Aparelho Bureta Proveta Pipeta graduada

Menor leitura

Limite de erro

Desvio

2. Mea a quantidade mxima de gua que um tubo de ensaio pode conter, usando a proveta e a bureta. Repetir o procedimento por trs vezes. Houve coincidncia da leitura dos volumes e dos resultados entre os aparelhos? 3. Medir 100 mL de gua destilada em uma proveta e transfira-a quantitativamente para um balo volumtrico de 100 mL. Houve coincidncia de resultados? Esperava-se coincidncia de resultados? 4. Escolha um aparelho de medida e identifique as informaes: fabricante, temperatura de preciso, capacidade e o desvio. Questionrio sobre a verificao experimental 1 Qual o critrio para um aparelho ser escolhido como referncia para interpretao de leitura de volumes dos demais? 2 Explique a causa do erro causado por desvios do valor verdadeiro de uma medio quando o lquido se encontra numa temperatura superior temperatura normal. 3 Identifique no experimento 2 onde ocorrem a repetitividade e a reprodutibilidade. Identificar as condies. Referncias1. Giesbrecht, E.; "Experincias de Qumica, Tcnicas e Conceitos Bsicos - PEQ - Projetos de Ensino de Qumica"; Ed. Moderna - Universidade de So Paulo, SP (1979). 2. Russell, J.B.; "Qumica Geral", 2a Edio, Makron Books Editora Ltda., So Paulo (1994). 3. Trindade, D.F., Oliveira, F.P., Banuth, G.S. & Bispo,J.G.; "Qumica Bsica Experimental"; cone editora, So Paulo (1998). 4. Ohlweiler, O. A., "Qumica Analtica Quantitativa (2 ed)". LTC, Rio de Janeiro (1976).

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Experincia 02 Introduo s Tcnicas de Laboratrio (Bico de Bunsen)

Objetivos Aprender a utilizar o bico de Bunsen e aprender tcnicas de aquecimento em laboratrio Descrio Terica BICO DE BUNSEN O bico de Bunsen foi inventado por Robert Wilhelm Bunsen em 1965. utilizado em laboratrio com a finalidade de produzir calor atravs da combusto. Para que ocorra a combusto necessria a reao entre o combustvel e o comburente. O combustvel usado no laboratrio o gs comum de rua ou G.L.P (propano, C 3H8 e butano, C4H10) e o comburente o oxignio do ar atmosfrico. Desta reao temos como produtos o gs carbnico (CO2), o monxido de carbono (CO), vapor dgua e calor. Quando as quantidades dos componentes da combusto estequiomtrica, isto , no existe excesso de nenhum deles, obtm-se a maior quantidade de calor da reao. Qualquer componente da reao sem reagir, rouba o calor da reao, abaixando o poder calorfico da chama. O bico de bunsen constitudo de: base (local por onde entra o combustvel); anel (controla a entrada de ar comburente) e corpo (onde ocorre a mistura dos componentes da combusto). Como vemos na figura ao lado, com a anel de ar primrio parcialmente fechado, distinguimos trs zonas da chama: a) Zona Externa: Violeta plida, quase invisvel, onde os gases francamente expostos ao ar sofrem combusto completa, resultando CO2 e H2O. Esta zona chamada de zona oxidante. b) Zona Intermediria: Luminosa, caracterizada por combusto incompleta, por deficincia do suprimento de O2. O carbono forma CO o qual decompem-se pelo calor, resultando diminutas partculas de C que, incandescentes do luminosidade chama. Esta zona chamada de zona redutora. c) Zona Interna: Limitada por uma casca azulada, contendo os gases que ainda no sofreram combusto. Dependendo do ponto da chama a temperatura varia, podendo atingir 1560 C. Abrindo-se o registro de ar, d-se entrada de suficiente quantidade de O 2 (do ar), dandose na regio intermediria combusto mais acentuada dos gases, formando, alm do CO, uma maior quantidade de CO2 e H2O, tornando assim a chama quase invisvel.

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Os procedimentos bsicos, na operao correta do bico de Bunsen so: 1 Fechar o anel de entrada do ar primrio (combusto incompleta). 2 Abrir moderadamente a vlvula do gs. 3 Acender a chama. 4 Abrir o anel de ar primrio e ajuste a cor da chama regulando a entrada de ar (uma chama azul tendo um cone interno a mais adequada). 5 Fechar a entrada de ar primrio. 6 Fechar a vlvula do gs. Materiais e Reagentes bico de Bunsen bquer pina metlica ou de madeira tela de amianto garra prolas de vidro fio de cobre pipeta graduada termmetro (0 a 100C) trip ou suporte de ferro tubo de ensaio, gua destilada

Procedimento 1. Uso do bico de Bunsen 1.1. Acenda o bico de gs, seguindo as instrues apresentadas anteriormente. 1.2. Com auxlio de uma pina aproxime o fio de cobre da chama, localize as partes mais quentes e as partes mais frias da chama pela intensidade de luz emitida pelo cobre. 1.3. Regule os controles do bico de gs no sentido de obter a chama mais quente e a mais fria ou mais luminosa. 2. Aquecimentos de lquidos no bquer 2.1. Coloque cerca de 150 mL de gua destilada em um bquer de 250 mL 2.2. Coloque 10 prolas de vidro e em seguida coloque o bquer sobre uma tela de amianto, suportada pelo trip (observe a figura ao lado). 2.3. Aquea o bquer com a chama forte de um bico de gs. 2.4. Aguarde a ebulio da gua 2.5. Com auxlio de um termmetro, mea e anote corretamente a temperatura de ebulio.Suporte de Ferro (com base) Termmetro Garra (com anel de borracha)

Bquer Tela de Amianto Trip Bico de Bunsen

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3. Aquecimentos de lquidos no tubo de ensaio 3.1. Coloque cerca de 4 mL de gua em um tubo de ensaio. 3.2. Segure o tubo, prximo boca, com pina de madeira. 3.3. Aquea a gua, na chama mdia do bico de Bunsen, com o tubo voltado para uma rea onde no estejam pessoas, com inclinao de cerca de 45 e com pequena agitao, at a ebulio da gua (ver figura). 3.4. Retire o tubo do fogo, com o cuidado para no se queimar.

