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UNIVERSIDADE FEDERAL DE ALAGOAS - UFAL INSTITUTO DE QUÍMICA E BIOTECNOLOGIA - IQB Relatório de Laboratório 5 Maceió-AL 2015 Bruna Layz Barbosa Santos Carolynne Morgane Leite Ferro Felipe Teles de Menezes Felipe José Alcoforado Ramón Willian de Oliveira RELATÓRIO EXPERIMENTAL V Evidências de Transformações Químicas Relatório do experimento acima citado realizado no laboratório de química experimental, sob orientação do professor Ângladis , como requisit o para obtenção de nota parcial da disciplina de Química Experimental. Orientador: Prof.º Ângladis Vieira Maceió-AL 2015 SUMÁRIO Introdução 04 Objetivos 06 Material Utilizado 07 Procedimentos Experimentais 08 Resultados e Discussões 09 Conclusão 13 Referências 14 Anexos 15 INTRODUÇÃO Reação química trata-se do processo de mudança da matéria na qual acontecem transformações qualitativas na composição química de um ou mais reagentes, resultando desta forma em um ou mais produtos. Tais mudanças envolvem transformações nas conectividades entre átomos ou íons, como também na geometria molecular. Uma reação química é descrita através de uma equação química onde devem ser informadas as fórmulas dos reagentes e produtos (reagentes a esquerda da reação e produtos a direita) bem como o curso da mesma. Para analisar que de fato houve algum tipo de reação entre as substâncias envolvidas no processo, observam-se as transformações relevantes e perceptíveis entre o estado inicial e final dos reagentes. Por evidenciarem tais transformações, esses fatores que nos permitem analisar o modo como a reação vem ocorrendo são denominados evidências de reação, sendo eles quantitativos e qualitativos na detecção dessas mudanças. Tais evidências podem ser observadas a olho nu ou simplesmente sentidas por aqueles que realizam o experimento e até aqueles que apenas observam; A observação visual, por sua vez, é uma das ferramentas mais importantes no processo de definição das propriedades e fatores que envolvem uma reação química; entre estas evidências, podemos destacar: Formação de produtos gasosos: Quando os reagentes são substancias não gasosas e pelo menos um dos produtos é gasoso. Mudança de cor: Quando os reagentes apresentam coloração diferente dos produtos. Mudança de odor: Quando os produtos emitem determinado tipo de odor distinto dos reagentes. Transferência de energia (reações exotérmicas e endotérmicas): Relacionadas com a perda ou ganho de calor durante o decorrer das reações. Formação de precipitado: Quando os reagentes são solúveis (dissolvem-se em água) e pelo menos um dos produtos é insolúvel (não se dissolve em água). Os precipitados decorrentes da reação podem ser classificados de diversas maneiras, tais quais: cristalino, granular, finamente dividido, coloidal tipo gelatinoso e coloidal finamente dividido. . O processo de realização e observação dos experimentos entre diversas amostras de sais, bases e até ácidos serão discorridos de uma maneira mais minuciosa durante a abordagem principal deste relatório. OBJETIVO GERAL Verificar a ocorrência de reações químicas a partir da observação de mudanças químicas no meio reacional. 2.1. OBJETIVO ESPECÍFICO Aprender a manipular as vidrarias encontradas no laboratório. Observar as mudanças de estado das reações. 3. MATERIAL ULTILIZADO MATERIAIS E REAGENTES QUANTIDADE MATERIAIS Estante para tubos 01 Tubos de ensaio 12 Vidro de relógio 01 Balança analítica 01 Lã de aço - REAGENTES Solução de hidróxido de sódio 0,1 M 20 gotas Solução de hidróxido de amônio 0,1 M 20 gotas Solução de cloreto de sódio 0,1 M 20 gotas Solução de nitrato de chumbo 0,1 M 20 gotas Solução de sulfato de cobre (II) 0,1 M 20 gotas Solução de iodeto de potássio 0,1 M 20 gotas Solução de nitrato de prata 0,1 M 20 gotas PROCEDIMENTOS EXPERIMENTAIS Inicialmente enumeramos os tubos de ensaio de 1 a 13 (de acordo com a quantidade de reações solicitadas em tubo), e uma última reação não foi realizada em um tubo de ensaio, totalizando