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Sumário INTRODUÇÃO 2 REAÇÕES EM SOLUÇÃO AQUOSA – REAÇÕES DE NEUTRALIZAÇÃO ÁCIDO-BASE. 3 PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL 3 MATERIAIS UTILIZADOS 4 PRÉ - TESTE 4 DESCRIÇÃO DO EXPERIMENTO 5 1.1. Escolha do comprimido para o experimento 5 1.2. Segurança do experimento 5 1.3. Preparação do experimento 6 1.4. Preparação da amostra para titulação 7 1.5. Promovendo a titulação da amostra 11 AVALIAÇÃO DOS RESULTADOS 13 FINALIZANDO O EXPERIMENTO 14 ANALISANDO OS RESULTADOS 14 CONCLUSÃO 15 ESTEQUIOMETRIA 16 MATERIAIS UTILIZADOS 17 PROCEDIMENTOS 17 2.1 Segurança do experimento 17 2.2 Mensurando o bicarbonato de sódio 17 2.3 Aquecendo o béquer 17 2.4 Verificando a massa final 17 2.5 Mensurando o bicarbonato de sódio 18 AVALIAÇÕES DOS RESULTADOS 20 CONSIDERAÇÕES FINAIS 21 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 22 INTRODUÇÃO O Relatório de Atividade Prática, da disciplina de Química Geral, com o objetivo no desenvolvimento de atividades através da plataforma da ALGETEC, e etapas compostas de uma pesquisa sobre a fundamentação teórica dos experimentos a serem realizados, e na realização do experimento através da plataforma disponibilizada em seu ambiente virtual como para reconhecer a ocorrência de reações químicas e os aspectos que levam a esse reconhecimento. Além de, observar as reações ocorridas por meio da mistura entre dois reagentes, localizando as misturas que ocasionaram a formação de precipitado, mudança de cor e liberação de gás, que foram características observadas durante o experimento e que estão associadas às reações químicas. Desta forma o aprendizado a química em soluções que é amplamente utilizado nas mais diversas áreas, nesse sentido o conhecimento sobre o preparo de soluções tem fundamental importância tendo em vista que grande parte das reações realmente ocorre em solução aquosa e não aquosa. Uma solução é uma mistura homogênea a de uma ou mais substâncias que podem ser iônicas ou moleculares. A substância em maior quantidade é o solvente, as outras substâncias são chamadas de solutos. Existem soluções no estado sólido, no estado líquido e no estado gasoso, podendo estas dar-nos a conhecer não só a sua composição qualitativa como também a quantitativa. Em geral, a concentração de uma solução indica a quantidade de soluto está dissolvido em um volume particular de solução. O comportamento da solução geralmente depende da natureza do soluto e da sua concentração. O principal método de medir o conteúdo de soluto é baseado na massa (m), mols (n) e volume. A forma mais comumente usada em laboratório é a representação da concentração, em gramas por litro (g/L), porcentagem (%) e mol por litro (mol/L). Além do mais, será estudada a Estequiometria de reações que é o cálculo da quantidade das substâncias envolvidas nestas, feito com base nas leis das reações e executado, em geral, com o auxílio das equações químicas correspondentes. É possível relacionar quantidades de matérias (mols), massa, número de moléculas e volume molar. Este é feito com base nas leis das reações e é executado, em geral, com o auxílio das equações químicas correspondentes. Esta palavra, estequiometria, é derivada do grego: stoikheion = elemento, e metron = medida ou medição. Que nas reações químicas, as substâncias reagem entre si originando produtos em proporções específicas. Desse modo, é possível calcular quanto de produto será formado, ou o rendimento da reação. Se quisermos determinado rendimento, podemos também calcular quanto deverá ser utilizado de reagente. E por meio dos cálculos estequiométricos é possível fazer essas e outras relações específicas. Mas, antes de tudo, precisamos conhecer as proporções existentes entre os elementos que formam as diferentes substâncias. E essas proporções são dadas pelas fórmulas moleculares, percentuais e mínimas ou empíricas. Em virtudes dos fatores mencionados, acontecerá compreensão dos critérios relacionados às reações de neutralização que ocorrem em meio aquoso; Além da realização dos