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0 UNIVERSIDADE PAULISTA Patrick Marcos Galliardo Moreira RELATÓRIO DE LABORATÓRIO DE COMPLEMENTOS DE QUÍMICA Campinas 2021 1 Patrick Marcos Galliardo Moreira RELATÓRIO DE LABORATÓRIO DE COMPLEMENTOS DE QUÍMICA Relatório de laboratório apresentado para atender as exigências da disciplina de Complementos de Química, do curso de Engenharia Mecânica/ Engenharia Mecatrônica da Universidade Paulista – UNIP. Campinas 2021 2 SUMÁRIO 1 INTRODUÇÃO..................................................................................................3 2 EQUIPAMENTOS E REAGENTES...................................................................4 3 PROCEDIMENTOS ..........................................................................................5 4 RESULTADOS E DISCUSSÃO........................................................................6 5 CONCLUSÃO ...................................................................................................7 REFERÊNCIAS ...................................................................................................8 3 1 INTRODUÇÃO O percentual obrigatório de etanol anidro combustível na gasolina comum é de 25 a 27%. A vantagem de misturar a gasolina com o etanol é a menor liberação de dióxido de carbono no meio ambiente. Retirado de: “duvidasgasolina.petrobras”, 2021 e “Jennifer Rocha Vargas Fogaça”, 2020. O carvão mineral é um combustível fóssil extraído da terra por meio da mineração. Sua origem se dá a partir da decomposição da matéria orgânica (restos de árvores e plantas) que se acumulou sob uma lâmina de água há milhões de anos. O soterramento dessa matéria orgânica por depósitos de argila e areia provoca o aumento na pressão e na temperatura, o que contribui para a concentração dos átomos de carbono e expulsão dos átomos de oxigênio e hidrogênio (carbonificação). A hulha pode ser subdivida em dois tipos principais: o carvão energético e o carvão metalúrgico. O primeiro, também chamado de carvão-vapor, é considerado o mais pobre e é usado diretamente em fornos, principalmente em usinas termelétricas. Já o carvão metalúrgico, ou carvão de coque, é considerado nobre. O coque é um material poroso, leve e de brilho metálico, usado como combustível na metalurgia (altos- fornos). A hulha também é usada na produção de alcatrão. Antracito possui combustão lenta, sendo indicado para o aquecimento doméstico. Retirado de “ecycle”, 2019. O Poder Calorífico de combustíveis é definido como a quantidade de energia interna contida no combustível, sendo que quanto mais alto for o poder calorífico, maior será a energia contida. O poder calorífico inferior é a quantidade de calor que pode produzir 1kg de combustível, quando este entra em combustão com excesso de ar e gases de descarga são resfriados até o ponto de ebulição da água, evitando assim que a água contida na combustão seja condensada. O poder calorífico superior é a quantidade de calor produzida por 1 kg de combustível, quando este entra em combustão, em excesso de ar, e os gases da descarga são resfriados de modo que o vapor de água neles seja condensado. O poder calorífico do etanol combustível comum é de 5.380 kilocalorias por litro (kcal/l) e o do querosene de 8.300 kcal/l. Líria, Souza, 2010. 4 2 EQUIPAMENTOS E REAGENTES 2.1 Teor de álcool na gasolina • Proveta de 100 mL; • 50 mL de gasolina; • 50 mL de solução saturada de NaCl; • 1 bagueta. 2.2 Determinação de umidade em carvão mineral • 1 cadinho de porcelana; • 2 gramas de carvão mineral; • 1 peneira de malha 60; • Balança digital; • Estufa; • 1 dessecador com sílica; • 1 pinça tenaz; • 1 luva térmica. 2.3 Determinação de cinzas em carvão mineral • 1 cadinho; • 2 g de carvão mineral; • 1 peneira de malha 60; • 1 balança digital; • 1 mufla; • 1 fio de platina; • 1 pinça tenaz; • 1 luva térmica 5 2.4 Poder calorífico do etanol e do querosene • 2 latas de alumínio vazias; • Suporte universal; • Garra; • Argola; • Arame para fixar a lata de alumínio na argola; • Lamparina com etanol; • Lamparina com querosene; • Proveta de 100 mL; • Fósforos; • Termômetro de -10 a 110 °C; • Balança digital. 2.5 Determinação do ponto de fulgor e do ponto de inflamação • Aparelho de Cleveland; • Termômetro; • Etanol; • Gasolina 6 3 PROCEDIMENTOS 3.1 Teor de álcool na gasolina Coloque 50mL de gasolina dentro de uma proveta de 100mL, e complete com 50mL de solução saturada de NaCl. Misture bem os compostos com uma bagueta e mantenha em repouso até separar as duas camadas liquidas. Após isso, é possível observar o álcool se misturar com a solução saturada de NaCl e se separar da gasolina. Com esse resultado podemos entender a porcentagem de álcool presente na gasolina. 