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Sumário 1. INTRODUÇÃO ............................................................................................................................1 2. OBJETIVOS .................................................................................................................................2 3. PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL .......................................................................................3 3.1 Materiais e reagentes ...........................................................................................................3 3.2 Medidas de massa ...............................................................................................................3 3.3 Medidas de volume ..............................................................................................................4 3.4 Medidas de temperatura ......................................................................................................4 4. RESULTADOS E DISCUSSÃO ................................................................................................5 4.1 Medidas de massa ...............................................................................................................5 4.2 Medidas de volume ..............................................................................................................5 4.3 Medidas de temperatura ......................................................................................................6 5. CONCLUSÃO ........................................................................................................................... 12 6. REFERÊNCIAS ........................................................................................................................ 13 1 1. INTRODUÇÃO Dentre as diferentes práticas realizadas em laboratório, técnicas como medidas de pesagem e o manuseio com recipientes volumétricos são utilizadas com bastante frequência, principalmente na preparação de soluções e realização de análises quantitativas. De acordo com Baccan (2001) a massa é a quantidade de matéria da qual o objeto é composto, que não deve possuir variação. Para determinar o peso de determinada amostra é possível empregar diversos tipos de balanças que operam de maneiras diferentes A balança analítica é um instrumento capaz de comparar massas. Mesmo que, na prática, o que se determina é a massa, onde a razão das massas equivale à razão dos pesos quando se utiliza a balança, já que a aceleração gravitacional é constante, como consequência essa razão também será constante. Para medições de volumes, o material utilizado varia de acordo com a exatidão da medida que a análise precisa. Quando não é necessário medir com exatidão o volume de uma determinada solução, geralmente é utilizado um béquer, uma proveta ou pipeta graduada. No momento da leitura do volume em uma pipeta, por exemplo, a linha de visão deverá ser perpendicular à linha graduada, para evitar erro nas medidas. De acordo com Baccan (p. 169, 2001) “as pipetas são instrumentos volumétricos utilizados para a transferência de certos volumes, sob determinadas temperaturas”. É importante ressaltar que após a realização de medidas de volume, os materiais de vidro devem ser limpos, de maneira a eliminar todos os resíduos restantes. As mudanças de temperatura em algumas práticas são analisadas a partir de um termômetro, instrumento de vidro utilizado para medidas de temperatura em soluções com enchimento de mercúrio. Neste experimento o objetivo se aplica apenas a analisar fatores que dizem respeito à redução da temperatura após a mistura de algumas substâncias. 2 2. OBJETIVOS Reconhecer a importância das medidas em práticas experimentais. Utilizar corretamente instrumentos de laboratório tais como balança analítica, provetas e pipetas. Listar cuidados com os diversos tipos de recipientes volumétricos. Realizar leitura correta de medidas de volume além de ler corretamente termômetros. 