Química Aplicada

Prévia do material em texto

Roteiros 
Química Aplicada
Manual de Estágio
Instituto de 
Ciências Exatas e 
Tecnologia
Disciplina: Química Aplicada
Título da Aula: Lubrificação: 
Viscosímetro Saybolt
AULA 1
ROTEIRO 1
Objetivos
 � Determinar o comportamento da variação da viscosidade de uma amostra de óleo 
utilizando um viscosímetro Saybolt.
 � Determinar as classificações SAE e ISO VG da amostra analisada.
Materiais 
 � Viscosímetro Saybolt com 4 frascos receptores (60 mL).
 � Termômetros.
 � Amostra de óleo.
Procedimento experimental
1. Escolher as quatro temperaturas para a coleta do óleo. As temperaturas escolhidas 
devem ser entre a temperatura ambiente e 100 °C (exemplos: 50 ºC, 60 ºC, 70 ºC e 80 ºC).
2. Colocar a amostra de óleo nos compartimentos do aparelho com o orifício universal 
(1,7 mm).
3. Programar o aparelho para a primeira temperatura desejada para a análise 
(exemplo: 50 ºC). 
4. Não deixar que a temperatura do banho exceda em mais de 2 ºC a temperatura 
da amostra.
Serviço Social
5. Posicionar o frasco receptor de maneira que o fluxo de óleo que sairá do orifício 
atinja a parte mais larga do gargalo, retirar a rolha e acionar o cronômetro.
6. Parar o cronômetro no instante em que a parte inferior do menisco do óleo atingir o 
traço de referência no gargalo do frasco receptor e anotar o tempo de escoamento do óleo.
7. O tempo de escoamento tem o mesmo valor da viscosidade em SSU (Segundos 
Saybolt Universal).
8. Repetir o procedimento nas outras temperaturas escolhidas.
9. Preencher a tabela com os dados experimentais e converter as viscosidades 
encontradas em Segundos Saybolt Universal (SSU) para centistokes (cS), utilizando as 
fórmulas a seguir:
 � VCC = Visc(cS) = 0,224 Visc(SSU) – 185/Visc(SSU): para valores de viscosidade entre 
34 e 115 SSU 
 � VCC = Visc(cS) = 0,223 Visc(SSU) – 1,55: para valores de viscosidade entre 115 e 
215 SSU 
 � VCC = Visc(cS) = 0,2158 x Visc(SSU): para valores da viscosidade acima de 215 SSU
Análise de dados
a) Preencher a tabela a seguir com os dados experimentais da amostra de óleo analisada 
e converter as viscosidades encontradas em SSU (Segundos Saybolt Universal) para 
cS (centistokes).
Manual de Estágio
1 2 3 4
Temperatura do banho (°C)
Temperatura da amostra (°C)
Tempo de escoamento (s)
Viscosidade (SSU)
Viscosidade (cS)
b) Construir um gráfico da viscosidade (cS ou SSU) em função da temperatura (°C). 
O gráfico deverá ser construído em papel monolog (na escala logarítmica (ordenada), 
colocar os valores das viscosidades e na escala decimal (abscissa), colocar os valores das 
temperaturas). Traçar a reta média.
Serviço Social
Gráfico – monolog
Manual de Estágio
c) Anotar os valores das viscosidades a 40 °C e 100 °C encontradas no gráfico. Obs.: se 
o gráfico foi construído em SSU, as viscosidades a 40 °C e 100 °C deverão ser convertidas 
para cS.
Viscosidade a 40 °C 
VCC (viscosidade em cS) = __________________________
Viscosidade a 100 °C 
VCC (viscosidade em cS) = __________________________
d) Determinar o índice de viscosidade do óleo (IV) utilizando a expressão a seguir:
Encontrar os valores de L e H na tabela 1 do roteiro.
L = _________________ 
H = _________________ 
O valor de U é encontrado no gráfico, é a viscosidade a 40 °C - em cS.
U = _________________ 
Calcular o índice de viscosidade (IV).
IV = ___________________
Serviço Social
e) Determinar as classificações SAE e ISO VG do óleo analisado utilizando as tabelas 2 e 
3 do roteiro.
