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1 AEDB - Associação Educacional Dom Bosco Faculdade de Engenharia de Resende Curso de Engenharia Mecânica/ Produção (1º ano B) Temperatura de ebulição Roteiro n° 03 Relatório referente às atividades realizadas Em laboratório como exigência para obtenção De grau para a disciplina de Química. Orientador: Prof.º Rodrigo Diego Fernandes dos Santos 17278043 Douglas Paulino Pinto Ferreira 16276029 Giovanna de Souza Florenzano 17278013 Gustavo Felipe de Souza Santos 17278071 Luan Robson Luiz Martins 17278105 Roger Muniz 17276019 Resende, 2017 2 Sumário Introdução...............................................................................................3 Materiais..................................................................................................6 Métodos...................................................................................................8 Resultados...............................................................................................9 Considerações Finais.............................................................................12 Questões Resolvidas..............................................................................13 Referências.............................................................................................14 3 Introdução Para diferenciarmos a mistura da substância pura, é só observarmos o comportamento de cada uma na hora do aquecimento, sob a pressão constante, pois é a partir do aquecimento de um líquido que podemos ver se é ou não uma substância pura. Substância pura A temperatura de uma substância se mantém constante quando o seu estado físico é alterado. Quando gelo é aquecido a temperatura varia à medida que o tempo passa. Onde PF é = ponto de fusão e PE é = ponto de ebulição. Mistura comum A temperatura de uma mistura não permanece constante durante todo o processo da mudança de estado. Vejamos agora dois gráficos, um que nos mostra a solidificação de água salgada, e outro que nos mostra o aquecimento de água doce: 4 Com isso podemos concluir que uma mistura comum, pode apresentar tanto ponto de fusão, como ponto de ebulição, ambos podendo ser variáveis. Mistura especiais Podem ser chamadas de misturas eutéticas ou eutético e azeotrópicas ou azeotrópicos, são misturas que durante a fusão, solidificação, ebulição e condensação, se portam como substâncias puras. Misturas eutéticas Com relação à fusão e à solidificação, as misturas eutéticas, se portam exatamente como fossem as substâncias puras, ou seja, elas têm o seu ponto de fusão constante. Observando o topo das fusões, notamos que a temperatura da fusão de um eutético é inferior com relação à dos seus componentes. Observe o exemplo: Cádmio (40%) e bismuto (60%) Cádmio puro PF = 320ºC Bismuto puro PF = 280ºC Eutético PF = 140ºC (P.F, ponte de fusão) 5 Vejamos o gráfico abaixo: Misturas azeotrópicas Essas misturas se portam como substâncias puras, no processo de ebulição, portanto seu ponto de ebulição é constante. Quando se tem uma mistura de 4% de água com 96% de álcool é considerada uma mistura azeotrópica, permanecendo constante durante todo o processo de ebulição, sem que o sistema se desfaça em seus componentes. Observe os exemplos de ponto de ebulição (PE): Álcool (96%) e água (4%) Água pura PE = 100ºC Álcool puro PE = 78,3ºC Mistura azeotrópica PE = 78,2 6 Materiais Bico de Bunsen: O bico de Bunsen é um dispositivo usado para efetuar aquecimento de soluções em laboratório. Este queimador, muito usado no laboratório, é formado por um tubo com orifícios laterais, na base, por onde entra o ar, o qual se vai misturar com o gás que entra através do tubo de borracha. O bico de Bunsen queima em segurança um fluxo contínuo de gás sem haver o risco da chama se propagar pelo tubo até o depósito de gás que o alimenta. Normalmente o bico de Bunsen queima gás natural, ou alternativamente um GPL, tal como propano ou butano. Becker: O becker é um recipiente simples utilizado em laboratório. Beckers são geralmente de formato cilíndrico com fundo chato e um bico em sua parte superior. Eles são graduados, oferecendo medidas pouco precisas. Não há um tamanho padrão para esses materiais, podendo medir volumes muito pequenos, de poucos mililitros, até volumes maiores, com vários litros. Água destilada: Água destilada é a água obtida por meio da destilação (condensação do vapor de água obtido pela ebulição ou pela evaporação) de água não pura (que contém outras substâncias dissolvidas). Enquanto que a água que bebemos é, em termos gerais, uma solução, a água destilada é, em princípio, uma substância pura. É a água utilizada em laboratório ou industrialmente como reagente ou solvente, sendo também utilizada nas baterias dos automóveis e nos ferros de "engomar" a vapor (por forma a evitar a deposição de calcário). 