Relatório - pratica 1

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Universidade Federal Rural Do Rio De Janeiro
Instituto de Química
Departamento de Química Fundamental
IC675 – Química Geral Experimental
RELATÓRIO DA AULA PRÁTICA 1
PROPRIEDADES DE MISTURAS E SEPARAÇÃO DE
COMPONENTES
Guilherme Augusto Conti da Silva – 20220019938
Jéssica do Amaral Silveira – 20220001316
Diogo Henrique Rosa Anastácio – 20220001281
Professor: Gustavo Bezerra da Silva
Seropédica - RJ
Junho/2023
1. Introdução:
A matéria, que vem do Latim e significa “aquilo de que uma coisa é
feita”, a definição que hoje é utilizada é tudo aquilo que tem massa e volume.
Mas de acordo com Demócrito, a matéria é constituída de partículas menores,
chamados átomos, e cada matéria se distingue por sua natureza e forma de
organização dos átomos.
Para Dalton que fez os seus cinco postulados, e até hoje um de seus
postulados é utilizado até hoje. “A formação de uma substância composta se dá
pela união entre os átomos dos elementos “. (Dalton-1803). Ou seja, se
unirmos um átomo de Oxigênio, com dois átomos de hidrogênio, teremos
então:
Que é basicamente a união entre esses dois elementos, que eram duas
substâncias simples e se tornaram e uma substância composta. Porem
podemos pegar seu estado composto e transforma-los em substâncias simples,
através dos métodos de separação.
Já as misturas são consideradas como homogêneas ou heterogêneas.
As homogêneas são conhecidas por terem apenas uma única fase, enquanto
as heterogêneas terão mais de uma fase. Os componentes de uma mistura
podem ser separados por métodos físicos, o que é utilizado para detectar se
uma amostra é considerada uma substância pura ou é uma mistura
homogênea.
As propriedades físicas irão especificar se uma amostra é pura ou não, e
elas são: Ponto de fusão (PF); Ponto de ebulição (PF); Solubilidade e
densidade. Elas são características próprias de cada elemento, logo, cada um
tem o seu. Porém, quando os mesmos formam misturas, os mesmos possuem
esses dados modificados.
Para separação de misturas, a solubilidade é muito visada, pois o
mesmo depende de muitos parâmetros, como temperatura, pressão, interações
intermoleculares, entre outros aspectos. A solubilidade é a capacidade de uma
substância se dissolver, ou não, em um determinado tipo de líquido. Também é
referida como coeficiente de solubilidade e se define como a habilidade de um
soluto específico de se dissolver em um solvente.
Porém, durante o processo de dissolução, pode ocorrer liberação
(Processo exotérmico) ou absorção (Processo endotérmico) global de calor, o
que depende das energias envolvidas nas interações entre o soluto e o
solvente, e essas interações serão substituídas por interações na solução.
Uma solução pode ser classificada a partir de seu coeficiente de de
solubilidade, dos tais tipos:
 Solução saturada: Não é possível dissolver mais soluto, pois já
está no limite máximo de solubilidade a uma determinada
temperatura. Se você adicionar mais soluto, ele não se dissolverá.
 Solução Insaturada: Ainda é possível dissolver mais soluto, pois a
quantidade presente está abaixo do limite máximo de solubilidade
a uma determinada temperatura. Se adicionarmos mais soluto, ele
se dissolverá na solução.
 Solução Supersaturada: Contém mais soluto do que o
normalmente possível de se dissolver a uma certa temperatura.
Essas soluções são instáveis temporariamente e, com o tempo, o
excesso de soluto se precipitará, formando sólidos visíveis na
solução.
Seu gráfico é:
2. OBJETIVOS
Este experimento teve como finalidade avaliar o coeficiente de
solubilidade, a natureza dos solventes e a temperatura na solubilidade de
diferentes solutos. Além disso, foram analisados métodos para a separação
física de misturas.
