Relatório semanal Experiencia 1- Química Experimental UFMG - Introdução às técnicas de laboratóro

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Relatório de Química Experimental - Aula um - Procedimentos de medida da temperatura de ebulição da água, cálculo de desvio padrão de medidas e determinação da densidade de um líquido.
Anna Paula Sena Silva, Beatriz Cassimiro Bruno, Hiago Rodrigues Martins
Curso de Farmácia, Turma PU7A, Prof. Wagner de Oliveira Valença
Belo Horizonte, 11 de abril de 2018
	
	Universidade Federal de Minas Gerais
Instituto de Ciências Exatas
Departamento de Química
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Introdução
 O ponto de ebulição de um líquido, segundo Russel (1994), é a temperatura na qual a pressão de vapor do líquido é igual à pressão externa ou pressão atmosférica. Com essa informação em mente, sabe-se que para ocorrer a mudança de estado físico de líquida para gasosa, a água, assim como todos os líquidos, deve atingir a sua própria temperatura de ebulição..
 É importante conhecer essa propriedade da água para realizar a separação de misturas por meio de evaporação e destilação simples ou fracionada. Além disso, a água pode ser usada para a dissolução de certas substâncias que necessitem de aumento de temperatura e, para isso é imprescindível saber a que temperatura o solvente entrará em ebulição. 
 É um procedimento importante, visto que determina a precisão das medidas dos equipamentos de laboratório tornando visível o cuidado que o químico deve ter ao expressar medidas em suas anotações, sem basear-se somente nos valores apresentados nas vidrarias. Reflete, também, a qualidade daquilo que foi reproduzido O objetivo desse experimento é determinar o quão precisos são os equipamentos utilizados.
 Segundo Russel (1994), a densidade expressa a quantidade de matéria presente em uma dada unidade de volume.
 Essa é uma propriedade específica da matéria visto que é própria de cada substância e é importante para a determinação, caracterização e utilização de substâncias em laboratório. Neste experimento o objetivo é descobrir, a partir da densidade, qual substância se encontra no béquer, por meio da comparação da densidade encontrada nos cálculos com as informadas na tabela da apostila.
Materiais e Métodos
2.1 Procedimento Um
Materiais:
150 mL de água destilada
1 Béquer de 250 mL
3 Pérolas de Vidro
1 Chapa de Aquecimento
1 Termômetro 
1 Pinça de Madeira
O procedimento descrito a seguir foi realizado no Departamento de Química(DQ) na Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG) envolvendo os materiais descritos acima. No primeiro procedimento era preciso medir a temperatura de ebulição da água. Neste sentido, colocou-se cerca de 150mL de água destilada em um béquer de 250mL de capacidade e em seguida, adicionou-se 3 pérolas de vidro, para evitar pequenas explosões decorrentes da formação bolhas no líquido durante o aquecimento. O béquer foi colocado na chapa de aquecimento ligada, onde a água começou a aquecer e, como o auxílio de um termômetro (0°C a 100°C) preso em uma pinça de madeira.
2.2 Procedimento Dois
Materiais:
1 Bureta de 50 mL
50 mL de Água Destilada
1 Tubo de Ensaio
1 Pisseta com Etanol
O segundo procedimento foi calcular o desvio padrão de uma série de medidas. Nesse sentido, foi usado, pois, uma bureta que foi preenchida com água, até um pouco acima da linha do zero (zerando a bureta). Em seguida, enchendo-se um tubo de ensaio com a água da bureta, se fez a medida do volume, em seguida o tubo de ensaio foi dispensado e colocado um pouco de etanol para que a secagem fosse facilitada, esse processo foi repetido três vezes.
2.3 Procedimento Três
Materiais:
2 Béqueres de 50 mL
1 Pipeta graduada de 10 mL
1 Balança
1 Vidro de Líquido X
 O terceiro procedimento foi determinar a densidade de um líquido desconhecido(X). Neste sentido, numeraram-se dois béqueres de 50 mL de capacidade cada. Esses béqueres vazios foram pesados e tiveram suas massas anotadas. Béquer 1: 31,58g. Béquer 2: 32,11g. Em seguida, adicionou-se 10 mL do líquido desconhecido, medido com uma pipeta graduada, no béquer 1 e foi anotada novamente sua massa, obtendo-se 39,32g. No béquer 2 foi medido 10 mL do líquido desconhecido no próprio béquer e, quando pesado, obteve-se uma massa de 39,37g.
Resultados e Discussão
No primeiro experimento foi observado que à medida que a temperatura da água aumentava, essa começava a borbulhar, algo que foi observado quando a água estava numa temperatura de 84°C. Ao atingir o ponto de ebulição (96°C), a temperatura do sistema permaneceu constante, de acordo com a reação:
A formação das bolhas ocorreu, pois para a ebulição começar são formados núcleos de bolhas submicroscópicas dentro da água, sendo que cada núcleo é constituído por uma pouca quantidade de moléculas. As bolhas irão atuar como centros de crescimento e, com o aumento da temperatura, mais moléculas aderem-se às bolhas. Essas crescem rapidamente tornando-se visíveis, continuando a crescer e subir para a superfície do líquido. A temperatura de ebulição foi de 96°C, porque a ebulição é algo que acontece devido à relação da pressão vapor com a pressão externa ou atmosférica de um líquido. A pressão de vapor é a pressão que um gás em equilíbrio exerce no líquido em que está contido. Logo, a ebulição ocorre, quando a pressão de vapor se iguala a pressão atmosférica ou externa. Como a pressão atmosférica na cidade de Belo Horizonte é menor devido a sua elevação em relação ao nível do mar ser grande, a água entra em ebulição mais rapidamente (96°C), comparada à ebulição desse composto em um local onde a elevação em relação ao nível do mar é menor, aumentando assim a pressão atmosférica. A cidade do Rio de Janeiro é um exemplo, pois é mais próxima do nível do mar, logo sua pressão atmosférica é maior e a ebulição da água ocorre em uma temperatura maior e mais lentamente.
No segundo procedimento foi observada uma variação no volume da água à medida que foi repetido o processo de enchimento do tubo de ensaio. Essa variação ocorre devido a erros de precisão decorrentes da fabricação das vidrarias, que geram diferenças nas medidas realizadas. 
Para se obter uma maior precisão dos dados coletados foi necessário calcular o desvio padrão amostral. Esse cálculo é utilizado mesmo para uma pouca quantidade de dados, pois define a precisão. Essa é uma relativa quanto à qualidade daquilo que foi reproduzido, no caso do segundo experimento à qualidade da medida volumétrica usando a bureta. A seguir os cálculos do desvio padrão: 
δ
No terceiro procedimento foi observada, logo no início, uma variação da medida da massa dos béqueres de mesma capacidade volumétrica. Essa variação pode ter ocorrido devido à diferença de temperatura do ambiente do laboratório em relação à temperatura usual de fabricação de béqueres (20°C), gerando diferenças na massa dos dois. Além disso, ocorreu uma variação de volume referente à medida da pipeta graduada e a do béquer, fato que requer o cálculo do erro relativo, uma vez que as duas densidades calculadas obtiveram resultados diferentes. O cálculo do erro relativo proporciona exatidão, que é o indicador de proximidade do valor verdadeiro. Por fim, feitos os cálculos, o resultado da densidade obtida pela pipeta graduada apresentou maior exatidão que a do béquer. Seguem os cálculos:
1°: Massa do béquer 31,58 g 
Massa do béquer preenchido com líquido medido pela pipeta volumétrica: 39,32g 
2°: Massa do béquer: 32,11 g Massa do béquer com o líquido medido pelo béquer: 39,73 g 
 
