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ESTADO DA MATÉRIA: GASES, LÍQUIDOS E SÓLIDOS EDSON SILVA ARAUJO Estabelecendo relação entre massa e volume de líquidos. Parauapebas – PA 2024 EDSON SILVA ARAUJO Estabelecendo relação entre massa e volume de líquidos. . Trabalho de Engenharia Cívil apresentado à Universidade Pitágoras Unopar, na disciplina de Química e ciência dos materiais. Parauapebas, 2024 SUMÁRIO 2 INTRODUÇÃO ................................................................................................................ 4 1.1 Objetivos ................................................................................................................... 5 1.2 Materiais Utilizados ................................................................................................... 5 1.3 Procedimento Experimental ...................................................................................... 5 2 CÁLCULOS ..................................................................................................................... 5 3 RESULTADOS ................................................................................................................ 6 4 CONCLUSÃO .................................................................................................................. 7 1. INTRODUÇÃO A titulação é um método quantitativo usado para determinar a concentração de uma substância dissolvida em uma solução. Neste experimento, utilizamos o NaOH como titulante para neutralizar o ácido acetilsalicílico (AAS) presente em comprimidos de Aspirina. A prática tem como objetivo calcular a massa de AAS nos comprimidos e compreender os princípios da titulometria ácido-base 1.1 Objetivo O objetivo deste experimento é comparar a precisão de medição de volume de líquidos utilizando uma proveta de 50 mL e um béquer de 50 mL, além de compreender a importância de tarar a balança com a vidraria antes de realizar medições. 1.2 Materiais Utilizados • Proveta de 50 mL • Béquer de 50 mL • Balança analítica • Água destilada • Termômetro (para medição da temperatura do ambiente) 1.3 Procedimento Experimental 1. Medição da massa seca da vidraria: A massa da proveta e do béquer foi me- dida separadamente utilizando a balança analítica. 2. Medição da massa da vidraria com 15 mL de água: Adicionaram-se 15 mL de água destilada em cada vidraria, e as novas massas foram medidas. 3. Cálculo da massa dos 15 mL de água: A massa da água foi calculada subtra- indo-se a massa seca da vidraria da massa total da vidraria com a água. 4. Registro da temperatura: A temperatura do ambiente foi medida utilizando um termômetro. 2. Cálculos • Massa dos 15 mL de água (proveta): 𝑀a_proveta = 43g − 28g = 15g • Massa dos 15 mL de água (béquer): 𝑀a_bequer = 34g − 18g = 16g • Densidade na proveta: Densidade = massa/volume = 15,2/15 = 1,013g/ml • Densidade no béquer: Densidade = massa/volume = 16,11/15 = 1,074g/ml Ambas as medições de massa da água foram idênticas, o que sugere que, para esse volume, a diferença entre as vidrarias não influencia significativamente na massa da água. 3. Resultados Vidrarias Proveta 50ml Béquer 50ml Massa da vidraria seca (g) 28g 18g Massa da vidraria + 15ml de água (g) 43g 34g Massa dos 15ml de água (g) 15g 16g Temperatura (ºC) 20ºC 20º C Qual a vantagem de tarar a balança com o béquer dentro? A vantagem de tarar a balança com o béquer (ou qualquer vidraria) dentro é que, ao fazer isso, você elimina a massa da vidraria do cálculo. Dessa forma, a balança mostrará apenas a massa do líquido que for adicionado ao recipiente. Isso facilita a medição precisa da massa do líquido (no caso, água), sem precisar subtrair manualmente a massa da vidraria, reduzindo o risco de erros. Considerando as vidrarias selecionadas, quais seriam as mais indicadas em termos de medição de volumes? A proveta seria a mais indicada para medições precisas de volumes de lí- quidos. A proveta é uma vidraria calibrada para medir volumes com maior exatidão, sendo projetada especificamente para essa finalidade. O béquer, por outro lado, é mais adequado para misturar ou transferir líquidos, mas não oferece a mesma pre- cisão para medições de volume. Isso ocorre porque as marcações no béquer são menos detalhadas e podem ser imprecisas em pequenas quantidades, como os 15 mL de água utilizados no experimento. Portanto, a proveta é preferível para medir volumes com precisão. 