relatorio 4

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IQUSP – Instituto de Química da Universidade de São Paulo
QFL2142 – Fundamentos da Química – Transformação
Experimento Nº 4 – Observações e Medidas em Laboratório
Grupo 01
Luís Felipe Exner	Nº USP: 6909762
Jackson Chu		Nº USP: 7155962
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Objetivos:
Verificar quais são as formas de medir massa, volume e temperatura de maneira científica, ou seja, com a maior precisão possível. Através destas medidas, procurar descobrir a composição de cilindros metálicos e argolinhas de latas de bebidas comerciais pelo valor de suas densidades (e respectiva comparação com informações listadas em um handbook).
Obter com base nas técnicas acima citadas, determinadas concentrações de açúcar em algumas soluções aquosas. Construir com este e outros dados uma curva-padrão da densidade de soluções aquosas de açúcar em função de seus valores de concentração.
Procedimento Experimental:
a. Uso da Densidade para Identificação de um Metal:
Mediu-se a massa de dois cilindros metálicos (de natureza desconhecida) com o uso de uma balança semi-analítica. Estes objetos apresentavam números de baixo relevo em uma de suas extremidades esféricas (iguais a 59 e 1). Depois seus volumes foram encontrados através de uma proveta (de 50 mL) contendo água - pelo método da diferença de volumes. Então, com base nos dados obtidos, foi encontrada a densidade dos corpos em estudo, posteriormente comparada com a de alguns metais (listados em um handbook), a fim de se descobrir a constituição dos cilindros em questão - buscando os metais ou ligas metálicas mais prováveis de serem usados no laboratório.
b. Uso da Densidade para Determinar a Pureza de um Material:
Pesou-se 30 argolinhas de latas de bebidas comerciais em um béquer de 100 mL - este já havia sido pesado anteriormente, para se obter apenas a massa dos elementos em estudo. Depois estes foram transferidos para uma proveta (de 50 mL) contendo água, para se saber o volume ocupado pelas argolinhas; eliminou-se as bolhas agitando-se a proveta cuidadosamente. Então a densidade das argolas foi calculada e comparada com a de metais ou ligas metálicas mais prováveis para a composição das argolinhas (listados em um handbook).
 
c. Construção da Curva Padrão:
 Duas soluções aquosas de sacarose foram preparadas em balões volumétricos (de 50 mL). Uma de 1% e outra de 20% em massa de soluto. Pesou-se uma massa de aproximadamente 0,500 g de sacarose, a qual foi solubilizada em água, para formar 50,0 mL de solução 1% em massa, e outra de aproximadamente 10,0 g de sacarose, solubilizada em água, para obter 50,0 mL de solução 20% em massa de soluto.
Retirou-se uma alíquota de 10,0 mL de cada solução com uma pipeta volumétrica, a qual foi pesada junto a um béquer em uma balança semi-analítica. Posteriormente, calculou-se a densidade de cada solução. Então pegou-se os dados de outros pontos calculados por outros grupos para construir um gráfico de densidade por concentração de açúcar (ou g de açúcar x g de solução).
d. Determinação do Teor de Açúcar Presente em Bebidas e Refrigerantes:
Utilizou-se água tônica e guaraná para se determinar a quantidade de açúcar. O CO2 dissolvido nos refrigerantes foi eliminado agitando-se a solução durante alguns minutos em um agitador elétrico.
Pesou- se um béquer de 50mL. Então transpôs-se uma determinada quantidade da água tônica em um outro béquer de 50mL para não contaminar o refrigerante. Lavou-se a pipeta volumétrica de 10mL três vezes para eliminar resíduos, e então se mediu (10,0(0,05)mL, transpondo para o primeiro béquer e pesou-se o conjunto béquer + refrigerante.
O mesmo procedimento foi feito duas vezes para cada refrigerante (água tônica e guaraná), obtendo se os seguintes resultados na tabela abaixo:
	
	Massa do béquer 50mL (g)
	Massa béquer + refrigerante (g)
	Massa do refrigerante (média) (g)
	Água tônica - 1ª medida
	36,729
	46,914
	10,185
	Água tônica - 2ª medida
	
	46,914
	
	Guaraná - 1ª medida
	34,494
	44,792
	10,291
	Guaraná – 2ª medida
	
	44,777
	
Resultados e Discussão:
a. Uso da Densidade para Identificação de um Metal:
Havia (30,0(0,5)mL de água na proveta, na temperatura de (26,5±0,5)°C.
	
