Relatório Físico Química

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UNIVERSIDADE PAULISTA- UNIP
 RELATÓRIO DE AULA PRÁTICA
CURSO: FARMÁCIA DISCIPLINA: FÍSICO-QUÍMICA
ALUNA: MARCELA ALVES DE OLIVEIRA
RA: 0410288 POLO: PARAÍSO/VERGUEIRO
DATA: 27/03/2022
1. INTRODUÇÂO
	A físico-química é um dos três ramos principais da química, juntamente a química inorgânica e a química orgânica, esta disciplina aborda os princípios da química e os fenômenos que são observados nas reações químicas. Neste relatório iremos abordar sobre solubilidade de soluções, curva de solubilidade, caracterização físico-química de coloides, preparo de soluções com diferentes concentrações, cinética química, Lei de Le Chatelier, equilíbrio Iônico e efeito tampão – Lei de Henderson-Hasselbalch.
	As dispersões são formulações onde ocorre a união entre duas ou mais espécies químicas e está poderá se apresentar nos estados sólido, líquido ou gasoso. Toda dispersão é formada por duas fases: a fase dispersa e a fase dispersante (NEVES, VIEIRA,2021).	
Existem três classes de dispersões: soluções, coloides e suspensões. A soluções são misturas homogêneas de dois ou mais componentes chamados de soluto ou solvente, distribuídos de forma uniforme. Os coloídes são misturas de fase homogênea e o solvente consiste em uma mistura de fases heterogêneas (RIBAS et.al, 2017).
Cada substância ou solução tem a sua curva de solubilidade, que consiste em diagramas que indicam a variação dos coeficientes de solubilidade das substâncias em função da temperatura (RODRIGUES et.al,2019).
A curva de solubilidade está relacionada com a saturação da solução que podem ser estas: solução saturada, solução instaura e solução saturada com corpo no fundo, esses três processos podemos observar durante o experimento na aula prática de laboratório (NEVES, VIEIRA,2021).	
Outro tópico não menos importante realizado no laboratório foi avaliação da constante de solubilidade (Ks) que permite analisar a solubilidade de sal em um solvente apropriado (NEVES, VIEIRA,2021).	
Quando abordado preparo de soluções com diferentes concentrações, aprendemos sobre a Lei de Le Chatelier, que pode ser enunciada da sequinte forma: Quando se provoca uma perturbação em um sistema em equilíbrio, este se desloca no sentido que tende a anular essa perturbação, procurando se ajustar a um novo equilíbrio (CANZIAN,2011).
Processos químicos podem ser alterados por pequenas variações no pH do meio, para isso existem mecanismos que permitem o controle do pH de soluções, conhecido como soluções tampão. O principal objetivo do efeito tampão é controlar o pH de uma solução, porém ele também pode desempenhar função secundária, como o controle da força iônica do meio reacional (ANDRADE, 2020).
Os tópicos abordados nesta introdução foram visto na prática no laboratório e explanado de forma detalhada a seguir:
2. DESCRIÇÃO DA AULA PRÁTICA
2.1 AULA-1 ROTEIRO-1: Solubilidade de Soluções: Caracterização de soluções insaturadas, saturadas e supersaturadas 
Teve como objetivo avaliar a solubilidade de sais em meio aquoso através da determinação de soluções insaturadas, saturadas e supersaturadas.
Procedimentos realizados:
1.1 Parte A: Soluções de tiossulfato de sódio
Foi adicionado 5 ml de água destilada em três tubos de ensaio identificados como A, B e C, pesamos em uma balança semianalítica as seguintes massas de tiossulfato: 1,500g; 3,505g e 7,000g e posteriormente adicionado nos três tubos enumerados respectivamente e agitar. Após foi acrescentado á ponta de uma espátula de tiossulfato de sódio.
Os resultados foram os seguintes: no tubo A (solução insaturada), ou seja dissolveu todo tiossulfato de sódio, B solução insaturada e no tubo C não dissolveu, ou seja, ficou saturado com corpo no fundo.
Parte B: Questões 
I- Sabendo-se que o coeficiente de solubilidade para Na2S2O3 é igual a 70,1 g/100 g a 20 ºC, como poderemos caracterizar as três soluções preparadas (tubos A, B e C)? Demonstre os cálculos.
70,1g _____________ 100g H2O
 X ______________ 5g
 X= 70,1x5/100 = 3,505g
II- Equacione o equilíbrio de solubilidade referente a esta solução de Na2S2O3.
