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QUÍMICA
EXPERIMENTAL
Professor Me. Thiago Baldasso de Godoi
Revisor Técnico: Esp. Samuel Sales Pedroza
GRADUAÇÃO
Unicesumar
C397 CENTRO UNIVERSITÁRIO DE MARINGÁ. Núcleo de Educação a
Distância; GODOI, Thiago Baldasso de.
Química Experimental . Thiago Baldasso de Godoi.
Maringá-Pr.: UniCesumar, 2017.
260 p.
“Graduação - EaD”.
1. Química 2. Experimental. 3. EaD. I. Título.
CDD - 22 ed. 540
CIP - NBR 12899 - AACR/2
Ficha catalográfica elaborada pelo bibliotecário
João Vivaldo de Souza - CRB-8 - 6828
Reitor
Wilson de Matos Silva
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Pró-Reitor de Administração
Wilson de Matos Silva Filho
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NEAD - Núcleo de Educação a Distância
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Supervisão do Núcleo de Produção de
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Supervisão de Projetos Especiais
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Coordenador de Conteúdo
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Design Educacional
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Iconografia
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Projeto Gráfico
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José Jhonny Coelho
Arte Capa
André Morais de Freitas
Editoração
Fernando Henrique Mendes, Melina Belusse
Ramos
Qualidade Textual
Hellyery Agda
Helen Braga do Prado
Ilustração
Marta Kakitani, Bruno Cesar Pardinho
Viver e trabalhar em uma sociedade global é um
grande desafio para todos os cidadãos. A busca
por tecnologia, informação, conhecimento de
qualidade, novas habilidades para liderança e so-
lução de problemas com eficiência tornou-se uma
questão de sobrevivência no mundo do trabalho.
Cada um de nós tem uma grande responsabilida-
de: as escolhas que fizermos por nós e pelos nos-
sos farão grande diferença no futuro.
Com essa visão, o Centro Universitário Cesumar
assume o compromisso de democratizar o conhe-
cimento por meio de alta tecnologia e contribuir
para o futuro dos brasileiros.
No cumprimento de sua missão – “promover a
educação de qualidade nas diferentes áreas do
conhecimento, formando profissionais cidadãos
que contribuam para o desenvolvimento de uma
sociedade justa e solidária” –, o Centro Universi-
tário Cesumar busca a integração do ensino-pes-
quisa-extensão com as demandas institucionais
e sociais; a realização de uma prática acadêmica
que contribua para o desenvolvimento da consci-
ência social e política e, por fim, a democratização
do conhecimento acadêmico com a articulação e
a integração com a sociedade.
Diante disso, o Centro Universitário Cesumar al-
meja ser reconhecido como uma instituição uni-
versitária de referência regional e nacional pela
qualidade e compromisso do corpo docente;
aquisição de competências institucionais para
o desenvolvimento de linhas de pesquisa; con-
solidação da extensão universitária; qualidade
da oferta dos ensinos presencial e a distância;
bem-estar e satisfação da comunidade interna;
qualidade da gestão acadêmica e administrati-
va; compromisso social de inclusão; processos de
cooperação e parceria com o mundo do trabalho,
como também pelo compromisso e relaciona-
mento permanente com os egressos, incentivan-
do a educação continuada.
Diretoria Operacional
de Ensino
Diretoria de
Planejamento de Ensino
Seja bem-vindo(a), caro(a) acadêmico(a)! Você está
iniciando um processo de transformação, pois quando
investimos em nossa formação, seja ela pessoal ou
profissional, nos transformamos e, consequentemente,
transformamos também a sociedade na qual estamos
inseridos. De que forma o fazemos? Criando oportu-
nidades e/ou estabelecendo mudanças capazes de
alcançar um nível de desenvolvimento compatível com
os desafios que surgem no mundo contemporâneo.
O Centro Universitário Cesumar mediante o Núcleo de
Educação a Distância, o(a) acompanhará durante todo
este processo, pois conforme Freire (1996): “Os homens
se educam juntos, na transformação do mundo”.
Os materiais produzidos oferecem linguagem dialógica
e encontram-se integrados à proposta pedagógica, con-
tribuindo no processo educacional, complementando
sua formação profissional, desenvolvendo competên-
cias e habilidades, e aplicando conceitos teóricos em
situação de realidade, de maneira a inseri-lo no mercado
de trabalho. Ou seja, estes materiais têm como principal
objetivo “provocar uma aproximação entre você e o
conteúdo”, desta forma possibilita o desenvolvimento
da autonomia em busca dos conhecimentos necessá-
rios para a sua formação pessoal e profissional.
Portanto, nossa distância nesse processo de cresci-
mento e construção do conhecimento deve ser apenas
geográfica. Utilize os diversos recursos pedagógicos
que o Centro Universitário Cesumar lhe possibilita. Ou
seja, acesse regularmente o AVA – Ambiente Virtual de
Aprendizagem, interaja nos fóruns e enquetes, assista
às aulas ao vivo e participe das discussões. Além dis-
so, lembre-se que existe uma equipe de professores
e tutores que se encontra disponível para sanar suas
dúvidas e auxiliá-lo(a) em seu processo de aprendiza-
gem, possibilitando-lhe trilhar com tranquilidade e
segurança sua trajetória acadêmica.
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Professor Me. Thiago Baldasso de Godoi
Possui mestrado em Engenharia Química pela Universidade Estadual de
Maringá (2016), pós-graduação em Engenharia de Produção pela Unicesumar
(2013) e graduação Em Engenharia Química pela Universidade Estadual de
Maringá (2009). Atualmente é professor mediador do curso de Engenharia de
Produção (EAD) na Unicesumar.
Para conhecer mais, acesse o link disponível em:
<http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4258694E9>.
SEJA BEM-VINDO(A)!
Este livro foi preparado com o objetivo de apresentar conceitos básicos sobre a Química
Experimental, para você aluno(a) de Engenharia de Produção. Diante de todos os assun-
tos a serem abordados ao longo das cinco unidades, nosso maior objetivo é, além do co-
nhecimento, ajudá-lo(a) a responder um questionamento que se possa fazer a respeito
dessa disciplina: por que estudar a Química Experimental? Onde é usada essa ciência?
Para responder a estes questionamentos, ao longo do livro, buscamos contextualizar os
conceitos teóricos com aplicações práticas da indústria de transformação.
A Química, sem sombra de dúvidas, está presente em nossas vidas. Nos alimentamos
de química, produzimos energia em nosso corpo por mecanismos químicos, geramos
energia com auxílio da química. É impossível nos desvincularmos dessa importante ci-
ência. Entendemos que as moléculas perdem/ganham elétrons durante a ocorrência de
uma reação química. Mas isso, nos parecia uma realidade um pouco distante. Porém,
se imaginarmos que a transferência de elétrons nos permite degustar um bom vinho,
perceberemos que não é uma realidade tão obscura. As reações químicas, em que os
elétrons são compartilhados em nível molecular, nos permite produzir produtos indis-
pensáveis à manutenção da vida.
E os conteúdos aprendidos outrora não são desconexos. Todo conhecimento da Quími-
ca Geral é indispensável para o entendimento da Química Experimental. Há uma vasta
gama de possibilidades, experimentos, reações existentes nesta área, e para descrever
todas, precisaríamos de diversos livros destes, e em um curto período de tempo, seria
impraticável. Desta forma, não buscamos formar especialistas neste conteúdo. Quere-
mos formar pesquisadores. Pessoas quedetêm o conhecimento básico e que são ca-
pazes de aprofundar o conhecimento na área específica em que irão atuar. E, para isso,
iremos estudar algumas aplicações que nos permitirão formar um conhecimento geral
de um ambiente laboratorial e industrial.
O conteúdo deste livro foi distribuído em função de sua importância no aprendizado
dos futuros engenheiros de produção. Por esse motivo, iniciamos o estudo que precede
qualquer outro assunto dentro de um laboratório ou de uma indústria: a segurança. Este
conteúdo, embora seja abordado na Unidade I, nos acompanhará durante, não apenas
toda nossa disciplina, mas em toda nossa trajetória profissional.
Em seguida, abordaremos assuntos referentes à padronização de um trabalho realizado
em um laboratório, à manipulação das medidas experimentais, na calibração de utensí-
lios e à finalidade dos principais equipamentos existentes em um laboratório. Antes de
iniciar as discussões sobre as transformações químicas, veremos algumas das principais
propriedades físicas atreladas a estes compostos, que auxiliam no processo de separa-
ção de misturas. Dentro das transformações químicas, entenderemos os conceitos de
velocidades de reações, evidências de transformações químicas, o conceito de soluções
e dissoluções, concentrações entre outros.
Convido-o(a) a participar desta experiência no conhecimento das operações básicas
que ocorrem em um laboratório. Para tanto, integramos ciências como a matemática, a
APRESENTAÇÃO
QUÍMICA EXPERIMENTAL
física e a química, já estudadas em disciplinas anteriores do curso de Engenharia de
Produção. Lembrando, sempre, que na vida, o conhecimento nunca se perde, ele se
transforma!
APRESENTAÇÃO
SUMÁRIO
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UNIDADE I
NOÇÕES BÁSICAS SOBRE SEGURANÇA EM LABORATÓRIO DE QUÍMICA
15 Introdução
16 Regras Gerais em Laboratórios de Química
22 Segurança em Laboratórios
29 Equipamentos de Proteção Individual e Coletivo
58 Considerações Finais
63 Referências
65 Gabarito
UNIDADE II
RELATÓRIOS TÉCNICOS, MEDIDAS EXPERIMENTAIS E CALIBRAÇÃO DE
INSTRUMENTOS DE LABORATÓRIO
69 Introdução
70 Relatórios Técnicos
85 Operações com Grandezas e Unidades de Medida
91 Prática 1: Determinação dos Algarismos Significativos e Duvidosos
96 Precisão e Exatidão de Medidas Experimentais
101 Prática 2: Precisão e Exatidão de Medidas Experimentais
108 Considerações Finais
116 Referências
117 Gabarito
SUMÁRIO
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UNIDADE III
PROPRIEDADES DAS SUBSTÂNCIAS: DENSIDADE E VISCOSIDADE
121 Introdução
122 Densidade
132 Prática 1: Determinação Experimental da Densidade
137 Viscosidade
146 Prática 2: Determinação Experimental da Viscosidade
149 Considerações Finais
155 Referências
158 Gabarito
UNIDADE IV
TRANSFORMAÇÕES E TÉCNICAS DE SEPARAÇÃO
163 Introdução
164 Transformações da Matéria
172 Prática 1: Variação do Ponto de Ebulição de uma Substância Pura e Mistura
175 Equações Químicas
178 Misturas e Técnicas de Separação
194 Prática 2: Precipitação do Carbonato de Cálcio
197 Prática 3: Extração do Capim Citronela
202 Considerações Finais
208 Referências
210 Gabarito
SUMÁRIO
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UNIDADE V
SOLUÇÕES E CONCENTRAÇÕES, TITULAÇÃO E VELOCIDADE DAS
REAÇÕES QUÍMICAS
215 Introdução
216 Soluções, Concentrações e Diluições
228 Prática 1: Degradação de Corantes Alimentícios: Concentrações, Diluições e
uso do Espectrofotômetro
233 Titulações
237 Prática 2: Determinação da Acidez do Leite
241 Reações Químicas: Velocidade
244 Prática 3: Velocidade das Reações Químicas
248 Considerações Finais
255 Referências
257 Gabarito
260 CONCLUSÃO
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Professor Me. Esp. Thiago Baldasso de Godoi
NOÇÕES BÁSICAS
SOBRE SEGURANÇA EM
LABORATÓRIO DE QUÍMICA
Objetivos de Aprendizagem
■ Conhecer as normas gerais de conduta e segurança em laboratórios.
■ Compreender as informações dispostas nas fichas de segurança de
produtos químicos (FISPQ).
■ Conhecer os equipamentos de proteção individual (EPIs) e coletivo
(EPCs).
■ Conhecer os principais equipamentos existentes no laboratório.
