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4. PÓS-LABORATÓRIO Lista de exercícios. --- Unidade II CAPÍTULO VI – Determinação da viscosidade de um líquido 1) 2) O que é viscosidade Viscosidade é a resistência que um fluido oferece ao escoamento e que se deve ao movimento relativo entre suas partes. 3) Faça um esquema do experimento identificando todo o aparato ESFERAS PROVETA FLUIDO 4) Coloque o passo a passo que deve fazer para se determinar a viscosidade de um fluido pelo método de Stokes. Os materiais para fazer o experimento são: Óleo de soja e Glicerina Balança analítica Termômetro Proveta de 2000 Ml Esferas de vidro Cronômetro Régua graduada Primeiramente pesam-se as esferas de vidro que serão utilizadas Depois se obtém o volume de cada esfera, usando a relação entre a massa e a densidade. Logo em seguida calculamos o raio das esferas. Medimos a distância entre os pontos marcados na proveta, L; e o diâmetro interno da proveta, para termos o raio da proveta, R; Se solta uma esfera bem no centro da proveta e próximo ao óleo/glicerina, e determinamos o tempo que a esfera percorre o trajeto desejado com a ajuda de um cronômetro. Faz-se esse processo com todas as esferas escolhidas. 5) A partir dos dados experimentais calcule a viscosidade do óleo e da glicerina: ÓLEO DE SOJA r= 0,146cm V==8,4106cm/s Vc= 8,4106. () = 2,704cm/s η= = 2,836g/s GLICERINA r= 0,149cm V= = 1,054cm/s Vc= 1,054. = 0,349cm/s η= = 18,17g/s 6) Pesquise qual a viscosidade do óleo na temperatura em que se fez o experimento caso não encontre a mesma temperatura e informe qual a temperatura em que você encontrou viscosidade. Não encontramos o valor para a temperatura de 25ºC que foi utilizada no experimento, porém usando a interpolação para as temperaturas mais próximas, temos: 20ºC --- 59mPas 25ºC --- X 30ºC --- 41,2mPas 0,5. (-17,8) = x – 59 X= 59 – 8,9 X= 50,1 mPas 7) Calcule o erro experimental se houver diferença de temperatura como descrito no item anterior comente esse fato. ε%= - 8) Explique as possíveis fontes de erro. Impurezas no líquido: podem causar flutuações nas medidas Paralaxe: na hora de determinar o momento em que o corpo em queda entra em velocidade constante. Variação de temperatura do ambiente, pode alterar o comportamento durante a medição. Paralaxe: na hora de observar a temperatura do líquido a partir do termômetro. Erro operacional: capacidade técnica do analista Imperfeições nos equipamentos e instrumentos de medição: apresentam valores inexatos. 9) Faça uma pesquisa sobre os outros métodos de se determinar a viscosidade de líquidos. Viscosímetro de vibração: Tem como princípio de medição a utilização de frequências de vibração. Uma barra é inserida no fluído e vibra em uma frequência pré-estabelecida, a partir da potência necessária para manter a barra em uma vibração constante, e a velocidade do decaimento da oscilação após encerrada a vibração, mede-se a viscosidade. Viscosímetro de rotação: Tem como princípio de medição o torque necessário para colocar o líquido em movimento. A parte rotante do equipamento é inserido no recipiente cilíndrico contendo o fluído. Viscosímetro eletromagnético: Tem como princípio de medição o período de oscilação de um pistão metálico sob influência de um campo magnético. CAPÍTULO VII - Extração líquido-líquido 1) O que são forças intermoleculares? Quando duas moléculas se aproximam há uma interação de seus campos magnéticos o que faz surgir uma força entre elas. É o que chamamos de força intermolecular. Essas forças variam de intensidade, dependendo do tipo da molécula (polar ou apolar) e, no caso das polares, de quão polares elas são. 2) Dê a definição de cada força intermolecular, citando um exemplo de cada. Dipolo – Dipolo ou dipolo permanente: É um tipo de força intermolecular que ocorre entre moléculas polares Forças de London ou dipolo-induzido: É o tipo de força que ocorre entre moléculas apolares, ou seja, moléculas que não apresentam polos (positivo e negativo), pois os elétrons estão distribuídos de forma uniforme em sua eletrosfera. Ligações de hidrogênio: É um tipo de força intermolecular que também ocorre em moléculas polares, mas apenas se o átomo de hidrogênio estiver ligado diretamente a um dos três elementos químicos (Flúor, Oxigênio e Nitrogênio) mais eletronegativos da Tabela Periódica. 3) Por que no Brasil se adiciona etanol à gasolina? No Brasil adiciona-se etanol (álcool etílico) à gasolina, com a finalidade, dentre outras, de reduzir as emissões de poluentes oriundos da queima do combustível fóssil. 