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UNIVERSIDADE ESTADUAL DE FEIRA DE SANTANA DEPARTAMENTO DE CIÊNCIAS EXATAS - DEXA CIÊNCIAS BIOLÓGICAS - LICENCIATURA RELATÓRIO: TÉCNICAS SIMPLES DE LABORATÓRIO I: TÉCNICAS DE AQUECIMENTO; TESTE DE CHAMA LÍCIA FERNANDA ANDRADE DE OLIVEIRA LUCAS THADEU SANTOS SOUZA LUIZ GUSTAVO LIMA CORDEIRO FEIRA DE SANTANA, 2019 LÍCIA FERNANDA ANDRADE DE OLIVEIRA, LUCAS THADEU SANTOS SOUZA E LUIZ GUSTAVO LIMA CORDEIRO RELATÓRIO: TÉCNICAS SIMPLES DE LABORATÓRIO I: TÉCNICAS DE AQUECIMENTO; TESTE DE CHAMA Relatório da aula prática de Química sobre técnicas simples de laboratório, da Disciplina Química aplicada à Biologia EXA 418 – P2.3, do curso de Ciências Biológicas - licenciatura, para obtenção de parte da nota da primeira unidade, sob orientação da Prof.ª Beatriz dos Santos Santana. FEIRA DE SANTANA, 2019 INTRODUÇÃO: O presente relatório tem como base a análise de técnicas simples laboratoriais: técnicas de aquecimento e teste de chama. Ao todo, foram realizados três experimentos, são eles: aquecimento em tubo de ensaio, aquecimento em cadinho e teste de chama. O aquecimento em tubo de ensaio e em cadinho são processos simples que consiste, basicamente, em aquecer uma determinada solução, foi usado o Cloreto de cobalto hexahidratado (0,4 mol/L), e aquecer o sólido Sulfato de cobre pentahidratado, respectivamente. Já o teste de chama exigiu um pouco mais de atenção, pois foi necessário fazer o experimento na capela por conta do metanol. Observando assim, cada mudança que ocorreu. OBJETIVO: O objetivo dos procedimentos foi observar a variação de coloração de cada elemento químico analisado exposto ao aquecimento e ao fogo e explicar o porquê de cada resultado obtido com as experiências. MATERIAIS E MÉTODOS: EXPERIÊNCIA 1: aquecimento em tubo de ensaio: - Tubo de ensaio (2); - Cloreto de cobalto hexahidratado (0,4 mol/L); - Pinça de madeira; - Lamparina a álcool; - Galeria; - Conta gotas com medida; Para realizarmos essa primeira experiência, adicionamos, com a ajuda de um conta gotas com medida, 1 Ml de uma solução 0,4 mol/L de cloreto de cobalto hexahidratado em dois tubos de ensaio. Em seguida, como auxílio da pinça de madeira, pegamos um dos tubos de ensaio, já com a substância (CoCl2. 6H2O), e aquecemos em uma lamparina a álcool, fazendo movimentos circulares para que toda a solução obtivesse a mesma temperatura. Após cerca de 5 segundos depois de a solução aquecer bastante e formar bolhas, retiramos o tubo de ensaio de cima da lamparina e colocamos na galeria, onde também deixamos o outro tubo de ensaio. É importante salientar que o uso da pinça de madeira é de total importância para a segurança pessoal e, para aquecer a substância, mantivemos distância do rosto e o tubo de ensaio estava sempre inclinado para o lado oposto a nós, que não houvesse ninguém. EXPERIÊNCIA 2: aquecimento em cadinho: - Balança; - Sulfato de cobre pentahidratado; - Vidro de relógio; - Almofariz e pistilo; - Cadinho; - Espátula; - Placa de aquecimento; - Pinça específica; - Becker (100 mL); - Conta gotas; - Água destilada; Depois de aprendermos as técnicas de pesagem na aula anterior, medimos, numa balança, 0,15g de sulfato de cobre pentahidratado em um vidro de relógio. Após isso, passamos a substância, com auxílio da espátula, para um almofariz e a trituramos até obtermos um pó fino e com isso, mais fácil da aquecer. Transferimos a massa triturada, novamente com a ajuda da espátula, para um cadinho e aquecemos em uma placa de aquecimento a uma temperatura de 100°C. Depois de cerca cinco minutos aquecendo, desligamos a placa de aquecimento, e com a ajuda da pinça específica, retiramos o cadinho e colocamos para esfriar até a temperatura ambiente. Esperamos exatos dez minutos. A seguir, pegamos um pouco de água destilada em um Becker e com o auxílio de uma conta gotas, gotejamos duas gotas dessa água sobre a substância que está no cadinho. EXPERIÊNCIA 3: