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1 Aula nº 4 Equilíbrio químico Pretende-se com essa atividade dar ao aluno a oportunidade de fazer experiências que identifiquem, por meio de evidências a olho nu, as substâncias presentes em cada membro de uma reação reversível e o deslocamento da reação provocado por fatores externos. Ao término dessa aula prática, o aluno deverá ser capaz de compreender como a mudança de temperatura ou a alteração da concentração de uma das espécies de uma reação em equilíbrio pode provocar o deslocamento para um ou outro lado da reação. Considerações teóricas Se pensarmos que as reações químicas dependem, dentre outras coisas, de colisões efetivas que ocorrem entre os reagentes, é de se esperar que o mesmo ocorra com os produtos formados. Assim, as reações químicas são reversíveis, ou seja, podem se processar nos dois lados (reagentes � produtos) em maior ou menor intensidade para um ou outro lado. Mesmo as reações ditas irreversíveis que ocorrem muito intensamente para um lado não deixam de possuir uma pequena reversibilidade. O nosso estudo, no entanto, estará voltado para as reações reversíveis, ou seja, aquelas que possuem uma taxa considerável de reagentes e produtos em equilíbrio. 2 Exemplo de equilíbrio molecular 2HI(g) � H2(g) + I2(g) Exemplo de equilíbrio iônico HC2H3O2(aq) � H+(aq) + C2H3O2-(aq) Princípio de Le Chatelier “Se um sistema em equilíbrio é submetido a uma tensão, o sistema muda para aliviar os efeitos da tensão” 3 Procedimento experimental - Equilíbrio químico Experiência nº 1 – Comportamento do cloreto de cobalto em ácido clorídrico a diferentes temperaturas A um becher de 50 ou 100 mL, adicione ponta de espátula de cloreto de cobalto sólido. Dissolva-o em aproximadamente 20 mL de ácido clorídrico 6 mol/L. Anote a cor observada. Transfira para 2 tubos de ensaio essa solução (10 mL em cada). Ensaio 1: Introduza um tubo de ensaio num becher com água e gelo e anote a cor observada. Ensaio 2: Introduza o outro tubo de ensaio para o becher com água fervendo e anote a cor observada. Ensaio 3: Passe o tubo de ensaio que estava no becher com água fervendo para o becher com água e gelo e anote a cor observada. Ensaio 4: Passe o tubo de ensaio que estava no becher com água e gelo para o becher com água fervendo e anote a cor observada. [Co(H2O)6]2+(aq) + 4 Cl-(aq) � [CoCl4]2-(aq) + 6 H2O(l) Rosa Azul Figura 1: Foto mostrando os resultados da experiência 1 A partir das observações realizadas, discuta com seus colegas em qual sentido a reação é exotérmica e em qual é endotérmica e preencha o relatório com as conclusões do grupo. 4 Experiência nº 2 – Comportamento do dicromato de potássio em equilíbrio com cromato de potássio. Adicione aproximadamente 5 mL de solução de dicromato de potássio, previamente preparada pelo técnico, a um tubo de ensaio. Ensaio 1: Junte 1 a 3 mL de NaOH 0,5 mol L-1 até mudança visível de cor. Ensaio 2: Junte, agora, gotas de HCl 06 mol L-1 até mudança visível de cor. Anote as suas observações: Cr2O72-(aq) + H2O(l) � 2 CrO42-(aq) + 2 H+(aq) laranja amarelo esverdeado Figura 2: Foto mostrando os resultados da experiência 2 A partir das observações realizadas, discuta com seus colegas em qual sentido a reação foi deslocada com a adição de NaOH e de HCl e preencha o relatório com as conclusões do grupo. Experiência nº 3 – Equilíbrio ácido-base de um indicador de neutralização Adicione de 5 a 10 mL de água destilada a um tubo de ensaio e, a seguir, adicione 5 gotas do indicador azul de bromotimol. Ensaio 1: Junte 1 gota de HCl 0,1 mol L-1. Ensaio 2: Junte, agora, 1 gota de NaOH 0,1 mol L-1. 5 Ensaio 3: Para concluir, adicione gotas de HCl 0,02 mol L-1, cuidadosamente, até obtenção de coloração intermediária às observadas nos itens acima. HInd(aq) � H+(aq) + Ind-(aq) Coloração A Coloração B Figura 3: Foto mostrando os resultados da experiência 3 A partir das observações realizadas, discuta com seus colegas o significado da cor verde e preencha o relatório com as conclusões do grupo. Experiência nº 4 – Efeito do íon comum Ensaio 1: Adicione de 5 a 10 mL de solução aquosa de hidróxido de amônio a um tubo de ensaio e 5 gotas do indicador fenolftaleína. Anote a cor do meio. A seguir, adicione pequena quantidade de cloreto de amônio sólido e agite bem com bastão de vidro até dissolução do sal. Anote a cor do meio. NH4OH � NH4+ + OH- NH4Cl � NH4+ + Cl- A partir das observações realizadas, discuta com seus colegas como variam as concentrações de OH- e de NH4OH e como varia o pH e preencha o relatório com as conclusões do grupo. Intervalo de pH Azul de bromotimol pH ≤ 6,0 Amarelo pH ≥ 7,6 Azul pH entre 6,0 e 7,6 Verde 6 Figura 4: Foto mostrando os resultados da experiência 4 – ensaio 1 7 Relatório da aula nº 04 – Equilíbrio químico Descreva as suas conclusões sobre o deslocamento do sentido das reações. Experiência nº 1 _______________________________________________________________ _______________________________________________________________ _______________________________________________________________ _______________________________________________________________ Experiência nº 2 _______________________________________________________________ _______________________________________________________________ _______________________________________________________________ _______________________________________________________________ Experiência nº 3 _______________________________________________________________ _______________________________________________________________ _______________________________________________________________ Experiência nº 4 _______________________________________________________________ _______________________________________________________________ ______________________________________________________________ Data da prática: _____ / _____ / _____ Turma: ________________ Professor:_____________________________________________________ Aluno(s):______________________________________________________ _____________________________________________________________
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