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FACULDADE PARAÍSO DO CEARÁ - FAP ENGENHARIA CIVIL, 2ª SEMESTRE - MANHÃ PEDRO VICTOR BATISTA DE ALMEIDA EDSON PAULINO DE ALCANTARA KHALEB LACERDA DO NASCIMENTO MARIANO FELIPE JOSÉ LEMOS DE SOUZA RUAN MORAIS BORGES DAMASCENO PRÁTICA DE QUÍMICA TECNOLÓGICA: MEDIDAS DE MASSA, VOLUME E DENSIDADE Março 2017 PEDRO VICTOR BATISTA DE ALMEIDA EDSON PAULINO DE ALCANTARA KHALEB LACERDA DO NASCIMENTO MARIANO RUAN MORAIS BORGES DAMASCENO FELIPE JOSÉ LEMOS DE SOUZA PRÁTICA DE QUÍMICA TECNOLÓGICA: MEDIDAS DE MASSA, VOLUME E DENSIDADE Relatório de aula prática de Química Tecnológica do curso de Engenharia Civil – Manhã da Faculdade Paraíso do Ceará - FAP, sob a supervisão do Prof. Mauro Macedo de Oliveira. Março 2017 INTRODUÇÃO A utilização de vidrarias em laboratórios é indispensável para os estudos da química, ciência puramente experimental. Na química, estudamos as diversas transformações de substâncias e, para ajudar nessa missão, temos vários tipos de vidrarias que facilitam os estudos e análises em ambiente laboratorial. Seja para dissolver substâncias, aquecer amostras ou armazenar materiais de laboratório, este item não pode faltar no ambiente de trabalho. Em qualquer procedimento de experiência científica, vidrarias são itens indispensáveis no manejo das substâncias e na medição de quantidades, por este motivo faz-se necessário a obtenção de conhecimento sobre a variedade dessas vidrarias, suas características e fins próprios, mas principalmente suas aplicações (LIMA, 2017). Neste primeiro contato com a aplicação prática da Química, os alunos puderam manusear equipamentos que antes haviam visto apenas em livros e lido sobre suas funcionalidades, proporcionando um maior aprendizado. OBJETIVOS • Manipular corretamente as vidrarias utilizadas para determinação de volume; • Analisar a exatidão dos recipientes volumétricos; • Realizar um experimento e verificar a exatidão das medidas; • Medir a Densidade. MATERIAIS UTILIZADOS Conhecer os equipamentos usados nos experimentos é uma tarefa precedente à aula experimental. Parece difícil para os alunos memorizarem os nomes corretos dos utensílios, mas a apresentação de maneira informal pode facilitar a memorização (ALVES, 2017): Bureta de 50 mL: consiste em um tubo, equipado com uma “torneirinha”, disposto na vertical (com escoamento fluido de forma gravitacional), sustentada por um suporte universal; Balão de Erlenmeyer de 125 e 50 mL: utilizado para dosagem e manipulação. Pode ser usado em titulações, aquecimento de líquidos e para dissolver substâncias; Béquer de 100 mL: copo para medidas que serve também para fazer reações entre soluções, dissolver substâncias solidas, efetuar reações de precipitação e aquecer líquidos; Proveta de 50 mL: bem famoso pelo seu uso no processo de inseminação artificial “bebês de proveta”, no laboratório é utilizado para dosar e manipular soluções; Balão volumétrico de 50 mL: utilizado para conter líquidos e soluções; Balança semi-analítica: destina-se à análise de determinada grandeza sob certas condições ambientais; Esfera metálica: esfera de metal com 23,86 g. PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL I. Medição de volume A técnica de medição do volume de uma amostra depende do estado físico da amostra (líquido ou sólido) e da sua forma (regular ou irregular). Os resultados obtidos podem ser expressos em unidades do SI, sendo as mais utilizadas: mililitro (mL), centímetro cúbico (cm³) litro (L) ou decímetro cúbico (dm³) (NUNES, 2008). Executando o experimento