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Felipe Xavier, L.Ed pepysolid@gmail.com pepysolid.blogspot.com Dili, 2014 mailto:pepysolid@gmail.com 1 NORMAS DE SEGURANÇA NO LABORATÓRIO Trabalhos em laboratório químico necessariamente envolvem um grau de risco e acidentes podem acontecer. Observar as seguintes regras pode amenizar ou mesmo prevenir acidentes. 1) Fora do laboratório verifique a localização mais próxima dos extintores de incêndio, lavadores de olhos e chuveiros. Informe-se sobre o uso adequado e específico de cada.um e não hesite em utilizá-los se houver necessidade. 2) A probabilidade de ocorrer acidentes exige que óculos de proteção sejam utilizados durante todo o tempo de permanência no laboratório. Óculos prescritos regularmente não são substitutos adequados para os protetores de olhos. Lentes de contato nunca deverão ser utilizadas no laboratório porque os vapores poderão reagir com as mesmas e ter um efeito maléfico sobre seus olhos. 3) A maioria dos produtos químicos no laboratório é tóxica, alguns muito tóxicos e outros em concentrações elevadas-como soluções concentradas de ácidos e bases são corrosivas. Evite contato destas soluções com sua pele. Na eventualidade de um contato destas soluções, lave imediatamente a parte afetada com água em abundância. Se uma solução corrosiva respingar sobre sua roupa, retire-a imediatamente. Tempo é essencial! 4) Nunca realize uma experiência não autorizada. 5) Nunca trabalhe sozinho no laboratório, esteja seguro que alguém esteja por perto. 6) Nunca traga comidas ou bebidas para o laboratório. Não beba líquidos com vidrarias de laboratório. Não fume. Sempre utilize bulbos "peras" para colocar líquido dentro de uma pipeta. Nunca use a boca para realizar sucção. 2 EXPERIMENTO I PREPARAÇÃO DE SOLUÇÃO A. Objetivos Realizar cálculos envolvendo quantidades de soluto e de solvente necessárias para o preparo de soluções de ácidos e bases fortes; Utilizar vidraria apropriada para o preparo de soluções-padrão. B. Fundamentos teóricos Uma solução, no sentido amplo, é uma dispersão homogênea de duas ou mais substâncias moleculares ou iônicas. No âmbito mais restrito, as dispersões que apresentam as partículas do disperso (soluto) com um diâmetro inferior a 10 Å são denominadas soluções. Quando este diâmetro situa-se entre 10 e 1000 Å, temos dispersões coloidais. Exemplos de dispersões coloidais são gelatina, goma arábica, dispersões de proteínas (como de albumina bovina), fumaça, entre outros. Quando as partículas do disperso possuem diâmetro superior a 1000 Å, temos dispersões grosseiras. Por exemplo, o "leite de magnésia" constitui uma dispersão grosseira de partículas de hidróxido de magnésio (aglomerados de íons Mg2+ e OH-) em água. Classificação das soluções com relação à quantidade de soluto dissolvido: As soluções podem ser insaturadas, saturadas ou supersaturadas, de acordo com a quantidade de soluto dissolvido. Para defini-las, é preciso lembrar que a solubilidade de um soluto é a quantidade máxima da substância que pode dispersar-se numa certa massa de solvente a uma dada temperatura. Solução insaturada: contém, numa certa temperatura, uma quantidade de soluto dissolvido menor que a sua solubilidade nesta temperatura. Solução saturada: contém, numa dada temperatura, uma quantidade de soluto dissolvido igual à sua solubilidade nesta temperatura. Solução supersaturada: contém, numa dada temperatura, uma quantidade de soluto dissolvido maior que a sua solubilidade nesta temperatura (solução metaestável). 