 
Pipeta = = 2,5 % (Mais precisa)
Béquer = = 3,0 %
 Conclusão
O resultado do primeiro procedimento faz concluir que, o grau de agitação das moléculas aumenta em decorrência do aumento da temperatura de um líquido - no caso, a água destilada. Esse aumento provoca a formação de bolhas que ficam maiores e sobem até a superfície do líquido. Além disso, conclui-se também que a pressão externa ou atmosférica é uma influente forte, no modo o qual o processo de ebulição ocorrerá, sendo mais rápido e em uma temperatura menor que 100°C nesseexperimento, por ser inferior a 1 atm (nível do mar). 
No segundo procedimento, com o resultado do desvio padrão amostral da bureta (0,9) conclui-se que a precisão deste aparelho é alta. Logo, ela apresenta uma boa qualidade e resultados confiáveis.
Por fim, a partir do resultado do terceiro procedimento conclui-se que a pipeta graduada tem maior exatidão quanto à medida volumétrica que o béquer. Isso pode ser afirmado, pois o resultado calculado do erro da pipeta está mais próximo de zero (2,5%) do que o béquer (3,0%).	
Referências Bibliográficas
A.SKOOG , Douglas; M. WEST, Donald ; JAMES HOLLER, F. Analítica. Fundamentals of chemistry. In: Robson Mendes Matos: Fundamentos de Química. São Paulo: Cengage Learning, 2014. p.87
GRAÇA MARTINS, E. Desvio Padrão Amostral. Revista de Ciência Elementar, Lisboa, n.1, v.1, out-dez. 2013. <https://www.fc.up.pt/pessoas/jfgomes/pdf/vol_1_num_1_18_art_desvioPadraoAmostral.pdf>. Acesso em 12 abr. 2018.
RUSSEL, J.B.; “Química Geral”, 2ª Edição, Makron Books Editora Ltda, São Paulo (1994). p.23-24; 459-462.
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