Questionrio sobre a verificao experimental 1 Quais os produtos formados no aquecimento do fio de cobre. 2 Como se identifica, experimentalmente, no processo de queima do bico de Bunsen a ocorrncia de um excesso de combustvel em relao ao comburente?

Referncias Giesbrecht, E.; "Experincias de Qumica, Tcnicas e Conceitos Bsicos - PEQ Projetos de Ensino de Qumica"; Ed. Moderna - Universidade de So Paulo, SP (1979). 2. Russell, J.B.; "Qumica Geral", 2a Edio, Makron Books Editora Ltda., So Paulo (1994). 3. Trindade, D.F., Oliveira, F.P., Banuth, G.S. & Bispo,J.G.; "Qumica Bsica Experimental"; cone editora, So Paulo (1998). 4. Ohlweiler, O. A., "Qumica Analtica Quantitativa (2 ed)". LTC, Rio de Janeiro (1976).1.

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Experincia 03 Identificao de Amostras Slidas e Lquidas

Objetivos Identificar amostras slidas atravs do clculo de sua densidade. Determinar a massa de substncias slidas utilizando uma balana. Identificar amostras lquidas atravs de sua densidade. Aprender a utilizar densmetro e picnmetro. Descrio Terica As propriedades fsicas da matria agrupam-se em duas categorias principais: intensivas e extensivas. Existem propriedades que independem de quanto se tem de matria. Por exemplo, a temperatura de uma amostra de matria no depende do seu tamanho e sim, do meio onde ela se encontra; j a massa depende. Assim, a temperatura uma propriedade intensiva (outro exemplo: densidade) e a massa uma propriedade extensiva (outros exemplos: volume e quantidade de matria). interessante ressaltar que a razo entre duas propriedades extensivas uma intensiva. Exemplos disso so a densidade e a concentrao.

=

mV

A massa uma propriedade fundamental e intrnseca de qualquer amostra de matria. Ela uma medida direta de quanta matria h na amostra. As balanas so instrumentos usados para determinao de massas. Vrios so os tipos das balanas, desde as que pesam quantidades mnimas at as que pesam toneladas (exemplo: nos postos rodovirios). Nos laboratrios existem balanas que permitem determinar massas inferiores ao miligrama. As unidades de massa mais importantes para o nosso estudo so: quilograma (kg); grama (g) e miligrama (mg) 1 kg = 1000 g = 1.000.000 mg 1 kg = 103 g = 106 mg As balanas so aparelhos delicados e caros que devem ser usados com muito cuidado e tcnica. Dependem do bom uso, as condies de funcionamento e o tempo de vida til, assim como a sua preciso. Baseado nesta informao deve-se observar algumas regras para realizar pesagens.

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Regras para o uso da balana: Todo material que cair no prato deve ser removido rapidamente, pois poder corroer o prato; Sempre aps cada pesagem deixar a balana travada; Verificar se a balana esta zerada para se iniciar pesagens.

Volumes O volume de uma amostra de matria o seu tamanho ou extenso tridimensional. Isto , o volume de uma amostra de matria nada mais do que quanto de espao a amostra ocupa. A determinao do volume de uma amostra de matria nem sempre simples. Se a amostra for slida e possuir uma geometria bem definida, basta conhecer os parmetros necessrios para o clculo do volume; por exemplo, no caso de uma amostra cbica o valor de seu volume pode ser obtido determinando-se o comprimento a de um de seus lados, pois o volume igual a este comprimento elevado ao cubo, isto , V = a3 = a x a x a R L A A V = R2 L V = A3 A B A C V = AB C V= R

4 R3 3 No entanto, raros so os casos em que a amostra slida apresenta uma geometria perfeitamente definida e isto nem sempre ocorre com amostras lquidas ou gasosas. Mas, comum aos qumicos se depararem com a necessidade de medir, por exemplo, o volume de um lquido ou, mais raramente, de um gs. A determinao do volume de amostras lquidas pode ser feita atravs de diferentes equipamentos volumtricos, cada um deles adequado a uma determinada necessidade. A unidade de medida da grandeza comprimento, dentro do Sistema Internacional de Unidades, o metro; conseqentemente, de acordo como exposto acima, a unidade de medida da grandeza volume o metro cbico (m3). Entretanto, o metro cbico uma unidade muito grande para as magnitudes de volume usuais no trabalho de laboratrio; assim; utiliza-se seus submltiplos: ou o decmetro cbico (dm3) ou o centmetro cbico (cm3). Tradicionalmente, tem-se utilizado o litro (L), que igual a um decmetro cbico, como unidade de volume. Na realidade, a maioria da vidraria de laboratrio calibrada em litros e mililitros (1000 mL = 1 L). Como 1 dm3 = 1000 cm3, um mililitro equivalente a um centmetro cbico. 1L = 1 dm3 1 mL = 1 cm3

