Relatório Química Geral e Experimental

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UNIVERSIDADE REGIONAL INTEGRADA DO ALTO URUGUAI E DAS MISSÕES-URI
PRÓ-REITORIA DE ENSINO
CÂMPUS DE FREDERICO WESTPHALEN
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DA COMPUTAÇÃO
CURSO DE ENGENHARIA ELÉTRICA
Fenômenos Físicos, Semelhanças e Diferenças nas Propriedades Químicas e Solubilidade de Substâncias Polares e Não Polares
RAFAEL MAZZONETTO
Frederico Westphalen, Novembro de 2013.
1 Introdução
FENÔMENOS FÍSICOS
Dizemos que ocorre um fenômeno físico quando este não modifica a composição da matéria. Nele a composição da matéria é preservada, ou seja, permanece a mesma antes e depois da ocorrência do fenômeno.
 Em geral, os fenômenos físicos são reversíveis, ou seja, a matéria retorna a sua forma original após sua ocorrência. Mas nem sempre é assim.
Para que ocorram mudanças de estados físicos é necessário obter conhecimento das propriedades físicas, que são certos valores obtidos experimentalmente mediante o comportamento de materiais específicos quando submetidos a determinadas condições de temperatura e pressão, como os pontos de fusão e de ebulição, a densidade e a solubilidade. Essas propriedades são específicas de cada substância, caracterizando as mesmas.
Ponto de fusão é a temperatura na qual a substância passa do estado sólido para o líquido, sob determinada pressão e o ponto de ebulição é a temperatura na qual a substância passa do estado líquido para o gasoso, sob determinada pressão.
SEMELHANÇAS E DIFERENÇAS NAS PROPRIEDADES QUÍMICAS DE ELEMENTOS DE UMA MESMA TABELA PERIÓDICA
Elementos de uma mesma família da tabela periódica apresentam propriedades químicas semelhantes. Isto ocorre porque as estruturas eletrônicas periféricas são iguais, pelo menos entre os elementos representativos. Como as propriedades químicas dos elementos dependem, em grande parte, da estrutura eletrônica da camada de valência, compreendem-se as semelhanças entre os elementos de uma mesma família. Por outro lado, as propriedades são apenas semelhantes e não iguais, existindo, de modo geral também diferenças importantes.
SOLUBILIDADE DE SUBSTÂNCIAS POLARES E NÃO POLARES
A solubilidade pode ser definida como a máxima quantidade possível de um soluto que pode ser dissolvida em certa quantidade de solvente a uma certa temperatura. Essa quantidade máxima que pode ser dissolvida é também conhecida por coeficiente de solubilidade ou grau de solubilidade. Mas, a solubilidade de qualquer substância depende, entre outras coisas, do tipo de solvente no qual o soluto está disperso.
Na solubilidade, o caráter polar ou apolar de uma substância influi principalmente, pois devido à polaridade, estas substâncias serão mais ou menos solúveis. Dessa forma, substâncias polares tendem a se dissolver em líquidos polares e substâncias apolares, em líquidos apolares.
OBJETIVOS
2.1 Fenômenos físicos: Determinar pontos de fusão usando o método gráfico da curva de resfriamento. Fazer o gráfico de um fenômeno não linear.
2.2 Semelhanças e diferenças nas propriedades químicas de elementos de uma mesma tabela periódica: Verificar quais elementos de uma mesma família possuem propriedades químicas semelhantes; analisando as diferenças das eletronegatividades entre os metais e entre os não metais e, entre os elementos de uma mesma família.
2.3 Solubilidade de substâncias polares e não polares: Determinar a porcentagem de álcool na gasolina e exercitar as medições de volume.
MATERIAIS E REAGENTES
3.1 Experiência I
suporte universal 			tela de amianto
bico de bunsen			termômetro
tubo de ensaio				argola de metal
garra de metal 			béquer
3.2 Experiência II
2 béqueres de 100ml			2 pedaços de cao
2 pedaços de mgo			bastão de vidro
4 gotas de fenolftaleína		2 ml cl 2 (aq) (hipoclorito)
1 proveta de 10 ml			4 ml kbr 0,1 mol/l
conta-gotas				água
espátula				cápsula de porcelana
tubos de ensaio			alça de platina
Soluções de LiCl, NaCl e KCl
3.3 Experiência III
proveta de 100ml			gasolina comum
papelfilmito				solução de cloreto de sódio a 10% p/v
PROCEDIMENTOS EXPERIMENTAIS
Experiência I:
Determinação da temperatura de fusão e ebulição da água pura
Fixe o suporte com a tela de amianto acima do bico de bunsen (8 a 12 cm). Com a garra fixe o tubo que contêm a parafina e o termômetro dentro de um béquer, oloque água suficiente para que toda a parafina fique submersa.
Inicie o aquecimento lentamente, quando a temperatura atingir 40 °C comece anotar o seu valor a cada 0,5 minutos na folha de dados, até 80 ºC. A partir do momento que o termômetro ficar solto use-o para agitar levemente a massa em fusão. Quando a temperatura chegar a aproximadamente 80 °C, apague a chama do bico de Bunsen e inicie logo o item B.
 Anote a temperatura em função do tempo.
Repita o experimento para obter dados em duplicata.
Curva de resfriamento
Sem retirar o tubo com parafina de dentro do béquer anote a temperatura de resfriamento da parafina a cada 0,5 minutos até atingir 40 °C. Com o termômetro agite com cuidado a massa fundida de parafina, agite comCUIDADO, para não quebrar o termômetro. Quando a temperatura chegar a 40°C pare de anotá-la.
Avaliação do fenômeno de sublimação.