4. CONCLUSÃO Através deste experimento, foi possível comparar a precisão de duas vidra- rias proveta e béquer na medição de volumes líquidos. Embora ambas tenham dado resultados semelhantes para a massa da água, ficou claro que a proveta é a escolha mais adequada para medições volumétricas precisas devido à sua calibração espe- cífica. Além disso, o processo de tarar a balança com a vidraria dentro foi essencial para garantir medições mais precisas e simplificadas, mostrando-se uma prática fun- damental para evitar erros experimentais. REAÇÕES EM SOLUÇÃO AQUOSA EDSON SILVA ARAUJO Aplicando os conceitos de reações ácido-base para analisar uma reação de neutralização, verificando sua titulação. Parauapebas, 2024 EDSON SILVA ARAUJO Aplicando os conceitos de reações ácido-base para analisar uma reação de neutralização, verificando sua titulação. Trabalho de Engenharia Cívil apresentado à Universidade Pitágoras Unopar, na disciplina de Química e ciência dos materiais Parauapebas, 2024 SUMÁRIO 1 INTRODUÇÃO ................................................................................................................ 4 1.1 Objetivo .................................................................................................................. 5 1.2 Materiais e Métodos ............................................................................................... 5 1.3 Procedimentos ....................................................................................................... 5 2 CÁLCULOS ..................................................................................................................... 6 3 CONCLUSÃO .................................................................................................................. 8 1. INTRODUÇÃO A titulação é um método quantitativo usado para determinar a concentração de uma substância dissolvida em uma solução. Neste experimento, foi utilizado o NaOH como titulante para neutralizar o ácido acetilsalicílico (AAS) presente em comprimidos de Aspirina. A prática tem como objetivo calcular a massa de AAS nos comprimidos e compreender os princípios da titulometria ácido-base. 1.1 Objetivo Determinar a massa de ácido acetilsalicílico (AAS) em comprimidos de Aspirina utilizando a titulação ácido-base com hidróxido de sódio (NaOH). 1.2 Materiais e Métodos • Solução de NaOH 0,1 mol/L• Comprimido de Aspirina (AAS) • Erlenmeyer • Bureta • Proveta • Álcool etílico 99,5% • Fenolftaleína (indicador) 1.3 Procedimentos 1. Escolher o comprimido e preparar a solução no Erlenmeyer. 2. Dissolução do comprimido de AAS de 440g com água destilada e álcool etílico 99,5%. 3. Adição de 3 gotas de fenolftaleína como indicador. 4. Titulação da solução de AAS com NaOH, adicionando-o lentamente da bureta. 