Classificação SAE do óleo: _______________________________
Classificação ISO VG do óleo: _____________________________
Manual de Estágio
Tabela 1: Valores de L e H para viscosidade cinemática 
Serviço Social
Tabela 2: Classificação SAE para óleos de cárter
 
Manual de Estágio
Tabela 3: Classificação ISO VG
Serviço Social
Instituto de 
Ciências Exatas e 
Tecnologia
Disciplina: Química Aplicada
Título da Aula: Taxa de corrosão
AULA 2
ROTEIRO 1
Objetivo
 � Determinar a intensidade de corrosão em função do tempo (taxa média de corrosão 
num intervalo de tempo).
Materiais 
 � Placa de metal.
 � Placa de Petri.
 � Solução de ácido sulfúrico (H2SO4) 2 mol/L.
 � Paquímetro.
 � Balança.
Procedimento experimental
1. Considerar uma placa metálica de densidade d, retangular, limpa e seca, obter com 
um paquímetro as dimensões:
 � C = comprimento
 � L = largura
 � e = espessura 
2. Calcular a área e o volume da placa.
3. Obter por pesagem a massa inicial da placa. 
Manual de Estágio
4. Calcular a densidade do metal da placa em g/cm3.
5. Mergulhar a placa no meio agressivo por um determinado período (verificar o tempo 
com o professor). Após esse tempo, retirar a placa, lavar, secar e pesar novamente. 
6. Marcar o horário de início e fim da exposição e obter por pesagem a massa final 
da placa. 
7. Calcular a taxa média de corrosão no intervalo considerado nas unidades a seguir: 
mdd, ipy, mih, mpy e mmpy.
8. Classificar o material metálico quanto à resistência à corrosão utilizando o quadro 2 
do livro-texto.
Análise de dados
a) Medir e anotar as dimensões da placa (anotar a unidade utilizada: mm, cm):
Comprimento (C) = ______________
Largura (L) =___________________
Espessura (e) =_________________
b) Calcular a área (em dm2) e o volume (em cm3) da placa:
Área = (C x L) x 2 + (C x e) x 2 + (L x e) x 2 = _________ (converter para dm2)
Área (dm2) = ______________________________
Volume = C x L x e = ____________ (calcular em cm3)
Volume (cm3) = ___________________________
Serviço Social
c) Pesar a placa e anotar a massa inicial:
Massa inicial (g) = ____________________
d) Calcular a densidade do metal da placa (em g/cm3):
Densidade (g/cm3) = ____________________
e) Mergulhar a placa no meio agressivo por um determinado período (verificar o tempo 
com o professor) e anotar os dados a seguir:
Horário inicial =_____________________
Horário final = _____________________
Massa final (g) = ______________________
f) Calcular a perda de massa:
Perda de massa = massa inicial – massa final = ________ (converter para mg)
g) Calcular o tempo em que a placa ficou mergulhada no ácido sulfúrico:
Tempo = horário inicial – horário final = ________ (converter para dia)
h) Calcular a taxa média de corrosão em mdd (mg/dm2xdia) utilizando a fórmula 
a seguir:
Taxa de corrosão em mdd = perda de massa (mg) / área (dm2) x tempo (dia)
Manual de Estágio
i) Converter a taxa média de corrosão calculada em mdd nas outras unidades: ipy, mih, 
mpy e mmpy.
 j) Classificar o material metálico quanto à resistência à corrosão utilizando a tabela 4 
do roteiro.
Tabela 4: Classificação de metais quanto à resistência à corrosão 
Serviço Social
Instituto de 
Ciências Exatas e 
Tecnologia
Disciplina: Química Aplicada
Título da Aula: Corrosão I / Pilha I
AULA 3
ROTEIRO 1
Objetivos
 � Comprovar a diferença de potencial (ddp) e da corrente em uma pilha e identificar 
os eletrodos (ânodo e cátodo) na pilha.
 � Montar uma tabela de potenciais práticos para a ordenação dos metais por ordem 
decrescente (ou crescente) de potenciais de oxidação (ou de redução).
Materiais
 � Placas de vários metais (cobre, ferro, zinco, alumínio etc.).
 � Fita de magnésio.
 � Solução de ácido sulfúrico (H2SO4) 2 mol/L.
 � Solução saturada de cloreto de sódio (NaCl).
 � Vários béqueres.
 � Ponte salina ou de grafite.
 � Voltímetro/Multímetro.
 � Lâmpada de 1,5 V.