3 Classificação das soluções com relação ao estado físico Soluções sólidas: o dispersante (solvente) é sempre sólido e o soluto pode ser sólido, líquido ou gasoso. Exemplos: prata de lei: o solvente é o cobre (Cu(s)) e o soluto é a prata (Ag(s)). aço: o solvente é o ferro (Fe(s)) e o soluto é o carbono (C(s)). oxigênio em platina: o solvente é a platina (Pt(s)) e o soluto é o dioxigênio gasoso. Soluções líquidas: o solvente é sempre líquido e o soluto pode ser sólido, líquido ou gasoso. Exemplos: salmoura: o solvente é a água e o soluto é o cloreto de sódio sólido. vinagre: o solvente é a água e o soluto é o ácido acético líquido. solução aquosa de oxigênio: o soluto é o oxigênio gasoso. Soluções gasosas: o solvente e o soluto são gases. Exemplo: o ar é uma mistura de muitos gases-oxigênio, gases nobres, vapor de água, dióxido de carbono, entre outros-solubilizados em nitrogênio gasoso. Expressão da concentração de soluções: A concentração de uma solução é a relação entre a quantidade do soluto e a quantidade do solvente ou da solução. Uma vez que as quantidades de solvente e soluto podem ser dadas em massa, volume ou quantidade de matéria, há diversas formas de se expressar a concentração de soluções. As relações mais utilizadas são: Concentração em gramas por litro Esse termo é utilizado para indicar a relação entre a massa do soluto (m), expressa em gramas, e o volume (V), da solução, em litros: C (g/L) = m(g)/V(L) Concentração em quantidade de matéria É a relação entre a quantidade de matéria do soluto (nsoluto) e o volume da solução (V), expresso em litros. No passado, esta unidade de concentração era denominada molaridade ou concentração molar. Atualmente, por recomendação da International Union of Pure and Applied Chemistry (IUPAC), o emprego desses termos vem sendo evitado. Em seu uso correto, a palavra “molar” significa “por mol”, e não “por litro”, como na definição da molaridade (ver Nota Explicativa nas páginas iniciais deste Manual). A 4 quantidade de matéria do soluto (nsoluto, anteriormente chamada “número de mols”) é a relação entre a massa do soluto (msoluto) e a sua massa molar (M, a massa de 1,0 mol da substância), expressa em g / mol. C (g/L) = n(g)/V(L) Molaridade Esta relação é utilizada sempre que se pretende expressar concentrações independentes da temperatura, pois é expressa em função da massa (e não do volume) do solvente. A molaridade de uma solução (não confundir com molaridade) é calculada como o quociente entre a quantidade de matéria do soluto (nsoluto, expressa em mol) e a massa total do solvente (expressa em quilogramas, kg): Molaridade = n solute /m solvente Fração em mol Muito utilizada em cálculos físico-químicos, a fração em mol (X) de um componente A em solução (previamente denominada “fração molar”), é a razão da quantidade de matéria do componente (ncomponente) pela quantidade de matéria total de todas as substâncias presentes na solução (ntotal). Se os componentes da solução forem denominados A, B, C, etc, pode-se escrever: Normalidade (N) É a relação entre o número de equivalentes-grama do soluto e o volume da solução, expresso em litros. No passado, esta unidade foi muito utilizada em cálculos relacionados com titulações. Atualmente, o uso da normalidade não é recomendado pela IUPAC, uma vez que esta unidade de concentração não enfatiza o conceito de mol ou a estequiometria da reação química. Além disso, o valor numérico do equivalente-grama de alguns compostos químicos (e portanto a normalidade da solução que os contém) varia de acordo com a reação química em que a substância (ou a solução) é utilizada. 5 Onde: N = normalidade (N) n Eqg1 = número de equivalente-grama do soluto V = volume da solução C. Aparelhos e reagents Copu de química, balão volumetrica, pipeta, necara analitica água destilada, NaOH, KOH, Ca(OH)2, HCl, H2SO4, CH3COOH. D. Procedimento experimental Determina a solução 1. Preparando três tubos de ensaio e rotular, marca número 1, 2 e 3. 