O volume de uma amostra, ao contrrio da sua massa, varia com a temperatura. A maioria das medidas volumtricas feita temperatura ambiente; assim, a maioria dos equipamentos volumtricos calibrada para a temperatura de 20 oC. Portanto, sempre que se utiliza um equipamento volumtrico deve-se observar o valor da temperatura de calibrao, que em escrito no equipamento. Isto necessrio, pois, se a temperatura ambiente for diferente da temperatura na qual o equipamento foi calibrado, forosamente haver um erro adicional no volume medido. A densidade, como j foi visto, uma propriedade intensiva da matria, isto , seu valor independe de quanta matria h na amostra. Mas o que densidade? Para 20

entender o que densidade, inicialmente cabe lembrar que toda amostra de matria tem massa e ocupa espao (tem volume), ao mesmo tempo. Isto significa que, numa dada condio, se pores de matria de um mesmo tipo tm volumes diferentes, necessariamente elas tm massas diferentes. Alm disso, estas massas so diretamente proporcionais ao volume e vice-versa. Logo, quanto maior o volume (V) de uma dada poro de matria, maior ser sua massa (m), pois so diretamente proporcionais, ou seja: (l-se: a massa proporcional ao volume) Agora, cabe perguntar: possvel saber a massa de uma dada poro de matria medindo apenas seu volume? A resposta sim, mas desde que se conhea a constante de proporcionalidade entre estas duas grandezas (massa e volume). Esta constante de proporcionalidade, por conveno, denominada densidade e tem como smbolo a letra grega (l-se: r). Densidade, portanto, nada mais que uma grandeza que expressa quanto h de massa por unidade de volume de uma dada poro de matria. Portanto:

m V

m= xVA densidade uma propriedade fsica de extrema importncia na caracterizao, identificao e utilizao de substncias ou materiais. Muitos processos qumicos, tais como fermentao de amidos, fabricao de cidos e oxidao de amnia, so controlados atravs da medida da densidade. Hoje, o teor de gua no lcool hidratado utilizado como combustvel controlado nos postos de servio atravs da densidade da mistura hidro-etanlica. Polmeros comerciais, como, por exemplo, o polietileno, so caracterizados comercialmente atravs de suas densidades. As substncias simples de muitos elementos qumicos podem ser identificadas atravs dos seus valores de densidade. Vrios mtodos podem ser utilizados na determinao da densidade de lquidos. Nesta experincia trabalharemos com dois mtodos: 1- Picnmetro: So pequenos bales volumtricos empregados para pesar e medir o volume de reduzidas quantidades de lquido. Com a massa e o volume, obtemos a densidade. Os picnmetros possuem um pequeno orifcio em sua tampa. Esse orifcio dispensa o acerto do menisco, pois o lquido deve transbordar por ele, ficando o picnmetro totalmente cheio. 2- Densmetro: So aparelhos que permitem a determinao da densidade de lquidos onde so mergulhados, com leitura direta numa escala, sem necessidade de clculos ou balanas. Os densmetros servem para determinar a densidade ou as concentraes de lquidos miscveis. O alcometro de Gay Lussac um densmetro especialmente concebido para determinar a concentrao de lcool etlico numa soluo com gua. Materiais e Reagentes gua destilada amostras de lquidos amostras de metais balana analtica provetas densmetros paqumetro cubo de madeira

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Desenvolvimento 1. Densidade absoluta de slidos com forma irregular - deslocamento de volume Pese 2 amostras de um mesmo metal (M) e anote as massas no quadro abaixo. Coloque gua destilada na proveta e mergulhe, individualmente, cada amostra para identificar seu volume com o deslocamento do volume de gua. Anote a nova leitura do volume (no se esquea do menisco) Complete a Tabela abaixo: Amostra Massa da amostra (g) Volume inicial da gua na proveta (mL) Volume final da gua na proveta (mL) Volume do metal (mL) Densidade (g/mL) 2. Densidade absoluta de slidos com forma regular forma geomtrica Tire as medidas de uma amostra de forma regular, utilizando o paqumetro. Calcule o volume do slido utilizando equaes geomtricas. Pese a amostra. Determine sua densidade. Preencha o quadro abaixo. Medidas Massa da amostra (g) Medidas da aresta 1 (mm) Medidas da aresta 2 (mm) Medidas da aresta 3 (mm) Volume da amostra (cm3) Densidade da amostra (g/cm3) 1 leitura 2 leitura 3 leitura M1 M2

Valor mdio

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3. Densidade absoluta de amostras lquidas densmetro Encha uma proveta de 250mL com a substncia A. Lenta e cuidadosamente, ponha o densmetro no lquido (deixe-o flutuar sem que encoste na parede da proveta). Faa a leitura da densidade e anote. Proceda da mesma forma com a substncia B. Atravs dos resultados obtidos e da Tabela abaixo, identifique as substncias A e B. Substncia lcool etlico (etanol) Dimetoximetano Clorofrmio 1-Cloroheptano Tetracloreto de carbono Diclorometano Clorometano Densidade (g/cm3) 0,816 0,860 1,492 0,881 1,594 1,325 0,915

Questionrio sobre a verificao experimental 1 Explique o principal fator responsvel pelo erro no mtodo de determinao da densidade do item 3. 2 Qual a preciso da balana analtica utilizada? 3 Para a substncia gua, cite 3 propriedades intensivas e trs propriedades extensivas.

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Experincia 04 Estudo de cidos e BasesObjetivo Identificar cidos e bases atravs de indicadores qumicos e de medidas de pH. Descrio Terica Substncias com semelhana de comportamento qumico so agrupadas em funes. No estudo da Qumica inorgnica, as substncias podem pertencer s funes: cido, base (hidrxido), sal e xido. cidos so compostos que possuem como on positivo (ction) o H+, proveniente de sua ionizao em gua. Podemos classificar os cidos em hidrcidos e oxicidos, dependendo da presena ou no de oxignio na molcula. Ex: hidrcidos: HCl, HCN, H 2S e oxicidos: HNO3, H2SO4, H3PO4. No laboratrio possvel identificar uma substncia cida atravs dos procedimentos: Em funo do seu pH (potencial hidrogeninico), Utilizando o medidor de pH (pHmetro ou peagmetro) ou papel indicador universal. Se o pH for menor que sete, indica substncia cida, se for maior que sete, substncia bsica. Usando certas substncias orgnicas, chamadas indicadores qumicos. Estes, quando adicionados soluo problema, indicam sua acidez ou basicidade atravs da mudana de colorao. Os indicadores mais usados so o azul de bromotimol e a fenolftalena. Indicador Fenolftalena Azul de bromotimol Cor na soluo cida incolor amarelo Cor na soluo bsica rosa azul