	Massa do metal (g)
	Volume do metal + água (mL)
	Volume do Metal (mL)
	Densidade do metal (g/mL)
	Metal 59
	70,702(0,001
	40,5(0,5
	10,5(0,5
	7,59(0,5
	Metal 1
	81,828(0,001
	39,6(0,5
	9,6(0,5
	8,52 ( 0,5
Com base nos dados acima, e sabendo o valor de densidade de alguns metais e ligas, pode-se deduzir que o metal #59 é ferro e o metal #1 é cobre.
b. Uso da Densidade para Determinar a Pureza de um Material:
	Massa do Béquer (g)
	Massa do béquer + argolinhas (g)
	Massa das 30 argolinas(g)
	Volume da água + argolinhas (mL)
	Volume das argolinhas (mL)
	56,045(0,001
	64,496(0,001
	8,451(0,001
	33,8(0,5
	3,8(1,0
A densidade calculada das argolinhas foi de (2,2(0,5)mL.
c. Construção da Curva Padrão:
	Porcentagem em massa (%)
	Densidade (g/mL)
	1,024
	0,994
	2,060
	0,978
	3,094
	1,003
	4,014
	1,013
	5,000
	1,015
	6,012
	0,997
	7,000
	1,008
	8,016
	1,016
	9,034
	1,025
	10,068
	1,031
	11,106
	1,042
	12,022
	1,03
	13,030
	1,039
	14,016
	1,048
	14,998
	1,047
	16,004
	1,051
	17,390
	1,025
	18,008
	1,059
	19,012
	1,044
	20,012
	1,067
d. Determinação do Teor de Açúcar Presente em Bebidas e Refrigerantes:
Questões:
a. Por que se utilizou água destilada na determinação de volume?
Resp.: Porque a água destilada é um líquido de fácil obtenção; pouco volátil; é incompressível, portanto não depende do nível em relação ao mar; e possui referências de densidade em diferentes temperaturas no Handbook, podendo descobrir a verdadeira massa de água. Assim os resultados são mais precisos.
b. Identifique os materiais estudados comparando o valor da densidade calculada com os valores da literatura para metais (por exemplo: Al, Mg, Ca, Zn, Pb, Cu, Fe) e ligas.
Resp.: #59: d = (7,59 ( 0,72) g/mL aproximadamente igual ao ferro.
#1: d = (8,52 ( 0,89) g/mL aproximadamente igual ao cobre.
c. Discuta as vantagens e limitações desse método de identificação de materiais.
Resp.: Este método de determinação de materiais é útil para sólidos maciços e homogêneos que não reagem com a água. A água, porém, pode ser substituída por outro líquido incompressível e pouco volátil. A principal limitação deste método é a possibilidade de vários sólidos ou misturas homogêneas terem a mesma densidade, confundindo os materiais.
d. Verifique a consistência de seus dados através da análise de regressão linear da curva padrão usando uma calculadora ou um computador.
Resp.: R²= 0,9857
e. Identifique a bebida analisada. Expresse a concentração de açúcar em sua amostra com sua respectiva precisão, em % em massa, g/L e mol/L.
Resp.: Água tônica (Antártica): porcentagem em massa: 1,66.
Guaraná (Antártica): porcentagem em massa: 10%.
f. O teor de açúcar da bebida está de acordo com o fornecido pelo fabricante?
Resp.: Não. No refrigerante pode conter outras substâncias que não a água e o açúcar...
g. Mencione possíveis fontes de erros no experimento.
Resp.: Uma gota que "pulou fora" do béquer durante a determinação do volume das argolinhas, alguns cristais de açúcar que não puderam ser transferidos para o balão volumétrico.
Bibliografia:
http://www.laborglas.com.br/produtos/1158.htm