Plano de Estudo
A seguir, apresentam-se os tópicos que você estudará nesta unidade:
■ Regras gerais em laboratórios de química
■ Segurança em laboratórios
■ Equipamentos de proteção individual e coletivo
■ Equipamentos de um laboratório
Introdução
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INTRODUÇÃO
Seja bem-vindo(a), caro(a) aluno(a)! Você iniciará, por meio da Unidade I de
seu livro, uma viagem aos laboratórios de química, para podermos ver na prática
alguns dos principais conceitos teóricos desta disciplina. Mas, antes de entrarmos
em um laboratório, é muito importante que conheçamos algumas das principais
regras de conduta e segurança comuns, existentes em diversos laboratórios de
manipulação de produtos químicos. Assim, o objetivo principal desta unidade é
fornecer para você as principais regras a serem seguidas no laboratório, algumas
medidas de segurança comumente adotadas por grande parte dos laboratórios,
conhecer equipamentos que nos auxiliam em nossa proteção, preservando nossa
integridade física e saúde. Além disso, pretendemos descrever, de forma sucinta,
os principais equipamentos existentes no laboratório, para que possamos nos
acostumar com esses instrumentos, que iremos utilizar ao longo do nosso curso.
Ao tratarmos da segurança em laboratórios, é necessário ter o conhecimento
prévio sobre algumas substâncias químicas. Dessa forma, caros(as) alunos(as),
os conteúdos não são desconexos. É uma ponte entre as disciplinas! Alguns dos
conceitos teóricos aprendidos lá, iremos aplicar aqui. Mas antes de qualquer apli-
cação, a regra número zero, em qualquer laboratório ou ambiente industrial, é
a garantia da nossa segurança!
Vale lembrar que um laboratório parece ser um ambiente pequeno e limi-
tado. Porém, ele é um protótipo da indústria de transformação. As transformações
químicas realizadas em grande escala, em uma indústria, são realizadas em
pequenas escalas, em um laboratório. Desta forma, os conceitos que iremos
aprender, aqui, serão muito utilizados quando necessitarmos trabalhar em um
ambiente industrial.
A leitura desta primeira unidade irá nos preparar para as unidades que
seguem, e este nosso enfoque inicial irá tomar dimensões para todos os concei-
tos que aprenderemos futuramente! Um ótimo estudo!
NOÇÕES BÁSICAS SOBRE SEGURANÇA EM LABORATÓRIO DE QUÍMICA
Reprodução proibida. A
rt. 184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
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REGRAS GERAIS EM LABORATÓRIOS DE QUÍMICA
O laboratório é um dos principais locais de trabalho para profissionais que
atuam na indústria de manipulação, de transformação, de análise, entre outras
que manipulam ou estocam produtos químicos. Ao entrar em um laboratório
de química, caro(a) aluno(a), você deve considerar que os produtos existentes
podem ser inflamáveis, explosivos, corrosivos e até mesmo tóxicos, devendo-se
evitar o contato com substâncias das quais não temos o conhecimento. Assim,
a manipulação de produtos químicos, recipientes frágeis (vidros) e superfícies
aquecidas geram os fatores capazes de causar acidentes, com danos leves e gra-
ves à nossa saúde e, também, de todas as pessoas que trabalham neste espaço,
podendo afetar inclusive ao meio ambiente (LENZI et al., 2012).
O risco existente na manipulação de produtos químicos, em muitos casos,
não é visível ou aparente. Vidrarias que se encontram quentes não apresentam
uma característica diferenciada, assim, pessoasdesavisadas podem sofrer danos,
como por exemplo, queimaduras. Contudo, mesmo substâncias que visualmente
parecem ser inofensivas, como o caso de substâncias inodoras (sem cheiro) ou
incolores, quando inaladas ou por meio do contato físico, podem originar car-
cinoma nos trabalhadores desprotegidos. De acordo com Lenzi et al. (2012),
estudos realizados nos Estados Unidos, Inglaterra e Suécia, apontaram que os
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químicos, particularmente aqueles que trabalham em laboratórios, têm elevada
taxa de morte por câncer.
Deste modo, antes de adentrar neste tipo de ambiente, deve-se conhecer
previamente os riscos a que se estará exposto. Estes riscos estão associados a
essa atividade laboral e se deve ao fato de os indivíduos ficarem constantemente
expostos a situações potencialmente perigosas.
Com o intuito de diminuir a frequência e a gravidade desses acidentes, é extre-
mamente necessário o atendimento de uma série de normas. Estas normas, que
podem ser pré-estabelecidas por Engenheiros de Segurança no Trabalho (para o
atendimento da legislação nacional e/ou internacional) ou por conhecedores téc-
nicos do assunto, são específicas para cada tipo de laboratório, ou seja, depende
do ramo de atividade, dos produtos químicos manipulados, das leis trabalhistas,
entre outros. De forma geral, destacam-se algumas medidas comuns aos labo-
ratórios de química, sendo elas (FONSECA E BRASILINO, 2007; MARTINS,
2013; ABREU, 2016):
■ O laboratório de química envolve diversos riscos, então se deve trabalhar
com atenção, calma e prudência.
■ Verifique o local e o funcionamento dos dispositivos de segurança do
laboratório, tais como: extintores de incêndio, chuveiros de emergência,
lavadores de olhos, saída de emergências. Crie registros para checagem
periódica do funcionamento desses equipamentos.
■ Vista-se com roupas e calçados adequados
(fechados). Cabelos compridos devem ser
mantidos presos.
■ Todas as substâncias, sem prévio conheci-
mento, devem ser consideradas nocivas e
perigosas. Evite o contato direto e nunca faça
a mistura de reagentes dos quais não tenha o
devido conhecimento.
■ Não se deve comer ou beber em um laborató-
rio. Os alimentos podem ser contaminados,
por exemplo, por vapores tóxicos, podendo
prejudicar a saúde dos trabalhadores.
NOÇÕES BÁSICAS SOBRE SEGURANÇA EM LABORATÓRIO DE QUÍMICA
Reprodução proibida. A
rt. 184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
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■ Mantenha sua bancada de trabalho organizada e limpa.
■ Se algum produto químico for acidentalmente derramado, deve-se veri-
ficar nas fichas de segurança de produtos químicos (FISPQ) sobre os
procedimentos corretos a serem adotados.
■ Todos os colaboradores do laboratório devem ter acesso às FISPQ dos
produtos químicos manipulados antes de iniciar suas atividades, e estas
devem ser dispostas em locais de fácil acesso para todos.
■ Não descarte as substâncias químicas, já utilizadas, na pia ou esgoto.
Consulte a ficha de segurança de produtos químicos sobre a maneira cor-
reta de se fazer o descarte ou as orientações de conhecedores e técnicos
da área de segurança sobre as medidas para descarte.
■ Evite o contato de qualquer substância com a sua pele. Evite passar os
dedos na boca, nariz, olhos e ouvidos. Caso alguma substância química
respingue em sua pele, lave imediatamente a área afetada com água em
abundância.
■ A manipulação de produtos químicos e tóxicos deve ser cautelosa, pre-
ferencialmente, no caso de manipulação de ácidos, bases concentradas
e produtos tóxicos.
■ Tenha cuidado no manuseio e transporte de vidrarias. Peças de vidro que-
bradas podem causar acidentes sérios.
■ Nunca tente saber o sabor de um produto químico.
■ Quando houver a necessidade de se detectar o desprendimento de gases pelos
produtos químicos ou reações químicas, nunca coloque seu rosto próximo
ao frasco ou recipiente que contém o produto. Desloque, com sua mão, os
vapores desprendidos em direção ao seu nariz. Só realize esta operação se
for extremamente necessário e se houver conhecimento das propriedades
toxicológicas dos gases desprendidos, que podem ser encontradas na FISPQ.
■ Não deixe materiais e vidrarias quentes sem mensagens de advertência.
Outros colaboradores podem pegá-los inadvertidamente, podendo cau-
sar queimaduras, quebras e corte de membros.
■ Certificar-se de que a válvula de segurança do gás metano está fechada
quando não estiver utilizando este produto.
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■ Os reagentes inflamáveis devem ser manipulados longe de fontes de igni-
ção, tais como: tomadas, bico de Bunsen, fogo, entre outros.
Figura 1 – Perigos no manuseio de produtos químicos.
■ Ao realizar aquecimento de tubos de ensaio em bico de Bunsen, realizar
esse aquecimento pela lateral da parede do tubo, e não pelo fundo, para
promover um aquecimento uniforme. Não deixe a boca do tubo voltado
para seu rosto, pois o desprendimento de produtos químicos pode cau-
sar acidentes.
Figura 2 – Aquecimento tubo de ensaio.
NOÇÕES BÁSICAS SOBRE SEGURANÇA EM LABORATÓRIO DE QUÍMICA
Reprodução proibida. A
rt. 184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
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■ Existem diversos frascos de reagentes químicos semelhantes. Certifique-se
de utilizar o reagente correto pela identificação do rótulo do frasco. Despeje
o líquido presente no frasco com a parte oposta do rótulo para não inuti-
liza-lo (escorrer sobre o rótulo) e prejudicar na identificação do produto
químico.
■ Todos os procedimentos que envolvam a liberação de vapores, corrosi-
vos, tóxicos ou inflamáveis devem ser realizados na capela de exaustão.
■ Sempre que for efetuar a diluição de um ácido concentrado, adicione len-
tamente o ácido concentrado sobre a água. Nunca faça o contrário. O
processo inverso pode desprender moléculas de gás hidrogênio de forma
violenta, que podem carregar junto partículas de ácidos, podendo atin-
gir sua pele, olhos, entre outros.
■ Atenção na diluição de substâncias. No caso da diluição de ácidos con-
centrados, grande parte dos processos são exotérmicos, ou seja, liberam
calor, deixando os recipientes quentes, podendo causar queimaduras.
■ Na manipulação de frascos de reagentes químicos, deixe as tampas vol-
tadas para cima para evitar contaminações cruzadas.
■ Não deixe frascos de reagentes abertos quando não estiverem sendo
manipulados. Alguns reagentes são voláteis (se desprendem para fase
gasosa mesmo na temperatura ambiente) e podem perder as proprieda-
des desejadas.
■ Retire do frasco do reagente somente a quantidade que for necessária
para a prática química. Não retorne ao frasco original restos de reagen-
tes não utilizados, pois estes podem ser contaminados por vidrarias mal
lavadas, entre outros.
■ Não introduza pipetas, conta-gotas em frascos de reagentes químicos.
Para correta manipulação, retire a alíquota necessário em um recipiente,
por exemplo, um béquer, e então realize a transferência para o equipa-
mento desejado.
■ Identifique os extintores de incêndio presentes no laboratório. Veja em
seu rótulo quais as indicações de uso, ou seja, para quais tipos de incên-
dios são destinados.
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■ Use corretamente os equipamentos de proteção individual (EPI) e de pro-
teção coletiva (EPC). Para saber quais são os aparelhos corretos a serem
usados, verifique as fichas de segurança de produtos químicos e siga as
orientações do Engenheiro de Segurança no Trabalho.
■ Atenção para o uso de lentes de contato. Em geral não é recomendado o
uso no laboratório, pois o respingo de produtos químicos nos olhos com
lentes pode dificultar a sua retirada dos olhos. Elas podem ficar aderi-
das nas retinas.
■ Não utilize roupas de natureza sintética. Dê preferência para roupas de
algodão. Roupas sintéticas em caso de incêndio podem ficar aderidas na
pele.
■ Lave as mãos após encerrar as atividades no laboratório.
■ Evite trabalhar sozinho no laboratório. Em caso de acidentes a pessoa
pode ficar inconsciente.
NOÇÕES BÁSICAS SOBRE SEGURANÇA EM LABORATÓRIO DE QUÍMICA
Reprodução proibida. A
rt. 184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
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SEGURANÇA EM LABORATÓRIOS
Os principais acidentes, em laboratórios que fazem a utilização e manipulação de
produtos químicos, são devidos a ferimentos causados pela quebra de recipien-
tes de vidro, pelo contato com substâncias corrosivas e, também, incêndios com
líquidos inflamáveis. Desta forma, o trabalho em um laboratório químico deve ser
cauteloso, e todas as medidas de segurança, com base nas informações dos pro-
dutos utilizados, devem ser adotadas antecipadamente (MARTINS et al., 2013).
Na dúvida, se determinada substância pode causar danos a sua saúde ou até
mesmo ao meio ambiente, considere que a substância é potencialmente peri-
gosa, e evite, dessa forma, o contato direto, ou seja, evite a inalação, a ingestão e
o contato com os membros do corpo (MARTINS et al., 2013).
Neste ponto, você aluno(a) deve estar se perguntando: “como me precaver
de todos os compostos químicos existentes na natureza?”. Esta realmente é
uma pergunta difícil de ser respondida. Na tabela periódica temos mais de 110
elementos químicos diferentes. Estes são elementos puros, presentes na natu-
reza, que efetuam ligações químicas para atingir a estabilidade, formando uma
infinidade de outros compostos! Pequenas alterações no produto químico pro-
movem grandes mudanças em suas propriedades.
