Relatório 9 - Láb Quí

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UNIVERSIDADE FEDERAL DE ALAGOAS-UFAL
CENTRO DE TECNOLOGIA-CTEC
ENGENHARIA QUÍMICA
propriedades coligativas/ contração de volume/ Teor de álcool na gasolina
CARLOS EDUARDO NUNES DE OLIVEIRA
NORRANE FERREIRA GABRIEL
PEDRO VINICIUS CORREIA DA COSTA
 
MACEIÓ- AL
 FEVEREIRO DE 2022
UNIVERSIDADE FEDERAL DE ALAGOAS-UFAL
CENTRO DE TECNOLOGIA-CTEC
ENGENHARIA QUÍMICA
propriedades coligativas/ contração de volume/ Teor de álcool na gasolina
 Relatório do experimento propriedades coligativas/contração de volume/teor de álcool na gasolina, realizado sob orientação da professora Carmem Lúcia Zanta, como requisito avaliativo da disciplina química experimental II.
MACEIÓ-AL
FEVEREIRO DE 2022
Sumário
FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA	3
OBJETIVOS	5
PROCEDIMENTOS UTLIZADOS	6
RESULTADOS E DISCUSSÕES	8
CONCLUSÃO	11
REFERÊNCIAS	12
FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA
Propriedades Coligativas
As propriedades coligativas das soluções são aquelas que se relacionam diretamente com o número de partículas de soluto que se encontram dispersas em um determinado solvente. Dependem do número de partículas dispersas na solução, independente da natureza dessa partícula. Durante o estudo das propriedades coligativas, sempre é necessário comparar o comportamento da solução com o respectivo solvente puro. As propriedades coligativas se dividem em: Ebulioscopia, Tonoscopia, Crioscopia e Pressão Osmótica.
Dando ênfase a crioscopia, ela representa a redução do ponto de congelamento de uma solução pela adição de um soluto de natureza não iônica e não volátil. Nesse processo, torna-se possível medir a massa molar do soluto adicionado, desde que se conheça a constante crioscópica do solvente, ou vice-versa. 
Baseando-se no estudo físico químico, a crioscopia é fundamentada na Lei de Raoult, que estabelece que a diferença existente entre a temperatura de solidificação de um solvente puro e a temperatura de inicio de congelamento desse solvente quando constituinte de uma solução é diretamente proporcional à concentração molar do soluto na solução. Dessa forma, a variação crioscópica(∆C) é aumentada à medida que aumenta a concentração da solução, logo essa variação é dada pela diferença do ponto de congelamento do solvente (C2) e pelo ponto de congelamento do solvente na solução (C).
	
	
	(1)
Concentração de Volume
As interações entre as moléculas de água se dão por ligações de hidrogênio, portanto essas interações formam vazios entre as moléculas de água devido ao fato de se estabelecerem entre o oxigênio e dois hidrogênios. Entre as moléculas de álcool no etanol vão existir novamente as ligações de hidrogênio, mas com uma intensidade menor. Quando se adiciona água ao álcool, estes vão formar uma mistura não ideal, porque o volume final não corresponde ao total adicionado. Isso é devido a possibilidade de as moléculas de água interagir com as moléculas de álcool, porque possuem ligações intermoleculares semelhantes. Os espaços vazios, entre as moléculas de água vão ser ocupadas pelo álcool, diminuindo o volume total.
Gasolina e Álcool
A gasolina é um produto combustível derivado intermediário do petróleo, na faixa de hidrocarbonetos de 5 a 20 átomos de carbono. É formada por uma mistura de mais de 200 tipos de hidrocarbonetos e outros componentes em menores quantidades. Portanto a gasolina não tem formula definida, ela varia de acordo com o petróleo e processo de refino
No Brasil, antes da comercialização adiciona-se álcool anidrido a gasolina e com essa união formou-se uma mistura homogenia com uma fase. A mistura água-álcool também é um sistema homogêneo com uma fase, só que com propriedades diferentes daquelas das substancias que a compõem. Já a mistura água-gasolina é um sistema heterogêneo com duas fases, portanto se a gasolina que contem álcool se misturar com água, o álcool é extraído pela água e o sistema continua de duas fases, ou seja, gasolina-água/álcool
O álcool contido na gasolina se dissolve na água porque suas moléculas são polares como as da água devido a propriedade que semelhante dissolve semelhante. Para calcular o teor percentual de álcool na amostra da gasolina utilizou-se a equação 2: ()
	