2. 10 mL de agua destilada de entrada no terseiro tubo 3. O primeiro tubo de entrada 0,1gr de NaCl, tanto o tubo de entrada 1gr NaCl e terçeiro tubo de entrada 6gr NaCl Parte 1.1 Criação Solução Molaridade a. Fazer solução NaOH 0,1M 1. Calcular e medindo cuidado o volume de NaOH 0,2 M, é obrigado a fazer uma solução de 100 mL de NaOH 0,1 M 2. Digite a solução que você calcular o volume para um balão de 100 mL e adicionar um pouco de água destilada pela primeira vez. 3. Agite a solução no balão e, em seguida, dilui-se com água destilada para limitar pescoço balão 100 mL b. Fazer solução HCl 0,01M 1. Calcular e medindo cuidado o volume de HCl 2M, é obrigado a fazer uma solução de 100 mL de HCl 0,01 M 2. Digite a solução que você calcular o volume para um balão de 100 mL e adicionar um pouco de água destilada pela primeira vez. 3. Agite a solução no balão e, em seguida, dilui-se com água destilada para limitar pescoço balão 100 mL 6 Parte 1.2 Criação Solução Normalidade a. Fazer solução KOH 0,002N 1. Calcular e medindo cuidado o volume de KOH 0,2 M, é obrigado a fazer uma solução de 100 mL de KOH 0,002 N 2. Digite a solução que você calcular o volume para um balão de 100 mL e adicionar um pouco de água destilada pela primeira vez. 3. Agite a solução no balão e, em seguida, dilui-se com água destilada para limitar pescoço balão 100 mL b. Fazer solução NaS2O3.5H2O 0,002N 1. Calcular e medindo cuidado o grama de NaS2O3 é obrigado a fazer uma solução de 100 mL de Na2SO3.5H2O 0,002 N. 2. Digite a solução que você calcular o volume para um balão de 100 mL e adicionar um pouco de água destilada pela primeira vez. 3. Agite a solução no balão e, em seguida, dilui-se com água destilada para limitar pescoço balão 100 mL. Parte 1.2 Criação Solução ppm a. Fazer solução NaCl 0,002 ppm 1. Calcular e medindo cuidado o volume de NaCl 1 ppm, é obrigado a fazer uma solução de 100 mL de NaCl 0,002 N 2. Digite a solução que você calcular o volume para um balão de 100 mL e adicionar um pouco de água destilada pela primeira vez. 3. Agite a solução no balão e, em seguida, dilui-se com água destilada para limitar pescoço balão 100 mL 1.1 Perguntas e exercícios a. Por que e o sál não dissolvido? b. Qual é a molaridade de uma solução contendo 20 gramas de NaOH a 200 ml? 7 c. O volume de uma solução de HCl 0,2 M preparado a partir de 5,88 mL de HCl a solução com rendimento 36,5% e uma densidade de 1,7 g L-1 (Ar = 1 H e Cl = 35,5)? d. Quantos gramas do NaCl Fazer uma solução 0,0001 ppm? 1.2 Observação De Dados DADOS Massa de Soluto (gr) Tratamento Observação 1.3 Ananliza de dados (Minimo 300 palavras). 1.4 Resultado e Discução (Minimo 300 palavras). 1.5 Evaluação exercícios (minimo 100 palavras). 8 1.6 Concluções (20 palavras) 9 EXPERIMENTO II ÁCIDO E BASES 2.1 Objetivos Conhecer e compreender uma solução é ácida ou alcalina Conhecer e compreender a solução é um ácido forte ou um ácido fraco e uma base forte ou base fraca 2.2 Fundamentos teóricos Novas tendências do ensino de química procuram enfatizar os aspectos sociais, históricos, filosóficos, tecnológicos etc., e um bom tema que satisfaz várias dessas características é o desenvolvimento das teorias ácido-base no século XX. Esse tema traz muitas facetas interessantes: é parte do conteúdo usual do ensino médio e é relativamente simples do ponto de vista histórico, pois sua evolução se faz de maneira quase linear ao longo do tempo. Ele permite também mostrar como uma teoria deixa de ser „boa‟, dando então espaço a outra, bem como as correlações com outras áreas da química. O comportamento ácido-base é conhecido de longa data. Os