Para exemplificar, que pequenas alterações na estrutura química do composto
podem provocar grandes mudanças em suas propriedades químicas, podemos
citar o exemplo do produto Talidomida. Foi descoberto, na década de 1960, na
Europa, que o uso deste composto, por gestantes, possuía o efeito calmante, tran-
quilizante e sonífero. Muitas gestantes que utilizaram este composto tiveram
Segurança Em Laboratórios
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bebês com membros atrofiados (mãos, pernas, pés). Esse resultado foi devido
ao uso de compostos que continham um isômero da Talidomida. Os dois isô-
meros deste composto são apresentados a seguir (MUNDO DA EDUCAÇÃO,
[2017], on-line)1:
S R
Figura 3 – Isômeros da Talidomida.
Fonte: adaptada de Mundo da Educação (2016, on-line)1.
Os isômeros apresentam a mesma fórmula química, mas podem apresentar uma
pequena alteração na posição de uma das ligações. A (R) – Talidomida possui
o efeito tranquilizante, mas a (S) – Talidomida o efeito Teratogênico, responsá-
vel por atrofiar os membros do fetos das gestantes. A partir de então o processo
de produção foi aprimorado, para produzir produtos com orientações espaciais
bem definidas (MUNDO DA EDUCAÇÃO, [2017], on-line)1.
Voltando a nossa pergunta inicial, como conhecer todas as propriedades,
de todos os elementos, para que possamos nos proteger de possíveis acidentes?
Decorar todas estas informações sobre os produtos químicos é difícil e não reco-
mendado. O mais importante é sabermos onde procurar informações confiáveis,
que nos tragam informações seguras sobre os perigos envolvidos, riscos ambien-
tais, riscos de acidentes, entre outros. Neste ponto, caro(a) aluno(a), recomendo
o uso das Fichas de Segurança de Produtos Químicos, que iremos tratar no
próximo tópico (ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS, NBR-
14.725, 2009), (SOUZA, [2017], on-line)2.
NOÇÕES BÁSICAS SOBRE SEGURANÇA EM LABORATÓRIO DE QUÍMICA
Reprodução proibida. A
rt. 184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
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FICHAS DE SEGURANÇA DE PRODUTOS QUÍMICOS (FISPQ)
De acordo com Souza ([2017], on-line)2 , no Conselho Regional de Química
uma das formas de obtermos informações confiáveis sobre os produtos quími-
cos é pela utilização da FISPQ. Esta ficha fornece informações sobre aspectos
diversos dos produtos químicos, tratando sobre temas relacionados à segurança,
saúde, proteção individual e coletiva, informações toxicológicas, disposições
em caso de acidentes, entre outras.
Este documento, normatizado pela ABNT NBR 14725, foi elaborado pelo
Comitê Brasileiro de Química (ABNT/CB-10), pela Comissão de Estudo de
Informações sobre Segurança, Saúde e Meio Ambiente, relacionados a Produtos
Químicos. De acordo com este órgão, a FISPQ fornece informações sobre vários
aspectos de produtos químicos (substâncias ou misturas) quanto à proteção, à
segurança, à saúde e ao meio ambiente. Fornece também, conhecimentos básicos
sobre os produtos químicos, recomendações sobre medidas de proteção e ações
em situação de emergência. Além das informações apresentadas, a ficha inclui
informações sobre o transporte, manuseio, armazenagem e ações de emergência,
possibilitando, ao usuário, tomar as medidas necessárias relativas à segurança, à
saúde e ao meio ambiente. Esta norma constitui parte do esforço para a aplicação do
Sistema Globalmente Harmonizado (GHS) de informação de segurança de produ-
tos químicos perigosos, que busca padronizar as informações em níveis mundiais.
Em diversos países estas fichas são tratadas como documentos de grande
importância, mas no Brasil, em diversos casos, são preparadas por empresas
apenas para atender as solicitações de clientes ou também para atender a legisla-
ções específicas. Nos EUA, por exemplo, um documento semelhante, conhecido
por Hazard Communication Standard, exige o treinamento e a disseminação das
informações dos produtos químicos manipulados pelas pessoas. A desobediên-
cia à legislação específica acarreta em implicações legais e até criminais.
Neste ponto, futuros(a) Engenheiros (a) de Produção, recomendo a mudança
de paradigmas! Vocês, futuros(a) gestores(a) de processos industriais, laborató-
rios, entre outros, terão o conhecimento das informações disponibilizadas em tais
fichas e poderão disseminar estas informações nos ambientes de trabalho a fim de
torná-los mais seguros! Ainda, a partir deste ponto, têm-se a ciência de que existe
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um documento que pode esclarecer diversas dúvidas sobre os produtos químicos
de forma confiável e precisa!
Quanto aos usos, o fornecedor dos produtos químicos tem o dever de man-
ter as FISPQs sempre atualizadas e dispor aos usuários a edição mais recente.
Já o usuário, seja ele da indústria, de laboratórios, centros de pesquisa, distri-
buição, dentre outros, deve agir de acordo com as instruções nelas prescritas e
manter todas as outras pessoas informadas dos perigos relevantes do local de
trabalho. Trata-se de um documento obrigatório paracomercialização de pro-
dutos químicos e deve ser disponibilizado para todas as pessoas que manipulam
os produtos químicos (SOUZA, [2017], on-line)2.
Deve constar na FISPQ, obrigatoriamente, 16 seções, que serão brevemente
descritas nos itens a seguir:
1. Identificação do produto e da empresa: contém informações comer-
ciais do produto, da empresa fabricante.
2. Identificação de perigos: traz alguns perigos mais importantes, como
efeitos adversos à saúde humana, efeitos ambientais, perigos físico-quí-
micos, visão geral sobre emergências, e consta perigos específicos para
determinados produtos químicos. Neste item deve constar também o
diagrama de Hommel, conhecido também por diamante do perigo ou
diamante do risco, uma classificação dos ingredientes perigosos em siste-
mas internacionais de risco. Trata-se de um diagrama visual para facilitar
a visualização dos perigos mais importantes, desenvolvido pela NFPA
(National Fire Protection Agency). É apresentado como a figura abaixo:
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Cor
Figura 4 - Diagrama de Hommel.
Fonte: o autor.
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A cor azul indica os riscos à saúde, a cor vermelha os riscos de inflamabilidade,
amarelo à reatividade, ou seja, se reage facilmente com outros produtos, e a cor
branca traz algum risco que é específico para o produto químico, como radioa-
tividade, corrosividade(imagem colorida disponível no AVA). Além disso, neste
diagrama há uma escala numérica de zero (sem risco) a quatro (risco sério ou
grave), ou seja, quanto maior o número, maior a periculosidade do produto.
Nesta seção, quando necessário, deve constar, também, os pictogramas do
perigo, que são imagens visuais que demonstram os principais perigos ofereci-
dos pelo produto.
Explosivo
Tóxico Corrosivo Perigo Cuidado Poluente
In amável Oxidante Gás sob
pressão
Figura 5 – Pictogramas do perigo
Fonte: adaptada de Di Vitta (2005)3.
3. Composição e informações sobre os ingredientes: contém informações
sobre os produtos. Deve constar o número CAS (Chemical Abstracts Ser-
vice), quando o produto é puro, ou cada um dos componentes presentes
em caso de misturas. O número CAS é um identificador numérico que
identifica uma substância.
4. Medidas de primeiros-socorros: contém, de forma detalhada, as medidas
de primeiros-socorros para casos de acidentes, como ingestão, contato com
a pele, olhos; e ações que devem ser evitadas para prevenção de acidentes.
5. Medidas de combate a incêndios: contém os meios de extinção de incên-
dio apropriados para casos em que envolvam produtos químicos, e,
também, outros não recomendados.
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6. Medidas de controle para derramamento e vazamentos: informa cui-
dados pessoais no caso vazamentos, procedimentos para proteger o meio
ambiente, procedimentos de emergência e, também, métodos de neutra-
lização e descontaminação.
7. Manuseio e Armazenamento: apresenta os recipientes adequados para
armazenar o produto químico (que não sofrem interações com o pro-
duto químico), as condições seguras para o armazenamento e transporte
(temperatura adequada para armazenamento).
8. Controle de exposição e proteção individual: traz informações sobre a
tolerância do organismo à exposição deste produto químico e, também,
os equipamentos de proteção individuais e coletivos que são necessários
para evitar riscos ou danos a saúde. Estes limites podem ser regulados
por órgãos internacionais como a American Conference of Governmen-
tal Industrial Hygienists (ACGIH).
9. Propriedades físicas e químicas: aborda algumas informações mais deta-
lhada do produto químico, como por exemplo, densidade, viscosidade,
ponto de ebulição, ponto de fusão, inflamabilidade, pH, odor, entre outros.
10. Estabilidade e reatividade: traz questões relacionadas a estabilidade do
composto químico em determinadas condições ambientais (como por
exemplo a temperatura ambiente e pressão atmosférica), a reatividade
com alguns outros compostos, as reações químicas que podem ocorrer e
que são perigosas, as condições que devem ser evitadas e, também, mate-
riais que são incompatíveis ao produto.
11. Informações toxicológicas: traz informações como os riscos à saúde pro-
porcionados por longa exposição ao produto químico, doenças crônicas,
entre outras, reguladas, por exemplo, pela International Agency of Rese-
arch on Cancer (IARC) e National Toxicology Program (NTP).
12. Informações ecológicas: informa sobre o impacto ambiental causado
pela presença do produto químico no meio ambiente e traz medidas de
controle para eventuais acidentes ambientais.
13. Considerações sobre tratamento e disposição: contém informações
sobre os métodos recomendados para o tratamento e a disposição final
segura do material, visando minimizar os danos ao meio ambiente.
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14. Informações sobre o transporte: traz os detalhes sobre as regulamenta-
ções nacionais e internacionais para o transporte da substância.
15. Regulamentações: estabelece a legislação que é aplicável ao produto
químico.
16. Outras informações: apresenta algumas informações complementares
ou específicas para cada produto, além de siglas e bibliografia.
Assim, aluno(a), identificamos uma fonte segura que nos fornece importantes
informações dos produtos químicos, relacionadas às suas propriedades físico-quí-
micas, segurança, saúde e meio-ambiente, entre outras. Dentre as informações
apresentadas, temos o controle à exposição, a proteção individual e a proteção
coletiva, conforme relatado na seção 8 da FISPQ. Nesta seção, encontramos os
equipamentos que reduzem a probabilidade de ocorrência de acidentes, que estu-
daremos no próximo tópico.
Neste ponto, caro(a) aluno(a), para exemplificarmos os conteúdos relatados
sobre a FISPQ, é muito importante um primeiro contato com este documen-
to! É importante para verificarmos como são dispostas as informações e nos
familiarizarmos com este tipo de documento. Então, como uma tarefa com-
plementar, deixo aqui a recomendação de estudo da FISPQ do ácido clorí-
drico (HCl). Foque principalmente nas sessões de 3 a 13, se atentando nas
informações que são dispostas.
Fonte: o autor.
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EQUIPAMENTOS DE PROTEÇÃO INDIVIDUAL E
COLETIVO
A Norma Regulamentadora (NR) n°6 do Ministério do Trabalho e do Emprego
(MTE) determina que todo e qualquer tipo de empresa é obrigada a fornecer
aos seus trabalhadores, de forma gratuita, os equipamentos de proteção indivi-
dual (EPI) e equipamentos de proteção coletiva (EPC) adequadas ao risco em
perfeitas condições de uso.
Essa mesma regulamentação considera equipamento de proteção indivi-
dual, todo dispositivo ou produto de uso individual utilizado pelo trabalhador,
destinado à proteção de riscos, suscetíveis de ameaçar a segurança e a saúde
no trabalho.
Considera, ainda, que o equipamento conjugado de proteção individual é
todo aquele composto por vários dispositivos, que o fabricante tenha associado
contra um ou mais riscos que possam ocorrer simultaneamente e que sejam sus-
cetíveis de ameaçar a segurança e a saúde no trabalho.
Já o equipamentode proteção coletiva (EPC) trata-se de todo dispositivo,
sistema ou produto de uso coletivo, que é destinado à proteção e promoção da
saúde em um ambiente de trabalho. Em outras palavras, trata-se de um equi-
pamento que pode ser utilizado por mais de um trabalhador para promover a
segurança no local de trabalho ou oferece a proteção a um grupo de pessoas.