assim 14 reações. Em seguida misturamos em um tubo de ensaio alíquotas de cerca de 20 gotas (1,0 ml) das soluções, duas a duas conforme a tabela 1. Observamos então se houve diferença entre os estados inicial e final de cada mistura de reação. Anotamos todas as observações referentes a cada mistura de reação, como: (cor da solução, formação de precipitado, cor do precipitado, formação de gás, etc.). Para a realização da reação 13, medimos na balança analítica 0,25g de lã de aço. Para a reação 14, medimos 1g de lã de aço na balança analítica e reagimos com fogo, após a queima foi medida novamente a massa da lã de aço, com o objetivo de verificar a diferença de massa. 5. RESULTADOS E DISCUSSÕES As reações foram realizadas de acordo com a tabela 1, uma em cada tubo de ensaio. Primeiramente adicionamos cerca de 1ml – 20 gotas – da primeira solução, em seguida adicionamos gota a gota da segunda solução e fomos observando as reações ocorridas. Em grande parte ocorreu diferença entre o estado inicial e o estado final da mistura. TUBO MISTURA 1 NaOH + CuSO4 2 NH4OH + CuSO4 3 Pb(NO3)2 + KI 4 KI + AgNO3 5 KI + NaOH 6 NaOH + Pb(NO3)2 7 Pb(NO3)2 + NH4OH 8 NaCl + AgNO3 9 NaCl + Pb(NO3)2 10 NH4OH + AgNO3 11 AgNO3 + NaOH 12 NaCl + KI 13 Lã de aço + CuSO4 14 Lã de aço + fogo (Tabela 1) Tubo 1: Antes da reação, a solução de Sulfato de cobre () era azulada e a solução de Hidróxido de Sódio era transparente. No inicio da reação, a mistura adquiriu um tom azul escuro, ocorrendo à formação de um sólido sobrenadante. Após um período de tempo – onde deixamos a mistura descansando – o sólido precipitou. O sólido formado possuía densidade baixa, por esse motivo demorou a precipitar. Tubo 2: Antes da reação, a solução de Hidróxido de Amônio () era transparente e a solução de Sulfato de cobre ) era azulada. No inicio da reação, a mistura adquiriu um tom azul clara, ocorrendo à formação de um sólido sobrenadante. Após um período de tempo – onde deixamos a mistura descansando – o sólido precipitou. O sólido formado possuía densidade baixa, por esse motivo demorou a precipitar. Tubo 3: Antes da reação, a solução de Nitrato de Chumbo () e a solução de Iodeto de potássio eram transparente. No inicio de reação, a mistura adquiriu um tom amarelado, ocorrendo à formação de um sólido sobrenadante, mas que precipitou rapidamente. Isso ocorreu devido à alta densidade do sólido formado pela mistura. Tubo 4: Antes da reação, a solução de Iodeto de potássio e a solução de Nitrato de Prata eram transparente. No inicio da reação, a mistura adquiriu um tom amarelo turvo com formação de pouco precipitado. Após a adicionar mais Nitrato de Prata, a mistura ficou esbranquiçada. Tubo 5: Antes da reação, a solução de Iodeto de potássio e a solução de Hidróxido de sódio eram transparentes. No início da reação, a mistura apresentou uma coloração transparente, ao longo da adição de Hidróxido de sódio ocorreu a formação de gás. A mistura apresentou uma coloração constante (transparente) durante toda a reação. Tubo 6: Antes da reação, a solução de Hidróxido de sódio e a solução de Nitrato de Chumbo () eram transparentes. No início da reação, a mistura adquiriu um tom branco turvo, e houve a formação de precipitado denso. Tubo 7: Antes da reação, a solução de Nitrato de Chumbo () e a solução de Hidróxido de Amônio () eram transparentes. No inicio de reação, a mistura adquiriu um tom esbranquiçado, ocorrendo à formação de um sólido sobrenadante, ao longo da reação foi formado uma grandequantidade de precipitado, pouco denso. Tubo 8: Antes da reação, a solução de Cloreto de Sódio () e a solução de Nitrato de Prata eram transparentes. No inicio de reação, a mistura adquiriu um tom esbranquiçado, ocorrendo uma mistura coloidal, ao longo da reação ocorreu à formação de precipitado, em uma pequena quantidade. Após um período de tempo – onde deixamos a mistura descansando a mistura adquiriu uma coloração lilás. Tubo 9: Antes da reação, a solução de Cloreto de Sódio () e a solução de Nitrato