	
	(2)
OBJETIVOS
Verificar o fenômeno de crioscopia, avaliar o fenômeno de contração de volume e verificar o teor de álcool contido na gasolina.
PROCEDIMENTOS UTLIZADOS
Crioscopia
	
Materiais e Reagentes
· 3 tubos de ensaio;
· Termômetro digital;
· Béquer de 250 mL;
· Pipeta;
· Sal grosso;
· Gelo;
· Solução de cloreto de sódio 5%;
· Solução saturada de cloreto de sódio.
Procedimento
· Numerou-se os tubos de ensaio de 1 à 3.
· Adicionou-se 3 mL de água destilada ao tubo 1.
· Adicionou-se 3 mL de solução de cloreto de sódio 5% ao tubo 2.
· Adicionou-se 3 mL de solução saturada de cloreto de sódio ao tubo 3.
· Preparou-se um banho de gelo com pedaços de gelo e sal grosso, na proporção aproximada 3:1.
· Introduziu-se os três tubos de ensaio no banho de gelo, até que o conteúdo ficasse submerso.
· Deixou-se de repouso durante cinco minutos.
· Comparou-se os fenômenos que ocorreram em todos os tubos de ensaio após os cinco minutos.
· Repetiu-se a observação a cada cinco minutos ate que fosse estabelecido a ordem de congelamento da água nos três tubos. 
 
Contração de volume
Materiais e Reagentes
· Proveta de 10 mL;
· Etanol comercial;
· Água destilada;
· Bastão de vidro.
Procedimento
· Preparou-se, em uma proveta de 10 mL, uma solução contendo 5 mL de etanol comercial e 5 mL de água destilada.
· Deixou-se a solução em repouso durante quinze minutos.
· Anotou-se o volume obtido após o repouso.
Determinação do teor de álcool na gasolina
Materiais e Reagentes
· Solução de cloreto de sódio (10% p/p);
· 50 mL de gasolina;
· Proveta de 100 mL;
· 2 béqueres de 250 mL;
· Bastão de vidro.
Procedimento
· Preparou-se, em uma proveta de 100 mL, uma mistura contendo 50 mL de cloreto de sódio (10% p/p) e 50 mL de gasolina.
· Agitou-se a mistura durante alguns segundos.
· Deixou-se em repouso até que ocorresse a separação das fases.
· Calculou-se o volume de cada fase, logo após a separação das fases.
RESULTADOS E DISCUSSÕES
Crioscopia 
Ao preparar o banho de gelo, mediu-se a temperatura onde foi constatado um valor de -14°C. O experimento foi iniciado e os seguintes dados foram obtidos:
Tabela 1 – Crioscopia.
	Tubos
	Solução
	Temperatura(°C)
	Tempo
	Estado
	1
	Água destilada
	-13°C
	5 min
	Congelou
	2
	Água + solução de NaOH
	-14°C
	10 min
	Congelou
	3
	Água + solução saturada de NaOH
	-14°C
	10 min
	Não congelou
Fonte: Autores (2022).
Conforme a tabela 1, é possível ver que o tubo 1 foi o primeiro a congelar, seguido do tubo 2, no entanto o tubo 3 não congelou. Sabendo que no tubo 1 tinha apernas água pura que possui um ponto de congelamento a 0°C na pressão 1 atm, congelou mais rapidamente, já nos tubos 2 e 3 ocorreu um abaixamento crioscopico, pois uma solução com maior número de partículas de soluto congela em uma menor temperatura.
Concentração do Volume
Ao final do experimento, calculou-se o volume obtido na mistura entre 5 mL de etanol comercial e 5 mL de água destilada, o valor final observado foi de 9,85 mL. Isto ocorreu pois quando se adicionou o álcool à água, estabelecem-se ligações de hidrogênio entre as moléculas de ambas as substancias, sendo que essa forte interação faz com que a distancia entre elas diminua. Isso quer dizer que as ligações de hidrogênio entre as moléculas de água foram rompidas para que fossem estabelecidas novas ligações com o etanol, sendo assim, os espaços vazios entre as moléculas de água foram ocupados pelo álcool, diminuindo então o volume total.
Determinação do teor na gasolina
Ao final do experimento, verificou-se que o volume da gasolina foi de 37 mL. Com isso utilizou-se a equação 2 para saber o teor de álcool na gasolina:
Questionário
1. Por que a água pura e a águacom sal não solidificam à mesma temperatura? Justifique.
R: Sabe-se que a água pura congela a 0°C, com a adição do sal, ocorre uma diminuição do ponto de solidificação da água, que antes era de 0°C passa a ser de em média -20°C dependendo da quantidade de sal utilizada. 
2. Considerando que a concentração da solução saturada de NaCl (1L (água) para aprox. 360g (NaCl) determine a temperatura de fusão da solução.
R: 
 