3. EXPERIMENTAL
O experimento foi dividido em quatro etapas.
● No primeiro procedimento foram apresentadas as soluções e o
coeficiente de solubilidade que foi separada em duas fases.
a) Utilizou-se um tubo de ensaio e nele adicionaram-se poucos
miligramas de sacarose com a ajuda da espátula e em seguida 1,0 mL
de água destilada. Após os demais passos, agitou-se intensamente e
ficou em repouso para ver se a solução havia solubilizado.
b) Foi usado outro tubo de ensaio onde foi posto 1,0 g de acetato
de sódio tri-hidratado e cerca de 1 mL de água destilada. Logo, em
seguida houve uma forte agitação e foi deixado em repouso para ver o
aspecto da solução obtida. Por fim, conduziu-se rapidamente ao banho-
Maria manuseando uma placa de aquecimento que atingisse a
solubilização total e com o intuito de resfriá-lo o tubo de ensaio sem
agitar foi inserido na torneira e, em seguida as paredes do tubo de
ensaio teve que ser atritado com um bastão e com isso notou-se que
começou a precipitar e novamente aqueceu para solubilização do sal e
imediatamente foi resfriando sem agitação na torneira. Logo depois
adicionou-se um pequeníssimo cristal do mesmo sal e ocorreu a
precipitação formando alguns cristais.
● No segundo procedimento será estudado o calor da solução. Que é
também dividida em duas etapas.
a) Em um béquer foi inserido 25 mL de água destilada e será
necessário medir sua temperatura. A seguir, foi adicionado 5,0 mL de
ácido sulfúrico concentrado (18 mol.L-1) e novamente precisará aferir a
temperatura da solução resultante.
b) Num béquer adicionou-se 10,0 mL de água destilada e foi
verificada sua temperatura. Posteriormente, introduziu 1,5 g de cloreto
de amônio e mais uma vez fizeram a análise da temperatura da solução
resultante.
● No terceiro procedimento verificou-se o efeito da natureza dos
solventes na solubilidade de solutos. Usou-se dois tubos de ensaio (1 e 2)
contendo 1,0 mL de água destilada e os demais (3 e 4) contendo 1,0 mL de
Etanol. Acrescentou-se aos tubos 1 e 3, alguns miligramas de cloreto de sódio
com o auxílio da espátula e nos tubos 2 e 4 alguns miligramas de iodo com a
ajuda da espátula. Em seguida, teve que mexer os tubos para apurar a
solubilidade das substâncias. E no tubo 2 foi acrescentado gotas de
uma solução de iodeto de potássio 1,0 mol.L-1.
● No Quarto procedimento houve a separação de componentes baseada
nas diferenças de solubilidade. Em um béquer de 100 mL, foi adicionado
alguns miligramas de cloreto de sódio e de carbonato de cálcio e misturou-se;
Após a mistura das soluções acrescente 10 mL de água destilada e agitou a
mistura com um bastão de vidro. Com um funil simples a mistura começou a
ser filtrada, recolhendo o filtrado em um béquer; além do mais precisou analisar
a existência do cloreto de sódio no filtrado, recolhendo uma pequena
quantidade de gotas e passando para um tubo de ensaio e, por fim,
acrescentando uma gota de uma solução 1,0 mL-1 de nitrato de prata. Sendo
assim, transferindo o sódio adquirido no papel de filtro para um tubo de ensaio
e adicionando algumas gotas de ácido clorídrico 1,0 mL-1, para provar a
presença de carbonato de cálcio.