5. Registro do volume de NaOH necessário para neutralizar a solução, ao ponto em que a solução atinge uma cor rosa clara. Titulação Volume de NaOH Concentração de NaOH (mol/L) Número de mol de NaOH Massa de AAS (g) 1º 0.025 0.1 0.0025 0.45 g 2º 0.030 0.1 0.0030 0.54 g 3º 0.028 0.1 0.0028 0.504 g 4º 0.060 0.1 0.0060 1.08 g 2. Cálculos • O número de mols de NaOH (𝑛) foi calculado usando a fórmula: 𝑛𝑁𝑎𝑂𝐻 = 𝑀𝑁𝑎𝑂𝐻 × 𝑉𝑁𝑎𝑂𝐻 Onde: o 𝑀 = concentração de NaOH em mol/L. o 𝑉 = volume de NaOH em litros. • Para determinar a massa de AAS em cada comprimido, usa-se a fórmula: 𝑚AAS=𝑛AAS×180 Onde: o 180 é a massa molar do AAS. Os resultados são os seguintes: • 1º Titulação: 𝑚AAS = 0.0025 × 180 = 0.45g • 2º Titulação: 𝑚AAS = 0.0030 × 180 = 0.54g • 3º Titulação: 𝑚AAS = 0.0028 × 180 = 0.504g • 4º Titulação: 𝑚AAS = 0.0060 × 180 = 1,08g • Por que, no processo de titulometria, é importante que a reação seja rápida? A reação deve ser rápida para garantir que o ponto final seja identificado cor- retamente antes que ocorram reações secundárias ou desvios. Isso mantém a pre- cisão da titulação. No processo de titulação, uma reação rápida garante que o ponto de equivalência seja alcançado de forma precisa e antes que reações secundárias possam interferir. Isso evita desvios no cálculo da quantidade de substância neutra- lizada. • Por que foi necessário acrescentar álcool etílico 99,5% ao Erlenmeyer? O álcool etílico 99,5% é utilizado para dissolver completamente o ácido aceti- lsalicílico (AAS) no Erlenmeyer, garantindo que ele reaja de forma homogênea com a solução de NaOH durante a titulação. O álcool etílico 99,5% foi utilizado para dis- solver completamente o ácido acetilsalicílico (AAS), facilitando sua reação com a solução de NaOH e garantindo uma titulação homogênea. • Por que, no processo de titulometria, é importante que a solução da bureta seja adicionada lentamente ao Erlenmeyer? A solução deve ser adicionada lentamente para evitar ultrapassar o ponto de equivalência. Isso garante que o volume exato de titulante necessário para neutralizar o ácido seja utilizado, resultando em uma titulação precisa. Adicionar a solução lentamente é essencial para identificar com precisão o ponto de equi- valência. Se o NaOH for adicionado muito rapidamente, pode-se ultrapassar o ponto de viragem, levando a erros no cálculo da quantidade exata de AAS. 4 CONCLUSÃO Com base nos resultados obtidos, foi possível calcular a massa de ácido ace- tilsalicílico presente nos comprimidos de Aspirina por meio da titulação ácido-base. As três titulações realizadas mostraram massas de AAS consistentes, demonstrando a eficácia do método de titulação para quantificar substâncias em solução. A preci- são dos cálculos foi garantida pela adição lenta do NaOH e pelo uso de álcool etílico para dissolver o AAS, resultando em uma titulação eficiente. Parauapebas - PA 2024 EDSON SILVA ARAUJO ENGENHARIA CIVIL Estruturas Cristalinas Cúbicas Parauapebas - PA 2024 Estruturas Cristalinas Cúbicas Trabalho apresentado à Universidade Pitágoras Unopar, como requisito parcial para a obtenção de média Semestral na disciplina de Química e Ciência dos Materiais. EDSON SILVA ARAUJO SUMÁRIO 1 INTRODUÇÃO ..................................................................................................... 3 2 DESENVOLVIMENTO ......................................................................................... 4 2.1. Célula Unitária Cúbica Simples (CS) ................................................................ 4 2.2. Célula Unitária Cúbica de Corpo Centrado (CCC) ........................................... 5 2.3. Célula Unitária Cúbica de Face Centrada (CFC) .............................................. 6 3 CONCLUSÃO ...................................................................................................... 7 REFERÊNCIAS ........................................................................................................... 