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MINISTÉRIO DA EDUCAÇÃO FUNDAÇÃO UNIVERSIDADE FEDERAL DA GRANDE DOURADOS FACULDADE DE CIÊNCIAS EXATAS E TECNOLOGIA RELATÓRIO DE AULA EXPERIMENTAL (AULA V) MISCIBILIDADE E SOLUBILIDADE DISCENTE Selva Priscila Ricardi Orneles PROFESSORA RESPONSÁVEL Prof. Dra. Vânia Denise Schwade Dourados, 15 de junho de 2018 – Brasil 2 SUMÁRIO 1- RESUMO .....................................................................................3 2- INTRODUÇÃO ............................................................................4 3- OBJETIVO ...................................................................................5 4- MATERIAIS E MÉTODOS ...........................................................6 4.1- MATERIAIS ...........................................................................6 4.2- MÉTODOS ............................................................................6 5- RESULTADOS E DISCUSSÃO ...................................................7 6- CLONCLUSÃO ............................................................................12 7- REFERÊNCIAS ...........................................................................13 3 1.RESUMO Realizaram-se experimentos para se observar o conceito de solubilidade/miscibilidade utilizando a água (H2O), acetona (C3H6O), etanol (C2H6O), etilenoglicol (C2H6O2), cloreto de sódio (NaCl), hexano (C₆H₁₄), sacarose (C12H22O11) e t-butanol (C4H10O). 4 2. INTRODUÇÃO Ao se tratar de solubilidade, comumente se ouve falar que o semelhante dissolve o semelhante, ou seja, uma substância polar tende a se dissolver em um solvente polar e uma substância apolar tende a se dissolver em um solvente apolar[1]. Quando adicionamos sal (NaCl) à água (H2O) continuamente em temperatura constante e agitando, é possível observar que, em dado momento, não ocorrerá a dissolução do sal (NaCl); isso ocorrerá quando houver aproximadamente 360 g de sal (NaCl) para cada litro de água (H2O). A partir desse ponto, dizemos que a solução tornou-se saturada ou que a solução atingiu o seu ponto de saturação, pois qualquer quantidade de sal que for adicionada ao sistema irá precipitar ou formar corpo de fundo [2]. Sabe-se que existem três tipos de forças entre moléculas neutras: forças dipolo-dipolo, de dispersãode London e de ligação de hidrogênio. Essas forças também são chamadas forças de Van der Walls.[3] Há também outro tipo de força atrativa que é a força íon-dipolo. 5 3. OBJETIVO Identificar e compreender algumas variáveis que afetam a solubilidades dos compostos orgânicos analisando forças intermoleculares de suas moléculas. . 6 4.MATERIAIS E MÉTODOS 4.1 MATERIAIS 16 tubos de ensaio 7 com gotejadores Acetona (C3H6O) Água (H2O) Bastão de vidro Butanol (C4H10O) Etanol (C2H6O) Etilenoglicol (C2H6O2) Hexano ( C6H14) Cloreto de sódio (NaCl) Papel toalha Pipeta de Pasteur Sacarose (C12H22O11) t-butanol (C4H10O) 4.2 MÉTODOS Adicionou-se 20 gotas de cada solvente ( água, hexano e acetona) em 4 tubos de ensaio, totalizando 12 tubos. Em seguida adicionou-se 10 gotas do composto orgânico nos diferentes tubos de ensaio, onde estavam contidos os solventes. Observou-se o que ocorreu em cada tubo e anotou-se o resultado. Fazendo o uso de uma espátula colocou-se uma pequena quantidade de sacarose (C12H22O11) em 4 tubos de ensaio, em seguida adicionou-se 30 gotas dos solventes (água, hexano, acetona e etanol). Repetiu-se esse procedimento utilizando cloreto de sódio como composto. Observou-se o que ocorreu em cada tubo e anotou-se o resultado. 