cálculos necessários para determinação quantitativa de uma espécie ácido/base de concentração desconhecida; e a analise dos critérios relacionados à estequiometria de reações, experimentos, cálculos estequiométricos e balanceamentos de reações químicas, possibilitando o desenvolvimento do processo de ensino e aprendizagem na disciplina de Química Geral do Curso de Gestão Ambiental. REAÇÕES EM SOLUÇÃO AQUOSA – REAÇÕES DE NEUTRALIZAÇÃO ÁCIDO-BASE. As reações de neutralização ocorrem quando um ácido e uma base reagem, formando sal e água. Quando misturamos um ácido e uma base, uma substância irá neutralizar as propriedades da outra, pois elas reagem quimicamente entre si e, por isso, essa reação é denominada de reação de neutralização. Assim podemos reconhecer a ocorrência de reações químicas e os aspectos que levam a esse reconhecimento. Além de observar as reações ocorridas por meio da mistura entre dois reagentes, localizando as misturas que ocasionaram a formação de precipitado, mudança de cor e liberação de gás, que foram características observadas durante o experimento e que estão associadas às reações químicas. PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL Figura 1 - Laboratório para realização dos Experimentos em Reação de Neutralização Ácido-Base MATERIAIS UTILIZADOS · Béquer; · Erlenmeyer 125 ml; · Vidro de relógio; · Placa de Petri; · Bureta; · Suporte universal; · Proveta; · Pisseta com água destilada; · Solução alcoólica de fenolftaleína 1% (p/v); · Solução de álcool etílico 99,5%; · Solução de hidróxido de sódio 0,1 mol/L padronizada; · Balança analítica. PRÉ - TESTE I - A titulação de neutralização utiliza indicadores de PH para acompanhar o processo. Os indicadores são substâncias orgânicas fracamente ácidas ou básicas, que podem mudar de cor em uma faixa de PH relativamente estreita. Dessa forma, marque a opção que descreve corretamente a função do indicador na titulação. a) Indicar o ponto de equivalência - O indicador muda de cor no momento final da titulação, quando o titulante reage completamente com o titulado. II - A titulação é um método quantitativo utilizado para determinar a quantidade de certa substância, numa amostra. Para isso, uma solução padrão é utilizada para reagir completamente com a substância de interesse. Esse procedimento deve ser realizado sempre em triplicata, de modo a: b) Aumentar a confiança no procedimento - A coincidência dos valores obtidos indica que o procedimento foi realizado com sucesso. III - No processo de titulação, uma solução com uma concentração conhecida é denominada titulante, e uma solução cuja concentração deve ser determinada é denominada titulado. O sistema é montado com o auxílio de um suporte universal e a titulação ocorre até que o ponto de equivalência seja atingido. Sobre esse sistema, é correto afirmar que, a solução que está sendo titulada, em geral, está contida em um (a): c) Erlenmeyer, o titulado, em geral, é adicionado no Erlenmeyer . IV - O indicador pode ser um reagente ou um produto da reação envolvida, uma substância diferente de outras no sistema, e ainda ser adicionado intencionalmente para alterar a aparência do meio através de mudanças: d) Na coloração e na formação de precipitado, dependendo do indicador, pode ocorrer mudança na coloração do titulado e a formação de precipitados. V - Em todos os tipos de titulação há sempre uma reação entre os componentes da solução padrão (titulante) e os componentes da amostra (analito). Sendo assim, a titulação é concluída quando: e) Todo o analíto é consumido pela adição da solução padrão - O fim da titulação é dado pelo consumo total do analito. DESCRIÇÃO DO EXPERIMENTO 1.1. Escolha do comprimido para o experimento Ao iniciar o experimento deve ser realizada a escolha do comprimido, na qual o escolhido foi o de massa aleatória que varia entre 450 mg e 1000 mg, que na pesagem deu o peso de 700mg. 1.2. Segurança do experimento Em seguida foram utilizados no armário de EPI’s, os equipamentos de proteção individual necessário para realizar o experimento, neste