A nomenclatura dos cidos depende do seu radical negativo (agrupamento de elementos com o nmero de oxidao fixo) Os principais radicais esto listados com a nomenclatura para sais, para utiliz-los na nomenclatura dos cidos, devemos trocar as terminaes. SAL . . . eto . . . Ito . . . ato . CIDO . drico (hidrcido) . . . oso . . . ico (oxicidos) Ex.: HCN ( C cianeto) cido ciandrico N HNO3 ( NO 3 nitrato) cido ntrico HClO2 ( ClO clorito) cido cloroso 2

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Bases ou Hidrxidos so substncias que se ionizam em presena de gua formando o nion OH- (hidroxila). A representao geral de frmula das bases .M(OH) n. Ex.: NaOH, Fe(OH)3 . Podemos classific-las em funo do nmero de hidroxilas formadas aps a dissociao em: monobases possuem 1 hidroxila. Ex.: KOOH dibases possuem 2 hidroxilas. Ex.: Cu(OH)2 tribases possuem 3 hidroxilas. Ex.: AI(OH)3. Sua identificao no laboratrio pode ser feita de duas formas: atravs do pH (maior que sete) e atravs das cores dos indicadores. A nomenclatura da base feita usando-se a palavra hidrxido, seguida do nome do elemento associado com o seu nmero de oxidao (NOx) entre parnteses. Ex.: Fe(OH)2 hidrxido de ferro(II) Fe(OH)3 hidrxido de ferro(III) Soluo Padro A soluo padro aquela cuja concentrao exatamente conhecida. A concentrao de uma soluo padro obtida por um de dois modos: Mtodo Direto: Quando preparado a partir de um padro primrio, o qual deve necessariamente apresentar algumas caractersticas, como por exemplo: ser slido; existir em alto grau de pureza; poder ser secado sem decomposio; possuir equivalente-grama elevado; reagir quantitativamente com o soluto da soluo a ser padronizada. Os principais padres primrios, em volumetria por neutralizao, so: padres primrios alcalinos: carbonato de sdio (Na2CO3), tetraborato de sdio, conhecido como brax (Na2B4O7. 10 H2O) e o oxalato de sdio (Na2C2O4) padres primrios cidos: cido oxlico (H2C2O4.2H2O), ftalato cido de potssio (ou biftalato de potssio, KHC8H4O4) e o cido benzico (C6H5COOH). Mtodo Indireto: Quando a soluo, que tendo sido padronizada por meio de um padro direto, pode ser usada tambm como padro, como o caso das solues de NaOH e HCl. Volumetria A volumetria consiste na medida do volume de uma soluo padro necessrio para reagir quantitativamente com um volume conhecido de uma soluo cuja concentrao se deseja determinar, ou o contrrio. A volumetria diz-se por neutralizao quando no sistema qumico esto envolvidos unicamente cido e base. A reao que se verifica (de acordo com Arrhenius). H3O+ + OH- 2H2O denominada neutralizao. Este tipo de volumetria compreende: - Alcalimetria medida da concentrao de solues cidas por meio de solues padro de base e Acidimetria - medida da concentrao de solues bsicas por meio de solues padro de cido. 25

Titulao A titulao a operao que determina o volume de soluo padro necessrio para reagir com a soluo cuja concentrao se deseja determinar denominada titulao. A soluo padro adicionada at o ponto em que a quantidade do padro seja equivalente quantidade de substncia que se analisa: este ponto denomina-se ponto de equivalncia. O ponto de equivalncia em geral ocorre sem nenhuma modificao macroscpica que o indique. Para se verificar o ponto de equivalncia adiciona-se ao sistema um reagente auxiliar denominado indicador. Indicadores cido-base Os indicadores cido-base so substncias de carter fracamente cido ou bsico que sofrem mudanas visveis (mudana de cor) devido s variaes de [H +] nas proximidades do ponto de equivalncia. O ponto em que se produz a mudana denomina-se ponto final da titulao. Assim podemos dizer que um indicador cido-base uma substncia que apresenta uma variao de cor dentro de uma regio determinada de pH (zona de viragem ou zona de transio). O ponto final no coincide necessariamente com o ponto de equivalncia. A diferena entre estes 2 pontos constitui o erro de titulao: esse erro tanto menor quanto mais o ponto final se aproxima do ponto de equivalncia. A proximidade entre ponto final e ponto de equivalncia depende do indicador usado. Por esta razo de grande importncia para a preciso do mtodo titulomtrico a escolha conveniente do indicador.

Materiais e Reagentes pHmetro 5 tubos de ensaios Pipeta de 10 mL esptula Basto de vidro Soluo alcolica a 1% p/v Fenolftalena bureta suporte universal bquer Soluo de cido sulfrico (H2SO4) 0,5 M Soluo de cido fosfrico (H3PO4) 0,5 M Soluo de cido clordrico (HCl) 0,5 M Soluo de hidrxido de sdio (NaOH) 0,1M e 0,5 M Soluo de hidrxido de amnio (NH4OH) 0,5 M Azul de bromotimol pHmetro agitador magntico e im

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Desenvolvimento 1 Identificao de soluo aquosa cida e bsica usando indicador qumico Identificar 5 tubos de ensaio (1, 2, 3, 4 e 5 )e adicionar a cada um 5 mL de gua destilada e 2 mL dos respectivos reagentes relacionados no quadro a seguir . Homogeneizar. Adicionar a cada bquer de nmero mpar duas gotas de fenolftalena e aos tubos de nmero par, duas gotas de bromotimol. Completar o quadro abaixo: Bquer 1 2 3 4 5 Soluo H2SO4 H3PO4 HCl NaOH NH4OH Cor do indicador Azul de Fenolftalena bromotimol Funo inorgnica