3 3. PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL 3.1 Materiais e reagentes Rolha de borracha Cadinho de porcelana Rolha de vidro Balança analítica Béquer de 50 mL, 100 mL e 250 mL Proveta Tubos de ensaio Erlenmeyer Pipeta volumétrica Pipeta graduada Balão volumétrico Bastão de vidro Termômetro Conta gotas Água destilada NaCl 3.2 Medidas de massa Para medidas de massa, primeiramente foi realizada a estimativa de peso de três objetos, sendo eles, uma rolha de borracha, um cadinho de porcelana e uma rolha de vidro, definindo qual seria mais pesado e o mais leve. Depois de anotadas as estimativas, foram efetuadas a pesagem dos três objetos na balança analítica e anotados os resultados presentes no quadro 1. Após isso, foi realizada a pesagem de um béquer de 50 mL, após a pesagem, foram adicionadas 50 gotas de água destilada utilizando conta gotas e feita a pesagem de ambos; o mesmo procedimento foi repetido três vezes com a finalidade de medir a massa da água. 4 3.3 Medidas de volume Para medidas de volume, primeiramente foi utilizado um béquer de 100 mL, após a pesagem do béquer vazio, foram adicionadas 20 mL de água destilada, esse volume de água foi medido com uma proveta e realizada a pesagem do béquer novamente. Esse mesmo procedimento foi realizado mais duas vezes e os pesos foram anotadosno quadro 3. Após a secagem do mesmo béquer, o mesmo procedimento foi realizado, porém utilizando uma pipeta volumétrica para adicionar 20 mL de água. O peso foi anotado novamente no quadro 3. Em seguida, com uma pipeta graduada foram transferidos os seguintes volumes (1mL, 2 mL, 5 mL, 1,5 mL, 2,7 mL, 3,8 mL e 4,5 mL de água) para diferentes tubos de ensaio. Posteriormente, foram adicionados 50 mL de água em uma bureta e transferido o volume para um erlenmeyer. Após isso foram adicionados 50 mL a um balão volumétrico e transferido o volume para a bureta. 3.4 Medidas de temperatura Para realizar medidas de temperatura, foram adicionados cerca de 200 mL de água de torneira em um béquer de 250 mL, em seguida a temperatura da água foi medida utilizando um termômetro. Após isso, foi adicionado gelo ao béquer e agitada a mistura, a temperatura foi medida novamente. Posteriormente, utilizando uma balança analítica foram medidas 5g de Cloreto de sódio, no béquer foram adicionados 5g de Cloreto de sódio e gelo. A mistura foi agitada e novamente a temperatura foi medida com o termômetro. 5 4. RESULTADOS E DISCUSSÃO 4.1 Medidas de massa Durante a estimativa de pesos entre os três objetos, sendo eles, uma rolha de borracha, um cadinho de porcelana e uma rolha de vidro, foi obtido os seguintes resultados no quadro abaixo. Quadro1: Dados de massa. Material Ordem de massa estimada Massa média Ordem real Rolha de borracha 2 40,6963g 2 Tampa de vidro 1 58,6134g 1 Cadinho de porcelana 3 20,2677g 3 Em seguida, durante a pesagem de um béquer de 50 mL e obtida sua massa, foram adicionadas 50 gotas de água destilada e feita a pesagem de ambos, o mesmo procedimento foi repetido obtendo os seguintes valores presentes noquadro2. Quadro2: Dados de massa Material Massa 1 (g) Massa 2 (g) Massa do béquer pequeno (50 mL) 27,5480g 27,5480g Massa do béquer + 50 gotas de água 29,5800g 29,5798g Massa de 50 gotas de água 2,0320g 2,0318g O valor da massa de água teve uma pequena variação na segunda pesagem em relação à primeira. 4.2 Medidas de volume Para medidas de volumes, após a pesagem do béquer de 100 mL obteve- se a massa de 46,7200g antes de adicionar água ao mesmo. Após adicionar 20 mL de água, utilizando primeiramente uma proveta e em seguida utilizando uma pipeta, a massa da água obtida foi descrita no quadro a seguir, o mesmo procedimento foi repetidoduas vezes para encontrar a média das três medidas. E por fim calcular o desvio de cada medida em relação aos demais valores. 6 Quadro3: Dados de volume Proveta Pipeta Massa do béquer antes de adição de água 46,72g Massa após a adição 1 de 20 mL de água 66,28g 66,07g Massa após a adição 2 de 20 mL de água 66,12g 66,04g Massa após a adição 3 de 20 mL de água 66,26g 66,06g Massa 1 – 20 mL 19,55g 19,35g Massa 2 – 20 mL 19,60g 19,32g Massa 3 – 20 mL 19,54g 19,34g Média das três medidas 19,56g 19,33g Desvio de cada medida em relação a média 1 0,01 0,02 Desvio de cada medida em relação a média 2 0,04 0,01 Desvio de cada medida em relação a média 3 0,02 0,01 Média dos desvios 0,00334 0,00334 A partir dos valores do quadro3 de medidas de volume, pode-se perceber que o valor da média obtida da massa da água utilizando a pipeta se aproximou dos valores encontrados do que os valores utilizando a proveta, com isso pode-se concluir que a pipeta é mais precisa do que a proveta. 