Slides - Introdução ao Laboratório Químico (20-03-23)

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Departamento de Química – FFCLRP
Universidade de São Paulo
Docente responsável: 
Prof. Dr. Antônio Eduardo Miller Crotti
Aula 1
Introdução ao laboratório químico
Fundamentos de Química Experimental
Apresentação da disciplina
Geral: 
Iniciar os alunos em trabalhos gerais de laboratório e prepará-los para executar 
experiências nas diversas área da química.
Específico: 
Transmitir aos alunos noções de segurança, de técnicas básicas de laboratório e de 
conceitos fundamentais em Química.
Programa Resumido
✓ Introdução às técnicas básicas de trabalho em laboratório de química.
✓ Medidas e erros: tratamento de dados experimentais.
✓ Aplicações práticas de alguns princípios fundamentais em química.
Programa
✓ Segurança em Laboratórios de Química;
✓ Equipamento básico de laboratório;
✓ Constantes físicas: ponto de fusão, ponto de ebulição e densidade;
✓ Introdução às técnicas básicas de trabalho em laboratório de química: pesagem, dissolução, pipetagem, 
filtração, recristalização etc.
✓ Medidas e erros: tratamento de dados experimentais;
✓ Técnicas de separação de misturas;
✓ Aplicações práticas de alguns princípios fundamentais em química: preparações simples, equilíbrio 
químico, pH, indicadores e tampões, preparação de soluções e titulações.
Apresentação da disciplina
Apresentação da disciplina
DATA ATIVIDADE
13/03/2023 Semana de recepção de calouro
20/03/2023 Experimento 1: Introdução ao Laboratório
27/03/2023
Discussão do próximo experimento
Apresentação de filme sobre segurança
03/04/2023 Semana Santa – Não Haverá Aula
10/04/2023 Experimento 2: Densidade de Líquidos
17/04/2023
Discussão dos resultados e do próximo experimento
Palestra sobre segurança – Lourivaldo – EPI
24/04/2023 Experimento 3: Cristalização Seletiva
01/05/2023 Feriado Dia do Trabalho
08/05/2023 Aula de dúvidas e exercício para Prova
15/05/2023 PROVA P1
22/05/2022 Discussão do próximo experimento
29/05/2023 Experimento 4: Cromatografia
05/06/2023
Discussão dos resultados e do próximo experimento
Palestra sobre segurança – Carol – Brigada de incêndio
12/06/2023 Experimento 5: Extração com Solventes e Sublimação
19/06/2023 Feriado Aniversário de Ribeirão Preto
26/06/2023
Discussão dos resultados e do próximo experimento
Palestra sobre segurança – Queimaduras (EERP)
03/07/2023 Experimento 6: Ponto de Ebulição – Destilação
10/07/2023 PROVA P2
Apresentação da disciplina
DATA EXPERIMENTO
07/08/2023 Discussão do próximo experimento
14/08/2023 Experimento 7: Destilação por arraste de Vapor
21/08/2023 Discussão dos resultados e do próximo experimento
Palestra sobre segurança LRQ – Adriano
28/08/2023 Experimento 8: Síntese da Aspirina
04/09/2023 Semana da Pátria – Não haverá aula
11/09/2023 Discussão dos resultados e do próximo experimento
18/09/2023 Experimento 9: Termoquímica
25/09/2023 Aula de Dúvidas e Exercícios para Provas P3
02/10/2023 Prova P3
09/10/2023 Discussão dos resultados e do próximo experimento
16/10/2023 Experimento 10: Dissociação Eletrolítica
23/10/2023 Discussão dos resultados e do próximo experimento
30/10/2023 Experimento 11: Técnicas de Volumetria
06/11/2023 Discussão dos resultados e do próximo experimento
13/11/2023 Experimento 12: pH - Indicadores e tampões
20/11/2023 Dia da Consciência Negra – Não haverá aula
27/11/2023
Discussão dos resultados e do próximo experimento
Palestra sobre segurança – Toxicologia
04/12/2022 Experimento 13: Cinética Química
11/12/2022 Aula de Dúvidas e Exercícios para Provas P4
18/12/2023 Prova P4
Apresentação do curso
Observação
Listas e relatórios deverão ser enviados para o e-mail:
fund.quim.exp@gmail.com
Método
Provas, listas de exercícios e relatórios.