Cada equipamento de proteção individual possui um CA, que é um certi-
ficado de aprovação, emitido pelo Ministério do Trabalho e Emprego, que tem
por finalidade avaliar a manter um padrão nos equipamentos de proteção. A
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NR6 regulamenta que todos os EPI, de origem nacional ou importada, só pode-
rão ser comercializados se possuírem o seu respectivo CA. Desta forma, este é
um critério importante para indicar se o aparelho de proteção está capacitado a
fornecer a proteção que é devida (PORTAL SESMT, 2014, on-line)4.
A seguir, são relacionados alguns equipamentos de proteção mais comu-
mente utilizados nos laboratórios de química:
■ Óculos de segurança: é um EPI utilizado para a proteção dos olhos,
podendo ser fabricado de diversos materiais, dentre eles acrílico ou plás-
tico rígido. Recomenda-se utilizar óculos com proteção lateral a fim de
cobrir uma maior região dos olhos. No laboratório de química protege
principalmente contra o respingo de produtos químicos.
Figura 6 – Óculos de segurança
■ Luvas: utilizadas para a proteção das mãos contra agentes corrosivos,
cortantes ou térmicos, biológicos, ou seja, existe um tipo adequado de
luva conforme o risco e a atividade exercida. Elas podem ser fabricadas
de diversos materiais, como couro ou algodão, para proteção térmica e
mecânica, metal para proteção de materiais cortantes; nitrílicas, PVC ou
látex, para a proteção contra reagentes diversos e riscos microbiológicos.
Figura 7 – Luvas de segurança
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■ Jalecos ou guarda-pós: recomenda-se o uso de jalecos compridos e mangas
compridas, para proteção dos membros superiores e corpo. É aconse-
lhado o uso do jaleco de algodão, já que os de fibra sintética são altamente
inflamáveis. É importante o uso deste EPI para proteger o corpo contra
eventuais produtos químicos que acidentalmente possam entrar em con-
tato com o corpo do trabalhador.
Figura 8 – Jaleco
■ Sapatos de segurança: utilizados para a proteção dos pés. Para atividades
em que há o risco de objetos pesados caírem sobre os pés dos trabalha-
dores, é preciso modelos mais reforçados, que contenham bicos de aço.
Já para a proteção contra reagentes químicos, podem ser utiliza-
dos sapatos fechados em geral. Para ambientes de
trabalho úmidos e escorregadios, é indicado o uso
das botas de PVC.
Figura 9 – Botas de segurança
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■ Máscara: o uso de máscaras em laboratórios de química é muito comum,
principalmente para usuários de trabalham com produtos químicos que
são voláteis, como ácidos. Para produtos que são tóxicos, devem ser usadas
máscaras com carvão ativado, presente no refil, que absorve os compostos
tóxicos. Em geral, protegem os trabalhadores contra a inalação de con-
taminantes gerados por agentes químicos como poeiras, névoas, fumos,
gases e vapores.
Figura 10 – Respirador
■ Protetores auditivos: utilizado para ambientes que tem uma quantidade
de ruídos maior que os limites de tolerância estipulados por normas regu-
lamentadoras. Podem ser tipo de “concha”, “plug”, dentre outros, cujo uso
depende do nível de ruído ao qual o trabalhador está exposto.
Figura 11 – Protetor auricular do tipo “plug”
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Em geral, os equipamentos listados anteriormente, são de uso individual, ou
seja, tratam-se de EPI’s. Porém, a classificação de EPI ou EPC deve ser avaliada
cautelosamente. Por exemplo, luvas metálicas para proteção contra agentes cor-
tantes ou de couro para proteção contra queimaduras, quando usadas de forma
esporádicas, podem ser usadas por mais de um trabalhador.
Os equipamentos de proteção coletiva são de todos os dispositivos ou siste-
mas que promovem a proteção coletiva, para assegurar a integridade física e da
saúde dos trabalhadores. São exemplos de equipamentos de proteção coletiva:
sinalizações de segurança, proteção de partes móveis de máquinas, corrimão de
escadas, ventilação de locais de trabalho, extintores de incêndio, kit de primei-
ros socorros, dentre outros.
Nos laboratórios de química, alguns dos principais equipamentos de pro-
teção coletiva são:
■ Cabine de exaustão química (capela): utilizada para manipulação de
compostos químicos tóxicos e voláteis. Os vapores são exauridos para a
parte externa, sendo destinados a equipamentos específicos que fazem
a recuperação deste produto. O sistema de exaustão é projetado de tal
forma que a corrente de ar não entre em contato com o trabalhador que
faz uso da capela.
Figura 12 – Capela para exaustão de gases
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■ Cabine para segurança biológica: utilizada para a proteção contra micror-
ganismos que podem causar danos à saúde.
■ Manta ou cobertor: utilizada para abafar ou envolver a vítima de incên-
dio, sendo indicada a confecção em lã ou algodão grosso.
■ Mangueira de incêndio: utilizada para apagar incêndios.
■ Dispositivos de pipetagem: utilizados para a sucção de pipe-
tas, como os pipetadores automáticos, pêra de borracha.
Figura 13 – Pipeta automática
■ Chuveiros de emergência: utilizados para
remover produtos químicos que possam entrar
em contato com o corpo dos trabalhadores.
Figura 14 – Chuveiro de segurança
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■ Lava-olhos: utilizados para lavar os olhos de pessoas que possam ter o
contato acidental com produtos químicos.
Figura 15 – Lavador de olhos
■ Sprinkler: são chuveiros automáticos para a extinção de incêndio.
Figura 16 – Sprinkler
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■ Detectores de gases: detectam a presença de determinados tipos de
gases (tóxicos, cáusticos, entre outros) e emite avisos sonoros para aler-
tar sobre os perigos.
Até então, alunos(as), obtivemos uma visão geral das regras de segurança em
um laboratório, que devem ser conhecidas antes de se adentrar neste ambiente,
para se evitar acidentes. Já dentro do laboratório, antes de iniciarmos algumas
aplicações, é necessário conhecermos os principais equipamentos existentes e
suas funções primordiais.
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EQUIPAMENTOS DE UM LABORATÓRIO
A execução de experimentos em laboratórios químicos envolve a utilização de
uma gama de equipamentos e materiais diferentes. A utilização de um equi-
pamento específico depende dos objetivos a serem atingidos e, também, das
condições em que a técnica será realizada.
O uso inadequado de vidrarias e equipamentos em laboratórios pode gerar
resultados equivocados e, também, danificar parcialmente ou integralmente
estes equipamentos, e em casos mais graves, ocasionar acidentes e oferecer ris-
cos à saúde e à integridade física.
Justifica-se, portanto a importância de se conhecer o uso dos principais equi-
pamentos existentes no laboratório, conforme é conhecemos a seguir (FONSECA
E BRASILINO, 2007; MARTINS, 2013; ABREU, 2016).
MATERIAIS EM VIDRO
Grande parte dos materiais utilizados em laboratórios de química são os fabrica-
dos em vidro (borosilicato). Esse vidro é diferente do vidro comum, que temos em
nossas casas, pois proporcionam maior resistência química, mecânica e térmica.
Os vidros permitem transparência, que facilita a observação da ocorrência
de reações químicas; resistência mecânica e química, já que é inerte para grande
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parte dos materiais, com exceção do ácido fluorídrico e bases concentradas, e
resistência térmica em temperaturas próximas a 300°C.
Os equipamentos mais comuns em laboratórios químicos, fabricados em
vidro são:
■ Tubos de ensaio
Utilizado para realizar reações em pequena escala. Pode ser aquecido direta-
mente na chama do bico de Bunsen,desde que a chama seja direcionada para a
lateral do tubo, por motivos de segurança, conforme já exposto.
Figura 17 – Tubo de ensaio
■ Béquer
Utilizado para dissolver, realizar pesagens, misturar, aquecer, verter líquidos,
realizar reações. Não deve ser utilizado para medir volumes, pois não tem uma
boa precisão para este tipo de medida.
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Figura 18 – Béquer
■ Erlenmeyer
Utilizado para dissolver compostos sólidos, agitação de reagentes e misturas,
dissoluções, aquecimento, titulações. A sua forma cônica evita a perda de líqui-
dos durante o processo de agitação.
Figura 19 – Erlenmeyer
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■ Proveta
Utilizado para medir o volume de líquidos. Deve-se evitar o aquecimento deste
equipamento.
Figura 20 – Proveta graduada
■ Pipetas
Utilizadas para a medida precisa de volumes de
líquidos. Os tipos mais utilizados de pipetas são a
graduadas, utilizadas para medir volumes diversos.
Já a pipeta volumétrica, é usada para medir volumes
fixos, como por exemplo, 2,0 mL, 5,0 mL. As pipetas
volumétricas são mais precisas que as graduadas. São
equipamentos mais precisos que as provetas. Também
deve ser evitado o aquecimento deste equipamento.
Figura 21 – Pipetas
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■ Buretas
Equipamento utilizado para a medida precisa de volume de líquidos. Possui uma
torneira que permite a transferência de volumes desejados para outros recipientes.
Figura 22 – Bureta
■ Balão volumétrico
Equipamento utilizado para o preparo de soluções. Ele mede
volumes precisos, como por exemplo, 500,0 mL, 1,0L. O
menisco indica o volume final a ser medido.
Figura 23 – Balão volumétrico
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■ Balão de fundo chato ou de fundo redondo
Utilizado para aquecer líquidos e realizar reações químicas que desprendem gases.
Figura 24 – Balão de fundo redondo
■ Kitassato
Recipiente que contém uma saída lateral. Pode ser utilizado para realizar filtra-
ções a vácuo e em reações para obtenção de gases.
Figura 25 – Kitassato
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■ Funil de adição
Utilizado para a adição de reagentes em outros sistemas.
Figura 26 – Funil de adição
■ Funil de separação
Usado para a separação de líquidos imiscíveis.
Figura 27 – Funil de separação
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■ Dessecador
Utilizado no resfriamento de compostos químicos para casos em que se deseja
baixa umidade.
Figura 28 – Dessecador
Qual a propriedade dos materiais que permite a separação de misturas?
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■ Condensador
Utilizado para condensar vapores originados em reações químicas, como no
caso de destilações.
Figura 29 – Condensador
■ Vidro de relógio
Utilizado para pesar materiais sólidos, cobrir béqueres.
Figura 30 – Vidro de Relógio
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■ Bastão de vidro
Utilizado para misturar/agitar misturas e auxiliar na transferência de líquidos.
Figura 31 – Bastão de vidro
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MATERIAIS REFRATÁRIOS
Os equipamentos do laboratório podem ser fabricados, também, em porce-
lana ou materiais cerâmicos. Estes materiais resistem a temperaturas elevadas,
na faixa de 400°C, mas em geral têm baixa resistência mecânica. Os principais
equipamentos são:
■ Cadinho
Utilizado para o aquecimento a seco em estufas e muflas, que regulam altas
temperaturas.
Figura 32 – Cadinho de porcelana
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■ Almofariz e pistilo
Utilizado para a trituração de materiais sólidos.
Figura 33 – Almofariz e pistilo
■ Funil de Büchner
Utilizado para realizar filtrações a vácuo, sendo acoplados ao Kitassato com a
utilização de uma borracha de vedação. Em sua parte superior há uma placa per-
furada em que é disposto o filtro.
Figura 34 – Funil de Büchner
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MATERIAIS PLÁSTICOS
Os materiais fabricados com plásticos, tais como o polietileno, propileno, pos-
suem boa resistência mecânica e química perante alguns reagentes,tais como
ácido fluorídrico. Podem ser atacados por solventes orgânicos, tais como o ben-
zeno, tolueno, entre outros. Em relação à resistência térmica, estes materiais são
mais sensíveis que os vidros e materiais cerâmicos, podendo sofrer deformações
em faixas de temperatura de 110°C (dependendo do tipo de plástico que é fabri-
cado). Por terem baixa resistência térmica, não devem ser colocados em estufas de
secagem com temperaturas superiores a 110°C. Os principais equipamentos são:
■ Pipeta de Pasteur
Utilizada para a transferência de pequenos volumes em que não há a necessi-
dade de grandes precisões.
Figura 35 – Pipeta de Pasteur
■ Pisseta
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IU N I D A D E50
Armazena água, álcool e outros solventes. Utilizado para enxágue de vidrarias,
para completar o volume de outros recipientes como os balões volumétricos.
Figura 36 – Pisseta.
Fonte: Maisplastico ([2017], on-line)5
Dependendo da necessidade, outros equipamentos podem ser fabricados em
plásticos, tais como béqueres, provetas, funil de adição, funil de büchner, sendo
que seu uso é condicionado com a aplicação ao qual é destinado.
