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FERNANDA OLIVEIRA JULIA XIMENES SAMARA PIRES USO DA BALANÇA ANALÍTICA MACAÉ, 2018 1 1. Resumo O grupo realizou a pesagem de três amostras - amido, cloreto de sódio e lactose-, conforme as instruções dadas pela professora. Através da pesagem os alunos obtiveram medidas muito próximas à desejada, porém nenhuma exata. Logo, verificou-se que a balança analítica é um equipamento muito preciso e muitos fatores podem interferir na pesagem, portanto é necessário o máximo de cautela para manuseá-la. 2. Objetivo Aprender a utilizar corretamente a balança analítica. Considerar os algarismos significativos durante a operação. 3. Introdução Quase toda análise química envolve uma operação de pesagem, tanto para medir a quantidade de uma amostra, como para preparar soluções-padrão. Na realidade, trabalha-se com massas, e não com pesos. O peso de um objeto é a força exercida sobre ele pela atração gravitacional da Terra. Esta força difere em distintos locais da Terra. A massa, por outro lado, é a quantidade de matéria da qual o objeto é composto, e não varia. A balança analítica tem sido, por muitos anos, uma importante ferramenta em tarefas de metrologia, inspeção, e produção em processos químicos diversos. O princípio da sua utilização está baseado na teoria de uma alavanca de primeira classe, na qual o ponto de apoio se localiza na posição média da barra. É utilizada para determinação de massas em análises químicas que necessitam de alta precisão, por isso são chamadas também de balanças de precisão. É destinada especialmente a análise de determinada grandeza sob certas condições ambientais. Todo trabalho analítico está sujeito a erros instrumentais, que podem ser causados por instrumentos mal calibrados ou sem calibração, e erros aleatórios (indeterminados), produzidos por fatores sobre os quais o analista não tem controle. Os erros de pesagem podem ser de origem instrumental, devido à eletricidade estática e efeitos atmosféricos ou, ainda, efeito de empuxo do ar. A manipulação da balança deve ser extremamente cuidadosa, de forma a minimizar os erros de aferição, obtendo dados os mais confiáveis possíveis. De forma geral, para assegurar uma exatidão nas leituras obtidas com a balança analítica, estas são mantidas em caixas de vidro ou plástico para isolar o prato de pesagem de eventuais correntes de ar. Observar que todas as balanças modernas têm um dispositivo para nivelamento (bolha de nível) e suportes que absorvem choques nas bases para assegurar que vibrações estranhas ou superfícies não niveladas possam afetar as medidas analíticas. 2 Uma balança analítica é um instrumento delicado, que deve ser manipulado com extremo cuidado. Observe as seguintes regras gerais para se trabalhar com uma balança analítica, independentemente de sua marca ou modelo: 1. Centrar o peso no prato da melhor forma possível; 2. Nunca tocar com as mãos os objetos a serem pesados. Estes objetos devem ser manipulados com uma pinça, espátula ou com um pedaço de papel limpo; 3. Todo objeto deve ser pesado à temperatura ambiente para se evitar erros devido à formação das correntes de convecção; 4. Nunca colocar a amostra diretamente sobre o prato da balança, mas pesá-la em recipientes adequados, tais como pesafiltro, béquer pequeno, vidro de relógio ou até mesmo em papel apropriado para pesagem (papel acetinado); 5. Sempre que alguma substância química cair acidentalmente sobre o prato da balança, este deve ser imediatamente limpo com um pincel macio; 6. Manter sempre as laterais da câmara de pesagem fechadas quando se faz a leitura, pois qualquer corrente de ar externa pode causar erro; 7. Nunca colocar ou retirar objetos do prato de uma balança sem que esta esteja travada; 8. Nunca deixar pesos na balança após a pesagem. Zerar a balança sempre que terminar esta operação; 9. Evitar ao máximo carregá-la de um ponto a outro (o analista deve ir até onde ela está situada, em vez de trazê-la para perto de si); 10. Evitar a aglomeração de observadores durante a determinação de uma massa; 11. Manter a balança sempre limpa, livre de resíduos de pesagens anteriores; 12. Ter o cuidado para não exceder a carga máxima. É importante considerar de início que o ponto zero de uma balança não é constante, de tal modo que uma vez