7 5. RESULTADOS E DISCUSSÃO Teste de solubilidade/miscibilidade utilizando compostos orgânicos: Etanol e água: após adicionar etanol no tubo contendo água, a mistura continuou incolor, apresentando apenas uma fase, tornando-se um composto miscível. Isso se deve a polaridade de suas moléculas. O etanol apresenta uma cadeia apolar (Ch3CH2) e um grupo polar (OH) o que facilita sua dissolução na água que é um solvente polar, pois o seu grupo hidroxila interage com a água formando ligações de hidrogênio. Etanol e hexano: ao adicionar etanol no tubo contendo hexano, pode-se observar que a mistura ficou incolor e turvo. Após deixar o tubo descansar, notou-se a separação dos compostos em duas fases, indicando que o etanol e imiscível no hexano. Essa separação de fazes indica que há diferença na polaridade de suas moléculas, pois o etanol é um composto polar e o hexano é um solvente apolar. Etanol e acetona: ao adicionar etanol no tubo contendo acetona, notou- se que não houve mudança em sua coloração e a mistura tornou-se homogênea, apresentando ser uma mistura miscível. Pois a acetona é um solvente polar. Butanol e água: ao adicionar butanol no tubo contendo água, a mistura obteve duas fases, tornando-se turva. Com isso pode-se concluir que o butanol é imiscível em água, pois mesmo apresentando um grupo hidroxila (OH), este composto obtém uma grande cadeia carbônica tornando-o apolar. Butanol e hexano: ao adicionar butanol no tubo contendo hexano, notou- se que a mistura tornou-se homogênea, indicando que o butanol é miscível no hexano, pois os dois componentes são apolares, eles apresentam grandes cadeias carbônicas. Butanol e acetona: ao adicionar butanol no tubo contendo acetona, pode-se observar que não houve separação de fases e não obteve mudança em sua coloração, indicando que o butanol é miscível em acetona. Isso ocorre porque os dois compostos possuem cadeias carbônicas e grupo hidroxila. A parte apolar do butanol interage com a parte apolar da acetona, assim como a parte polar de ambas também interagem, pois há afinidade entre suas moléculas que facilitam a sua dissolução. 8 T-butanol e água: ao adicionar t-butanol no tubo de ensaio contendo água, pode-se observar que não houve separação de fases e não obteve mudança em sua coloração, indicando que ele é miscível em água. Pois os dois apresentam grupos hidroxilas (OH), o que os tornam compostos polares, facilitando a dissolução do t-butanol. T-butanol e hexano: ao adicionar t-butanol no tubo de ensaio contendo hexano, pode-se observar que não houve separação de fases e não obteve mudança em sua coloração, indicando que ele é miscível no hexano. Pois, apesar do butanol ter um grupo hidroxila (OH) polar, ele também possui uma cadeia carbônica apolar, o que facilita a dissolução do t-butanol no hexano, que é um composto apolar e apresenta uma grande cadeia carbônica. T-butanol e acetona: ao adicionar t-butanol no tubo de ensaio contendo acetona, pode-se observar que não houve separação de fases e não obteve mudança em sua coloração, indicando que ele é miscível na acetona. Pois os dois apresentam grupos hidroxilas (OH), o que os tornam compostos polares, facilitando a dissolução do t-butanol na acetona. Etilenoglicol e água: ao adicionar etilenoglicol no tubo de ensaio contendo água, pode-se observar que não houve separação de fases e não obteve mudançaem sua coloração, indicando que ele é miscível em água. Pois o etileno glicol apresenta dois grupos hidroxila (OH), que o torna muito solúvel em água, pois esses grupos se juntam a água formando ligações de hidrogênio. Etileno glicol e hexano: o adicionar etilenoglicol no tubo de ensaio contendo hexano, pode-se observar que não houve separação de fases e não obteve mudança em sua coloração, indicando que ele é miscível em hexano. Pois Etilenoglicol e acetona: o adicionar etilenoglicol no tubo de ensaio contendo acetona, pode-se observar que não houve separação de fases e não obteve mudança em sua coloração, indicando que ele é miscível em acetona. Pois os dois componentes possuem moléculas polares que interagem entre si, formando uma ligação de hidrogênio. 9 Tabela 1. Solubilidade/miscibilidade de compostos orgânicos em vários solventes. Nome do composto Fórmula molecular Solvente Água Hexano Acetona Etanol CH3CH2OH M I M Butanol CH3 CH2 CH2 CH2OH I M M t-Butanol (CH3)3COH M M M Etilenoglicol CH2OHCH2OH M M M Estruturas moleculares: 1.Etanol 2.