Manual de Estágio
Procedimento experimental
Parte 1:
1. Montar a pilha Mg/H2SO4//H2SO4/Cu em uma solução diluída de ácido sulfúrico 
(2 mol/L): mergulhar uma placa de cobre e uma fita de magnésio, de forma que suas 
extremidades superiores fiquem acima do nível da solução e fechar o circuito externo por 
fio condutor fora do contato do eletrólito (ponte salina ou de grafite). As placas precisam 
ser mantidas separadas. 
2. Verificar e anotar a diferença de potencial (ddp) entre o magnésio e o cobre lida no 
voltímetro/multímetro.3. Verificar o sinal da ddp lida para identificar o ânodo e o cátodo na pilha.
4. Verificar se a lâmpada acende.
Parte 2:
1. Considerar uma célula eletrolítica contendo solução diluída de cloreto de sódio 
(NaCl) e diversas placas metálicas (cobre, ferro, zinco, alumínio etc.).
2. Escolher 4 placas metálicas e nomeá-las por letras A, B, C, D.
3. Prender a placa do metal A em uma das garras de fixação da cuba e na outra garra 
prender a placa do metal B. Medir a diferença de potencial na pilha: A/NaCl//NaCl/B e 
anotar o valor lido.
4. Substituir a placa do metal B pela placa do metal C, medir e anotar o valor da 
diferença de potencial da pilha: A/NaCl//NaCl/C.
5. Desenvolver procedimento análogo, montando a pilha: A/NaCl//NaCl/D, medindo a 
diferença de potencial e anotando o valor.
6. Elaborar a escala de potenciais relativos ao metal A, dispondo os metais escolhidos 
em ordem crescente de potenciais de redução, especificando em cada caso o valor da ddp.
Serviço Social
7. Concluir a posição de A pelo sinal do voltímetro (A será intercalado entre os elementos 
imediatamente anterior e posterior à mudança de sinal, ou, se esta não ocorrer, será um 
dos extremos da série).
8. Repetir o procedimento para elaborar as escalas relativas aos outros metais 
(B, C e D).
Análise de dados
Parte 1: 
a) Anotar a ddp lida e o sinal que aparece.
ddp lida = ______________
sinal da ddp = ____________
b) Qual metal foi ligado ao polo positivo do medidor (fio vermelho)?
c) Qual metal foi ligado ao polo negativo do medidor (fio preto)?
d) Qual metal é o ânodo na pilha Mg/H2SO4//H2SO4/Cu?
e) Qual metal é o cátodo na pilha Mg/H2SO4//H2SO4/Cu?
f) A lâmpada acende? Justifique.
Parte 2: 
a) Montar as pilhas a seguir: 
Metal A utilizado como referência 
Pilha 1: A/NaCl//NaCl/B
Pilha 2: A/NaCl//NaCl/C
Pilha 3: A/NaCl//NaCl/D
Manual de Estágio
Metal B utilizado como referência 
Pilha 4: B/NaCl//NaCl/A
Pilha 5: B/NaCl//NaCl/C
Pilha 6: B/NaCl//NaCl/D
Metal C utilizado como referência 
Pilha 7: C/NaCl//NaCl/A
Pilha 8: C/NaCl//NaCl/B
Pilha 9: C/NaCl//NaCl/D
b) Anotar, na tabela a seguir, os valores das ddps lidos nas pilhas, com os sinais.
Tabela de potenciais práticos
Metal A utilizado como 
referência
Metal B utilizado como 
referência
Metal C utilizado como 
referência
EA – EB = EB – EA = EB – EA =
EA – EC = EB – EC = EC – EB = 
EA – ED = EB – ED = EC – ED = 
c) Fazer a ordenação dos metais (com os valores de ddps).
Obs.: coloque em ordem crescente de potenciais de redução.
Serviço Social
Instituto de 
Ciências Exatas e 
Tecnologia
Disciplina: Química Aplicada
Título da Aula: Corrosão II / Pilha II
AULA 4
ROTEIRO 1
Objetivos
 � Comprovar, por intermédio de experimentos de laboratório, algumas 
heterogeneidades da corrosão por pilhas eletroquímicas.
Materiais
 � Placas dos metais ferro e cobre.
 � Fita de magnésio.
 � Solução de ácido sulfúrico (H2SO4) 1 mol/L.
 � Solução de hidróxido de sódio (NaOH) 1 mol/L.
 � Solução saturada de cloreto de sódio (NaCl).
 � Indicador fenolftaleína.
 � Indicador ferricianeto de potássio.
 � Solução de fosfato trissódico.