4.3 Medidas de temperatura Inicialmente, a temperatura de cerca de 200 mL de água medida no béquer foi de 25°C. Após adicionar gelo ao béquer e agitada a solução, a temperatura foi medida novamente e foi observado que ela diminuiu, obtendo 7°C. Logo em seguida, quando foram adicionadas 5g de Cloreto de sódio e agitada novamente a mistura, a temperatura foi verificada e novamente foi obtido um valor menor do que a medida anteriormente, sendo ela referente a 3°C, como se pode ver no quadro a seguir. Quadro 4: Dados de temperatura Substância Temperatura (°C) Água pura 25°C Água pura + gelo 7°C Água pura + gelo + NaCl 3°C 7 Como a temperatura de fusão da água é de 0ºC, ao adicionar sal ao gelo a fusão ocorre a uma temperatura inferior a essa, ou seja, reduz a temperatura pela qual a água passa do estado sólido para o líquido. 8 Exercícios de fixação 1. Classificar e descrever os principais utensílios de vidro utilizados em laboratório de química. Balanças analíticas usada para se obter massas com alta exatidão. Balanças semi-analíticas são também usadas para medidas nas quais a necessidade de resultados confiáveis não é crítica. Béquer ou Becker sua principal função é trabalhar com líquidos. São usados na maioria das vezes para fazer reações entre soluções, usados para dissolver diversas substâncias sólidas, efetuar reações de precipitação e preparar soluções simples. Cadinho geralmente é feito de porcelana. Serve para calcinação (aquecimento a seco e muito intenso) de substâncias. Conta Gotas utilizado quando se deseja adicionar a uma reação/solução apenas algumas gotas de um determinado líquido, que pode ser um indicador, ou solvente, etc. Pipeta Volumétrica usada para medir e transferir volume de líquidos, não podendo ser aquecida, pois possui grande precisão de medida. Mede um único volume, o que caracteriza sua precisão. Pipeta Graduada utilizada para medir pequenos volumes. Mede volumes variáveis. Não pode ser aquecida e não apresenta precisão na medida. Mede volumes variáveis e não pode ser aquecida. Termômetro mede a temperatura de substâncias ou do ambiente. Erlenmeyer tem as mesmas finalidades que o béquer ao fazer titulações, aquecer líquidos e dissolver substâncias, dentre outras, mas tem a vantagem de permitir a agitação manual – o seu afunilamento em cima anula o risco de perda de material. Funil é um objeto usado para transferências de líquido de um recipiente para outro. Pode também ser usado para filtrações em laboratório, isto é, na separação das fases de misturas heterogêneas, quando usado com um papel de filtro. A bureta é um instrumento laboratorial cilíndrico, de vidro, colocado na vertical com a ajuda de um suporte que contém uma escala graduada rigorosa, geralmente em cm3 (mL). Possui na extremidade inferior uma torneira de precisão para dispensa de volumes rigorosamente conhecidos em tarefas como a titulação de soluções 2. Descrever a indumentária correta a ser usada no laboratório. Indumentária Apropriada ⦁ Avental de mangas compridas, longos até os joelhos, com fios de algodão na composição do tecido. ⦁ Calça comprida de tecido 9 não inteiramente sintético. ⦁ Sapato fechado, de couro ou assemelhado. ⦁ Óculos de segurança. ⦁ Luvas 3. Por que não se deve usar água para apagar um incêndio em óleo? Qual o procedimento correto? As moléculas de óleo são relativamente grandes e, basicamente, são compostas por muitos átomos de hidrogênio e carbono e alguns poucos de oxigênio — e, às vezes, por outros elementos também. Já a água é composta por moléculas que contam com apenas três átomos e, por incrível que pareça, ela é mais densa do que o óleo, quando adicionamos água ao óleo muito quente, a água vai para o fundo do recipiente graças à diferença de densidade dos dois materiais. No entanto, devido ao calor intenso, a água passa do estado líquido para o gasoso quase instantaneamente, e, quando isso acontece, ela se expande e seu volume pode chegar a ser cerca de 2 mil vezes maior do que o anterior. Isso acaba forçando a chama que se encontra na superfície a subir, além de provocar uma “oxigenação” do óleo, resultando em uma enorme explosão de fogo. Para que a combustão ocorra é necessário o oxigênio do ar. Assim, o correto é não tocar na frigideira, desligar o fogo e colocar um pano úmido por cima da frigideira para impedir que o oxigênio alcance as chamas e, consequentemente, elas se apagarão. 