Água 3.Hexano 4.Butanol 5.t-butanol 6.Etilenoglicol 7.Acetona Teste de solubilidade utilizando a sacarose: Sacarose e água: ao adicionar água no tubo de ensaio contendo sacarose, pode-se observar que o mesmo é solúvel em água. A sacarose se dissolve totalmente porque ela possui vários grupos hidroxilas (OH) que interagem com as moléculas da água formando várias ligações de hidrogênio. 10 Sacarose e hexano: ao adicionar água no tubo de ensaio contendo sacarose, pode-se observar que o composto não dissolveu na presença do hexano, mantendo seu estado sólido. Essa dissolução não foi possível porque o hexano não possui nenhum grupo hidroxila (OH) para interagir com as moléculas hidroxílicas (OH) da sacarose. Pois, somente semelhante dissolve semelhante. Sacarose e acetona: ao adicionar acetona no tubo de ensaio contendo sacarose, pode-se observar que o composto não se dissolveu na presença da acetona. Pois a acetona, mesmo tendo um grupo hidroxila (OH), não possui força intermolecular suficiente para quebrar as ligações de hidrogênio da sacarose. Sacarose e etanol: ao adicionar etanol no tubo de ensaio contendo sacarose, pode-se observar que o composto não se dissolveu na presença do etanol. Pois, apesar do etanol possuir um grupo hidroxila (OH), ele não tem força suficiente para quebrar as ligações de hidrogênio, que são ligações extremamente fortes, das moléculas de sacarose. Tabela 2. Solubilidade da sacarose em alguns solventes. Nome do composto Fórmula molecular Solventes Água Hexano Acetona Etanol Sacarose C12H22O11 S I I I Estrutura molecular da sacarose: Teste de solubilidade utilizando cloreto de sódio: Cloreto de sódio e água: ao adicionar água no tubo de ensaio contendo cloreto de sódio (NaCl), pode-se observar que o mesmo é solúvel em água. Isso ocorre porque a molécula de cloreto de sódio possui uma parte negativa (Cl-) e uma parte positiva (Na+), assim como a água (H+ e O-). Quando o NaCl entra em contato com a água, seus íons (Cl-) 11 atraem o lado positivo da água (H+) e seu lado positivo (Na+) atrai o lado negativo da água (O-). Cloreto e hexano : ao adicionar hexano no tubo de ensaio contendo cloreto de sódio, pode-se observar que não houve dissolução, pois o hexano possui somente moléculas apolares. Essas moléculas não interagem com as moléculas do cloreto de sódio, que é um solvente polar. Cloreto de sódio e acetona: ao adicionar acetona no tubo contendo cloreto de sódio, pode-se observar que não houve dissolução. Isso ocorre porque a acetona tem polaridade, não possuindo força suficiente para quebrar ligações iônicas. Cloreto de sódio e tanol: ao adicionar etanol no tubo contendo cloreto de sódio, pode-se observar que não houve dissolução. Assim como a acetona o etanol também tem baixa polaridade, por esse motivo suas moléculas não possuem força de interação molecular suficiente para quebras ligações iônicas. Tabela 3. Solubilidade do cloreto de sódio em alguns solventes. Nome do composto Fórmula molecular Solventes Água Hexano Acetona Etanol Cloreto de sódio NaCl S I I I Estrutura molecular do cloreto de sódio: 12 6. Conclusão Conclui-se que semelhante dissolve semelhante, ou seja, uma substância polar tende a se dissolver em um solvente polar e uma substância apolar tende a se dissolver em um solvente apolar. 13 7. REFERÊNCIAS [1]. Disponível em: W. A. L. J. B. d. A. Cláudia Rocha Martins, “Quimica Nova,” 07 01 2013. [Online]. http://quimicanova.sbq.org.br/imagebank/pdf/Vol36No8_1248_25ED12977_cor. pdf. [Acesso em: 24/06/ 2018]. [2]. Disponível em: N. d. L. Dutra, “Educação,” Globo, [Online]. http://educacao.globo.com/quimica/assunto/solucoes/solubilidade.html. [Acesso em: 26/06/2018]. [3]. Disponível em: Theodore L. Brown; H. Eugene LeMay, Jr.; Bruce E. Bursten, Química, a ciência central, 9ª ed. São Paulo: Pearson Prentice Hall, 2005. [Acesso em: 27/062018].
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