Média anual final: 
𝑚é𝑑𝑖𝑎 𝑓𝑖𝑛𝑎𝑙 =
𝑚é𝑑𝑖𝑎 𝑑𝑜 1𝑜. 𝑠𝑒𝑚𝑒𝑠𝑡𝑟𝑒 𝑥 4 + 𝑚é𝑑𝑖𝑎 𝑑𝑜 2𝑜. 𝑠𝑒𝑚𝑒𝑠𝑡𝑟𝑒 𝑥6
10
1º semestre:
Média P1 e P2 (peso 3) 
+ 
Média listas e relatórios (peso 3)
+
Desempenho do aluno em 
laboratório (peso 1)
2º semestre:
Média P3 e P4 (peso 3) 
+ 
Média listas e relatórios (peso 3)
+
Desempenho do aluno em 
laboratório (peso 1)
mailto:fund.quim.exp@gmail.com
Bibliografia
M. G. Constantino, G. V. J. da Silva, P. M. 
Donate, Fundamentos de Química Experimental, 
EDUSP, São Paulo, 2ª edição, 2011.
R. R. Silva, N. Bocchi, R. C. Rocha Filho, P. F. L. 
Machado, Introdução à Química Experimental, 2ª 
Edição, Editora EdufsCar, São Carlos, 2014
R. C. Rocha Filho, Cálculos Básicos da 
Química, 3ª Edição, Editora EdufsCar, 
São Carlos, 2014.
P. Atkins, L. Jones, Princípios de Química –
Questionando a Vida Moderna e o Meio Ambiente, 5ª 
Edição, Bookman, Porto Alegre, 2012.
T. Morita, R. M. V. Assumpção, Manual 
de Soluções Reagentes e Solventes: 
Padronização, Preparação, Purificação, 
Indicadores de Segurança, Descarte de Produtos 
Químicos, Editora Edgard Blücher, São 
Paulo, 2009
Química é a ciência que estuda as propriedades e as transformações que 
ocorrem com a matéria e a energia envolvida nesses processos.
Os Princípios Fundamentais Da Química são baseados em fatos 
experimentais
Estudante: deve dedicar-se a aprendizagem e aperfeiçoar-se em 
métodos de execução do trabalho experimental.
Introdução
1. O método científico em ciências experimentais
1ª Etapa: observar os fenômenos
2ª Etapa: explicar os fenômenos: estabelecer relação entre causa e efeito através de 
hipóteses
3ª Etapa: verificar se a hipótese é capaz de prever outros fenômenos
hipótese não confirmada
hipótese confirmada
Ignorada (sem valor científico)
Teoria Leis
1.1 Hipóteses, teorias e modelos
2. O método científico
1. O método científico em ciências experimentais
Hipóteses
http://www.dsce.fee.unicamp.br/~antenor/mod2.pdf
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1. O método científico em ciências experimentais
As hipóteses possuem 
características como:
✓ Ter enunciado, ser uma sentença 
declarativa;
✓ Possuir uma relação entre duas ou 
mais variáveis (parâmetros);
✓ Ser testável, passível de 
(comprovação), por processos de
✓ observação e/ou experimentação.
Achados científicos produzem repercussão mundial devido a 
importância da descoberta e o conhecimento inédito resultante 
deste evento.
Um achado científico implica na descoberta inédita de dados, 
materiais ou informações durante estudos científicos, resultando 
em novos e importantes conhecimentos sem que exista uma 
finalidade específica em realizar-se esta descoberta.
1. O método científico em ciências experimentais
As descobertas ou achados científicos
http://www.dsce.fee.unicamp.br/~antenor/mod2.pdf
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1. O método científico em ciências experimentais
Os modelos
A Ciência não é capaz de apreender todas as coisas existentes no mundo, por isso contenta-se 
com os modelos, que representam uma visão simplificada da realidade.
O modelo é a forma estruturada que possibilita a compreensão de tudo aquilo que é 
descoberto e produzido em qualquer parte do mundo. 
http://www.dsce.fee.unicamp.br/~antenor/mod2.pdf
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É muito dispendioso, e nada prático, construir 
todas as alternativas possíveis do sistema físico 
real, até se encontrar uma solução satisfatória.
Assim, é possível a elaboração de vários modelos 
para ser determinado um modelo otimizado.
1. O método científico em ciências experimentais
Os modelos
Exemplo: 
modelo de paus e bolas para explica vibrações moleculares, porém não explica absorções e 
emissões de luz.
http://www.dsce.fee.unicamp.br/~antenor/mod2.pdf
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❑ As teorias possuem a característica de estruturar 
as uniformidades e regularidades
❑ explicadas pelas leis científicas.
❑ As teorias nunca atingem a totalidade de aspectos 
dos fenômenos da realidade.