2 Identificao da fora cida ou bsica Adicione a 4 bqueres 40 mL de soluo dos reagentes relacionados no quadro a seguir; Determine o pH das solues com papel indicador universal e com o medidor de pH; Caracterize cada composto de acordo com sua funo. pH Bquer 2 3 4 5 Soluo H3PO4 HCl NaOH NH4OH Papel universal Medidor de pH Funo inorgnica

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Experincia 05 Estequiometria nas ReaesEm condies idnticas uma reao qumica obedece sempre s mesmas relaes ponderais, ou seja, obedece a uma determinada estequiometria. Havendo excesso de um dos reagentes, este excesso no reage, podendo ser recuperado. A estequiometria de uma reao pode ser determinada pelo mtodo das variaes contnuas. Este mtodo consiste em, mantida constante a soma das concentraes dos reagentes A e B, variar as quantidades relativas desses reagentes e medir a quantidade do produto formado. Um grfico da quantidade do produto obtido em funo da concentrao em quantidade de matria (mol L-1) de A e B e uma anlise de curva, assim obtida, fornece a estequiometria da reao entre A e B. Os dados abaixo referem-se a uma experincia para a determinao da estequiometria da reao hipottica: nA + mB AnBm( s) Amostra Conc. A (mol.L-1) Conc. B (mol.L-1) 1 2 3 4 5 6 7 0 1,0 3,0 5,0 7,0 9,0 10,0 10,0 9,0 7,0 5,0 3,0 1,0 0 Massa (g) do slido AnBm 0 2,1 5,8 6,7 4,1 1,4 0

Por extrapolao, pode-se ver no grfico que a massa de produto formado atingiria um valor mximo, quando as concentraes de A e B fossem 4 e 6 mol.L -1, respectivamente. Isto corresponde situao em que no haveria excesso de qualquer um dos reagentes, sendo portanto a proporo estequiomtrica. Da anlise do grfico, deduz-se que A reage com B estequiometricamente, na proporo de 4 mis de A para 6 mis de B, ou seja, 2:3. Conseqentemente, a equao ser : 2A + 3B A2B3(s)

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10 9 8 Massa do Slido (g) 7 6 5 4 3 2 1 0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 mol de A

10

9

8

7

6

5

4

3

2

1

0 mol de B

Obs.: A2B3 a frmula mnima do composto. A frmula molecular (por exemplo: A4B6, A6B9, ...) para ser determinada necessitaria de outros dados, como por exemplo, a massa molecular. Nesta experincia, o aluno far a determinao da frmula mnima de um slido insolvel. Desenvolvimento Materiais estante para tubos de ensaio (1); papel milimetrado (1); pipetas graduadas de 10 mL (2); rgua de 20 cm, graduada em milmetros (1); tubos de ensaio (5); bquer de 50 (2) e 200 mL (2); basto de vidro (1). Reagentes e indicadores soluo do reagente A 0,5 mol.L-1 (30 mL); soluo do reagente B 0,5 mol.L-1 (30 mL). Procedimento Obs.: A soluo A txica. No pipetar, usar uma proveta. Colocar em uma bateria de tubos de ensaio, 5 tubos de ensaio. Adicionar a cada um deles, sucessivamente, 6, 5, 4, 3 e 2 mL de soluo B. Adicionar, aos mesmos tubos, e na seguinte ordem 2, 3, 4, 5 e 6 mL da soluo A. Misturar com um basto de vidro. Deixar decantar por aproximadamente 20 minutos. Medir, com a rgua, a altura do precipitado formado em cada tubo. 29

Com os dados obtidos, construa um grfico representando na abscissa o nmero de mililitros da soluo A e da soluo B e na ordenada deve-se colocar a altura do precipitado, em cm, conforme o exemplo dado anteriormente.

Altura do Precipitado (cm)

mL da sol. A mL da sol. B

Com base no grfico, determine a frmula mnima do composto slido formado na reao entre os componentes das solues A e B.

Questionrio 1) Cite as causas de erros que podem alterar o resultado da experincia. Como se poderia melhorar este resultado? 2) Qual seria o grfico obtido, de acordo com a experincia feita, para as seguintes substncias: a) AgCl; b) PbCl2; b) Al(OH)3; d) Fe2S3 3) Cite uma maneira, mais precisa que medir a altura do precipitado, que indique a quantidade do produto formado. 4) Pode-se determinar a frmula mnima, pelo mtodo das variaes contnuas, de uma substncia solvel? Que propriedades poderiam ser utilizadas para indicar a quantidade da substncia? 5) No grfico da introduo, tem-se na abscissa: mL de A e mL de B. Por que, neste caso indiferente trabalhar com mols ou mL de soluo ? 6) Suponha que o composto da soluo A possua massa-frmula igual a 331g.mol -1 e o B igual a 166g.mol-1. Qual a massa de B necessria para reagir quantitativamente com 1,0 mol de A, sabendo que B apresenta 80% de pureza ? (Resoluo de acordo com o grfico obtido pela experincia) 7) Reagiram-se 10,0g de NaOH com quantidade suficiente de HCl. Quantos gramas de cloreto de sdio foram obtidos sabendo-se que o rendimento foi de 75% ? 8) Com base no experimento realizado: a) Calcule o nmero de molculas em 66,2 g do composto A (massa-molar = 331 g.mol-1); 30

b) Quantas molculas de B so necessrias para reagir com 66,2 g de A ?