4. Resultados e discussão.
1. Soluções e coeficiente de solubilidade:
a) Adicionou-se 1mL de água destilada a um tubo de ensaio e
após isso alguns mg de sacarose (ponta de espátula). Após agitar
vigorsamente o tubo foi visto que a sacarose dissolveu totalmente em
água devido serem substâncias polares. Assim pode-se dizer que houve
dissolução total da sacarose por conta da polaridade das moléculas,
visto que “semelhante dissolve semelhante”, ambas moléculas fazem
ligação de hidrogênio.
b) Foi adicionado 1,0g de acetato de sódio tri-hidratado em 0,5mL
de água em um tubo de ensaio, após isso foi agitado veementemente
para checar a solubilidade da solução, que não havia solubilizado
totalmente em temperatura ambiente.
Após esse processo a solução foi posta em banho maria até
atingir a solubilização total.
Em seguida, após retirado do banho maria, atritou-se com um
bastão de vidro nas paredes do tubo de ensaio e foi visto que havia
ainda resquícios de acetato de sódio tri-hidratado. Então foi reaquecido
em banho maria até atingir a solubilização total e depois resfriado sem
agitação ondefoi percebido que a solução foi dissolvida totalmente.
Então adicionou-se um cristal do sal de acetato e verificou-se a
criação de cristais em volta do tubo de ensaio, tornando a solução
supersaturada. Além disso verificou-se que a soluçao liberou energia,
tornando-a exotérmica, ao ficar “gelada” na mistura do sal acetato +
água.
2. Calor de Solução:
a) Foi adicionado a um becker 25mL de água destilada e foi
medida temperatura de 22,5°C por um termômetro.
Logo após isso foi posto 5,0mL de ácido sufúrico concentrato
(18mol.L-1) – O ácido sulfúrico foi manuseado dentro da capela de
exaustão, utilizando uma pipeta graduada –. Após ser adicionado ao
becker foi constatado a temperatura de 59,0°C.
Foi visto que a temperatura do sistema aumentou e o recipiente
contendo a mistura ficou mais quente, constando assim uma reação
endotérmica por conta da energia liberada do sistema ter sido menor
que a energia consumida.
b) Foi colocado 10mL de água em um becker e foi constatado a
temperatura de 22°C através de um termômetro. Em seguida foi
adicionado 1,5g de Cloreto de Amônio (NH4Cl) e não houve alteração na
temperatura da mistura posta no becker, concluindo que a mistura àgua
+ cloreto de amônio é mais qualitativo, pois em termos de temperatura
não foi possível distinguir.
3. Efeito da natureza dos solventes na solubilidade de solutos:
a) Foi preparado quatro tubos de ensaio; tubos (1,2) contendo
àgua destilada e tubos (3,4) contendo etanol.
b) Nos tubos 1 e 3 foram adicionados alguns mg de Cloreto de
sódio (ponta de espátula)
Após agitar os tubos 1 e 3 verificou-se que:
No tubo 1, àgua + cloreto de sódio houve completa
solubilização. Isso ocorre por conta do cloreto ser um sal
iônico e ao se dissolver em água é gerado a força íon-
dipolo resultando na dissociação do sal em seus íons (Na+
e Cl-).
No tubo 3, etanol + cloreto de sódio houve formação de
corpo de fundo, indicando, assim, que é uma solução saturada,
ou seja, atingiu o coeficiente de solubilidade.
c) Nos tubos 2 e 4 foram adicionados alguns miligramas de Iodo
(ponta de espátula)
Depois de agitar os tubos 2 e 4 observou-se que:
No tubo 2, àgua + iodo não houve solubilização total da
mistura.
No tubo 4, etanol + iodo percebeu-se que houve total
solubilização.
d) Foi adicionado ao tubo 2 (àgua + iodo) algumas gotas de
Iodeto de Potássio (KI) 1,0mol.L-1 e notou-se que a coloração da
mistura havia mudado de incolor para amarelado.