8 3 1 INTRODUÇÃO O estudo das estruturas cristalinas é fundamental para compreender as propriedades físicas e químicas dos materiais. A organização dos átomos em padrões tridimensionais influencia diretamente a densidade, resistência e condutividade de diversos materiais. Entre as diversas formas de organização atômica, destacam-se as estruturas cúbicas simples (CS), cúbicas de corpo centrado (CCC) e cúbicas de face centrada (CFC). Estas estruturas são amplamente encontradas em metais e ligas, sendo de extrema importância para aplicações industriais e tecnológicas. O presente relatório tem como objetivo descrever o processo de construção das três células unitárias mencionadas utilizando o software CrystalWalk. O uso deste recurso digital possibilitou a visualização e manipulação em tempo real das estruturas cristalinas, promovendo uma compreensão visual sobre a disposição atômica de cada uma delas. 4 2 DESENVOLVIMENTO A prática foi realizada no laboratório de informática, utilizando o software CrystalWalk, que permitiu a construção das estruturas cúbicas de forma interativa. Abaixo, estão descritos os procedimentos adotados para a construção de cada uma das células unitárias e as observações realizadas durante o experimento. 2.1. CÉLULA UNITÁRIA CÚBICA SIMPLES (CS) A estrutura cúbica simples é caracterizada por átomos localizados nos vértices do cubo, o que representa um padrão simétrico básico de ordenamento atômico. Através do software, foi possível identificar que, entre os metais, o Polônio (Po) cristaliza nessa forma. A imagem da célula construída no software pode ser observada abaixo: Imagem da célula cúbica simples (CS). 5 2.2. CÉLULA UNITÁRIA CÚBICA DE CORPO CENTRADO (CCC) Na célula unitária do tipo cúbica de corpo centrado, além dos átomos localizados nos vértices, há um átomo adicional no centro do cubo, o que aumenta a compactação atômica. O metal Lítio (Li) foi utilizado para exemplificar essa estrutura. A célula construída e sua visualização no espaço tridimensional estão representadas a seguir: Imagem da célula cúbica de corpo centrado (CCC) 6 2.3. CÉLULA UNITÁRIA CÚBICA DE FACE CENTRADA (CFC) A célula cúbica de face centrada apresenta átomos localizados tanto nos vértices quanto no centro de cada face do cubo, resultando em uma maior densidade atômica em comparação com as outras estruturas. Para essa construção, o Níquel (Ni) foi escolhido como elemento cristalino. A imagem da célula CFC gerada no software pode ser vista abaixo: Imagem da célula cúbica de face centrada (CFC) 7 3 CONCLUSÃO A prática realizada proporcionou uma compreensão clara e objetiva sobre o ordenamento atômico em materiais cristalinos com estrutura cúbica. A construção das células unitárias cúbica simples, cúbica de corpo centrado e cúbica de face centrada, utilizando o CrystalWalk, demonstrou as diferenças entre os tipos de organização atômica e suas implicações nas propriedades dos materiais. Ao visualizar as estruturas tridimensionais, foi possível perceber como a distribuição dos átomos afeta a compactaçãoe, consequentemente, as propriedades físicas do material. Este conhecimento é crucial para diversas áreas da engenharia e ciência dos materiais, onde a compreensão das propriedades estruturais dos materiais determina a escolha de materiais para diferentes aplicações. 8 REFERÊNCIAS ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 6023:2018: Informação e documentação – Referências – Elaboração. Rio de Janeiro, 2018. CALLISTER, W. D.; RETHWISCH, D. G. Ciência e Engenharia de Materiais: uma Introdução. 9. ed. Rio de Janeiro: LTC, 2016. CULLITY, B. D.; STOCK, S. R. Elements of X-ray Diffraction. 3. ed. New Jersey: Prentice Hall, 2001. GROVES, G. W.; ZUMAG, R. J. Structures of Crystals. Oxford: Clarendon Press, 2017. SINGH, R. P. Introduction to Materials Science and Engineering. 4. ed. Oxford: Oxford University Press, 2015. Parauapebas - PA 2024 EDSON SILVA ARAUJO ENGENHARIA CIVIL ANÁLISE DO DIAGRAMA TENSÃO/DEFORMAÇÃO EM ENSAIO DE TRAÇÃO Parauapebas - PA 2024 ANÁLISE DO DIAGRAMA TENSÃO/DEFORMAÇÃO EM ENSAIO DE TRAÇÃO Trabalho apresentado à Universidade Pitágoras Unopar, como requisito parcial para a obtenção de média Semestral na disciplina de Química e Ciência dos Materiais. EDSON SILVA ARAUJO SUMÁRIO 1 INTRODUÇÃO ..................................................................................................... 