Experincia 06 Reaes Qumicas

Objetivo Reconhecer reaes de sntese, anlise, dupla troca e simples troca. Descrio Terica O fenmeno pelo qual uma (ou mais de uma) substncia transformada em outra (ou outras) chamado reao qumica. A equao qumica uma representao abreviada da transformao ocorrida, envolvendo a substncia transformada, reagente, a substncia produzida, produto, o estado fsico dos reagentes e dos produtos e as condies (temperatura, presso, solventes, etc) nas quais a reao se processa. A equao deve estar devidamente balanceada, tanto do ponto de vista de massa, como de carga. Cada reao qumica tem suas condies prprias que devem ser satisfeitas para que sua realizao seja possvel. Condio comum a todas as reaes qumicas que. sendo responsveis peia transformao da matria, todas elas obedecem ao principio de conservao das massas. As reaes qumicas pertencem a dois grupos principais: Reaes qumicas em que h transferncia de eltrons (oxi-reduo); Reaes qumicas em que no h transferncia de eltrons. Pela natureza de cada uma das reaes citadas, elas podem ainda ser classificadas como: 1) Reaes de sntese; 2) Reaes de anlise; 3) Reaes de simples troca; 4) Reaes de dupla de troca; 5) Reaes de oxi-reduo As reaes de sntese so reaes nas quais dois ou mais reagentes do origem a um nico produto. A + B AB As reaes de anlise so reaes nas quais um nico reagente d origem a dois ou mais produtos So reaes contrrias s de sntese. AB A + B As reaes de dupla troca caracterizam-se pela troca de ons entre os compostos reagentes. Essas reaes ocorrem, quando os reagentes so: substncias cidas com substncias bsicas (neutralizao); dois sais, sendo um dos produtos formados (slidos). Neste tipo de reao, os elementos no variam seu nox, isto , o nmero de oxidao do radical no reagente ser o mesmo nos produtos; isto facilita a formulao dos compostos dos produtos. Ex.: A+(BC)- + H+(XY)- A+(XY)- + H+(BC)-

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A reao de simples troca ou tambm chamada de deslocamento se caracteriza por uma oxi-reduo. Essa reao acontece quando uma substncia simples entra em contato com uma substncia composta, substituindo seu ction ou seu nion. Ex.: A + BC AC + B (metal) X + BC BX + C (ametal) Podemos prever a espontaneidade da reao atravs dos valores tabelados de potenciais padro de reduo (E). A velocidade da reao no pode ser prevista em funo dos resultados de potenciais padro. Sendo o potencial da reao maior que zero, a mesma ser espontnea. Materiais e Reagentes Parte A bico de Bunsen tubos de ensaio xido de mercrio(II) (HgO) magnsio em fita pina de madeira pina metlica suporte para tubos de ensaio vidro de relgio

Parte B tubos de ensaio proveta balana mercrio lquido hidrxido de sdio (NaOH) 0,5 M cido fosfrico (H3PO4) 0,5 M zinco slido ferro slido esptula pipeta sulfato de sdio (Na2SO4) 0,5 M acetato de chumbo(II) (Pb(CH3COO)2) 0,5 M cromato de potssio (K2CrO4) 0,5 M cido clordrico (HCl) 0,5 M sulfato de cobre (CuSO4) 0,5 M

Desenvolvimento Parte A 1 Reao de sntese Observe um pedao de fita de magnsio de cerca de 1,5 cm de comprimento. Anote suas caractersticas fsicas. Segure a fita por uma extremidade com o auxlio de uma pina metlica e aquea a outra extremidade na chama de um bico de bunsen. Assim que voc observar o incio de uma reao, remova o conjunto da chama e retenha o mesmo ao ar sob um vidro de relgio de modo a recolher o p formado. Interprete e escreva a reao. 2 Reao de anlise Coloque em um tubo de ensaio limpo e seco cerca de 0,4 g de HgO. Prenda o tubo de ensaio a uma pina de madeira e aquea-o chama do bico de Bunsen. Examine a parte superior do tubo de ensaio, aps resfriamento. Interprete e escreva a reao.

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Parte B 1 Reaes de dupla troca adicione a 3 tubos de ensaio os respectivos reagentes relacionados no quadro abaixo Tubo 01 02 03 Reagente/Quantidade Pb(CH3COO)2 / 5 mL K2CrO4 / 5 mL NaOH / 5 mL H3PO4 / 5 mL Na2SO4 / 2 mL Pb(CH3COO)2 / 4 mL Observe as modificaes fsicas (estado, temperatura, cor). em que tubo ocorre uma reao de neutralizao? Reaes qumicas Observaes

2 Reaes de simples troca adicione a 3 tubos de ensaio os reagentes relacionados no quadro. limpe o ferro e o zinco (lixar). arrolhe os tubos aps adio dos reagentes, acumulando gases. teste os gases com a chama do palito de fsforo. Tubo 01 02 03 Reagente/ Quantidade Zn(s) / 0,2 g HCl / 5 mL Hg(l) / 2 gotas HCl / 5 mL Fe(s) / 0,2 g CuSO4 / 4 mL Reaes Oxidante Redutor

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Experincia 07 Reaes de Oxi-Reduo

Objetivos Estudar as reaes qumicas onde ocorrem transferncias formais de eltrons. Identificar o carter relativo do poder oxidante ou redutor de uma substncia. Comprovar, experimentalmente, a ocorrncia espontnea de reaes de oxi-reduo e a conseqente transferncia de eltrons. Descrio Terica Durante muitas reaes qumicas, ocorre transferncia de eltrons de uma espcie qumica (tomos, ons, radicais) para a outra: uma espcie recebendo e outra doando eltrons. Seja a reao em meio aquoso entre o on cprico Cu2+(aq) proveniente da dissociao em gua, de sais, como CuSO4, Cu(NO3)2, etc, e o metal zinco. Cu2+(aq) + Zn(s) Zn2+(aq) + Cu(s) Nesta reao, cada tomo do metal zinco perde dois eltrons para cada on cobre que, portanto se neutraliza, transformando-se em cobre metlico, enquanto o zinco se transforma em on Zn2+(aq). Podemos considerar separadamente a perda e o ganho de eltrons, por meio de duas semi-equaes: Zn(s) 2e- Zn2+(aq) = Oxidao Cu2+(aq) + 2e- Cu(s) = Reduo A perda de eltrons recebe o nome de oxidao e o ganho de eltrons o nome de reduo. Somando as duas semi-reaes, temos como resultado a equao da reao total ou oxi-reduo. No caso especial dos metais, alguns tm maior tendncia de existir sob o aspecto metlico (tomos neutros) e outros em forma de ons. Assim, deve ficar claro que o metal cobre tende a existir em forma de tomos neutros, e por isso o on Cu 2+(aq) remove do zinco metlico dois eltrons fracamente ligados, transformando o tomo de zinco em on Zn2+(aq), uma vez que o zinco um elemento metlico que tende a existir em forma de ons (mais eletropositivo). Deve tambm ficar claro que, quanto mais metlico for o elemento, maior a sua tendncia de existir em forma de tomos neutros (forma metlica). Esta maior ou menor tendncia de existir em forma de tomos neutros ou em forma de ons a fora motriz de reaes de oxi-reduo, envolvendo metais e ons metlicos. Outro aspecto importante que no pode ocorrer uma oxidao sem que ocorra simultaneamente uma reduo e que, na realidade, o metal que se oxida causa a reduo do on do outro metal, e este, por sua vez, causa a oxidao do primeiro. Assim, o metal que se oxida um agente redutor e o on que reduz um agente oxidante. No exemplo tratado, o zinco metlico (Zn(s)) se oxida, portanto o agente redutor, enquanto o on cobre(II) (Cu2+(aq)) se reduz, e, portanto, o agente oxidante.