7 Garra e suporte universal: Suporte universal, garra e pinças de fixação: Usados para segurar e sustentar vidrarias, como balões e condensadores, entre outros. Tripé de ferro e tela de Amianto O tripé é usado como apoio para a tela de amianto e outros objetos a serem aquecidos. E a tela de amianto nada mais é do que um suporte para as peças serem aquecidas, a função do amianto é dissipar uniformemente o calor recebido pela chama do bico de Bunsen. Termômetro Químico Termômetro Químico é um Instrumento de laboratório em vidro, com enchimento de Mercúrio. Este instrumento tem a finalidade de realizar medições de temperatura e medições em geral. Cronômetro Digital: O cronômetro serve para medir o tempo com precisão em esportes, experimentos de laboratório, e em várias outras ocasiões, a função de um cronômetro é medir um determinado espaço de tempo entre o inicio de um evento até o fim desse evento nos mostrando assim com exatidão o tempo que durou este evento. 8 Métodos Para o início do experimento, foi colocado no béquer 150 ml de água destilada, após esse procedimento foi montado todo o dispositivo para a realização do experimento, essa montagem foi feita da seguinte forma: foi colocado o suporte universal e a garra, logo após fixado o termômetro na garra, foi posicionado o tripé e a folha de amianto em baixo desse termômetro e logo em baixo o bico de Bunsen. Para dar início ao experimento primeiro foi posicionado o béquer sobre o tripé, e com o termômetro dentro do béquer já com a água, tiramos a temperatura da água antes do inicio do experimento, assim a considerando como a temperatura inicial da água. Após todo esse procedimento damos início ao experimento ligando a chama no bico de bunsen, e assim anotando em uma tabela as temperaturas de 30 em 30 segundos por cerca de 15 minutos até o momento de ebulição onde a temperatura se manteve constante. Todos esses procedimentos foram repetidos com a mistura. 9 Resultados H2O Tempo em minutos Temperatura (°C) 0 24 0,5 25 1 26 1,5 27 2 30 2,5 32 3 34 3,5 374 39 4,5 41 5 44 5,5 47 6 49 6,5 51 7 54 7,5 56 8 58 8,5 60 9 63 9,5 65 10 67 10,5 68 11 70 11,5 72 12 74 12,5 76 13 77 13,5 79 14 80 14,5 81 15 83 15,5 84 16 85 16,5 85,5 17 86 17,5 86,5 18 87 18,5 87,5 19 88 19,5 89 20 90 20,5 90,5 10 H2O + CuSO4 Tempo em minutos Temperatura (°C) 0 27,5 0,5 28 1 29 1,5 31 2 34 2,5 37 3 40,5 3,5 43,5 4 46,5 4,5 50 5 53 5,5 56,5 6 59 6,5 62 7 65 7,5 68 8 71 8,5 73 9 75,5 9,5 78 10 80 10,5 82 11 84 11,5 86 12 87,5 12,5 89 13 91 13,5 92 14 93 14,5 94 15 95 15,5 96 16 96,5 16,5 97 17 97 17,5 97 18 97 18,5 97 21 91 21,5 92 22 92 22,5 92 11 Gráfico de Comparação das Duas Substâncias 12 Considerações Finais Concluímos que com a o aquecimento das substâncias puras e mistas, o comportamento do aquecimento é diferentes nas duas, e ambas quando atingem sua temperatura de ebulição elas estagnam em uma temperatura e não há mais aumento de temperatura gradativa, ela se torna constante. Concluímos também que, a temperatura pode dar algumas quedas no desenrolar do aquecimento, fazendo assim um gráfico diferente dos gráficos apresentados em sala, pois ela em alguns pontos permanece na mesma temperatura e depois volta a aquecer, já os gráficos estudados em sala, o aquecimento desenvolve uma reta sem muita oscilação, esse foi um bom conhecimento de causa obtido no laboratório, através desses experimentos. 13 Questões Resolvidas Q1 A partir dos 100°c. Porque é o ponto de ebulição da água. Q2 Permaneça constante. Porque as moléculas que atingirem seu ponto de ebulição saíram do Becker. Q3 As bolhas são formadas de moléculas de água no estado gasoso. Q4 As bolhas são o oxigênio. Q5 A temperatura do sistema se manteve estável. Q6 Não, como a água não está sendo aquecida toda de uma só vez, algumas moléculas atingem o ponto de ebulição antes de outras. Q7 Sim, pois ao atingir a temperatura de ebulição a substância não continuaria a ter um aumento na temperatura. Q8 O comportamento da glicerina seria semelhante ao da água, pois substâncias puras mantém um comportamento de aquecimento regular. Q9 A) O valor não coincide, pois essa temperatura depende da altitude do local em relação do mar, que mudaria a pressão atmosférica, variando a temperatura de ebulição. B) O valor da temperatura de ebulição seria mecor, pois com a diminuição da pressão a temperatura de ebulição reduz. Q10 A) O tempo necessário para atingir a temperatura de ebulição aumentaria. B) A temperatura de ebulição se manteria a mesma. 14 Referências Sites http://www.sobiologia.com.br http://www.colegioweb.com.br http://www.agracadaquimica.com.br Livros ATKINS, P.W.; JONES, Loretta. Princípios de química: questionando a vida moderna e o meio ambiente. 3.ed. Porto Alegre: Bookman, 2006. 965 p. BROWN, Theodore; LEMAY, H. Eugene; BURSTEN, Bruce E. Química: a ciência central. 9 ed. Prentice-Hall, 2005.
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