3 2 DESENVOLVIMENTO ......................................................................................... 4 3 CONCLUSÃO ...................................................................................................... 6 REFERÊNCIAS ........................................................................................................... 7 3 1 INTRODUÇÃO Neste relatório, foi realizado um ensaio de tração com o objetivo de analisar as propriedades mecânicas de um determinado material. O ensaio de tração é um dos mais utilizados na engenharia para determinar características fundamentais dos materiais, como resistência, ductilidade e o comportamento sob diferentes níveis de carga. Por meio da construção de um diagrama tensão- deformação, foi possível obter informações sobre a tensão máxima, tensão de ruptura e o módulo de elasticidade do material, fundamentais para sua caracterização e aplicação em projetos estruturais. 4 2 DESENVOLVIMENTO O ensaio foi conduzido utilizando o software MDSolids, uma ferramenta educativa que auxilia na análise e cálculo das propriedades mecânicas de materiais. Para o desenvolvimento desta atividade, foram inseridos os dados de força e deformação, conforme fornecidos na tabela a seguir: Esses dados foram utilizados para gerar o diagrama tensão- deformação, anexado na seção de Anexos deste relatório. O gráfico permite a visualização clara da relação entre a tensão (MPa) e a deformação (mm/mm), fornecendo os parâmetros fundamentais para a análise do material. A partir do diagrama gerado, foram extraídos os seguintes valores importantes: • Tensão Máxima (Ultimate Stress): 749,647 MPa • Tensão de Ruptura (Rupture Stress): 636,492 MPa • Percentual de Alongamento (Percent Elongation): 0,8857% Com base na análise do gráfico e dos resultados, concluiu-se que o material é dúctil, pois apresenta uma alta capacidade de deformação antes de atingir 5 a ruptura. A tensão máxima ocorre antes da ruptura, indicando que o material suporta uma carga significativa antes de começar a falhar. Cálculo do Módulo de Elasticidade O módulo de elasticidade, ou módulo de Young, foi calculado a partir da fase inicial linear do gráfico tensão-deformação. A inclinação dessa região linear representa a rigidez do material, sendo fundamental para caracterizar o comportamento elástico do material. De acordo com os dados fornecidos, o módulo de elasticidade aproximado é dado por: Com base nas informações fornecidas pelo gráfico, o valor do módulo de elasticidade foi aproximadamente determinado como 424,328 MPa na região elástica do gráfico. (Anexo I, Resultado do experimento) 6 3 CONCLUSÃO O ensaio de tração realizado demonstrou que o material analisado possui comportamento dúctil, com uma boa capacidade de suportar deformações antes de falhar. A tensão máxima de 749,647 MPa indica que o material é resistente, e a tensão de ruptura de 636,492 MPa mostra que, após atingir a tensão máxima, o material sofre um processo de escoamento até sua falha completa. O módulo de elasticidade foi estimado como 424,328 MPa, sendo um parâmetro importante para determinar a rigidez do material em suas aplicações. Esses resultados são cruciais para entender como o material se comportará em diferentes condições de uso e auxiliam na tomada de decisões quanto à sua aplicação em projetos de engenharia. 7 REFERÊNCIAS ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 6023: Informação e documentação – Referências – Elaboração. Rio de Janeiro, 2018. CALLISTER, William D. Ciência e Engenharia de Materiais: Uma Introdução. 8ª edição. Rio de Janeiro: LTC, 2012. MDSOLIDS Software. Educational Software for Mechanics of Materials. Disponível em: http://www.mdsolids.com. Acesso em: outubro de 2024.