teste de chama: - Vidros de relógio (5); - Etiquetas (5); - Espátula; - Papeis toalha (5); - Conta gotas; - Palitos de fósforo; - Metanol; - Nitrato de Bário; - Sulfato de cobre (II); - Nitrato de sódio; - Cloreto de estrôncio; - Cloreto de potássio; Nessa última experiência, requereu o uso da capela por causa do metanol, devido à sua alta toxicidade. Primeiramente, colocamos os vidros de relógio sobre a bancada da capela formando uma fila. Em frente a cada vidro de relógio colocamos uma etiqueta de identificação com o nome do sal a ser utilizado. Com a ajuda da espátula, fomos pegando um pouco de cada sal e colocando no vidro de relógio condizente. É importante frisar que, sempre após a espátula entrar em contato com algum sal, limpamos com o papel toalha para pegar outro sal novamente, e assim, não haver nenhuma interferência na experiência. Utilizamos um conta gotas para colocar algumas gotas de metanol sobre o sal do 1º vidro de relógio, até umedecê-lo. Após isso, acendemos um palito de fósforo, e com cautela, aproximamos do sal e observamos a cor da chama. Repetimos esse mesmo processo com os outros sais. RESULTADOS E DISCUSSÕES EXPERIÊNCIA 1: logo após a finalização desse experimento, foi possível notar que a solução 0,4 mol/L de cloreto de cobalto hexahidratado, depois de aquecido, passou a possuir um volume menor, por conta da vaporização. Houve mudança na tonalidade da cor (ficou com a cor mais forte), pois, com a vaporização, algumas moléculas de água evaporaram tornando a solução mais concentrada. Isso se dá por causa dos diferentes pontos de ebulição. SUBSTÂNCIA PONTO DE EBULIÇÃO CoCl2 1.049 °C H2O 100 °C EXPERIÊNCIA 2: depois de concluir essa experiência e analisarmos o resultado, entendemos que o sulfato de cobre pentahidratado quando aquecido, perde suas moléculas de H2O fazendo sua cor passar do azul para o branco. Quando colocamos as duas gotas de água no sólido, ele recebe moléculas de H2O novamente e retorna a sua cor anterior (azul). CuSO4 5H2O aquecimento desidratação da substância adiciona água substância hidratada novamente. Informação extra: 1min50seg Substância começa a embranquecer 5min Substância completamente branca EXPERIÊNCIA 3: Após finalizarmos essa experiência, obtivemos os seguintes resultados: Nome do sal Fórmula Cor do sal Cátion Ânion Cor da chama Comprimento de onda (aproximado) Nitrato de bário Ba(NO3)2 Branco Ba NO3 Amarela 550 nm – 600 nm Sulfato de cobre (II) CuSO4 5H2O Azulado Cu SO4 Verde 500 nm – 550 nm Nitrato de sódio NaNO3 Branco Na NO3 Laranja 590 nm – 600 nm Cloreto de estrôncio SrCl2 Branco Sr Cl Vermelha 600 nm – 700 nm Cloreto de potássio KCl Branco K Cl Lilás 400 nm – 420 nm A partir dos resultados obtidos, foi possível entender o processo e a relação com a teoria atômica de Bohr. Os elétrons saíram do seu respectivo nível de energia porque foram excitados por uma energia externa: o fogo. Ao se aplicar energia no átomo, a excitação causou o salto quântico, onde o elétron “pulou” para níveis mais externos. No momento em que não teve mais energia sendo aplicado nesse elétron, ele voltou ao seu estado fundamental liberando a mesma quantidade de energia absorvida em forma de fóton de radiação eletromagnética, com um comprimento de onda diferente do original. E é a emissão do fóton que permite observar a cor (que varia de elemento para elemento). CONSIDERAÇÕES FINAIS: A partir da conclusão do relatório, foi possível entender as técnicas de aquecimento, o processo de aquecimento dos elementos citados, a relação entre a teoria atômica de Bohr, energia, cor e comprimento de onda e por fim, uma rápida passagem pelas ligações químicas. APÊNDICES: QUESTÕES: 1) Cite três vidrarias ou aparelhos utilizados nesta prática e sua função. Tubos de ensaio: Utilizado geralmente para conter misturas de reação em pequena escala; espátula: destinada à transferência de substâncias sólidas, especialmente em pesagens e almofariz e pistilo: destinados à pulverização de sólidos e à maceraçãode amostras que devem ser submetidas à extração. 