1) Colocar 2 cristais de lodo em um béquer de 50 mL.
2) Cobrir com um vidro de relógio. 
3) Aquecer o béquer brandamente sobre a tela de amianto.
4) Observar.
Experiência II:
A) Com o auxilio de uma pinça metálica, retirar um pequeno pedaço de Na (sódio metálico), coloca-lo sobre o papel de filtro, cortá-lo com uma espátula e observar suas características.
B) Usar um dos pedaços de sódio (do tamanho de um grão de arroz) e coloca-lo numa cápsula de porcelana com água. Cobrir com um vidro de relógio e observar a energia da reação.
C)Em três tubos de ensaio, colocar soluções de LiCl, NaCl e KCl. Mergulhar a alça de platina (previamente limpa em chama) na primeira amostra e em seguida levá-la à chama. Realizar os experimentos usando um sal de cada vez. Proceder da mesma maneira para testar as outras amostras. Descrever as colorações observadas.
A) Adicione a dois béqueres de 100mL contendo água até 2/3 de suas capacidades, 2 pedaços de óxido de cálcio (CaO) e, 2 pedaços de óxido magnésio (MgO), respectivamente.
B) A seguir, adicione aos dois béqueres 4 gotas de solução de fenolftaleína e aguarde por alguns momentos.
Experiência III:
Colocar 50mL da amostra de gasolina na proveta de 100mL previamente limpa, desengordurada e seca, observando a parte inferior do menisco.
Adicionar a solução de cloreto de sódio ate completar o volume de 100 mL, observando a parte inferior do menisco.
Tampar de forma adequada a proveta.
Misturar as camadas de água e gasolina através de 5 inversões sucessivas da proveta, evitando agitação enérgica.
Deixar a proveta em repouso por 15 minutos de modo a permitir a separação completa das duas camadas.
Anotas o aumenta da camada aquosa em mililitros.
RESULTADOS E DISCUSSÃO
Fenômenos Físicos
Foram realizados dois experimentos com o intuito de se estudar os fenômenos de mudanças de estado, tais como a fusão, ebulição e sublimação. 
No primeiro, realizaram-se medidas de temperatura de uma mistura de água e parafina em intervalos constantes de tempo, o que nos forneceu o ponto de fusão da água. Tal mistura posteriormente foi aquecida e, até que atingisse seu ponto de ebulição, continuou a ter suas temperaturas medidas, das quais estão na tabela 01 erepresentadas no gráfico 01.
	Curva de Aquecimento
	Curva de Resfriamento
	Tempo (min)
	Temperatura (°C )
	Tempo (min)
	Temperatura (°C )
	0,0
	40
	0,0
	85
	0,3
	48
	0,3
	76
	1,0
	54
	1,0
	64
	1,3
	60
	1,3
	58
	2,0
	66
	2,0
	54
	2,3
	75
	2,3
	50
	3,0
	83
	3,0
	46
	
	
	3,3
	40
Tabela 01:
Gráfico 01:		
No segundo experimento, colocamos dois cristais de iodo em um béquer, completamente seco e o cobrimos com um vidro de relógio. Para que o aquecimento fosse brando, desligamos o bico de Bunsen e aproveitamoso calor da tela de amianto. Logo os cristais de iodo começaram a se sublimar, preenchendo o béquer com um vapor violeta (figura 01). Ao atingir o vidro de relógio, o iodo em estado gasoso resfria e solidifica, processo também denominado sublimação (figura 02).
Figura 01:
Figura 02:
Semelhanças e diferenças nas propriedades químicas de elementos de uma mesma tabela periódica:
Experiência I:
No experimento com o bico de Bunsen, as diferentes chamas obtidas com ele têm explicação na quantidade de calor. Quanto mais quente a chama, mais azulada ela fica. O que faz com que a chama obtenha diferentes colorações é a quantidade de energia, quanto menor a área da chama, maior a quantidade de energia.
Solução		Fórmula		Elemento Metálico	Cores Observadas
	Cloreto de Sódio
	(NaCl)
	Sódio
	Amarelo
	Cloreto de Potássio
	(KCl)
	Potássio
	Lilás
	Cloreto de Lítio
	(LiCl)
	Lítio
	Violeta
Experiência II:
O óxido de magnésio é básico, pois com a adição da fenolftaleína, um indicador que fica rosa em meio básico e neutro e incolor em ácidos, observou-se uma coloração rosa no sistema. Isso ocorre devido à geometria da molécula de fenolftaleína mudar em função da concentração de íons, no caso o OH-, passando a refletir a luz na coloração rosa - violeta.
Ao adicionar as gotas de fenolftaleína à água observou-se que o sistema permaneceu incolor, o que indica que o meio era neutro. Ao acrescentar o óxido de cálcio a coloração mudou, e passou a ser rosa, ou seja, o meio se tornou básico. Isto ocorre, pois o óxido de cálcio tem caráter básico e em meio aquoso forma uma base, o hidróxido de cálcio, que por sua vez libera íons OH- causando o aumento do pH da solução.
Solubilidade de substâncias polares e não polares:
De acordo com a densidade dos líquidos, a gasolina é mais densa do que o cloreto de sódio.
O álcool tem menor polaridade do que a água, portanto, se separa da gasolina.
O teor do álcool na gasolina é de 10% e 20mL.
CONCLUSÃO
O conhecimento das propriedades físicas e químicas dos compostos permite prever com antecedência o comportamento ao misturar soluções e solventes. Diversas operações de separação de compostos dependem dos dados de solubilidade, afinidade química, polaridade, etc., destes compostos a fim de dimensionar o rendimento e o custo da operação realizada.