MATERIAIS METÁLICOS
Em geral, os metais mais comumente utilizados no laboratório são corroídos
por alguns produtos químicos, tais como os ácidos. Portanto, como regra geral,
deve ser evitado o contato de metais com os ácidos presentes no laboratório. Os
principais equipamentos são:
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■ Espátula de aço
Utilizado para dosagem/pesagem de pequenas quantidades de materiais sólidos.
Figura 37 – Espátula
■ Tripé de ferro com tela de amianto
Suporte para béquer ou outros materiais para aquecimentos que são realizados
direto na chama.
Figura 38 – Tripé de ferro e tela de amianto
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IU N I D A D E52
■ Garra/ Suporte universal
Utilizado para prender objetos e vidrarias. A garra é utilizada, por exemplo, para
prender condensadores ao suporte universal.
Figura 39 – Garra/ Suporte universal
■ Suporte para bureta
Utilizada para prender a bureta em seu suporte, permitindo a realização das
práticas.
PRINCIPAIS EQUIPAMENTOS
Até então mencionamos os principais equipamentos para armazenar produtos.
Temos, também, no laboratório, equipamentos básicos utilizados para realiza-
ção das diversas práticas realizadas na química experimental, que são descritas
como seguem:
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■ Pipetador/ Pera
Utilizado para sucção de líquidos. Ela pode ser do tipo manual, como a pera, ou
pipetadores automáticos.
Figura 40 – Pera para sucção de líquidos
■ Estufa
Utilizada para a secagem de materiais, vidrarias. Pode ser regulada até tempe-
raturas próximas a 150°C, utilizando termostatos. Também pode ser utilizada
para manter a temperatura constante e controlada, para determinados sistemas
reacionais ou sistemas biológicos, que necessitam de um rigoroso controle de
temperatura.
Figura 41 – Estufa
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■ Banho Maria
É um banho termostático com água, utilizado para o aquecimento brando de
substâncias. Seu aquecimento é mais lento e gradual comparado ao aquecimento
utilizando diretamente a chama. Em algumas ocasiões, no laboratório, é dese-
jado o aquecimento controlado.
Figura 42 – Banho-maria
Fonte: Splabor (2016, on-line)4.
■ Bico de Bunsen
É o equipamento que permite o aquecimento utilizando diretamente a chama.
Caso seja necessário o aquecimento de materiais inflamáveis, é utilizada a manta
elétrica.
Figura 43 – Bico de bunsen
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■ Manta de aquecimento
Utilizado para o aquecimento controlado e também de materiais inflamáveis.
Figura 44 – Manta de aquecimento
Fonte: Quimis ([2017], on-line)7.
■ Mufla
É capaz de gerar altas temperaturas. Amplamente utilizado para a calcinação de
substâncias (tratamento térmico de sólidos para eliminar substâncias voláteis
presentes é um exemplo de calcinação).
Figura 45 – Mufla
Fonte: Tp laboratório químico ([2017], on-line)8.
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■ Balanças
Utilizadas para a determinação das massas. Possuem diversas precisões, podendo
conter 2 ou 3 casas decimais, sendo classificada como balança semi-analítica ou
até mesmo com 4 casas decimais ou mais, classificadas como balanças analíti-
cas. O tipo de precisão vai depender da aplicação desejada. Em geral, para medir
pequenas massas ou materiais que são caros, sensíveis, requer-se balanças com
maiores precisões.
Figura 46 – Balança analítica
■ Agitador magnético com aquecimento
Efetua o aquecimento e, também, a agi-
tação, por meio de um material metálico
imerso no líquido, chamado no laborató-
rio de “peixinho”.
Figura 47 – Agitador magnético
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■ Centrífugas
Utilizadas para acelerar a decantação de compostos que se sedimentam em uma
determinada solução.
Figura 48 – Centrífuga
■ Termômetros
Utilizados para a medida da temperatura. Podem ser utilizados termômetros de
mercúrio, termopares, sendo que a escolha vai ser função dos usos desejados.
Desta forma, alunos(as), conhecemos alguns dos principais equipamentos
existentes em um laboratório de química e suas funcionalidades primordiais.
Iremos aprofundar estes conhecimentos ao longo das próximas unidades, nos
quais veremos aplicações práticas utilizando estes equipamentos.
NOÇÕES BÁSICAS SOBRE SEGURANÇA EM LABORATÓRIO DE QUÍMICA
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rt. 184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
IU N I D A D E58
CONSIDERAÇÕES FINAIS
Desta forma, aluno(a), ressaltamos aqui regras ou normas comuns presentes
em laboratórios de química. Regras específicas surgem da necessidade de cada
laboratório, de acordo com os produtos que são manipulados, grau de periculo-
sidade, entre outros. Por exemplo, um laboratório que manipula materiais que
são radioativos, existem outras normas que são muito específicas para este tipo
de aplicação. Com as bases estudadas, temos os conhecimentos necessários para
nos especializarmos em conceitos mais específicos quando for preciso.
Além disso, verificamos que a regra número “um” de um laboratório é a
segurança das pessoas e do meio ambiente. Para atender a este fim, apresenta-
mos alguns equipamentos de proteção individual e coletiva que são utilizados
para evitar acidentes e para a promoção da saúde e do bem estar do trabalhador.
Outras referências bibliográficas podemtrazer uma infinidade de equipamen-
tos. A escolha deve ser pautada no conhecimento dos riscos aos quais estamos
expostos, e este conhecimento, pode ser adquirido pelo uso da FISPQ, que nos
indica equipamentos de proteção adequados para cada produto químico, além
de outras informações, como medidas de primeiros-socorros em caso de aci-
dentes, como a realização do descarte correto para não provocar prejuízos ao
meio ambiente.
Em seguida, já dentro de um laboratório, verificamos quais são os equipamen-
tos amplamente utilizados e que há diversos tipos de materiais para fabricação,
destes, como vidro, plástico, porcelana e metais. Dessa forma, além do conheci-
mento dos equipamentos, é necessário conhecermos as propriedades gerais dos
compostos químicos, para selecionarmos o equipamento mais adequado. Essas
propriedades nos foram transmitidas no curso de Química Geral e Inorgânica,
nas próximas seções iremos aplicar a teoria estudada para algumas práticas
que servirão de base para um conhecimento das aplicações básicas da Química
Experimental.
59
1. Antes de entrar em um local que manipula ou armazena produtos químicos, é
necessário seguir algumas medidas para a garantia da segurança. Cite cinco
medidas de conduta comuns a laboratórios químicos.
2. A manipulação de produtos químicos, reagentes, vidrarias e equipamentos em
laboratórios podem causar diversos acidentes. Quais são os acidentes mais
comuns em laboratórios de manipulação e transporte de produtos quími-
cos?
3. A norma regulamentadora 14.725, entre outros assuntos, traz informações so-
bre a Ficha de Segurança no Trabalho (FISPQ). Qual é o papel fundamental da
FISPQ? Complemente sua resposta com no mínimo três partes constituin-
tes deste documento, comentando sobre cada uma delas.
4. O ácido clorídrico, cuja fórmula é HCl, trata-se de um produto corrosivo e que
pode causar diversos acidentes e prejuízos a saúde. Qual documento deve ser
consultado para identificar os principais perigos durante a manipulação
deste reagente? Quais são os EPI’s e EPC’s mais recomendados para evitar
acidentes?
5. São diversos os equipamentos e vidrarias existentes no laboratório que permi-
tem a realização de diversas práticas importantes para a indústria de transfor-
mação de produtos químicos. Cite quais as funções do balão volumétrico,
bureta e da pipeta?
60
O PLANETA TERRA
A “espaçonave” chamada PLANETA TERRA é uma esfera com cerca de 12.600 km de di-
âmetro, que pesa cerca de 6 # 1021 toneladas e se desloca no espaço com uma veloci-
dade de aproximadamente 106.000 km/h. No entanto, na vastidão do universo, nosso
planeta é apenas uma “partícula de poeira”. Essa espaçonave carrega mais de 6 bilhões
de seres humanos e um número enorme de vegetais e animais. Na verdade, todos os
seres vivos habitam apenas uma “película” da Terra, que se assemelha, em proporções,
à casca de uma maçã. Essa película é uma região denominada biosfera (do grego: bios,
vida; sphaira, esfera). É importante também notar que todos os seres vivos só existem
à custa do que é retirado do ar (atmosfera), da água (hidrosfera) e do envoltório sólido
(litosfera). Do espaço exterior, porém, nos chega a energia solar, sem a qual não existiria
na Terra a vida tal qual a conhecemos.
A atmosfera é formada principalmente por nitrogênio e oxigênio. A hidrosfera é a “capa”
de água que envolve a Terra. Encontra-se na forma sólida (gelo, nas altas montanhas, nas
geleiras, nos icebergs etc.), na forma líquida (oceanos, rios, lagos, água subterrânea etc.)
ou na forma gasosa (como na umidade do ar, por exemplo). A litosfera ou crosta terrestre
é conhecida, com relativa precisão, somente até poucos quilômetros de profundidade.
É formada por rochas, minerais, minérios etc., onde aparecem, em maior quantidade, o
oxigênio, o silício, o alumínio e o ferro.
Isso é tudo de que a humanidade dispõe para sobreviver. Portanto, não “gaste” a Terra
com consumos excessivos nem a torne uma “lata de lixo” com demasiado desperdício.
Fonte: Teixeira et al. (2001).
Material Complementar
MATERIAL COMPLEMENTAR
Química Geral e Experimental
Ervin Lenzi, Luzia Otilia Bortolli Favero, Aloísio Sueo Tanaka, Evilásio
de Almeida Vianna Filho, Manoel Jacó Garcia Gimmenes
Editora: Freitas Bastos
Sinopse: esta obra foi elaborada por uma equipe de professores
universitários, Mestres e Doutores, que ministram essa matéria há
vários anos no 1º ano de vários cursos: Química, Engenharia Química,
Zootecnia, Farmácia, Bioquímica, Agronomia, Biologia, etc. O livro é feito em unidades didáticas, de
forma a facilitar a atividade acadêmica e tem como ênfase a relação entre a teoria e a prática. Obra
verdadeiramente inovadora e sem paralelo no Brasil.
Texto apresentado em 27 unidades, dos quais, 7 tratam da introdução do aluno ao laboratório
e a obtenção de medidas com caráter científico, 2 orientam na preparação e calibração da
instrumentação, 3 ensinam as técnicas de obtenção, separação e purificação de substâncias, 2
evidenciam a forma de determinação de propriedades das substâncias, 3 apresentam os princípios
de Química Analítica, preparação de soluções padrões e padronização, 3 orientam para o estudo da
reação química, 4 são destinadas ao estudo do equilíbrio químico, 1 ao estudo da cinética química, 1
ao estudo da termoquímica, e 1 ao estudo da eletroquímica.
Breaking Bad (Quebrando o mal)
Breaking Bad: A Química do Mal é uma premiada série de televisão
estadunidense, criada e produzida por Vince Gilligan, que retrata a
vida do químico Walter White, um homem brilhante frustrado em
dar aulas para adolescentes do ensino médio enquanto lida com
um filho sofrendo de paralisia cerebral, uma esposa grávida e dívidas intermináveis. Quando o já
tenso White é diagnosticado com um câncer no pulmão, sofre um colapso e abraça uma vida de
crimes, começando a produzir e vender metanfetamina com o seu ex-aluno, Jesse Pinkman, para
assegurar o futuro financeiro de sua família após sua morte.
Comentário: no decorrer da série, por diversas vezes pode ser vislumbrado diversos
equipamentos da química experimental, no laboratório montado pelo professor para produzir
a substância ilícita. Nos primeiros episódios é possível ver os cuidados com a segurança no
laboratório, em que o professor e seu colaborador fazem uso de equipamentos de segurança no
laboratório improvisado.
MATERIAL COMPLEMENTAR
Mr Bean - Chemistry experiment
Um vídeo do youtube do famoso “Mister Bean” em contato com um laboratório químico,
realizando procedimentos desconhecidos com resultados catastróficos, explorados de forma
cômica, mas que retratam os riscos existentes no laboratório ao se manipular compostos dos
quais não se tem conhecimento.
Para saber mais, acesse: <https://www.youtube.com/watch?v=6aK2CKrdjbE>.
REFERÊNCIAS
63
ABREU, D. G.; SILVA, G. M. Química básica experimental. Universidade de São Pau-
lo. São Paulo, 2016.