proposto pelo professor, preparou-se uma bureta de 50 ml com água destilada completando seu volume até a indicação zero, tendo o cuidado de se verificar o menisco1. Logo em seguida foi despejado sobre um Erlenmeyer graduado de 125 ml, o volume de 50 ml de água que foi colocado inicialmente na bureta. Depois foi verificado se o volume marcado pela bureta coincidiu com a marcação do Erlenmeyer, descartou-se a amostra do Erlenmeyer e foram medidos novamente 50 ml de água neste, que, logo em seguida, foram transferidos para a bureta a fim de se comparar as marcações. Figura 1. Bureta preenchida com água destilada. Fonte: autor 1 Menisco: a linha curva formada na superfície de um líquido que preenche a vidraria. II. Medidas de massa e volume Pesaram-se estas vidrarias sem água tendo o cuidado de secá-las completamente, para que não houvesse adulteração dos resultados: um béquer de 100 ml, uma proveta de 50 ml e um balão volumétrico de 50 ml. A seguir colocou-se 50 ml de água destilada em cada uma destas vidrarias: que em seguida foram pesados com esse volume de água. Anotaram-se os resultados obtidos na seguinte tabela. Figura 2. Pesagem de vidrarias Fonte: autor III. Determinação da densidade dos sólidos Pesou-se um Erlenmeyer com tampa, limpo e seco que depois foi cheio com água destilada de tal forma que ao tampá-lo, a água transbordasse para garantir que não ficassem bolhas de ar entre a tampa e a superfície da água. Enxugou-se bem a parte externa, no intuito de que a água aderida na superfície do vidro não viesse a provocar alterações nas pesagens. Feito isso se pesou o Erlenmeyer cheio d’água, após a obtenção desta medida considerou-se a densidade da água a fim de determinar o volume do Erlenmeyer. Depois se esvaziou o recipiente, pesou-se uma esfera metálica numa balança semi-analítica, dentro de um copo descartável, em seguida a mesma foi posta, com cuidado, no Erlenmeyer com tampa afim de que fosse obtido o peso dos dois, em seguida encheu-se com água, permanecendo o sólido dentro do mesmo. Fez-se deslizar a esfera dentro do recipiente, inclinando-o para os lados para garantir a ausência de bolhas, então a tampa foi colocada de modo que a água viesse a transbordar, depois enxugou-se a parte externa para que fosse levado a pesagem que se concretizou logo em seguida. Os resultados obtidos foram anotados na seguinte tabela. RESULTADOS E DISCUSSÕES A Química como uma ciência exata utiliza constantemente dois termos de confiança no exame de incertezas de valores de medidas: exatidão e precisão. Exatidão ou acurácia indica o grau de aproximação entre as medidas individuais e o valor correto ou “verdadeiro”. Precisão é uma medida do grau de aproximação entre os valores das medidas individuais (BROWN et al., 2005). Em qualquer área de estudo, é necessário ter cautela quanto à observação, o manuseio do material de medida e principalmente quanto à exatidão e precisão dos dados para evitar possíveis alterações e erros no resultado final. Algarismos Significativos Com exceção dos casos em que todos os números são inteiros, muitas vezes é impossível obter o valor exato da quantidade em estudo. Por isso, é importante apontar a margem de erro em uma medida indicando claramente o número de algarismos significativos, ou seja, para refletir essa indecisão quanto à nossa medida, nós dizemos que os dígitos nos quais temos confiança em nossa medida são dígitos certos e que o primeiro dígito em que não temos confiança é o duvidoso. Os algarismos significativos são a união dos certos com os duvidosos (CHANG, 2010). Em