❑ Estabelecem relações entre aspectos não 
diretamente observáveis.
❑ Relação da natureza que se manifesta em padrões 
recorrentes de eventos.❑ Pode ser uma declaração e como as coisas mudam 
ou permanecem invariantes
❑ É o objetivo máximo, a suprema realização, da 
Ciência.
1. O método científico em ciências experimentais
Teorias Leis
Ex.: Lei da Gravitação UniversalEx.: Teoria do “Big Bang”
http://www.dsce.fee.unicamp.br/~antenor/mod2.pdf
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Hipótese
Achado ou descoberta científica
Constatados via 
observação ou 
experimentação
Modelos 
Apresentam estrutura 
lógica da 
experimentação, 
permitindo previsões 
cuja confiabilidade 
pode ser aferida
Teorias
Permitem identificação 
de eventuais ações de 
controle
Leis 
Grau maior de 
confirmação empírica 
que as teorias e, 
portanto, maior 
confiabilidade 
1. O método científico em ciências experimentais
Hierarquia do conhecimento científico
http://www.dsce.fee.unicamp.br/~antenor/mod2.pdf
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1. O método científico em ciências experimentais
Hierarquia do conhecimento científico
http://www.dsce.fee.unicamp.br/~antenor/mod2.pdf
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2. Erros de medida experimentais
Grandeza quantitativa: 
Pode ser medida.
Expressa na forma de um 
binário de número e unidade.
Grandeza física: 
é o conceito que descreve qualitativa e 
quantitativamente as relações entre as 
propriedades observadas no estudo da 
natureza
Grandeza qualitativa: 
Não pode ser medida
Carrega subjetividade. 
Ex.: propriedades organolépticas 
(cor, sabor, odor, textura, timbre de 
nota musical)
Erro observacional: 
por exemplo, erro de paralaxe (observação errada do valor 
na escala analógica do instrumento), devido ao ângulo de 
visão. Esta não ocorre em instrumentos digitais.
Erros aleatório 
(randômico)
Erro grosseiro: 
causado por falha humana na operação do 
instrumento, ou interpretação errônea nos resultados 
obtidos. Ex.: erro ao ler posição na escala
Erro acidental: 
ocorre em função de um mesmo operador não 
conseguir repetir os mesmos resultados numa 
mesma medição.
Erro ambiental: 
variações imprevisíveis na rede elétrica, temperatura ou 
vibrações mecânicas do equipamento
Erro sistemático
um erro que decorre de um vício no processo de medida, 
não tendo, por isso, caráter aleatório; erro constante.
Erro Instrumental: 
um erro que decorre de um vício no processo de medida, 
não tendo, por isso, caráter aleatório; erro constante.
2. Erros de medida experimentais
Exemplo 1: Qual é a altura deste muro? 
Exemplo 2: Quando foi aquela festa? 
Exemplo 3: Medição com uma régua
2. Erros de medida experimentais
Precisão (precision, em inglês): medida da reprodutibilidade de um método. Para um conjunto de várias medidas de 
um mesmo fenômeno, podemos usar o desvio padrão para avaliar a precisão de um método 
Exatidão (accuracy, em inglês): é uma medida de quanto um resultado está próximo do valor verdadeiro. Na 
ausência de erros sitemáticos, a exatidão pode ser avaliada pela precisão.
“Um conjunto de medidas do mesmo fenômeno pode ter um pequeno desvio padrão, indicando precisão bem alta, 
mas mesmo assim pode não ter uma boa exatidão, pois os dados, mesmo reprodutíveis, estão todos fora do valor 
verdadeiro devido a algum erro sistemático.”
2. Erros de medida experimentais
Erro absoluto: 
É a diferença entre o valor medido e o valor verdadeiro ou mais provável
Pode ser positivo (maior) ou negativo (menor) entre o valor medido e o verdadeiro ou o mais provável 
Erro relativo: 
É o erro absoluto dividido pelo valor verdadeiro ou mais provável, expresso em porcentagem.
2. Erros de medida experimentais
2. Erros de medida experimentais
Erro Absoluto: 0,5 mm
Medidas de comprimento
O erro está relacionado ao limite de precisão do 
instrumento
Exemplo: o limite de precisão da régua é 0,5 
mm
𝐄𝐫𝐫𝐨 𝐫𝐞𝐥𝐚𝐭𝐢𝐯𝐨 =
0,5mm
4,5mm
x100 = 11,0 %
Quanto maiores as medidas, menores serão os erros relativos
𝐄𝐫𝐫𝐨 𝐫𝐞𝐥𝐚𝐭𝐢𝐯𝐨 =
0,5mm
296,5mm
x100 = 0,17 %
dm
cm
mm
L
dm
cm
mm
Toda medida traz consigo erros intrínsecos, isto é
associados ao processo de medição.