2) Diga três precauções específicas a considerar dentro de um laboratório de química. Não fumar, não comer e não beber dentro do laboratório, reações que liberam gases devem ser realizadas na câmara de exaustão (capela) e ao aquecer substâncias ou soluções em tubos de ensaio, não virar a boca do tubo em sua direção ou na de outra pessoa. 3) Quais cuidados se devem ter com uma balança? O que não deve ser realizado dentro de um laboratório em relação às medidas de segurança e proteção física? Manter sempre limpa, não colocar os reagentes diretamente sobre o prato da balança e certificar-se de que os objetos a serem pesados estão limpos e secos. Manter a cabeça e as roupas afastadas da chama, manusear com cuidado vidraria ou peças metálicas aquecidas e não inalar gases ou vapores sem certificar-se de que não são tóxicos. 4) Por que ocorre emissão de radiação após o aquecimento das substâncias? Isto acontece porque o calor excita os elétrons dos átomos originando transições eletrônicas em que há libertação de energia sob a forma de radiação. 5) Justifique a diferença de coloração apresentada pelos espectros dos elementos analisados. Os espectros são diferentes porque os elétrons dos diferentes elementos químicos atingem camadas externas também diferentes ao ganhar energia. 6) O que acontece com o elétron ao receber energia? Quando um átomo absorve energia de uma fonte externa, alguns de seus elétrons ganham energia e são elevados a um nível de energia maior. Quando isso acontece, a energia absorvida pelo elétron é liberada na forma de fóton de radiação eletromagnética, com um comprimento de onda diferente do original. 7) Apresente uma correlação entre as cores observadas e a teoria atômica de Bohr. Na teoria atômica de Bohr, cada elétron apresenta uma quantidade específica de energia. Ao emitir uma energia externa, o elétron consome-a, aumentando seu nível de energia e “saltando” para uma órbita mais externa. Quando não há mais energia sendo aplicada nesse elétron, ele volta a seu estado fundamental liberando a mesma quantidade de energia absorvida em forma de fóton. E é a emissão do fóton que nos permite visualizar as cores. As cores são diferentes porque os elétrons dos diferentes elementos químicos atingem camadas externas também diferentes ao ganhar energia. A emissão da luz depende da diferença de energia entre a camada eletrônica em que o elétron se encontrava e a camada para a qual “saltou” ao receber energia. Por isso, a cor da luz dependerá, sempre, de cada elemento químico. 8) Mostre a correlação entre a cor, energia e o comprimento de onda. Como a luz visível é formada por ondas eletromagnéticas distribuídas numa certa faixa de frequências, e a frequências da onda corresponde a quantidade de energia que ela transporta, temos que, a energia emitida pelo elétron é percebida por nós na forma de luz com a cor determinada pela quantidade de energia liberada. REFERÊNCIAS: Como referenciar: "Eletrosfera e níveis energéticos". Só Biologia, 2008. Disponível em: < https://www.sobiologia.com.br/conteudos/Oitava_quimica/atomo8.php>. Acesso em: 16 de Nov de 2019. PORTUGUAL, PAULO. Espectros da Radiação. Disponível em: < http://profs.ccems.pt/PauloPortugal/CFQ/Espectros/Espectros.html>. Acesso em: 16 de Nov de 2019. De onde vem a cor?. Medium, EasyQuímica, 2017. Disponível em: < https://medium.com/@easyquimica/de-onde-vem-a-cor-29c7af5d38c0>. Acesso em: 16 de Nov de 2019. Como referenciar: "Cor e frequência". Só Física, 2008. Disponível em: < http://www.sofisica.com.br/conteudos/Otica/Refracaodaluz/cor_e_freque.php>. Acesso em: 16 de Nov de 2019. FELICISSIMO, A. M. P. Et AL., “Experiência de Química: técnica e conceitos básicos: PEQ - Projetos de ensino de química. São Paulo: Ed. Moderna Ed. Da Universidade de São Paulo, 1979. . .
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