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR-14.725: Produtos quími-
cos: informações sobre segurança, saúde e meio ambiente. Rio de Janeiro: ABNT
2009.
BRASIL. Ministério do Trabalho e Emprego. NR 06 – Equipamento de proteção
individual – EPI. Brasília: Ministério do Trabalho e Emprego, 2001. Disponível em:
<http://trabalho.gov.br/images/Documentos/SST/NR/NR6.pdf>. Acesso em: 18 nov.
2016.
FONSECA, M. G.; BRASILINO, M. G. A. Química básica experimental. Universidade
Federal da Paraíba. João Pessoa, 2007.
LENZI, E.; FAVERO, L. O. B.; SUEO, T.; VIANNA FILHO, E. A.; GIMMENES, M. J. G. Química
Geral e Experimental. Rio de Janeiro: Freitas Bastos, 2012.
MARTINS, G. A. V. et al. Laboratório de química geral experimental. Universidade
de Brasília. Brasília, 2013.
TEIXEIRA, W. et al. Decifrando a Terra. Oficina de Textos. São Paulo, 2001.
REFERÊNCIAS ON-LINE
1Em:<http://mundoeducacao.bol.uol.com.br/quimica/isomeros-perigosos.htm>.Acesso em: 12 mai. 2017.
2Em: <http://www.crq4.org.br/informativomat_354>. Acesso em: 12 mai. 2017.
3Em: <http://www2.iq.usp.br/iqrecicla/pdv_0705.html>. Acesso em: 15 mai. 2017.
4Em: <http://sesmt.com.br/consultaCA>. Acesso em: 15 mai. 2017.
5Em:<http://www.maisplastico.com.br/produtos/121748/pisseta-graduada-
-250-mL>. Acesso em: 15 mai. 2017.
6Em:<http://www.splabor.com.br/blog/banho-maria-2/banho-maria-equipamen-
to-para-laboratorio-promove-metodo-comumente-utilizado-em-procedimentos-
-de-controle-de-qualidade/>. Acesso em: 15 mai. 2017.
7Em:<http://www.quimis.com.br/produtos/detalhes/manta-aquecedora>. Acesso
em: 15 mai. 2017.
8Em:<https://www.tplaboratorioquimico.com/laboratorio-quimico/materiales-e-
-instrumentos-de-un-laboratorio-quimico/horno-mufla.html>. Acesso em: 15 mai.
2017.
GABARITO
1. Vista-se com roupas e calçados adequados (fechados). Cabelos compridos de-
vem ser mantidos presos. 2. Não se deve comer ou beber em um laboratório.
Os alimentos podem ser contaminados, por exemplo, por vapores tóxicos, po-
dendo prejudicar a saúde dos trabalhadores. 3. Evite o contato de qualquer
substância com a sua pele. Evite passar os dedos na boca, nariz, olhos e ouvi-
dos. Caso alguma substância química respingue em sua pele, deve ser lavada
imediatamente a área afetada com água em abundância. 4. Todos os procedi-
mentos que envolvam a liberação de vapores, corrosivos, tóxicos ou inflamáveis
devem ser realizados na capela de exaustão. 5. Não utilize roupas de natureza
sintética. Dê preferência para roupas de algodão. Roupas sintéticas em caso de
incêndios podem ficar aderidas na pele.
2. Os principais acidentes em laboratórios, que fazem a utilização e manipulação
de produtos químicos, são devidos a ferimentos causados pela quebra de reci-
pientes de vidro, pelo contato com substâncias corrosivas e, também, incêndios
com líquidos inflamáveis.
3. Essa ficha fornece informações sobre aspectos diversos dos produtos químicos,
tratando sobre temas relacionados à segurança, à saúde, à proteção individual
e coletiva, informações toxicológicas, disposições em caso de acidentes, entre
outras. Além das informações apresentadas, a ficha inclui informações sobre o
transporte, manuseio, armazenagem e ações de emergência, possibilitando ao
usuário tomar as medidas necessárias relativas à segurança, saúde e meio am-
biente. Entre as seções presentes, pode-se destacar: Seção 2: Identificação de
perigos: traz alguns perigos mais importantes, como efeitos adversos à saúde
humana, efeitos ambientais, perigos físico-químicos, visão geral sobre emer-
gências e consta perigos específicos para determinados produtos químicos.
Seção 4: Medidas de primeiros-socorros: contém, de forma detalhada, as me-
didas de primeiro-socorros no caso de ocorrência de acidentes, como ingestão,
contato com a pele, olhos e ações que devem ser evitadas para prevenção de
acidentes. Seção 8: Controle de exposição e proteção individual: traz informa-
ções sobre a tolerância do organismo à exposição deste produto químico e,
também, os equipamentos de proteção individuais e coletivos que são neces-
sários para evitar riscos ou danos a saúde.
4. Deve ser consultada a Ficha de Segurança de Produto Químico (FISPQ) deste
reagente. De acordo com este documento, trata-se de um produto corrosivo.
Se inalado, pode causar queimaduras no trato gastrointestinal. Se inalado, pode
causar danos ao sistema respiratório. Se ingerido, pode causar queimaduras no
trato gastrointestinal. Para reduzir os riscos de acidente, de acordo com a FISPQ,
para a proteção respiratória, deve ser utilizado máscara (facial inteira ou semi-
-facial) com filtro contra gases ácidos, máscara facial inteira com linha de ar ou
conjunto autônomo de ar respirável. Para a proteção das mãos, deve ser usadas
luvas de borracha nitrílica, látex ou PVC impermeáveis e resistentes a rasgos e
perfurações, de neoprene ou PVC. Para a proteção dos olhos, devem-se usar
GABARITO
65
óculos de segurança tipo ampla visão. Para a proteção da pele, deve-se utilizar
macacão de mangas compridas, impermeável e botas de PVC. Em relação a pro-
teção coletiva (EPC), deve-se assegurar ventilação adequada no local de traba-
lho, providenciar ventilação exaustora onde os processos exigirem, chuveiros
de emergência e lava olhos próximos ao local de trabalho.
5. Balão volumétrico: Equipamento utilizado para o preparo de soluções. Ele
mede volumes precisos, como por exemplo, 500,0 mL, 1,0L. O menisco indi-
ca o volume final a ser medido. Bureta: Equipamento utilizado para a medida
precisa de volume de líquidos. Possui uma torneira que permite a transferência
de volumes desejados para outros recipientes. Pipeta: utilizadas para a medida
precisa de volumes de líquidos. Os tipos mais utilizados de pipetas são a gra-
duadas, utilizadas para medir volumes diversos. Já a pipeta volumétrica mede
volumes fixos, como por exemplo, 2,0 mL, 5,0 mL. As pipetas volumétricas são
mais precisas que as graduadas. As pipetas são equipamentos mais precisos
que as provetas.
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Professor Me. Esp. Thiago Baldasso de Godoi
RELATÓRIOS TÉCNICOS, MEDIDAS
EXPERIMENTAIS E CALIBRAÇÃO
DE INSTRUMENTOS DE
LABORATÓRIO
Objetivos de Aprendizagem
■ Apresentar as regras gerais de elaboração de relatórios técnicos.
■ Apresentar os conceitos envolvidos nas operações entre grandezas
físicas e unidades de medida.
■ Explanar os conceitos de precisão e exatidão em medidas
experimentais.
■ Demonstrar a imprecisão de alguns equipamentos do laboratório.
■ Calibrar alguns equipamentos de laboratório.
Plano de Estudo
A seguir, apresentam-se os tópicos que você estudará nesta unidade:
■ Relatórios técnicos
■ Operações com grandezas e unidades de medida
■ Prática 1: determinação dos algarismos significativos e duvidosos
■ Precisão e exatidão de medidas experimentais
■ Prática 2: precisão e exatidão de medidas experimentais
INTRODUÇÃO
Olá aluno(a), nos laboratórios de química que trabalham com pesquisa e desen-
volvimento, é comum realizarmos novos procedimentos, como por exemplo,
testes de reagentes em temperaturas variadas ou condições diversas, a fim de
maximizar a taxa de produção de um produto de interesse. Contudo, na rotina
de um laboratório, deve-se haver um planejamento experimental. Se as condi-
ções forem alteradas, sem um registro das informações, não saberemos quais
foram as variáveis responsáveis pela melhora ou piora do processo. Imaginem
pesquisas e processos que demoram horas, dias, semanas para ocorrer e, depois
de todas as alterações, como relembrar o que fizemos lá no começo?
Neste ponto, aluno(a), é de extrema importância registrar todos os dados e
ações realizadas de forma minuciosa. Com estas informações, ao final das rea-
ções, podemos elaborar relatórios técnicos, que permitem o entendimento e a
reprodução da técnica por outros pesquisadores, que é um dos objetivos de apren-
dizagem desta unidade. Vale lembrar que esses relatórios não são usados apenas
em laboratórios, mas na indústria em geral. Se você alterar as etapas da mon-
tagem de um carro, a fim de torná-las mais rápidas, você deverá elaborar uma
espécie de relatório técnico (Instrução Operacional) que padroniza estas mudan-
ças. Por isso, é muito importante aprendermos a trabalhar com esta ferramenta!
Além disso, ao manipular equipamentos de um laboratório, verificamos que
alguns equipamentos podem fornecer diferentes medidas. Um termômetro de
mercúrio, com subdivisão de 1 em 1°C, pode fornecer a medida 35°C ou 36°C.
Mas se a marca estiver entre as duas medidas? O João, acredita que seja 35,4°C,
mas o Bento jura que é 35,6°C. Quem está certo? Nesse ponto, aluno(a), é de
extrema importância conhecermos os conceitos de precisão e exatidão de medi-
das experimentais, a forma de trabalhar com essesnúmeros e como calibrar esses
aparelhos que, às vezes, podem nos fornecer medidas divergentes!
Vamos lá?!
Introdução
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RELATÓRIOS TÉCNICOS, MEDIDAS EXPERIMENTAIS E CALIBRAÇÃO DE INSTRUMENTOS DE LABORATÓRIO
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RELATÓRIOS TÉCNICOS
Em diversas circunstâncias são solicitados relatórios técnicos aos profissionais
de engenharia. Esses relatórios podem ser utilizados para descrever situações
variadas, como por exemplo, testes realizados no setor produtivo ou controle
de qualidade, testes laboratoriais, testes de qualidade de matéria-prima ou pro-
duto acabado, entre outros.
Nas indústrias, de forma geral, é comum existirem as Instruções Operacionais
(IOP), que nada mais são do que documentos, que padronizam a realização de
alguma atividade. Por tratar-se de uma padronização, sua forma de elaboração
é bastante semelhante a um relatório técnico. Em uma instrução operacional,
são apresentados os conceitos envolvidos, os objetivos do documento, o passo a
passo para a reprodução da atividade em questão, os resultados esperados, den-
tre outros. Assim, a elaboração de um relatório é importante, não apenas para
reproduzir um simples experimento no interior do laboratório, mas também
para servir como uma base, para que todos possam executar o mesmo procedi-
mento e chegar aos mesmos resultados finais.
Tomemos como um exemplo a simples tarefa de fazer um cafezinho. Uma
pessoa, para preparar uma determinada quantidade, tem o costume de colo-
car 4 colheres de chá de pó de café. Outra, considera que o ideal seja 3 colheres.
Açúcar a gosto. A gosto de quem? No simples ato de preparar um café, por exem-
plo, uma cafeteria que atende um público exigente deve ter seus procedimentos
muito bem elaborados e propagados a fim de produzir o mesmo café todos os
dias. A quantidade de pó de café, de açúcar e de água devem ser fixadas. Deve-se
coar o café e depois adoçar ou adoçar e depois coar? Todas estas possibilidades
podem gerar diferentes sabores! O público, acostumado com o gosto do “cafezi-
nho de todo o dia”, pode não ficar contente em tomar num dia o café “X” muito
Relatórios Técnicos
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amargo, e no outro, o mesmo café “X” super-adocicado. Entendem a importân-
cia de padronizarmos nossos procedimentos?
Essa padronização do que fazer, quais materiais utilizar, quais as etapas a serem
seguidas, qual a quantidade dos produtos a ser adicionada é feita por meio de um
relatório técnico. Este deve ser muito rico em detalhes! E se a Dona Maria, que
prepara o cafezinho todos os dias em nossa cafeteria, ficar doente e faltar no expe-
diente? Quem conseguirá reproduzir o famoso cafezinho se não houver algum
substituto? Um procedimento muito bem detalhado, que consiga reportar todas
as minúcias e detalhes, permite que a Dona Cleusa “quebre o galho” naquele dia,
e faça o cafezinho com o gosto mais próximo possível, do Dona Maria!