Qual o valor da medida do volume
do líquido dentro da proveta?
É 17 ou 18 mL?
COMO DEFINIR CIENTIFICAMENTE O
VALOR DESTE VOLUME?
2. Erros de medida experimentais
Qual o valor da medida de diferença de
potencial elétrico fornecido pelo voltímetro?
Qual a confiança nesta medida?
É 3,999 V?
QUAL É A PRECISÃO?
2. Erros de medida experimentais
3. Algarismos significativos
Expressão das medidas
40 V < V < 45 V
17 mL < V < 18 mL
V = (17,5 ± 0,5) mL V = (42,5 ± 2,5) V
11
Exemplos de algarismos significativos: medidor digital.
3. Algarismos significativos
O número de algarismos significativos de uma medida depende do instrumento de medida usado.
32,35 °C 32,5 °C
3. Algarismos significativos
E agora, múltiplas alternativas...
A. 0,030 m 1 2
B. 4050 litros 2 3
C. 0,0008 g 1 2
D. 3,00 m 1 2
E. 0,8340 3 5
Física Experimental III - Medidas, Erros e Algarismos Significativos
3
4
4
3
4
31
3. Algarismos significativos
A conveniência da notação científica
A notação científica é uma forma conveniente de escrever números muito grandes ou
muito pequenos.
Em notação científica qualquer número pode ser escrito como o produto de um número
real entre 1 e 10 vezes o número 10 elevado a uma dada potência (número inteiro).
Seja, por exemplo o número 215; vamos escrevê-lo em notação científica!!
215 = 2,15x100 = 2,15x10x10
2
215 = 2,15x10
3. Algarismos significativos
0,00215= 2,15x10
-3
3. Algarismos significativos
Notação científica
n x 10y
158
Prefixos do SI e notação científica
Principais prefixos usados no SI.
Física Experimental III - Medidas, Erros e Algarismos Significativos 51
3. Algarismos significativos
Operações com algarismos significativos
O resultado da adição de várias medidas de uma mesma grandeza física não pode
ter maior número de algarismos significativos, na sua parte decimal, do que a parte
decimal mais pobre das parcelas.
25,2
+ 1,34
_______
26,54
Resposta: 26,5
uma casa decimal
duas casas decimais
uma casa decimal
Física Experimental III - Medidas, Erros e Algarismos Significativos 66
3. Algarismos significativos
Além disso, em inúmeras situações é necessário efetuar uma ou mais operações
matemáticas com resultados de medidas obtidas com instrumentos de precisão diferentes
83,5 mL
+ 23,28 mL
_______
106,78 mL
Resposta:
106,8 mL
865,9 ml
- 2,8121 mL
_________
863,0879 mL
Resposta:
863,1 mL
Física Experimental III - Medidas, Erros e Algarismos Significativos 67
Operações com algarismos significativos
3. Algarismos significativos
3. Algarismos significativos
Instrumentos de medida
(1) Instrumento digital: todos os algarismos são significativos e devem ser copiados
(2) Instrumento de escala: é possível ler um algarismo a mais do que o expressado pelo 
menor traço da escola.
(3) Instrumentos gotejadores (ex. bureta): têm precisão limitada pelo volume da gota 
(~0,05 mL para uma bureta comum)
(4) Instrumentos sem escala (ex. balões volumétricos e pipetas volumétricas): é preciso 
saber como o instrumento é calibrado pra conhecer sua precisão. Balões volumétricos e 
pipetas volumétricas são geralmente calibrados por pesagem de água em balanças analíticas, 
resultando em instrumentos com precisão de quatro algarismos significativos. 
4. Material volumétrico mais comum
béquer Erlenmeyer
proveta balão volumétrico pipeta bureta
Transporte de líquidos Medições volumétricas
Líquidos voláteis!
NUNCA devem ser secos em estufa:
dilatação do vidro torna graduação imprecisa!!!
Marcações de volume com precisão 
duvidosa – não utilizar para fins 
analíticos!!!