 
 
 
3. Por que não se obtém 10 mL após a mistura entre o álcool e a água destilada?
R: Quando se adicionou o álcool a água, estabeleceu-se ligações de hidrogênio entre as moléculas de ambas as substancias, fazendo com que a distancia entre elas diminua devido a essa forte interação. Isso quer dizer que as ligações de hidrogênio entre as moléculas de água foram rompidas para que fossem estabelecidas novas ligações com o etanol, dessa forma, os espaços vazios entre as moléculas de água foram ocupados pelo álcool, diminuindo o volume total.
4. Por que o álcool pode ser extraído pela solução aquosa durante a determinação de álcool na gasolina?
R: Isso acontece porque o etanol possui uma parte polar e outra apolar, tendo sua parte apolar extraída pelas moléculas da gasolina que também são apolares pela força de dipolo induzido. Mas, a sua parte polar, caracterizada pela presença do grupo OH é traída pelas moléculas de água, que também são polares, realizando ligações de hidrogênio que são bem mais fortes que as ligações do tipo dipolo induzido. Como a água é mais densa, ela ficara na parte inferior e a gasolina na parte superior. 
5. Por que utilizar uma solução aquosa de NaCl e não somente água para determinar o teor de álcool na gasolina?
R: Quando adicionarmos a mistura água e NaCl a gasolina, todo o etanol que estava dissolvido na gasolina é traído pela mistura adicionada. Isso acontece porque o etanol é uma substancia polar e a mistura água e NaCl também apresenta caráter polar. Durante o processo, a gasolina sofre decantação e fica sobre a mistura água e NaCl por apresentar uma densidade menor.
6. É possível separa querosene (mistura de hidrocarbonetos, que são substâncias apolares) de uma mistura querosene-gasolina colocando-a em contato com água ou solução aquosa de NaCl (substância polar)? Por quê?
R: Não, a mistura entre querosene e gasolina existem moléculas com polaridades muito semelhantes, que possuem caráter polar, logo podemos esperar pelo caráter apolar de ambos os componentes, que não haverá a tendencia de qualquer um deles interagir de forma satisfatória com a água. 
CONCLUSÃO
Através do experimento realizado, observou-se a crioscopia, uma propriedade coligativa, no abaixamento crioscópico o ponto de congelamento para soluções com mais partículas de soluto é menor do que as que tem menos partículas, o que foi comprovado no experimento, uma vez que a água pura foi a primeira a congelar, seguida da solução de cloreto de sódio 5%, já a solução saturada de cloreto de sódio não teve ponto de congelamento observado. Percebeu-se também uma contração no volume da mistura entre o etanol comercial e a água destilada, isso devido as moléculas de ambas as substancias interagirem fazendo com que ocorra uma diminuição da distância das moléculas o que resulta na redução do volume. Por fim constatou-se que o teor de álcool presente na amostra de gasolina foi de 26%. 
REFERÊNCIAS
ATKINS, Peter. Físico-Química - Fundamentos. 7. Ed. Rio de Janeiro: LTC, 2002.
BROWN, Theodore; LEWAY, H. Eugene; BURSTEN, Bruce E. Química: a ciência central. 9 ed. Prentice-Hall, 2005.