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Estamos restringindo nossas consideraes a metais e ons metlicos para simplificar o assunto. No entanto, consideraes similares podem ser feitas para ametais. Materiais e Reagentes 6 tubos de ensaio Lixas Pipetas Estante para tubos de ensaio Iodeto de potssio (KI) Sulfato ferroso (FeSO4) Desenvolvimento 1-Reatividade qumica dos metais Limpe as peas metlicas de zinco, chumbo, cobre e ferro com a lixa. Encha 4 tubos de ensaio at a metade com respectivas solues de zinco, chumbo, cobre e ferro. Coloque o zinco no tubo com a soluo de zinco e observe por 3 minutos. Anote, limpe a pea de zinco (lave e lixe novamente) e coloque-a no tubo com a soluo de chumbo e observe por 3 minutos. Anote as observaes e repita os procedimentos anteriores com as demais solues e demais metais. Com os dados obtidos, complete a Tabela 1 na prxima pgina. Solues de Zn2+, Pb2+, Cu2+, Fe2+ Zinco, ferro, cobre e chumbo metlicos Pra Dicromato de potssio (K2Cr2O7)

Permanganato de potssio (KMnO4) cido sulfrico (H2SO4)

2-Reatividade qumica de substncias no metlicas Adicione a um tubo de ensaio 4 mL de KMnO4, 4 mL de H2SO4 e 4 mL de FeSO4 (o FeSO4 deve ser adicionado gota a gota). Observe a mudana de cor. KMnO4 + H2SO4 + FeSO4 Fe2(SO4)3 + K2SO4 + MnSO4 + H2O Adicione a um tubo de ensaio 4 mL de KI, 4 mL de H 2SO4 e 4 mL de K2Cr2O7 (o K2Cr2O7 adicionado gota a gota). Observe a mudana de cor.deve ser KI + H2SO4 + K2Cr2O7 Cr2(SO4)3 + K2SO4 + I2 + H2O Identifique o nox dos elementos nas reaes, monte as equaes parciais de oxidao e reduo e informe o agente oxidante e o redutor.

Referncias Bibliogrficas O assunto desta prtica pode ser encontrado em textos de Qumica Geral sob o ttulo de Reaes de oxi-reduo em geral e Reaes de deslocamento de um metal por ctions de outro em particular.

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Tabela 1. Reatividade Qumica dos Metais.Metal Soluo Pb2+ Cu2+ Zn Fe2+ Zn2+ Observaes Reao

Pb2+

Cu2+ Cu Fe2+

Zn2+

Pb2+

Cu2+ Fe Fe2+

Zn2+

Pb2+

Cu2+ Pb Fe2+

Zn2+

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Experincia 08 Eletrlise de Solues Aquosas

Objetivos Montar o circuito eltrico do sistema de eletrlise. Identificar os componentes da clula eletroltica. Determinar as reaes qumicas nos eletrodos. Montar um sistema para decapagem eletroltica. Descrio Terica Chamamos de eletrlise a decomposio de uma substncia pela passagem de corrente eltrica (corrente contnua). Na eletrlise, as reaes de transformao das espcies so reaes de oxi-reduo. Em geral, as eletrlises so realizadas em recipientes chamados cubas ou clulas eletrolticas. Numa cuba eletroltica existem dois eletrodos: um funciona como plo negativo e chama-se catodo (porque atrai os ctions); o outro funciona como plo positivo e chama-se anodo (porque atrai nions). Ligado aos eletrodos existe uma fonte de corrente contnua (um gerador, uma bateria, uma pilha). O circuito s se fecha se o meio que separa os eletrodos for constitudo de ons mveis, o que pode ser concretizado de duas maneiras diferentes: por meio de eletrlise gnea, utilizando uma substncia inica no estado fundido (no estado lquido, os ons se movimentam uns sobre os outros); por meio de eletrlise em soluo, utilizando um eletrlito (substncia que em meio aquoso libera ons por dissociao inica ou por ionizao).