Na2S2O3 2Na+ + S2O3-
III- Tendo em vista que a solubilidade do Na2S2O3 corresponde a 0,2255 mol.L-1, determine qual será a concentração de íons de sódio (Na+) presentes em uma solução saturada desse sal.
Na2S2O3 2Na+ + S2O3-2 
1 mol 2mol 1mol
0,2255mol/L x
X= 0,2255 x 2 = 0,451mol/L
IV-Determine a constante de equilíbrio de solubilidade (KPS) para o Na2S2O3
Kps= [ Na+]2 + [ S2O3]1
Kps= 0,451x0,2255 = 0,04587
V- Identifique se ocorreu algum efeito térmico que permita caracterizar o fenômeno de solubilização desse sal como endotérmico ou exotérmico.
Ocorreu efeito exotérmico
1.2 Soluções de sulfato de cloreto de amônio (NH4Cl)
PARTE A: Preparo e avaliação de soluções insaturadas, saturadas e supersaturadas.
Enumeramos 3 tubos em D, E e F e adicionamos 5 ml de água destilada em cada tubo e mantemos em banho maria na temperatura de 40ºC. Pesamos em balança semianalítica as seguintes massas de sulfato de cloreto de amônio: 0,500 g; 2,290 g; 5,000 g e transferimos para os tubos respectivamente, após agitamos os tubos, verificamos se houve dissolução e acrescentamos aponta de uma espátula de sulfato de cloreto de amônio.
Resultados: Tubo A- Solução Insaturada; Tubo B: Solução saturada e Tubo C: Solução insaturada com corpo no fundo.
PARTE B: Questões
I- Sabendo-se que o coeficiente de solubilidade para NH4Cl é igual a 45,8/100 g a 40ºC, como poderemos caracterizar as três soluções preparadas (tubos D, E e F)? Demonstre os cálculos.
 45,8g___________ 100g H2O
 X _____________ 5g
 X= 45,8 x 5 / 10 = 2,29g
II- Equacione o equilíbrio de solubilidade referente a essa solução de NH4Cl.
 NH4Cl NH4+ + Cl-
III- Tendo em vista que a solubilidade do NH4Cl corresponde a 8,562 mol.L-1, determine qual será a concentração de íons de amônio (NH4+) presentes em uma solução saturada desse sal. 
 [NH4] = [Cl-] = 8,562
IV- Determine a constante de equilíbrio de solubilidade (KPS) para o NH4Cl. 
 Kps= [NH4+] x [Cl-]
 Kps= 8,562 x 8,562= 73,30
V- Identifique se ocorreu algum efeito térmico que permita caracterizar o fenômeno de solubilização desse sal como endotérmico ou exotérmico. 
Ocorreu processo exotérmico
1.3 Avaliação da saturação do sobrenadante em soluções supersaturadas de NH4Cl
Parte A: Teste de saturação do sobrenadante para o NH4Cl.
Com auxílio de pipeta Pasteur foi retirado o sobrenadante observado na solução supersaturada de NH4Cl (tubo F) e transferido para um novo tubo de ensaio identificado como G. Foi adicionado a ponta de espátula de NH4Cl ao tubo G e observamos se ocorreu dissolução ou se foi formado corpo de fundo, mantendo o tubo no banho maria por 40ºC e depois retirado e colocado no banho de gelo por 5 minutos.
Resultado: A solução precipitou quando colocamos no gelo.
2.2. AULA-1 ROTEIRO-2: Solubilidade de Soluções: Curva de Solubilidade 
Montar curvas de solubilidade para avaliar a influência da temperatura sobre a solubilidade das soluções salinas.
Procedimento realizado:
Parte A: Construção da curva de solubilidade.
Enumeramos 8 tubos (1-8), posterior foi pesado e adicionado aos tubos correspondentes às massas de NH4Cl indicadas na tabela a seguir:
Após adicionar completamos com água destilada até a marca de 10 mL e homogeneizamos a solução. Foi colocado em banho maria em temperatura de 20º , após 2 min observamos a condição de solubilidade de cada tubo, fazendo o mesmo procedimento com as seguintes temperaturas: 40ºC, 60ºC e 80ºC. Os resultados de solubilidade de cada tubo estão no quadro a seguir:
	Tubo 
	20 ºC 
	40 ºC 
	60 ºC 
	 80 ºC
	1
	Insaturada
	Insaturada
	Insaturada
	Insaturada
	2
	Saturada
	Saturada
	Saturada
	Insaturada
	3
	Saturada
	Saturada
	Saturada
	Saturada
	4
	Saturada
	SaturadaSaturada
	Saturada
	5
	Saturada
	Saturada
	Saturada
	Saturada
	6
	Saturada
	Saturada
	Saturada
	Saturada
	7
	Saturada
	Saturada
	Saturada
	Saturada
	8
	Saturada
	Saturada
	Saturada
	Saturada
B- Construir a curva de solubilidade em papel milimetrado.