Temperatura de calibração do fabricante 
=> 20 ou 25 oC
balão volumétrico pipeta
bureta
Vidrarias mais comuns
Volumes maiores
4. Material volumétrico mais comum
balão volumétrico
pipeta
Precisão limitada pelo 
volume da gota (0,05 mL)
bureta
Pipetavolumétrica
Precisão de quatro 
algarismos significativos 
(determinada pelo 
fabricante ou em 
laboratório)
Vidrarias mais comuns
4. Material volumétrico mais comum
Medições volumétricas
Leitura do nível deve ser feita na tangente ao “menisco” para evitar erro de paralaxe 
4. Material volumétrico mais comum
Medições volumétricas
Leitura do nível deve ser feita na tangente ao “menisco” para evitar erro de paralaxe 
Líquidos coloridos: parte superior do 
menisco
4. Material volumétrico mais comum
5. Segurança no laboratório
✓ Avental (sujo ou limpo) de mangas longas e até a altura do
joelho,
✓ óculos de segurança (nos olhos, não na cabeça!)
✓ Luvas (evite tocar em si mesmo!)
✓ Mulheres: cabelos presos e calças longas cobrindo até os
tornozelos; nada de sandálias de dedo, chinelos ou calçados de
lona enquanto estiver no laboratório!
✓ Evite o uso de lentes de contato
1. O traje de festa
Não entram no laboratório:
✓ Mochilas e bolsas
✓ Telefones celulares, tablets e notebooks (turma toda perde ponto!);
✓ Comida e bebida
✓ Cigarro, charutos etc.
5. Segurança no laboratório
Antes de usar qualquer reagente, leia o rótulo!
Saiba onde estão e como usar os chuveiros de emergência, extintores e lavadores de olhos
✓ Nunca testar produto químico pelo sabor (por mais apetitoso que pareça);
✓ Nunca testar produto químico pelo odor – se necessário, deslocar os vapores
com a mão na sua direção!
✓ Nunca pipetar líquidos cáusticos ou tóxicos diretamente – use pipetadores!
✓ Ao preparar soluções aquosas diluídas de um ácido, coloque o ácido
concentrado na água, nunca o contrário!
✓ Nunca tornar a colocar no frasco uma droga retirada em excesso e não usada
– ela pode estar contaminada!
5. Segurança no laboratório
✓ Marca correto os frascos que contêm reagentes
✓ Seja organizado. Mantenha sua bancada organizada. 
✓ Há reagentes que são de uso comum e você deverá ter a consciência 
de que outros irão usá-los depois de você. Por isso, seja cuidadoso 
para não contaminar os reagentes. 
✓ Mantenha os fracos que contêm os produtos químicos sempre 
fechados. 
✓ Quando utilizar um equipamento de uso comum, limpe-o (exemplo 
clássico: a balança!). 
5. Segurança no laboratório
✓ Todas as experiências que envolvem liberação de gases ou vapores tóxicos 
devem ser realizados em câmera de exaustão (capela)
✓ Nunca deixar frascos contendo solventes inflamáveis (acetona, álcool, éter) 
próximos à chama
✓ Nunca aquecer tubo de ensaio apontando a extremidade aberta para colega ou 
para si mesmo
✓ Nunca aquecer reagentes de qualquer espécie em sistemas fechados
✓ Não aquecer líquidos inflamáveis em chama direta
✓ Nunca adicionar sólido em um líquido aquecido (pode resultar em ebulição 
violenta)
Cuidado com o uso de calor!
5. Segurança no laboratório
✓ Não colocar frascos abertos contendo reagentes no refrigerador
✓ Não jogar nenhum material sólido dentro da pia ou nos ralos
✓ Não jogar resíduos de solventes na pia ou ralo. Há recipientes 
apropriados para isso
✓ Não jogar vidro quebrado ou lixo de qualquer espécie nas caixas de 
areia ou no lixo comum.
✓ Verificar se não há torneira (água ou gás) abertas
✓ Desligar todos os aparelhos, deixar todo o equipamento LIMPO e lavar 
as mãos
6. Caderno de anotações e relatórios
Todo trabalho de laboratório envolve três etapas:
(a) Preparação do experimento
-Inteirar-se do experimento pesquisando na literatura indicada os conceitos envolvidos, realizando os 
cálculos necessários, estudando dada etapa do procedimento experimental, preparando tabelas etc. 
Este trabalho deve ser feito durante a semana que antecede o experimento.
(b) Desenvolvimento do experimento
Feito durante o período da aula, seguindo o roteiro e anotando todos os fatos observados, assim 
como os problemas encontrados, resultados obtidos etc.
(c) Discussão e apresentação dos resultados
No final do período de laboratório, os alunos devem discutir com seus colegas de grupo os resultados e 
conclusões bem como construir gráficos, tabelas, responder às perguntas formuladas, exercícios etc.
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