de Chumbo () eram transparentes. No início e ao longo da reação, a mistura adquiriu um tom transparente, formando assim uma mistura homogênea. Tubo 10: Antes da reação, a solução de Hidróxido de Amônio () e a solução de Nitrato de Prata eram transparentes. No inicio de reação, a mistura adquiriu um tom branco com formação de precipitado, muito denso, na cor branca. Tubo 11: Antes da reação, a solução de Nitrato de Prata e a solução de Hidróxido de sódio eram transparentes. No inicio de reação, a mistura adquiriu um tom marrom claro, ocorrendo à formação de um sólido sobrenadante de cor marrom, ao longo da reação houve a formação de precipitado denso. A mistura final apresentava uma mistura consistente marrom com precipitado. Tubo 12: Antes da reação, a solução de Cloreto de Sódio () e a solução de Iodeto de potássio eram transparentes. No início e ao longo da reação, a mistura adquiriu um tom transparente, formando assim uma mistura homogênea. Tubo 13: Comprimimos um pequeno pedaço de lã de aço em forma esférica, pusemos no vidro de ensaio e cobrimos com Sulfato de Cobre (CuSO4), Notou-se que a lã de aço que inicialmente de coloração cinza tornou-se ferrugem. Como o ferro é mais reativo que o cobre ele consegue deslocar o cobre. A reação foi de simples troca ou deslocamento e houve a oxidação do ferro, sob equação química a seguir: Procedimento14: Pesamos 1g de lã de aço na balança de precisão e efetuamos a combustão da mesma, após esse procedimento notamos que houve uma leve mudança de cor, de cinza a cinza azulado. Pesamos a amostra após a combustão e notamos um acréscimo de massa de 0,010 gramas. O aço é uma liga de ferro com pequena quantidade de carbono. Na presença de oxigênio, o ferro pode sofrer uma oxidação e produzir óxido de ferro. Considerando que tanto o ferro como o aço reagem com o oxigênio, temos a seguinte equação química: Na palha de aço, antes da combustão a balança não indicava a massa de oxigênio que seria incorporada a ela, ou seja, o aumento da massa indicado pela balança deve-se à incorporação da massa do oxigênio ao ferro, formando o óxido de ferro. 6. CONCLUSÃO Observou-se que a técnica de destilação simples é um método eficaz para a separação de misturas homogêneas – sólido-líquido -, desde que essas tenham pontos de ebulição distintos. Nota-se que esse processo de separação de misturas é bastante viável quando se tem interesse nas duas fases do composto. Apesar de consistir em um processo bem simples, é de grande importância quimicamente, já que permite, por exemplo, separar o sal da água do mar. O controle da temperatura também é muito importante para evitar que ocorra a evaporação do líquido menos volátil, que não se quer presente no destilado. 7. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 1) J.B. Russel, "Química Geral", Trad. Geraldo Vicentini et alii, São Paulo, McGraw Hill, 1982. 2) R.R. da Silva, N. Bocchi & R.C. Rocha Filho, “Introdução à Química Experimental", McGraw Hill, 1990. 3) “MÓDULO: DESTILAÇÃO”, roteiro da disciplina de “Laboratório de Engenharia Química II”, DEQ/CTC/UEM. – Diagramas de composição e entalpia para a mistura hidroalcoólica, 2012. 4) McCabe, W. L; Smith, J. C; Harriott, P. Unit Operations of chemical Engineering. Seventh Edition, Mc Graw Hill – Higher Education, 2005. Section II – Chapter 3 – Fluid Flow Phenomena, Distillation, págs. 663 – 730. 5) MARAMBIO,O.G., Métodos Experimentales en Química Orgânica. Pizarro DC.1a Ed. UTEM, , Mayo 2007 .Editorial Universidad Tecnológica Metropolitana. 8. ANEXOS FIGURA 1 Tubos de ensaio comos compostos numerado de 1 a 4 (esquerda para a direita) FIGURA 2 Tubos de ensaio com os compostos numerados de 5 a 8 (esquerda para a direita) FIGURA 3 Tubos de ensaio com os compostos numerados de 9 a 12 (esquerda para a direita) FIGURA 4 Balança com a tara do vidro de relógio FIGURA 5 Balança de precisão com o peso do vidro de relógio mais a lã de aço FIGURA 6 Material utilizado
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