 
 Fonte: autoria própria
2.3 AULA-2 ROTEIRO-1: Preparo e Caracterização Físico-química de Coloides (Gel e Emulsão) 
 
Procedimentos realizados:
PARTE A: PREPARO DA FASE AQUOSA (GEL) 100 ml
Em um béquer higienizado, foi adicionado 100ml de água destilada da fórmula e adicionado metilparabeno (0,180g). Após aquecemos em chapa até total solubilização do metilparabeno, retiramos do aquecimento e pulverizamos 1,0 g de CMC e mantivemos agitação constante. Depois armazenamos em um pote plástico de boca larga com tampa e identificamos. 
PARTE B: PREPARO DA FASE ORGÂNICA – 100 ML.
Em um béquer higienizado, adicionmos 100ml de óleo mineral e depois colocamos 3g de o polisorbato 80. Após armazenamos em um pote plástico de boca larga com tampa e rotulamos. 
PARTE C: PREPARO DA EMULSÃO – 100 ML.
Em um béquer, adicionamos 50 mL da fase aquosa (gel) e colocamos em chapa para aquecer, após colocamos 50 mL da fase orgânica, agitando sempre com bastão de vidro. Retiramos do aquecimento e esperamos alcançar 25ºC, armazenamos em um recipiente plástico. 
PARTE D: CARACTERIZAÇÃO FISICO-QUÍMICA DO GEL E EMULSÃO
1- Avaliação organoléptica
Observamos que o gel ficou no estado físico líquido, homogêneo, de coloração transparente e com odor.
2- Avaliação do pH
Gel: pH = 6.0
Emulsão: pH = 5.0
3- Avaliação do pH de 1 mL da amostra de emulsão diluído em 9 mL de água destilada.
pH ficou 6.0, ou seja ficou um pouco ácido
4- Resistência a centrifugação
Pesar 10g do gel/emulsão e colocar nos tubos Falcon e submeter a centrifugação com a centrifúga a 3000rpm por 30 min.
Observou-se que após a centrifugação não ocorreu nada com o gel, porém a emulsão ficou saturada.
2.4 AULA-3 ROTEIRO-1: Preparo de Soluções com Diferentes Concentrações 
Procedimentos realizados:
Parte 1: Preparo de solução de cloreto de sódio 5%.
Preparamos 50 mL de uma solução de NaCl 5%. Para isso foi calculado a massa necessária de NaCl e pesada em balança semianalítica. Abaixo o cálculo da massa: 
T= m1 x 100 = 0,05 ml= m1 x 100 = 2,5g de Nacl
 V 50
Após pesado, 2,5g foi adicionado em um balão volumétrico e preenchido com água destilada até o menisco. 
Parte 2: Preparo de solução NaOH 0,10M
Preparamos 50 mL de uma solução de hidróxido de sódio 0,10 molar (0,10 mol/L). 
Para tanto, deverá seguimos o seguinte procedimento: 
Efetuamos o cálculo necessário para determinar a massa de NaOH (MM = 40 g.mol-1) a ser pesada em balança semianalítica:
 50 ml – NaOH (0,1M) Mol
 L
 MM= 40g/mol massa NaOH= 0,2g
Após pesar 0,2g de NaOH transferimos para um balão volumétrico e adicionamos água destilada suficiente para dissolver e depois completado com água destilada até a margem do balão volumétrico. Adicionado em um pote de plástico identificado.
Parte 3: Preparo de solução H2SO4 0,2N
Preparamos 50 mL de uma solução de ácido sulfúrico 0,5 normal (0,2N). Para tanto, seguimos o seguinte procedimento: 
Efetuamos o cálculo necessário para determinar a massa de H2SO4 (MM = 98 g.mol-1) necessária para o preparo da solução que foi: m = 0,27 g. Após obtivemos o volume do ácido sulfúrico a ser pipetado, de densidade 1,84 g.mL-1, que foi: V = 0,49g.