caso, jaleco, óculos de proteçãoe luvas. Figura 2 - Armário de EPI’s 1.3. Preparação do experimento Em seguida, para preparar o experimento foi necessário utilizar as vidrarias que estão no armário de vidrarias e deve ser em colocadas na bancada, logo após no armário de indicadores, pegar o indicador de fenolftaleína e colocar na bancada. Figura 3 - Bancada e armário de indicadores Logo em seguida, deve-se descobrir a massa do comprimido de aspirina selecionado, na qual é acionada na balança analítica e colocado o vidro relógio para que possamos descobrir sua massa. Figura 4 - acionado a balança analítica e colocado o vidro relógio Em seguida é acionada a função TARA, para desprezar a medida do vidro relógio encontrada anteriormente. Figura 5 - função TARA Colocação do comprimido de aspirina no vidro relógio na bancada e em seguida colocado na balança. Figura 6 - Comprimido colocado novamente na bancada 1.4. Preparação da amostra para titulação A massa M = 0,7109g obtida na balança analítica, em seguida foi retirado o recipiente com o comprimido de dentro da balança e colocado novamente na bancada. Figura 7 - Preparação da titulação Para o preparo da titulação, foi colocado o comprimido de Aspirina no Elemayer. Figura 8 - adicionado 20 ml de água destilada na proveta. Em seguida, com a pisseta deve ser posta sobre a proveta e adicionado 20 ml de água destilada na proveta. Figura 9 - Colocado à água destilada da proveta no Erlenmeyer. Em seguida foi colocado a pisseta na bancada e colocado à água destilada da proveta no Erlenmeyer. Figura 10 - a diluição do comprimido na água destilada Logo em seguida, foi realizada a diluição do comprimido na água destilada, na qual foi agitado o Erlenmeyer com a solução. Figura 11 - Solução de álcool etílico 99,5% Em seguida, foi utilizada a solução de álcool etílico 99,5% que está na prateleira de soluções, a qual foi adicionada 20 mL de álcool etílico 99,5% na proveta e depois foi transferido para o Erlenmeyer. Figura 12 - Colocar todo o liquido da proveta no Erlenmeyer Figura 13 - Colocar todo o liquido da proveta no Erlenmeyer Figura 14 - Colocar todo o liquido da proveta no Erlenmeyer Tendo terminado de colocar todo o liquido da proveta no Erlenmeyer, deve ser agitado a solução novamente. Logo após, para finalizar o preparo da solução que será titulada, adicione 3 gotas da solução alcoólica de fenolftaleína ao Erlenmeyer. 1.5. Promovendo a titulação da amostra Logo após, é preparado o titulante na bureta, onde para isso, deva ser colocado 50 mL da solução de hidróxido de sódio 0,1 mol/L padronizada (localizada na prateleira de soluções) no béquer. Figura 15 - Preparado o titulante na bureta Em seguida, certifique-se que a válvula da bureta está fechada, feito isso, coloque o béquer sobre a bureta e despeje o conteúdo. Figura 16 – Despejar o conteúdo no béquer A partir daí, é iniciado o processo de titulação, na qual deve ser colocado o Erlenmeyer sob a bureta, abra a válvula e monitore a cor do fluido no Erlenmeyer. Figura 17 – Processo de titulação Quando houver a mudança na cor do fluido, a válvula deve ser imediatamente fechada e em seguida, anote o volume da solução de hidróxido de sódio gasto para neutralizar o ácido acetilsalicílico contido na solução no Erlenmeyer. Figura 18 – Mudança na cor do fluido Obs.: Repita os procedimentos anteriores para obter a triplicata do resultado. Calcule o teor em massa do ácido acetilsalicílico no comprimido, utilizando as informações obtidas por meio da titulação. AVALIAÇÃO DOS RESULTADOS a) Por que, no processo de titulometria, é importante que a reação seja rápida? A reação deve ser rápida para gerar uma reação única e bem definida, a partir da reação entre constituinte e o reagente titulante. b) Explique por que foi necessário acrescentar álcool etílico 99,5% ao Erlenmeyer? É adicionado o álcool etílico no Erlenmeyer, para que quando colocasse o hidróxido de sódio (NaOH), essa reação se transformasse em uma base forte, mais conhecida como (etóxido de sódio). c) Por que, no processo de titulometria, é importante que