3.2 Determinação de umidade em carvão mineral Inicie pesando o cadinho vazio e após ter a informação da massa, passe 2g de carvão mineral em uma peneira de malha 60, para incluir cerca de 1mg de carvão dentro do cadinho. Novamente, pese o cadinho com o carvão mineral incluído. Após anotar a massa do cadinho vazio e a massa do cadinho com o carvão, inclua na estufa a 105°C e aqueça por 1 hora e 30 minutos. Retire da estufa e coloque em um dessecador até atingir a temperatura ambiente. Pese novamente o cadinho e anote essa massa. Após finalizar o procedimento é obtido a umidade do carvão. 3.3 Determinação de cinzas em carvão mineral Procedimento não realizado. 3.4 Poder calorífico do etanol e do querosene É necessário realizar os procedimentos em duas etapas: ➢ Querosene Inclua querosene até o topo da lamparina, pese e anote essa massa. Após a lamparina estar de acordo, coloque 100mL de água da torneira dentro de uma lata de alumínio, utilize a proveta para incluir a medida correta de água. Coloque no suporte universal a argola e fixe a lata de alumínio com auxílio do arame, após isso, coloque a garra no suporte universal e prenda o termômetro de forma que fique mergulhado na água, mas, que não encoste no fundo da lata de alumínio. Anote a temperatura da água. Insira a 7 lamparina embaixo da lata e mantenha acessa a chama até atingir 90°C, depois de atingir, apague a lamparina. Para finalizar, pese-a novamente. ➢ Álcool Refaça o mesmo procedimento utilizando álcool dentro da lamparina. Com esse procedimento, podemos definir a quantidade de energia absorvida pela água na queima de cada combustível. 3.5 Determinação do ponto de fulgor e do ponto de inflamação A turma EM6Q12 não realizou o experimento por motivo de que a aula seria no dia da prova. 8 4 RESULTADOS E DISCISSÃO 4.1 Teor de álcool na gasolina No cálculo real, utilizamos 50ml de gasolina e 50ml de solução saturada de NaCl. Após misturar, calculamos a porcentagem do álcool da seguinte forma: • (38) % do etanol = 100 – ((38) 2x o volume da gasolina) obtivemos o resultado de 24%, bem próximo da porcentagem permitida. 4.2 Determinação de umidade em carvão mineral Ao analisar esse procedimento, podemos dizer que o carvão é classificado de acordo com sua concentração de carbono, quanto maior a porcentagem de carbono maior será seu nível de pureza e potencial energético, ambos aumentam proporcionalmente. Utilizando a formula para determinar a umidade do carvão: • %U = (m1-m2/m) * 100 = - 3,9215 M = massa do carvão; (1,02) M1 = massa do cadinho + carvão antes do aquecimento (22,54+1,02 = 23,56) M2 = massa do cadinho + carvão depois do aquecimento (22,54+1,06 = 23,60). 4.3 Determinaçãode cinzas em carvão mineral Procedimento não realizado. 4.4 Poder calorífico do etanol e do querosene Utilizamos a formula: • Q = m. c. Delta t • Massa consumida do combustível - Q do combustível X 1g do combustível – x ou y obtivemos os seguintes resultados: Q do Etanol = 6900 cal e X = 1232,14 cal Q do Querosene = 6900 cal e Y = 1500 cal. 9 4.5 Determinação do ponto de fulgor e do ponto de inflamação A turma EM6Q12 não realizou o experimento por motivo de que a aula seria no dia da prova. 10 5 CONCLUSÕES Os experimentos são muito importantes como já é de nosso conhecimento. Por exemplo, para não sermos enganados em postos de gasolina com uma gasolina alterada fora das normas, e sermos prejudicados, também percebemos que com o experimento da gasolina chegamos perto à quantidade mínima de álcool na gasolina, mas não chegamos no valor ideal, tivemos 1% abaixo do que seria o valor de álcool correto na gasolina. Com o experimento de umidade do carvão percebemos a diferença de um carvão com alta umidade e de um com baixa umidade. O carvão quando tem uma umidade muito alta dificulta em sua produtividade, por exemplo ele não tem o mesmo poder inflamatório de um carvão com uma baixa umidade. Sobre o poder calorifico podemos notar uma diferença muito interessante entre o querosene e o álcool, o querosene atinge uma alta temperatura muito mais alta que o álcool e também queima em maior quantidade a lata de refrigerante utilizado em aula, com esse experimento nós conseguimos ver a diferença da potência dos combustíveis. 11 REFERÊNCIAS Teor do álcool na gasolina, retirado de: “duvidasgasolina.petrobras”, 2021 e “Jennifer Rocha Vargas Fogaça”, 2020. Poder calorifico, retirado de: “ecycle”, 2019 Carvão, retirado de Líria, Souza, 2010.
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