Efetuamos a pipetagem correta do soluto (H2SO4) em capela e transferimos, para um béquer contendo 25 mL de água, após transferimos para um balão volumétrico de 50 mL e completamos o volume do balão volumétrico com água destilada até atingir a marca de aferição da vidraria. Colocamos a solução em um pote de plástico identificado.
2.5 AULA-3 ROTEIRO-2: Cinética Química: Efeitos da Superfície de Contato, Temperatura e Concentração na Velocidade de reação.
Teve como objetivo avaliar a influência da superfície de contato e temperatura na velocidade de dissolução de um comprimido e avaliar a influência da força do eletrólito sobre a velocidade de reação.
Parte I: Influência da superfície de contato sobre a velocidade de reação. 
Nomeamos 2 béqueres como: Teste1 e Teste 2 e adicionamos em cada béquer 50 mL de água destilada, após pesamos 2 comprimidos efervescentes separadamente, sendo que o do teste 1 teve peso de: 4,439g e o do Teste 2 teve peso de: 4,405g. O efervescente do teste1 foi colocado inteiro no béquer com água e contado o tempo para dissolver que foi de 01:31s e o outro comprimido foi triturado e colocado no béquer 2 e observado que o tempo para dissolver foi de 30 segundos. Esse experimento mostrou que a superfície de contato tem influência sobre a velocidade de reação, ou seja, quanto menos a superfície, menor o tempo para dissolver o efervescente.
Parte II: Influência da temperatura sobre a velocidade de reação. 
Nomeamos 2 béqueres como teste 3 e teste 4 e colocamos 50 mL de água gelada no Teste 3 e 50 ml de água quente no Teste 4, após pesamos 2 efervescente e colocamos um em cada béquer e com o cronometro observamos o tempo para dissolver o efervescente, sendo que com a água quente dissolveu mais rápido (1min) do que na água gelada (1:38s), mostrando que a temperatura influência sobre a velocidade da reação.
Parte III: Influência do tipo de eletrólito (reagente) sobre a velocidade de reação.
Com auxílio de caneta para marcação em vidro, nomeamos 2 tubos de ensaio como: Forte e Fraco. Ao tubo nomeado como “Forte”, adicionamos 2 mL de ácido clorídrico (HCl 6M), e ao tubo nomeado como “Fraco”, adicionamos 2 mL de ácido acético (H3C-COOH 6M). 
Com o cronômetro iniciamos a contagem do tempo de reação. Sendo que ao tubo “Forte” foi adicionado fragmentos de pó de carbonato de cálcio e observado se ocorreu a liberação de gás durante a reação, travado o cronômetro no momento que foi interrompida a liberação de gás e anote o tempo de 8 segundos. 
No tubo “Fraco” foi realizado o mesmo procedimento e observamos que levou 57 seg, logo concluímos que no tubo forte a velocidade foi maior que o tubo fraco.
 
2.6 AULA-4 ROTEIRO-1: Equilíbrio Químico: Lei de Le Chatelier 
	Teve como objetivo comprovar, experimentalmente, o Princípio de Le Chatelier, analisando o deslocamento do equilíbrio da reação Fe³+/SCN-1.
 Procedimento Experimental
Medimos, 80 mL de água destilada, e transferimos para um béquer, após adicionamos três gotas de solução saturada de FeCl3 e agitamos com bastão de vidro e adicionamos três gotas de solução saturada de NH4SCN e agitar com bastão de vidro, este béquer foi nomeado como solução padrão.
 Enumeramos cinco tubos de ensaio (1 a 5) e transferimos 15 mL da solução recém-preparada para cada tubo de ensaio. 
No Tubo 2 adicionamos pequenas quantidades de NH4Cl sólido. Agitamos até a homogeneização. No Tubo 3 duas gotas de solução saturada FeCl3. Agitamos até a homogeneização. 
No Tubo 4 adicionamos duas gotas de solução saturada NH4SCN. Agitamos até a homogeneização e no Tubo 5 aquecemos banho maria (60 °C).
	Como resultado observamos que o tubo de 2 a 4 mudaram de cor, ficando vermelho sangue e o tubo 5 após aquecimento ficou mais claro que o tubo 1.