a solução contida na bureta seja adicionada lentamente ao Erlenmeyer? É importante que seja adicionando lentamente, pois, como é uma reação entre ácido e base, entre titulado e titulante, ocorre à neutralização em um ponto específico da reação onde tem a mudança da coloração por um indicador, então é de extrema importância que seja por gotejamento, pois assim que ocorrer a mudança da coloração, a válvula tem que ser fechada. FINALIZANDO O EXPERIMENTO Havendo finalizado o experimento, deve ser realizada a limpeza das vidrarias, guardar no armário a solução de KOH e as vidrarias, fechar a capela, desligar o exaustor e desligar a iluminação da capela. Figura 19 - limpeza do Erlenmeyer ANALISANDO OS RESULTADOS Titulação Volume de NaOH Concentração de NaOH ( mol/L) Número de mol de NaOH 1° 26 ml ou 0,026 L 0,1 mol/L n = 0,0026 mol ou 2,6. 10ᶟmol 2° 25,5 ml ou 0,0255 L 0,1 mol/L n = 0,00255 mol ou 2,55. 10ᶟmol 3° 26,5 ml ou 0,0265 L 0,1 mol/L n = 0,00265 mol ou 2,65. 10ᶟmol 1° TITULAÇÃO: nNaOH = MNaOH x VNaOH nNaOH = 0,1 mol x 0,026 L nNaOH = 0,0026 mol/L 2° TITULAÇÃO: nNaOH = MNaOH x VNaOH nNaOH = 0,1 mol x 0,0255 L nNaOH = 0,00255 mol/L 3° TITULAÇÃO: nNaOH = MNaOH x VNaOH nNaOH = 0,1 mol x 0,0265 L nNaOH = 0,00265 mol/L CONCLUSÃO Foi concluído que as soluções ácidas liberam íons H + e que bases dissociam-se em água liberando OH -. O PH é o parâmetro para acidez ou basicidade uma solução, com uma escala de 0 a 14. Quanto mais próximo de zero, mais acida é a solução e, quanto mais próximo 14, mais básica. Valores iguais a sete determinam uma solução neutra. Com a adição de indicadores, verificamos que a solução assume uma coloração que indicará se ela é acida ou básica. A solução de NaOH com fenolftaleína ficou rosa pois era básica. Enquanto que, H2SO4 com fenolftaleína permaneceram incolores. A “interação indicadora solução” não forma precipitados. ESTEQUIOMETRIA A Estequiometria é uma palavra que vem do grego: stoikhein = elemento; metron = medição. Ou seja, é o cálculo que se faz da quantidade de reagente e/ou produtos de reações químicas baseando-se nas leis dessas reações. A estequiometria pode também ser chamada de cálculo estequiométrico. A estequiometria é imprescindível, principalmente na indústria, para o cálculo do rendimento dos processos industriais e da quantidade de reagentes necessária para atingir as expectativas de produção. Para isso, é necessário conhecer as equações que representam as reações químicas envolvidas. Essas equações devem estar com os coeficientes devidamente balanceados. E para a resolução do problema, utilizam-se regras de três simples, que relacionam as informações quantitativas normalmente existentes na própria reação, como, por exemplo, massa molar, volume, mols, massa ou conforme a necessidade do problema. As leis ponderais estão diretamente associadas com a teoria atômica de Dalton, segundo a qual é possível determinar a quantidade das substâncias que participam das reações químicas. De modo geral, conhecendo-se a equação de determinado processo químico, é possível calcular a quantidade de reagentes e produtos presentes. Para isso, é necessário ter conhecimento sobre as relações estequiométricas possíveis. Na estequiometria, é permitido correlacionar as diferentes relações estequiométricas para facilitar os cálculos em diferentes unidades. Assim, é possível determinar: • A previsão da quantidade de produto; • O cálculo da quantidade de reagentes necessários para formar certa quantidade de produtos; • O rendimento da reação; • O cálculo da quantidade dos reagentes, considerando a pureza; • Os reagentes limitantes e os reagentes em excesso. MATERIAIS UTILIZADOS • Bicarbonato de sódio; • Béquer; • Garra; • Bastão de vidro; • Balança; • Bico de Bunsen; • Tripé; • Tela de amianto. PROCEDIMENTOS 2.1 Segurança do experimento Higienize as mãos e coloqueos equipamentos de proteção individual localizados no “Armário de EPIs”. Para verificar a reação de 4,10g de bicarbonato de sódio (NaHCO3) envolvida no teor produzido na efervescência. 