trabalhos de natureza científica, devemos ter cuidado ao registrar o número correto de algarismos significativos, pois. De modo geral, é bastante fácil determina-los com base nas seguintes regras:➢ Todo digito diferente de zero; ➢ Zero entre dígitos diferentes de zero; ➢ Zero além do ponto decimal no final de um número; ➢ Zero que precedem os primeiros dígitos diferente de zero, não são significativos. • Experimento I Conceituando de forma mais direta, exatidão é o quanto um valor experimental se aproxima do valor esperado. Foi utilizada uma Bureta com a marca de 50 mL, após adicionar o líquido em seu interior até que o menisco fosse atingido, era esperado de fato 50 mL. Entretanto, por variadas razões, inclusive relacionadas às características físicas do frasco, na maioria das vezes não é obtido exatamente os 50 mL esperados. • Experimento II Depois de efetuar a análise dos dados inseridos na tabela, pode-se perceber que realmente não há 100% de exatidão, após a realização de cálculos ficou evidente que existe uma margem de erro para cada medição. Recipiente Massa da vidraria seca (g) Massa da vidraria com 50 mL de água Volume de água (mL) d=lg/mL Diferença para 50 mL Erro percentual Béquer de 100 mL 43,50 91,33 47,83 2,17 4,34% Proveta de 50 mL 78,09 127,43 49,34 0,66 1,32% Balão volumétrico 50 mL 34,07 83,91 49,84 0,16 0,32% • Experimento III A densidade é muito utilizada para caracterizar substâncias. É definida como a quantidade de massa em uma unidade de volume de substância: 𝐷𝑒𝑛𝑠𝑖𝑑𝑎𝑑𝑒 = 𝑚𝑎𝑠𝑠𝑎 𝑣𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒 A densidade de sólidos e líquidos é, em geral, expressa em unidades de gramas por centímetro cúbico (g/cm3) ou gramas por mililitro (g/mL) (BROWN et al., 2005). Massa do Erlenmeyer seco (g) = m1 95,50 Massa do Erlenmeyer cheio com água (g) = m2 239,59 Volume do Erlenmeyer (mL) VP = (m2 – m1)/dágua 144,09 Massa do sólido (g) = m3 23,86 Massa do sólido + água + Erlenmeyer = m4 260,40 Volume da água (mL) V1 = (m4 – m1 – m3)/dágua 141,04 Volume do sólido (mL) Vs = VP – V1 3,05 Densidade do sólido (g/mL) d = m3/Vs 7,82 CONCLUSÕES A partir dos experimentos e análises dos mesmos, foi possível perceber que pequenos erros podem influenciar no resultado final dos experimentos. Esses erros podem ser provenientes da execução do experimento ou até mesmo dos equipamentos, pois como foi visto a própria vidraria gera uma porcentagem de erro. Portanto, é necessário ter competência ao utilizar os instrumentos de medida e também na conferência destas medidas e na realização dos cálculos. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ALVES, L. Instrumentos de laboratório. 2017. Brasil escola. Disponível em:<http://educador.brasilescola.uol.com.br/estrategias-ensino/instrumentos- laboratorio.htm>. Acesso em: 03 mar. 2017. BROWN, T.L.; LEMAY, H. E.; BURSTEN, B. E. - Química, a Ciência Central, 9 ed. São Paulo: Pearson Prentice Hall, 2005. Cap. 1. CHANG, R. Química geral: conceitos essenciais. 4 ed. Porto Alegre: AMGH, 2010. Cap 1. NUNES, F. Medição de volumes. 2008. Nota positiva. Disponível em: <http://www.notapositiva.com/old/trab_estudantes/trab_estudantes/fisico_quimica/fisico_qui mica_trabalhos/medicaovolumes.htm>. Acesso em: 05 mar. 2017. LIMA, A. C. F. Relatório Prática I: reconhecimento de vidrarias e medidas de volume. passeidireto. 2017. Disponível em: <https://www.passeidireto.com/arquivo/1697687/relatorio- pratica-i---reconhecimento-de-vidrarias-e-medidas-de-volume>. Acesso em: 03 mar. 2017.
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