Solvente Cloreto de
Sódio
Iodo
Água Solubilizou Não
solubilizou totalmente
Etanol Não
Solubilizou, mas
precipitou
Solubilizou
Por meio da mudança de cor nota-se que houve uma reação
entre o iodo e o KI, onde KI+I-2 I3-, onde o ânion I3- é um íon
solúvel em água, através da interação íon dipolo entre a água e o iodo, a
mudança de cor é um indicador que a quebra da dissolução da ligação
ocorreu de maneira precisa, fazendo assim as 2 substâncias, iodo e o
KI, solubilizarem em água.
4. Separação de componentes baseada nas diferenças de
solubilidade
a) Foi adicionado a um becker de 100mL alguns mg de cloreto de
sódio e carbonato de cálcio (NaCl e CaCO3 respectivamente). Em
seguida foi colocado 10mL de àgua destilada e agitado com um bastão
de vidro. Após isso foi feita uma filtração em um funil simples e o filtrado
foi recolhido em um becker.
Foi coletado algumas gotas do filtrado e transferido para um tubo
de ensaio para a realização do teste da presença de NaCl. Adicionou-se
uma gota de uma solução 1,0mol.L-1 de nitrato de prata no filtrado e foi
possível perceber a presença de um precipitado, provando, assim, que
era uma solução de NaCl, através da reação:
NaCl(s) + AgNO3(l) AgCl (s) + NaNO3(s)
O sólido foi retirado do papel filtro e transferido para um tubo de
ensaio e ali foi adicionado algumas gotas de àcido clorídrico 1,0mol.L-1
para comprovar a presença de carbonato de cálcio (CaCO3). Ao
adicionar as gotas notou-se a liberação de gás carbônico (CO2), por
conta da reação de um àcido forte com um sal básico, descrita na reação
abaixo :
CaCO3(s) + HCl(l) CaCl2(s) + H2O(l) + CO2(g)
5. Conclusão
Ao final dos experimentos observou-se que a variação de solubilidade foi
crucial para cada resultado obtido. Assim como as propriedades das ligações
químicas, a temperatura e as forças intermoleculares foram fatores importantes
para a determinação correta de cada experimento. Dessa maneira, e também
com o estudo da teoria por trás da prática, é possível confirmar o sucesso da
prática sem aberturas para dúvidas correlacionadas aos processos estudados.
6. Bibliografia
Livro:
BROWN, LEMAY & BURSTEN, QUÍMICA A CIÊNCIA CENTRAL -
9.ed. Pearson Prentice Hall ed. 2005;
ATKINS, P.; JONES, L.; Princípios de Química, questionando a vida
moderna e o meio ambiente; 5ª Ed, Bookman Companhia Ed., 2011
Periódicos:
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exotérmicos"; Brasil Escola. Disponível em:
https://brasilescola.uol.com.br/quimica/processos-endotermicos-
exotermicos.htm.
AZEVEDO, Amanda Maria. "Capacidade de uma substância se dissolver
em líquido"; Educa mais Brasil.
Disponível em:
https://www.educamaisbrasil.com.br/enem/fisica/solubilidade
VIANA, Aryanne. "Modelo atômico de Dalton"; Vai Química.
Disponível em: https://vaiquimica.com.br/modelo-atomico-de-
dalton/#:~:text=Postulados%20da%20teoria%20atômica&text=Os%20átomos%
20de%20diferentes%20elementos,em%20todas%20as%20transformações%20
químicas.
PORFÍRIO, Francisco. "Leucipo e Demócrito"; Brasil Escola.
Disponível em: https://brasilescola.uol.com.br/filosofia/leucipo-
democrito.htm.
DE ARAUJO. Laysa Bernardes Marques. "Matéria"; Mundo Educação.
Disponível em:
https://mundoeducacao.uol.com.br/quimica/materia.htm#:~:text=Matéria%20é%
20tudo%20aquilo%20que,a%20todo%20tipo%20de%20matéria.
BATISTA, Carolina. "Misturas Homogêneas e Heterogêneas". Toda
Matéria.
Disponível em: https://www.todamateria.com.br/misturas-homogeneas-e-
heterogeneas/.