1. Discuta os resultados obtidos relacionando-os com a reação de equilíbrio envolvida e o princípio de Le Chatelier. 
	Se SCN- é adicionado a uma solução contendo íons de Fe+3 uma solução de coloração vermelha intensa e formada, devido a presença de [Fe (SCNH2O5)].
	No tubo 3 e 4 a concentração de FeCl3 e NH3SCN dobrou em relação ao inicio da reação, assim o deslocamento do equilíbrio foi para a direita, gerando produtos com maior velocidade pela maior concentração de reagentes.
	Já no tubo 2 que possui maior concentração de NH4Cl aumentou provocando um deslocamento do equilíbrio para a esquerda, produzindo reagente com maior velocidade.
2.7AULA-4 ROTEIRO-2: Equilíbrio Iônico e Efeito Tampão – Lei de Henderson-Hasselbalch 
 	Teve como objetivo comprovar, experimentalmente, o Equilíbrio Iônico e a relação entre este equilíbrio e a Equação de Henderson-Hasselbalch.
Procedimento Experimental
Parte A: Formação de uma solução tampão entre um ácido fraco e seu sal associado.	
Pesamos, em balança apropriada, 2,7 g de NaOH. Com auxílio de proveta apropriada, coletamos 200 mL de solução de ácido acético 4% e transferimos esse volume para um béquer. Nomeamos o béquer como Tampão 0,67M. 
Adicionamos 2,7 g de NaOH em 200 mL de solução de ácido acético 4% e agitamos, cuidadosamente, com auxílio de bastão de vidro. Observamos que essa adição promoverá a reação de neutralização parcial do ácido acético, formando uma solução tampão na concentração 0,67 mol/L.
 Em outro béquer, preparamos uma solução diluída através da adição de 10 mL de solução tampão e 90 mL de água destilada. A concentração final da solução diluída será de 0,0067 mol/L. Nomeamos o béquer como Tampão 0,0067M. 
 Determinamos os valores de pH das duas soluções. A solução 1 o pH foi 4 e a solução 2 o pH foi de 4,63.
Parte B: Análise do equilíbrio iônico do tampão acetato e determinação do pKa para o ácido acético.
1. Através do valor de pH, determine o pKa para o ácido acético, empregando a equação de Henderson – Hasselbach:
pH= pKa + log [0,0067]
 log [0,67]
4,68 = pKa + 0,01 = 4,68 – 0,01 = 4,67
2. Para o caso de necessidade de se preparar um tampão citrato a partir da adição de 20 mL de ácido cítrico (0,1M) em 30 mL de citrato de sódio (0,1M), qual será o pH resultante para essa solução tampão? Dado: pKa = 4,77.
pH = pKa + log[0,1]
 log[0,1]
4,77 + 1 = 5,77
REFERÊNCIAS
1. Vieira MLNA, Neves LCM. Físico Química. – São Paulo: Editora Sol, 2021.
2. Ribas JF, et.al. Soluções saturada, insaturada e supersaturada e suas representações por licenciandos em química. ACTIO, Curitiba, v. 2, n. 2, p. 61-79, jul./set. 2017.
3. Monticeli, André Rodrigues, et al. "DETERMINAÇÃO DA CURVA DE SOLUBILIDADE DE SAIS INORGÂNICOS POR MODELOS MATEMÁTICOS." 15ª Semana de Ciência & Tecnologia 2019-CEFET-MG. 2019. Disponível em: https://www.conferencias.cefetmg.br/index.php/15CET/15CET/paper/view/6132
4. CANZIAN, R. Análise do princípio de Le Chatelier em livros didáticos de química. Dissertação (Mestrado) - Universidade de São Paulo. Faculdade de Educação, Instituto de Física, Instituto de Química e Instituto de Biociências. São Paulo, 2011.
6. Andrade JC. Química Analítica Básica: soluções tampão ácido-base – conceito, teoria e prática. Rev. Chemkeys, Campinas, SP, v.2, 2020. Disponível em: https://econtents.bc.unicamp.br/inpec/index.php/chemkeys/article/view/13548/8867
Gráf1
Solubilidade	
20	40	60	80	37.200000000000003	45.8	55.2	65.599999999999994	
Planilha1
	Temperatura	Solubilidade
	20	37.2
	40	45.8
	60	55.2
	80	65.6
Solubilidade	
20	40	60	80	37.200000000000003	45.8	55.2	65.599999999999994	
y = 0,473x + 27,3R² = 0,99820102030405060700102030405060708090Solubilidade