Figura 1 – Preparo de café
ELABORAÇÃO DE UM RELATÓRIO TÉCNICO
A elaboração de um relatório técnico não é tão simples. Devem ser seguidas
algumas regras gerais. A linguagem a ser utilizada em um relatório do tipo téc-
nico é a impessoal. Sugere-se a utilização da voz passiva e o tempo no passado,
pois foram medidas e procedimentos já realizados. No caso do cafezinho, fica-
ria desta forma: “foram utilizadas três colheres de sopa cheias de pó de café da
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marca Coffe. Essa massa foi depositada no papel filtro...”.
O modelo de um relatório pode ser específico para cada empresa ou insti-
tuto, mas em geral, apresenta itens comuns que devem ser apresentados. Entre
estes itens comuns, pode-se ressaltar o título, introdução, objetivos, materiais
e reagentes, procedimentos, resultados, conclusões e referências bibliográficas.
Silva et al. (1990) descrevem, de forma simplificada, a constituição de cada uma
destas partes, conforme segue abaixo.
■ Título
Contém, de forma resumida, o assunto a ser tratado no relatório. Deve ser curto
para facilitar a leitura e permitir ao leitor uma ideia rápida sobre o conteúdo que
será exposto nos tópicos seguintes. Deve constar, também, a data em que o rela-
tório foi concluído.
■ Introdução
Deve ser explicitado, de forma clara e breve, qual foi o objetivo da experiência,
teste ou de qual assunto trata o relatório. Deve conter uma breve descrição teó-
rica sobre os fundamentos da parte prática efetuada. Tem por objetivo situar o
tema do experimento. O tamanho da introdução vai depender do tipo do tra-
balho qual se destina. A introdução não pode ser uma cópia direta de textos da
apostila ou internet, devendo referenciar, de forma correta, as referências que se
utilizou da literatura, de acordo com as regras da ABNT para citações (Associação
Brasileira de Normas Técnicas). O último parágrafo, da introdução, deve cons-
tar, de forma sucinta, o objetivo do relatório ou da prática.
O objetivo também pode ser considerado como um item após a introdução,
devendo explicar, de forma sucinta e clara, quais os objetivos da experimenta-
ção que será explanada.
Acerca das citações, para exemplificar, vamos demonstrar a seguir, de forma
sucinta, os três casos mais utilizados, citação direta, citação indireta e citação
da internet, sendo que os demais casos serão abordados ao longo do curso em
disciplinas específicas.
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■ Citação Direta
A citação é um relato de informações que são retiradas de outras fontes (livros,
internet, jornais, revistas, artigos científicos). A citação direta é quando utiliza-
mos, na íntegra, um conteúdo que foi citado por outro autor, ou seja, uma cópia
idêntica da ideia desse outro autor.
Exemplo:
Vamos analisar o texto original presente na página 26 do livro “Introdução à
Engenharia de Produção”, de 2016 e escrito por: Márcia Fernanda Pappa, Camila
Caobianco e Fábia Cristiani Alves.
Para fazer uma citação direta de um trecho que contenha mais de três linhas
devemos fazer da seguinte forma:
Perceba aluno(a), que, neste caso, copiamos o texto idêntico ao original, pre-
sente no livro mencionado. Porém, para isso, no corpo do texto, mencionamos
quem são os autores; e o texto que copiamos de forma idêntica, deixamos com
recuo e com uma fonte menor.
Em trechos que contenham menos de três linhas, devemos fazer da seguinte
forma:
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Ou seja, deixamos o texto igual o original, porém entre “aspas”.
Ao final do texto, no item “referências bibliográficas”, deve ser inserida a refe-
rência bibliográfica. Para este caso, segue a referência correta:
■ Citação Indireta
A citação indireta ocorre quando transcrevemos com nossas próprias palavras
algum assunto que foi pesquisado. Para fazer uma citação indireta, adequadamente,
devemos ler o conteúdo proposto, extrair a ideia do material,compreender e rees-
crever, com nossas palavras, o que foi exposto pelo autor original.
Exemplo:
Vamos analisar o texto original presente na página 26, do livro “Introdução à
Engenharia de Produção”, de 2016, e escrito por: Márcia Fernanda Pappa, Camila
Caobianco e Fábia Cristiani Alves.
Para fazer uma citação indireta, devemos ler o conteúdo acima e reescrever com
nossas palavras:
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Perceba que os textos não são iguais, reescrevemos o que os autores falaram com
as nossas próprias palavras. Neste caso, no próprio corpo do texto, menciona-
mos os autores.
Uma outra forma de fazer uma citação indireta, é referenciar os autores ao
final do parágrafo, entre parênteses, assim como segue:
Ao final do texto, no item “referências bibliográficas”, deve ser inserida a refe-
rência bibliográfica. Para este caso, segue a referência correta:
■ Citação da internet
O uso da internet tem facilitado a pesquisa sobre diversos assuntos e temas devido
a sua disponibilidade e quantidade de informações, que estão a “um click” de
distância. Contudo, o uso desta ferramenta deve ser consciente, pois nem tudo
que está na internet, está correto.
Para trabalhos acadêmicos e científicos, sites como Wikipédia, Coladaweb,
Ebah devem ser Evitados, pois os conteúdos postados nestes sites não são revi-
sados por uma equipe técnica e não há nenhuma garantia de sua veracidade.
Assim, recomenda-se o uso do Google Acadêmico, por exemplo, devendo o
pesquisador ficar atento às fontes de pesquisa.
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Exemplo:
O texto na íntegra sobre o tema Empreendedorismo, pesquisado na inter-
net, cujo autor é José Carlos Assis Dornelas, escrito em de 2004 e disponível
no site: <http://gorila.furb.br/ojs/index.php/rn/article/view/289>, está como
demonstrado abaixo:
A citação indireta deve ser feita do seguinte modo:
Perceba que lemos o texto e reescrevemos o assunto de acordo com nossas pala-
vras, ou seja, realizamos uma citação indireta. Neste caso, também, poderia ser
utilizada a citação direta, de acordo com as regras explicadas acima.
Ao final do texto, deve ser inserida a referência bibliográfica, que no caso
do uso da internet, é:
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■ Procedimento Experimental
Deve conter uma descrição simplificada do procedimento que foi realizado,
contendo, também, uma descrição dos materiais, instrumentos e reagentes uti-
lizados, sempre na forma de texto.
■ Resultados e Discussão
Devem ser colocados os dados coletados durante a realização do experi-
mento e os cálculos que foram realizados, bem como uma análise destes cálculos,
com base nos conceitos químicos envolvidos, que foram dispostos na introdu-
ção. Deve-se incluir todo o tipo de resultado obtido: verificações visuais, dados
experimentais numéricos (volumes, massas, tempos, temperaturas, rendimen-
tos, entre outros) e dados instrumentais. Uma das formas bastante empregadas
para registrar os dados numéricos é o emprego de tabelas e, em outras situações,
de gráficos (os gráficos ou figuras sempre ilustram muito melhor os resultados
do que as tabelas, dê preferência a eles). Expresse os resultados apenas com os
A “praga” do plágio: consequências criminais e civis
Ao se utilizar uma obra ou texto escrito por uma outra pessoa, deve-se no
mínimo, referenciar a autoria original. Mesmo a reprodução de pequenos
trechos, também, é necessário referenciar o autor original. A lei 9.61098 re-
gula os direitos autorais, determinando que estão protegidos os textos pu-
blicados em sites, revistas, jornais, entre outros.
De acordo com esta lei, “Autor” é a pessoa física criadora da obra, seja ela
literária, artística ou científica. Desta forma, é de propriedade do autor os
direitos morais da obra de sua autoria. O titular da obra que foi reproduzida
indevidamente pode solicitar a apreensão dos exemplares, indenizações ca-
bíveis, entre outros.
Na verdade o plágio é comparado ao furto, roubo ou estelionato, pois é uti-
lizado a ideia de um outrem, sem os devidos cuidados, dando a ideia de que
são suas.
Fonte: adaptado de Pinheiro (2012, on-line)1.
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algarismos que são significativos, que serão estudados a seguir.
Tanto as tabelas quanto os gráficos ou figuras devem possuir, sempre, um
título e um número, e estes devem ser referenciados no texto. O título desse grá-
fico ou figura deve ser claro e autoexplicativo. Em relação às tabelas e gráficos,
é necessário seguir algumas recomendações.
■ Tabela - é composta de título, cabeçalho, coluna indicadora e, se neces-
sário, um corpo.
■ Título: deve conter breve descrição do que contém a tabela, e as condições
nas quais os dados foram obtidos
■ Cabeçalho: localizado na parte superior da tabela, contém as informações
sobre o conteúdo da cada coluna
■ Coluna indicadora: à esquerda da tabela, especifica o conteúdo das linhas
■ Corpo: abaixo do cabeçalho e à direita da coluna indicadora, contém os dados
ou informações que se pretende relatar.
■ Gráfico: é a maneira de detectar visualmente como varia uma quantidade
(y) à medida que uma segunda quantidade (x) também varia.
■ Eixo horizontal (abscissa ou valores de x): representa a variável independente;
é aquela cujo valor é controlado pelo experimentador.
■ Eixo vertical (ordenada ou valores de y): representa a variável dependente;
cujo valor é medido experimentalmente e é função dos valores de x.
■ Escolha das escalas dos eixos: suficientemente expandida de modo a ocupar a
maior porção do papel (não é necessário começar a escala no zero e sim num
valor um pouco abaixo do valor mínimo que foi medido).
■ Símbolo de grandezas: deve-se indicar junto ao eixo o símbolo da grandeza
correspondente dividido por sua respectiva unidade.
■ Título ou legenda: indicam o que representa o gráfico.
■ Pontos: deve-se usar círculo, quadrado, ou outra forma para indicar cada
ponto de cada curva.
■ Traços: a curva deve ser traçada de modo a representar a tendência média dos
pontos, ou seja, um ajuste que é realizado aos dados experimentais.
■ Conclusão
Nessa parte do relatório são discutidos os resultados finais obtidos, comen-
tando-se sobre as adaptações ou não, apontando-se possíveis explicações
e fontes de erro experimental. É mencionado se o teste ou pesquisa efe-
tuada atingiu seus objetivos. Se não forem atingidos, devem ser citados
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os principais motivos por não se conseguir atingi-los. Pode-se, ainda,
incluir nesta seção sugestões para trabalhos futuros.
■ Referências Bibliográficas
São mencionadas no relatório as fontes consultadas, utilizando as nor-
mas recomendadas pela ABNT, cuja normativa é facilmente encontrada
na internet.
Desta forma, aluno(a), verificamos, de forma resumida, como ocorre a
estruturação de um relatório. Cada instituição, centro de pesquisa,pode
adicionar itens ou regras específicas que considerem importantes para
instituição, bem como o número máximo de páginas. Por isso, é impor-
tante ficar atento às regras estipuladas pelas instituições para as quais o
relatório é destinado.
EXEMPLO DE UM RELATÓRIO TÉCNICO
Para um melhor entendimento, a seguir, é apresentado um exemplo de um rela-
tório qualquer. O tema é sobre a resistência de uma amostra de vidro. Neste caso,
aluno(a), não se atente para o tema apresentado, mas em como foi estruturado
o relatório, as partes constituintes, e como foram descritos cada uma das partes.
Título:
DETERMINAÇÃO DA RESISTÊNCIA DE UMA AMOSTRA DE VIDRO
(01/01/2014)
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Introdução:
O vidro comum, utilizado para fazer janelas, por exemplo, tem a composi-
ção média de sílica (SiO2 - 75%), óxido de sódio (Na2O - 15%), óxido de cálcio
(CaO - 8%) e óxido de aluminio (Al2O3 - 2%). Esta é uma composição média,
podendo sofrer alterações de acordo com a finalidade a qual será destinado
o vidro. Em alguns casos é adicionado ao vidro alguns compostos, como por
exemplo, o boro, com a finalidade de aumentar a resistência ao calor, dando
origem ao produto que comercialmente é conhecido como Pyrex (Lee, 1996).
De acordo com Shoutner (1997), o Silício (Si), elemento químico majoritá-
rio do vidro, é um semi-metal de número atômico 14. Em condições normais
de temperatura e pressão ele é encontrado no estado sólido, com rede cristalina
cúbica ou em forma de diamante. Na forma cristalina tem cor cinza e brilho
metálico. O silício é o segundo elemento mais abundante da crosta terrestre,
superado somente pelo oxigênio. Ele não é encontrado livre na natureza, ocorre
principalmente na forma de óxidos e silicatos (combinação da sílica, o dióxido
de silício SiO2, com um ou mais óxidos metálicos e água). Comercialmente
é obtido pelo aquecimento da sílica e carbono em forno elétrico com eletro-
dos de grafite.