 � Vários béqueres.
 � Ponte salina ou de grafite.
 � Voltímetro/Multímetro.
Manual de Estágio
Procedimento experimental
Indicadores de corrosão:
Ferricianeto de potássio: indica a corrosão do ferro, ficando azul.
Fenolftaleína: indica os cátodos, ficando rosa.
Parte 1: Heterogeneidade
1. Coloque em um béquer de 100 mL uma solução diluída de cloreto de sódio (NaCl).
2. Mergulhe parcialmente uma placa de ferro na solução.
3. Adicione 5 gotas de ferricianeto de potássio e 5 gotas de fenolftaleína.
4. Deixe o sistema em repouso. Após alguns minutos, notam-se vestígios azuis nas 
regiões anódicas abaixo da linha d’água e vermelho/rósea na região catódica ao nível da 
linha d’água.
Parte 2: Meios corrosivos diferentes
1. Monte a pilha: Fe/H2SO4//NaOH/Fe. As soluções devem ser colocadas separadas 
(utilizar dois béqueres).
2. Feche o circuito interno com ponte eletrônica e o externo com fio metálico condutor 
dotado de jacarés. Deixe em funcionamento durante alguns minutos.
3. Verifique o sinal lido no medidor e conclua qual meio é o mais corrosivo (H2SO4 ou 
NaOH), identificando as regiões anódica e catódica.
4. Adicione algumas gotas de ferricianeto de potássio a cada meia-célula. Aguarde 
alguns minutos e diferencie pela cor do indicador quais são as regiões anódica e catódica. 
5. Compare o resultado obtido com o uso do indicador com o resultado do sinal da ddp.
Serviço Social
Parte 3: Elementos de corrosão ativo-passivo
1. Monte a pilha: Fe/NaCl//NaCl/Fe. As soluções devem ser colocadas separadas (utilizar 
dois béqueres).
2. Ligar as meias-células eletricamente com ponte eletrônica. Deixe em funcionamento 
durante alguns minutos.
3. Adicione 4 a 5 mL de fosfato trissódico a uma das meias-células da pilha e fechar o 
circuito com fio condutor dotado de jacarés nas extremidades, prendendo-os às placas.
4. Verifique o sinal lido no medidor e conclua qual meio é o mais corrosivo.
5. Adicione a cada compartimento algumas gotas de ferricianeto de potássio. Aguarde 
alguns minutos e diferencie, pela cor observada na reação com o indicador e pela leitura 
do voltímetro, as regiões anódica e catódica da pilha.
6. Compare o resultado obtido no uso do indicador com o resultado do sinal da ddp.
Parte 4: Metais diferentes
1. Monte as pilhas: I. Fe/NaCl//NaCl/Mg e II. Fe/NaCl//NaCl/ Cu. As soluções devem ser 
colocadas separadas (utilizar dois béqueres para cada pilha).
2. Feche o circuito interno com ponte eletrônica e o externo com fio metálico condutor 
dotado de jacarés. Deixe em funcionamento durante alguns minutos.
3. Adicione a cada compartimento de cada pilha algumas gotas de ferricianeto de 
potássio. Aguarde alguns minutos, verifique e anote a cor de cada compartimento e 
diferencie, pela cor do indicador, as regiões anódica e catódica de cada pilha.
Manual de Estágio
Análise de dados
Parte 1: 
a) Qual é a região anódica na pilha? Qual a cor observada?
b) Qual é a região catódica na pilha? Qual a cor observada?
Parte 2: 
a) Qual é o compartimento catódico na pilha: __________________________
b) Qual é o compartimento anódico na pilha: ___________________________
Parte 3: 
a) Qual é o compartimento catódico na pilha: __________________________
b) Qual é o compartimento anódico na pilha: ___________________________
Parte 4: 
Pilha: I: Fe/NaCl//NaCl/Mg 
a) Qual a cor do compartimento que tem o metal ferro (Fe)?
b) Qual a cor do compartimento que tem o metal magnésio (Mg)?
c) Qual metal é o ânodo na pilha I?
d) Qual metal é o cátodo na pilha I?
Serviço Social
Pilha: II: Fe/NaCl//NaCl/Cu
a) Qual a cor do compartimento que tem o metal ferro (Fe)?
b) Qual a cor do compartimento que tem o metal cobre (Cu)?
c) Qual metal é o ânodo na pilha II?
d) Qual metal é o cátodo na pilha II?