Obs.: Quando se fala em eletrlise em soluo, subentendemos tratar-se de soluo aquosa, a mais comum, porm, nada impede a utilizao de outro solvente. Materiais e Reagentes soluo de cido sulfrico (H2SO4) 0,5 M soluo de cido clordrico (HCl) 0,5 M soluo de hidrxido de sdio (NaOH) 0,5 M soluo de iodeto de potssio (KI) 0,5 M suporte de madeira para eletrodos 1 eletrodo de ao e 1 de cobre 2 eletrodos de grafite bqueres proveta fonte de corrente contnua 2 cabos (pinos jacar)

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Desenvolvimento 1 Eletrlise de solues aquosas usando eletrodos inertes (obteno de substncias simples) Separe 3 bqueres de acordo com o quadro abaixo: Bquer 01 02 03 Reagente H2SO4 NaOH KI Quantidade 150 mL 150 mL 150 mL

Monte um sistema para realizao da eletrlise de acordo com orientaes do professor. Ligue a fonte de corrente contnua com tenso de 15 volts. Realize a eletrlise com eletrodos de grafite. Observe as modificaes prximas aos eletrodos e anote na tabela correspondente. Bquer 01

Reao de dissociao da soluo eletrodo catodo anodo Reao total soluo resultante (fica no recipiente aps a reao) Bquer 02 Reao de dissociao da soluo eletrodo catodo anodo Reao total soluo resultante (fica no recipiente aps a reao) polaridade equaes parciais observaes polaridade equaes parciais observaes

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Bquer 03 Reao de dissociao da soluo eletrodo catodo anodo Reao total soluo resultante (fica no recipiente aps a reao) polaridade equaes parciais observaes

2 Eletrlise de soluo aquosa usando anodo ativo (decapagem eletroltica) Adicione a um bquer 80 mL de soluo de HCl. Introduza a barra magntica soluo e os eletrodos de ao e cobre. Monte o sistema semelhante ao da experincia anterior. Ligue o agitador magntico e a fonte de tenso de 15 volts. Pare a operao quando toda a chapa estiver limpa. Lave a chapa. Preencha o quadro abaixo. Eletrodo polaridade composio observaes prticas equao parcial catodo anodo

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Experincia 09 Pilhas Galvnicas

Objetivos Identificar os componentes bsicos de uma pilha. Compreender que reaes de oxi-reduo poderiam ser usadas para produzir trabalho (corrente eltrica). Descrio terica Mergulhando-se uma lmina de zinco (Zn) em uma soluo de sulfato de cobre (CuSO4), azul, observa-se que uma camada de cobre castanha e esponjosa deposita-se sobre a lmina de zinco, ao mesmo tempo em que o azul da soluo vai esmaecendo. A reao envolvida : Zn Zn2+ + 2eCu2+ + 2eCu 2+ Zn + Cu Zn2+ + Cu ou seja, parte do zinco se dissolve na forma de ons Zn 2+, e parte do cobre se deposita como cobre metlico (Cu). A queda da intensidade da cor azul, deve-se retirada dos ons Cu 2+ e sua substituio pelos ons Zn2+, que levam solues incolores. Se conseguirmos realizar a reao anterior de maneira que o fluxo de eltrons passe por um circuito externo, teremos construdo uma pilha galvnica, ou pilha voltaica, assim chamada em homenagem aos cientistas italianos precursores do processo, Luigi Galvani, mdico e fsico, e Alessandro Volta, fsico. Um dos tipos de pilha mais divulgados, devido ao interesse terico que suscitou, foi o proposto por J. F. Daniel, qumico ingls. Vejamos sua construo. Na pilha de Daniel os dois eletrodos metlicos eram unidos externamente por um fio condutor e as duas semi-clulas eram unidas por uma ponte salina contendo uma soluo de K2SO4(aq). A ponte salina construda com NH4NO3 ou KNO3 ou KCl, tampando-se as extremidades de um tubo com l de vidro. Pode-se tambm construir a ponte salina dissolvendo-se os eletrlitos apropriados em gelatina Sem a ponte salina ou uma parede porosa, a reao no ocorreria (ou ocorreria em dimenso desprezvel). Por que? Porque com a retirada dos primeiros ons de Zn2+ de um lado, e a concomitante retirada dos primeiros ons de Cu 2+ do outro, forma-se-ia um excesso de cargas positivas (Zn2+) junto placa de zinco, e um excesso de ons negativos (SO42-) junto placa de cobre. Isso produziria um desequilbrio eletrosttico na soluo, paralisando a reao. Para manter o equilbrio eletrosttico da reao a cada instante que se emprega a ponte salina ou parede porosa.

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Materiais e Reagentes bqueres proveta lixas tubo em U voltmetro algodo pipeta 2 cabos eltricos (pino jacar) suporte de madeira soluo de cloreto de sdio (NaCl) 0,5 M soluo de ferricianato de potssio (k3Fe(CN)6) 0,5 M soluo saturada de cloreto de potssio (KCl) soluo de fenolftalena eletrodos de ferro, cobre e zinco

Desenvolvimento1 Pilha de eletrodos diferentes (Fe-Cu) Lixe os eletrodos de ferro e cobre. Adicione a um bquer 100 mL de soluo de NaCl, 5 gotas de fenolftalena e 8 gotas de ferricianato de potssio. Introduza os eletrodos soluo unindo-os pela extremidade submersa. Observe as modificaes de cores na soluo prxima aos eletrodos. Aps a identificao das cores, coloque os eletrodos na posio vertical e ligue-os no voltmetro, fazendo a leitura da f.e.m. da pilha Preencha o quadro abaixo. Eletrodos Composio dos eletrodos Polaridade dos eletrodos Cor da soluo prxima do eletrodo Equao Parcial Reao Geral f.e.m. Anodo Catodo

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2 Pilha de eletrodos diferentes (Zn-Fe) Identifique 2 bqueres e adicione as respectivas solues: 100 mL de NaCl e 8 gotas de fenolftalena. Lixe os eletrodos de ferro e zinco. Com o auxlio da pipeta, encha o tubo em U com KCl, no deixando bolhas de ar no seu interior e vedando suas extremidades com algodo. Coloque no bquer 01 o eletrodo de zinco, e no bquer 02 o eletrodo de ferro. Com o auxlio de um cabo eltrico, unir os eletrodos. Observe a cor da soluo prxima ao eletrodo. Aps a identificao, ligue os eletrodos ao voltmetro e faa a leitura da f.e.m. da pilha. Preencha o quadro abaixo. Eletrodos Composio dos eletrodos Polaridade dos eletrodos Cor da soluo prxima do eletrodo Equao Parcial Reao Geral f.e.m. Anodo Catodo

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