2.2 Mensurando o bicarbonato de sódio Ligue a balança e verifique o peso vazio do béquer. Com a espátula, adicione 4,1 g de bicarbonato de sódio no béquer. 2.3 Aquecendo o béquer Ligue o bico de Bunsen e coloque o béquer sobre ele. Coloque o vidro de relógio sobre o béquer e aguarde 1 minuto. Retire o vidro de relógio e agite constantemente o conteúdo com o bastão de vidro por 15 minutos. 2.4 Verificando a massa final Desligue o bico de Bunsen e retire o béquer do aquecimento utilizando a garra. Aguarde 1 minuto para que o conteúdo esfrie. Mova o béquer para a balança e verifique a massa final do conteúdo. 2.5 Mensurando o bicarbonato de sódio Nesse sentido, o experimento que será executado no laboratório virtual avaliará duas hipóteses para a reação de decomposição de bicarbonato de sódio (NaHCO3): Figura 16 – Armário com os EPIs do Laboratório Figuras 17 e 18 – Ligando a Balança do Laboratório para realização do experimento Após verificar o peso vazio do béquer no display da balança, adicione o bicarbonato de sódio no béquer clicando com o botão esquerdo do mouse sobre a espátula de aço. Figura 19 – Preparando para adicionar o bicarbonato de sódio no béquer Despejando a quantidade de 4,1 g de bicarbonato de sódio sobre a espátula de aço. Figura 20 – Colocando o bicarbonato de sódio no béquer Ligando o bico de Bunsen e colocando o béquer sobre o bico de Bunsen no béquer para aquecer. Figura 21 – Colocando o béquer aquecer Acelerando o cronômetro da escala de tempo para 15 minutos do aquecimento do béquer. E sempre agite o conteúdo constantemente com o bastão de vidro. Figura 22 – Colocando o tempo para acelerar para 15 minutos. Verificando a massa final do conteúdo, será desligado o bico de Bunsen. Logo em seguida será retirado o béquer do aquecimento para ser colocado na bancada, depois de decorrido o tempo deve-se aguardar 1 minuto, para fazer o esfriamento. Figura 22 – Desligando o fogo para retirar o béquer e colocar na bancada AVALIAÇÕES DOS RESULTADOS 1. ESCREVA A EQUAÇÃO QUE DESCREVE O PROCESSO OCORRIDO. Equação da reação: 2,60g de Na2CO3 ----- 100 % 2,50g de Na2CO3 --------- z Z = 96% 2. CALCULE O RENDIMENTO REACIONAL. 2,50 x 100 = 250 250 / 2,60 = 96 A água é liberada, pois no início do processo, e a massa obtida. CONSIDERAÇÕES FINAIS A preparação de soluções foi realizada de acordo com os cálculos e as técnicas ensinadas teoricamente, que consistem nas práticas básicas essenciais no processo de análise laboratoriais. A importância da precisão dos cálculos, bem como a utilização correta das vidrarias e equipamentos manuseados é relevante para a segurança nos resultados. A metodologia a ser apresentada em laboratório garantirá sucesso e confiabilidade no procedimento, e a segurança pessoal é indispensável, já que alguns materiais utilizados são ácidos e requerem atenção especial e conhecimento prévio sobre suas particularidades. Desta forma como sabemos que a maioria das reações não obtém o produto final esperado de acordo com os cálculos estequiométricos, podemos por meio de experimentos, determinar a quantidade real produzida a partir das determinadas massas dos reagentes utilizados. Este método é aplicado nas indústrias para se estimar a quantidade do produto final que obteremos no processo. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS -LIMA, Ana Luiza Lorenzen; https://mundoeducacao.uol.com.br/quimica/quimica-inorganica.htm, acesso em 08 de Abril de 2023. - PRAVALER, https://www.pravaler.com.br/quimica-organica-guia-completo; acesso em 08 de Abril de 2023. - DIAS, DIOGO LOPES, Diluição de soluções, Manual da Química. Disponível em https://www.manualdaquimica.com/fisico-quimica/diluicao-solucoes.htm, acesso em 08 de Abril de 2023. - ROSENBERG, J. L.; EPSTEIN, L. M.; KRIEGER, P. J. Química Geral. 9. ed. Porto Alegre: Bookman, 2013. - CHANG, R; GOLDSBY, K. A. Química. 11. ed. Porto Alegre: AMGH, 2013. -FOGAÇA, Jennifer; Graduada em Química; https://www.manualdaquimica.com/quimica-geral/estequiometria-das-reacoes-quimicas. Acesso em 15 de Abril de 2023.
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