termos „ácido‟ e „sal‟ datam da Antiguidade, „álcali‟, da Idade Média e „base‟ do século XVIII. Boyle, no século XVII, estudou os indicadores, inclusive o corante vermelho do pau-brasil. Os indicadores começaram a ser utilizados em titulações no século XVIII. As teorias ácido-base, ou seja, as teorias que procuram explicar o comportamento dessas substâncias baseando-se em algum princípio mais geral, são também bastante antigas, porém vamos considerar apenas as do século XX. As principais, cronologicamente em relação a seu surgimento, são as teorias de Arrhenius (1887)1 dos sistemas solventes (1905), protônica (1923), eletrônica (1923), de Lux (1939), de Usanovich (1939) e ionotrópica (1954), sem esquecer as críticas de Werner (1895 a 1911). Vejamos um pouco de cada uma delas. 10 Teoria de Arrhenius Apresentada em 1887 pelo químico sueco Svante Arrhenius, como parte de sua teoria da dissociação eletrolítica. Segundo essa teoria, ácido é toda substância que em água produz íons H+ e base é aquela que produz OH–. A neutralização seria a reação entre essas duas espécies iônicas, produzindo água: H+ (aq) + OH– (aq) = H2O(l) A Teoria de Bronsted-Lowry Em 1923, uma teoria mais abrangente de ácidos e bases foi proposta independentemente pelo químico dinamarquês Johannes Bronsted e o químico inglês Thomas Lowry. Esta teoria considera que o Hidrogênio é o elemento fundamental que determinará, numa reação, qual espécie será o ácido e qual será a base. Vamos considerar a seguinte reação de ácido clorídrico em solução aquosa. HCl + H2O H3O + + Cl- Como pôde ser observado na reação, houve uma transferência de H+ do HCl para a molécula de H2O, ou seja, na reação HCl “doou” um cátion H+, enquanto que H2O “recebeu” um cátion H+. A Teoria de Lewis Uma definição de ácido e base ainda mais abrangente foi sugerida pelo químico americano Gilbert Newton Lewis no ano de 1923, mesmo ano em que Bronsted e Lowry fizeram suas proposições. As teorias de Arrhenius e Bronsted-lowry conseguiram explicar apenas a acidez de substâncias hidrogenadas, não conseguindo explicar o porquê da acidez de soluções de alguns metais e de outras substâncias como o trifluoreto de Boro (BF3). 2.3 Aparelhos e reagentes Placa de gotas, e o suporte de tubos de ensaio, pH metru, provetas, água destilada, ácido acético, ácido sulfúrico, ácido clorídrico, hidróxido de sódio, hidróxido de potássio, detergentes, papel de tornassol, cúrcuma. 11 2.4 Procedimento experimental a. Verter a solução H2SO4, HCl, CH3CCOOH, NaOH, KOH, e Ca(OH)2 que já preparar. b. Agite gota a gota solucão indacador na solução que já preparar, depois observa as corres que acontese. c. Repertir a premeira etapa, Aseguida merguilhar o papel pH metru na solução refere. d. Comparar o corres na comparativo pH e. Descreve o valor pH cada solução refere. 2.5 Observação De Dados Dados Solução Indicador Obs Cúrcuma Cor antes Cor depois H2SO4 HCl CH3COOH NaOH KOH Ca(OH)2 Dados Solução Valor do pH Obs H2SO4 HCl CH3COOH NaOH KOH Ca(OH)2 2.6 Resultado e Discução (minimo 400 palavras) 12 2.7 Concluções (20 palavras) 13 Refêrensia Xavier F. 2008. Laporan Praktikum Kimia Dasar II . Universadade Nacional Timor Lorosa‟e, Faculdade de Educação, Artes e Humanidades, Departamento do Ensino de Química, Liçeu-Dili. Anonima, 2011. Preparação de Solução_Pratica2pdf. http://www.google.tl. Açeso em 12/10/2014, 16.17.OTL. Dili-TL. Chagas A. P., 1999. Química Nova Na Escola. teorias ácido-base do século XX. No. 9, Maio 1999. Figueirêdo I. C. de M., e equipa. 2008. QUÍMICA 1° Ano Secundário Livro do aluno. Ministério da Educação da República Democrática do Timor-Leste Maio/2008. http://www.google.tl/
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