acertado possa ser esquecido. O ponto zero muda em conseqüência de um certo número de razões, incluindo variações na temperatura, umidade, eletricidade estática, e por isso deve ser aferido constantemente durante o período de uso da balança. Esta, por sua vez, deve ser precisa e reprodutível, isto é, se forem feitas pesagens repetidas do mesmo objeto, a balança deve registrar sempre um mesmo valor, o qual deve representar exatamente a massa do objeto em questão. A balança deve ser estável e a condição de estabilidade é alcançada quando o centro de gravidade do sistema oscilante está abaixo do plano de suporte. Além disso, a balança deve ser também sensível, isto é, deve dar uma resposta razoavelmente rápida a pequenas diferenças de pesos. O atrito nas partes móveis deve ser mínimo. À medida que o atrito aumenta, a sensibilidade diminui; todos os pontos da balança nos quais pode haver atrito devem ser mantidos sempre limpos. 3 As marcas de balanças analíticas mais procuradas são: Mettler, Gibertini, SP Labor, Toledo, Sartorius, Ohaus e Gehaka. 4. Parte Experimental 4.1. Amostras ● Amido; ● Lactose; ● Cloreto de sódio (NaCl) 4.2. Equipamentos: ● Balança Analítica Sartorius® 4.3. Materiais e Vidrarias: ● 3 espátulas; ● 4 vidros de relógios; 5. Procedimento: 1. O primeiro passo foi limpar todos os vidros de relógios com papel toalha, tirando qualquer resíduo nele presente. 2. O segundo passo foi colocar um dos vidros de relógio dentro da balança analítica, fechar as portas, esperar o peso estabilizar, anotar o valor e tarar. 3. O terceiro passo foi adicionar com cautela as substâncias no vidro de relógio já dentro da balança, com o auxílio de uma das espátulas. 4. O quarto e último passo foi fechar as aberturas da balança, com a substância em seu interior, anotar o valor, tarar e repetir o processo com as demais substâncias. 6. Resultados e Discussão: Nas pesagens, pode ser observado na primeira pesagem do Cloreto de sódio, que os resultados ultrapassaram de forma exacerbada os resultados pretendidos. A respeito das pesagens das demais substâncias e da segunda pesagem do cloreto de sódio, é possível notar a proximidade entre os resultados pretendidos e os alcançados, ou seja, as pesagens foram precisas, mas em nenhum deles houve exatidão (Tabela 1). Além disso, através desse procedimento foi possível a notar grande diferença entre a densidade de cada substância. 4 Substâncias Resultados Pretendidos Resultados Obtidos Taras Lactose 0,480g 0,4832g 24.0413g Amido 0,520g 0,5211g 24.5167g Cloreto de sódio (NaCl) 0,251g 1° tentativa: 0,2961g 24.8131g Cloreto de sódio (NaCl) 0,251g 2° tentativa: 0,2523g 12.5161g Tabela 1: Resultados pretendidos e resultados obtidos de cada substancia. Fonte: dados da Prática 7. Conclusão: Constatou-se que a balança analítica é um instrumento muito válido para realizar medidas, porém para que seja obtidos resultados seguros é fundamental saber utilizá-la de forma adequada, pois muitos fatores como o ambiente e a falta de cuidados operacionaispodem intervir nos resultados. 8. Referências Bibliográficas e Bibliografia: 1. D. A. SKOOG, D. M. WEST, F. J. HOLLER, S. R. CROUCH, Fundamentos de Química Analítica, 8º edição, São Paulo: Cengage Learning, 2009. 2. J MENDHAM, R C DENNEY, J D BARNES, M J K THOMAS, Vogel: Análise Química Quantitativa, 6a edição, Rio de Janeiro: LTC, 2013. 9. Anexos 1) Qual foi o número de casas decimais na balança utilizada durante as pesagens? Resposta: Quatro números decimais. 2) Discuta sobre a importância da correta utilização da balança e sua relação com o grau de confiança nos resultados obtidos. Resposta: A confiança no resultado está diretamente ligado a utilização correta da balança, pois sua má utilização pode fornecer resultados errôneos. Inúmeros fatores como a localização da balança, a calibração e a manutenção podem intervir na pesagem, por isso, é necessário ter atenção ao utilizar esse equipamento. 3) Quais foram as principais fontes de erros observadas durante a operação de pesagem das amostras? Resposta: A principal fonte de erro que se obteve foi o erro da aluna ao depositar a amostra no vidro de relógio. Observou-se também em como a temperatura atrapalha a pesagem, visto que a temperatura do ambiente estava acima de 25°C.
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