4. Qual a principal conduta quando ocorre uma queimadura com álcali ou com ácidos? Providenciar imediatamente a neutralização do ácido lavando abundantemente o local com solução de sulfato de magnésio(MgSO4), bicarbonato de sódio (NaHCO3). 5. Qual o procedimento adotado em caso de contaminação com metais como chumbo, cobre e mercúrio. Coletá-lo ou cobri-lo com enxofre ou zinco em pó. 6. Em que situações são recomendadas o uso de aparelhos confeccionados em porcelana? Em práticas envolvendo temperaturas mais altas. 10 7. Se você quer realizar uma reação sob agitação manual e deseja evitar perdas de líquidos, que recipiente deve usar? Bastão de vidro. 8. Como deve ser realizada a limpeza do material utilizado no laboratório de química? Logo após o término do experimento, o material de vidro deve ser lavado com água, detergente e o auxílio de uma escova, depois de bem lavado devesse usar água destilada para finalizar a limpeza. 9. Todos os produtos químicos utilizados no laboratório devem estar devidamente rotulados. Quais as três informações mais importantes que devem existir nestes rótulos? Nome do produto, símbolo de perigo e seu significado, riscos específicos. 10. Enumere os principais equipamentos de aquecimento utilizados em laboratório de química? Bico de Bunsen: aquece materiais não inflamáveis; Manta: usado juntamente com um balão de fundo redondo, é uma fonte de calor que possui ajuste de temperatura; Chapa aquecedora: Usada para o aquecimento de substâncias, pode ser usada para agitar soluções. 11. Descreva os principais tipos e usos dos materiais metálicos utilizados em laboratório de química. Espátula, garra, suporte universal, tela de amianto. 12.Qual a diferença em EPC e EPI? Cite exemplos e em que ocasiões são utilizadas. EPI's são equipamentos de proteção individual exemplo o Guarda-pó, luvas, óculos de proteção, EPC's são equipamentos de proteção coletiva exemplo: lavador de olhos, chuveiros de emergência. 11 13. Suponha um recipiente contendo o metal magnésio em pó. No rótulo do referido recipiente vem o seguinte símbolo: Que informação, acerca do magnésio em pó, nos fornece este símbolo? Explosivo. 12 5. CONCLUSÃO Durante o experimento foi possível observar diferenças nos volumes encontrados.Buscando responder os objetivos propostos a essa prática, é possível observar que a partir dos cálculos utilizados em medidas de volume, encontram-se questões relacionadas à precisão e exatidão, ao envolver a média e o desvio padrão dos valores encontrados. De acordo com Baccan (2001) a precisão indica o quanto uma média está próxima da outra e a exatidão está relacionada ao quão próximo o valor medido está do real.Cada ferramenta proporciona maior ou menor precisão de medida, no caso da prática utilizando medidas de volume, podemos concluir que a pipeta volumétrica apresentou maior precisão de volume em relação a proveta. Contudo, o manuseio preciso de cada vidraria, é de extrema importância para o sucesso do experimento. A partir do experimento realizado com medidas de temperatura, pode-se observar que a mesma diminuiu ao adicionar sal à solução, isso pode ser explicado a partir da temperatura de fusão do gelo, que se torna mais baixo ao adicionar sal, já que o sal diminui o ponto de fusão do gelo, fazendo o gelo se fundir. A prática realizada foi capaz de proporcionar também uma compreensão prévia de Energia cinética, que está relacionada à maneira com que as moléculas se comportam em determinado estado físico. De acordo com Atkins (2012) para mudar de estado físico, as moléculas perdem energia cinética e isso varia de acordo com as forças intermoleculares de cada substância. Como o ponto de fusão da água é de 0ºC, ao adicionar o Cloreto de sódio, as moléculas deste sal atraem as de água, diminuindo seu ponto de fusão. Nesta prática a temperatura medida diminuiu 4ºC, desta forma, foi comprovado que a adição de cloreto de sódio à água diminuiu seu ponto de fusão. 13 6. REFERÊNCIAS ATKINS, Peter William; JONES, Loretta. Princípios de química: questionando a vida moderna e o meio ambiente. 5. ed. Porto Alegre: Bookman, 2012. BACCAN, et al. Química Analítica Quantitativa Elementar.3ª.ed. São Paulo: Edgard Bluncher e Instituto Mauá de Tecnologia, 2001.
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