4) Faça uma pesquisa sobre extração líquido-líquido. A extração líquido-líquido é uma operação básica de separação de compostos com diferentes características de solubilidade face a solventes orgânicos e aquosos imiscíveis entre si. Assim, é possível isolar os dois componentes de uma mistura, A e B, em que A é muito solúvel em água e pouco solúvel num solvente orgânico imiscível com a água, ao passo que B tem o comportamento exatamente oposto. Colocando um sistema de dois solventes imiscíveis, como água e clorofórmio, por exemplo, em contato com a mistura A+B e misturando bem as duas fases (orgânica e aquosa) por agitação vigorosa, pode-se atingir um estado de equilíbrio (equilíbrio de partição líquido-líquido) no qual a maior parte de A se encontra na fase aquosa e a maior parte de B se encontra na fase orgânica. 5) Qual dos líquidos tem maior densidade? Como você deduziu sua resposta? A gasolina, pois se encontra mais a baixo, numa mistura heterogênea, o mais denso permanece por baixo. 6) Por que a água extrai o etanol da gasolina? A água reage com o etanol criando uma ligação dipolo-dipolo com a hidroxila presente na formação do álcool. 7) Qual o teor de etanol na gasolina em % e em ml de etanol/L de combustível? Por lei deve ser uma porcentagem de 27,5%, ou seja, 275ml/L. No experimento feito em laboratório foi encontrado 30%, ou seja, 300ml/litro. 8) Calcule o erro experimental, caso exista, baseado na percentagem de etanol O erro que poderia ocorrer estaria ligado ao manuseio do material, ou seja, um erro de medida no despejo da água no recipiente. Em relação a porcentagem, a mudança da porcentagem estaria relacionada ao posto de gasolina. CAPÍTULO VIII – Soluções 1) O que é solução? Como se pode classificá-las? Soluções são misturas de duas ou mais substâncias, elas podem ser classificadas adotando os seguintes critérios: Estado de agregação e razão soluto/solvente. Estado de agregação: Solução Sólida: os componentes desse tipo de solução se encontram no estado sólido (à temperatura ambiente). Solução Líquida: os componentes dessa solução se encontram no estado líquido. Solução Gasosa: todos os componentes dessa solução se encontram no estado gasoso. Soluto e Solvente: Solução diluída: a quantidade de soluto é muito pequena em relação à de solvente, sendo assim, a solução se encontra completamente diluída. Solução concentrada: quando a quantidade de soluto é grande em relação à de solvente, ou seja, a solução não se encontra dissolvida. Solução saturada: neste caso, a quantidade de soluto é a máxima permitida para uma certa quantidade de solvente, em determinada temperatura. Solução supersaturada: este é um sistema instável, pois a quantidade de soluto é maior que a máxima permitida. 2) Descreva o procedimento adequado para se preparar uma solução quando o soluto é um líquido. Deve-se conferir a concentração molar do soluto e, a través de cálculos, descobrir o tanto de solvente necessário para diluir o soluto. Feito isso, o soluto é despejado em um balão volumétrico, logo após o solvente é adicionado, o balão é tampado e a mistura deve ser homogeneizada. 3) Descreva o procedimento adequado para se preparar uma solução quando o soluto é um sólido. O soluto deve ser pesado de maneira adequada numa balança de precisão, ser transferido para um béquer, no qual o solvente será adicionado e a solução será misturadacom o auxílio de um bastão de vidro. A pós a solução será despejada em um balão volumétrico para a homogeneização da mistura. 4) Qual o procedimento para se preparar uma solução diluída a partir de uma solução concentrada de uma determinada substância? Deve-se adquirir a concentração molar do soluto e, através de cálculos, descobrir a quantidade de solvente necessária para que o soluto em excesso se dilua. 5) Calcule o volume de HCl necessário para se preparar 250 ml de solução de HCl 0,5 mol/L, partindo de uma solução de HCl a 37% em massa e p = 1,19 g/ml. HC l C =0,5 mol /L M M=36,5g/ mol d=1,19g/ ml T=0 ,37 C = m1/ MM x V => m1= 0 ,5 x 36,5 x 0,25 => m1= 4 ,56g T= m1/ m = > m= m1/ T => m= 4,56/0,37 => m = 1 2,32 g d=m/V => 1,19= 12,32/V => V =12,32/1,1 9 => V = 10,4 ml 6) Calcule o volume de HCl necessário para se preparar 25 ml de solução de HCl 0,1 mol/L, partindo da solução de solução de HCl 0,5 mol/L. HC l C 1=0,1 mol/L V1 =25 ml C2=0,5 mol /L C 1 x V 1= C 2 x V2 = > 0 ,1 x 25 = 0 ,5 x V2 => V2 = 0 ,1 x 25 / 0,5 => V2= 5mL 7) Calcule a massa de NaOH necessária para se preparar 250 ml de solução NaOH 0,5 mol/L. NaOH C= 0 ,5mol /L V=250mL MM = 40g/mol C = m1/ MM x V => 0 ,5= m1/ 40 x 0 ,25 = > m1 = 0,5 x 0,25 x 40 => m1= 5g 8) Converta HCl 0,5M para unidades de concentração comum, g/L. 1mol - --- --- - 36 ,5g Logo: C = 18,25g /L 0,5mol --- --- X X= 0,5 x 36,5 => X = 18,25g CAPÍTULO IX - Análise volumétrica 1) O que é titulação e qual sua finalidade? 2) Para que serve um indicador? 3) Faça um esquema do experimento identificando todo o aparato. 4) Explique quando se deve suspender a adição de solução padrão em uma titulação. 5) Calcule a concentração verdadeira de HCl. 6) Calcule o erro experimental e comente o resultado.
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