É um elemento relativamente inerte. A maioria dos ácidos não o ataca,
com exceção do ácido fluorídrico.
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Algumas propriedades físicas e termodinâmicas do silício:
• Densidade (298K): 2329 kg m-3
• Ponto de Fusão: 1683 K
• Ponto de ebulição: 2628 K
Santos (1999) relata que compostos constituídos de silício, como areia e argi-
la, são amplamente usados na construção civil. Devido a sua alta resistência,
é utilizado em refratários empregados em situações que exigem altas tempe-
raturas.
Ainda de acordo com este autor, uma das formas utilizadas para determinar
a resistência de um determinado vidro é triturá-lo e aquecê-lo na presença
da água durante um determinado intervalo de tempo. Vidros comuns, com
menores resistências, em altas temperaturas, tendem a se degradar e liberar
hidróxido de sódio (NaOH) ao meio, tornando-o básico. A Tabela 1 abaixo
demonstra a classificação do vidro de acordo com o volume de ácido clorí-
drico (HCl) necessário para neutralizar o hidróxido de sódio liberado depois
da hidrólise do vidro.
TABELA 1: CLASSIFICAÇÃO DO VIDRO QUANTO A RESISTÊNCIA.
CLASSE DO VIDRO VOLUME DE HCl (0,01N) em mL
Vidro sem alteração 0,00 a 0,32
Vidro resistente 0,32 a 0,65
Vidro duro usado em aparatos quí-
micos
0,65 a 2,80
Vidro de resistência mediana 2,80 a 6,50
Vidro ordinário para janelas e gar-
rafas
Acima de 6,50
Fonte: (Lee, 1996)
Tem-se como objetivos neste relatório testar a resistência de uma amostra de
vidro desconhecida.
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Procedimento Experimental:
Materiais e Métodos:
• Balão de fundo redondo;
• Proveta;
• Condensador;
• Suporte universal;
• Bureta;
• Erlenmeyer;
• Tela de amianto;
• Tripé;
• Bico de bunsen;
• Fenolftaleína;
• Água destilada;
• Ácido clorídrico (0,0117 mol/L);
• Amostra de vidro.
Transferiu-se para um balão de fundo redondo 1,00g de uma amostra de
vidro. Adicionou-se, com auxílio de uma proveta, 25 mL de água destilada.
Adaptou-se o condensador ao balão. O condensador deve ficar na posição
vertical para que haja o refluxo da água condensada, e aberto para não au-
mentar a pressão do sistema. Para o condensador, a água para resfriamento
deve entrar pela parte inferior e sair na parte superior.
Aqueceu-se por um tempo aproximado de 70 minutos. Depois do equilíbrio
térmico do sistema com o ambiente externo, transferiu-se o conteúdo do
balão para um erlenmeyer e adicionou-se duas gotas de fenolftaleína. Em
seguida, titulou-se esta solução com HCl 0,0117mol.L-1 , com auxílio de uma
bureta. Anotou-se o volume de HCl utilizado para a neutralização.
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Resultados e discussão:
O sistema de refluxo foi utilizado para que não houvesse perda de água
evaporada do sistema, assim, a água do balão que evapora, condensa no
condensador e retorna para o balão.
A energia em forma de calor transferida para o balão era parte transformada
em energia cinética (movimentação dos pedaços de vidro), parte em energia
sonora (barulho de pequenas explosões) e parte utilizada para a ocorrência
da reação química.
O aquecimento da mistura vidro e água possibilitou a seguinte reação:
A solução básica obtida foi titulada com HCl. Para a sua neutralização utili-
zaram-se 12,80mL de HCl 0,0117mol.L-1.
A reação de neutralização é dada conforme a equação a seguir:
A partir deste volume foi possível determinar a resistência do vidro, de acor-
do com a Tabela 1.
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Conclusão
De acordo com a tabela 1, exposta na introdução, o vidro utilizado para fa-
zer o experimento é de baixa resistência, já que precisou de mais de 6,50mL
de HCl 0,01N para a sua neutralização.
Esta análise é apenas uma demonstração da análise da resistência do vidro.
Existem técnicas mais aprimoradas, que podem gerar melhores valores.
Ressalta-se ainda que os instrumentos de medida utilizados na prática são
visuais, podendo haver erros na medida, na precisão e que para medidas
mais confiáveis, deveria ser realizado o teste por mais vezes para verificar os
valores médios.
Referências Bibliográficas
SANTOS, I.; CARVALHO, B. Química Atual, v. 8, n. 32, p. 37-45, out./dez.
1999.
SCHOUTNER, E. Introdução à métodos químicos. Florianópolis: Editora
Polo Norte, 1997.
LEE, A. A., Química inorgânica. São Paulo: Editora Edgar SSA Ltda, 1996.
Assim, aluno(a), com o exemplo anterior, foi possível verificar como é elabo-
rado um relatório técnico, de uma prática qualquer, de química experimental.
Este relatório trata-se de um exemplo fictício, com dados simulados. O intuito
de demonstrar este relatório foi para observação dos elementos básicos consti-
tuintes do relatório: Título, Introdução, Procedimento Experimental, Resultados
e Discussão, Conclusão e Referências Bibliográficas.
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OPERAÇÕES COM GRANDEZAS E UNIDADES DE
MEDIDA
Na manipulação de medidas experimentais, muitas vezes, nos deparamos com
números muito grandes ou até mesmo muito pequenos. Lembremos dos concei-
tos da química geral e inorgânica. Sabemos, por exemplo, que 1 mol de qualquer
substância tem 6,022 x 1023 entidades, sejam moléculas, átomos etc. Um número
muito grande, cuja manipulação pode ser trabalhosa. Nestes casos, trabalhamos
com estes números na forma de notação científica.
NOTAÇÃO CIENTÍFICA
Para relembrar como representar números na forma de notação científica, vamos
tomar como exemplo os números mencionados a seguir. Observe que o pri-
meiro número trata-se de um número muito grande e o segundo de um número
muito pequeno.
6533,4 g = 6,5334 x 103 g
0,0000222 mol = 0,222 x 10-5 mol
Até aqui, não temos grandes novidades. Ao deslocarmos a vírgula para
esquerda, como no primeiro caso, o número de casas deslocadas é a potência
ao qual é elevado o número 10.
Ao deslocarmos a vírgula para direita, como no segundo exemplo, o número
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de casas deslocadas é a potência, com sinal negativo, ao qual é elevado o número
10.
Um ganho que temos ao representar os números em notação científica é
permitir comparar a ordem de grandeza entre dois números.
Exemplo 1: 2,5 x 105 é três ordens de grandeza maior que o número 2,5 x
102 (subtração dos expoentes: 5-2=3). Já o número 4,7 x 10-5 é quatro ordens de
grandeza menor 3,7 x10-1. (5-1=4).
PREFIXOS PARA REPRESENTAÇÃO DE NÚMEROS
Quando manipulamos as medidas experimentais, em diversas situações, obtemos
valores muito grandes ou muito pequenos. Como já vimos, podemos representar
estas medidas na notação científica. Uma forma usual para representar a nota-
ção científica é o emprego de prefixos, que podem substituir a notação científica.
Exemplo 2: se temos 10.000 gramas de algum produto. A representação
é 10.000g. Ou ainda, na notação científica 1,0.103 g. A potência 103 pode ser
representada pelo símbolo “k”. Assim, a medida também poderia ser represen-
tada como 1,0 kg.
A tabela a seguir apresenta alguns dos principais prefixos utilizados no
Sistema Internacional de Unidades (SI):
Tabela 1- Prefixos do Sistema Internacional de Unidades
PREFIXO SÍMBOLO NÚMERO NOTAÇÃO CIENTÍFICA
tera T 1000000000000 1012
giga G 1000000000 109
mega M 1000000 106
quilo k 1000 103
hecto h 100 102
deca da 10 101
deci d 0,1 10-1
centi c 0,01 10-2
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PREFIXO SÍMBOLO NÚMERO NOTAÇÃO CIENTÍFICA
mili m 0,001 10-3
micro µ 0,000001 10-6
nano h 0,000000001 10-9
Fonte: o autor.
O SISTEMA INTERNACIONAL DE UNIDADES (SI)
Grande parte dos cálculos na Química exige a manipulação de números e gran-
dezas físicas diversas. Ao se mencionar a densidade de uma substância, estamos
relacionando duas grandezas físicas: a massa e o volume.
Qualquer medida de grandeza consiste, sempre, em uma comparação da
magnitude da grandeza com uma usada como unidade de medida. Uma unidade
de medida é uma quantidade padrão, arbitrária dessa grandeza. Assim, 5,0 gra-
mas de ferro tem a mesma massa que 5,0 gramas de algodão. Mas 5,0 gramas de
ferro tem uma massa menor do que 5,0 quilogramas de ferro, isso porque esta-
mos comparando duas grandezas diferentes: grama e quilograma.
Assim como a polegada e os centímetros, temos diversas unidades de grandeza,
para medir diferentes coisas como massa, volume, tempo, comprimento, etc. Cada
país possui uma propensão para usar alguma unidade de medida. Por exemplo,
nos EUA é comum o uso da polegada para medir comprimento, porém, aqui no
A polegada (ou inch, em inglês, cujo símbolo é “in”) é uma unidade de medi-
da de comprimento bastante utilizada em países como Estados Unidos, In-
glaterra, entre outros. Sua origem está ligada à medição usando como base
a largura do polegar do Rei David I da Escócia (1150). Em 1959, o seu valor
definido e equivale a aproximadamente 2,54 centímetros.
Fonte: adaptado de Soares (2016, on-line)2.
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Brasil, fazemos o uso do centímetro. A fim de padronizar as unidades de medida
utilizadas pelos países, em 1960 foi realizada a 11ª Conferência Geral de Pesos e
Medidas, que estabeleceu o sistema internacional de unidades (SI).
Tabela 2 - Unidades base do Sistema Internacional de Unidades
GRANDEZA NOME UNIDADE SÍMBOLO
Comprimento metro m
Massa quilograma kg
Tempo segundo s
temperatura termodinâmica kelvin K
Corrente elétrica Ampère A
quantidade de matéria mol mol
Fonte: o autor.
Essas unidades tratam-se das unidades conhecidas como base. Ao fazer opera-
ções com essas unidades, chegamos às unidades derivadas. Por exemplo, a força
é definida como massa multiplicada pela aceleração, ou seja:
Essa unidade da força, também conhecida por Newton (N), é uma unidade
derivada, já que foi obtida por meio de uma operação das unidades base.
A seguir, são apresentadas algumas das principais unidades derivadas do SI:
Tabela 3 - Unidades derivadas do Sistema Internacional de Unidades
GRANDEZA NOME DA UNIDADE SÍMBOLO DEFINIÇÃO
Força Newton N m.kg.s-2
Pressão Pascal Pa kg. m-1.s-2
Energia Joule J m
2.kg.s-2
N.m
Potência Watt W m2.kg.s-3 J.s-1
Carga Elétrica Coulomb C A.s
Fonte: o autor.
Operações com Grandezas e Unidades de Medida
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Exemplo 3: a pressão é uma grandeza muito utilizada em medidas experimen-
tais, especialmente quando se trabalha com gases. No sistema internacional de
unidades (SI), sua unidade é o Pascal (Pa). O Pascal é uma unidade derivada.
Descreva como chegar a esta unidade derivada (Pa). Para uma pressão de 200
kPa, qual o valor correspondente na unidade bar?
Sabemos do conteúdo de física visto no ensino médio, que a pressão é defi-
nida como a força exercida sobre uma determinada área, ou seja:
02
Ainda, sabemos que força é definida por:
03
Assim:
04
Vamos substituir nesta última equação as unidades de massa, aceleração e área:
05
Esta é a unidade derivada de Pascal!
Quanto à conversão de unidades, podemos utilizar tabelas de conversão:
1 bar ------- 100 kPa
x bar ------- 200 kPa
Utilizando uma regra de três simples, determinamos a pressão em bar, sendo
esta igual a 2 bar.
Em relação à conversão de unidades, aluno(a), não se preocupe em deco-
rar valores de conversão, esses dados são fornecidos em exercícios, e facilmente
encontrados na internet.
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ALGARISMOS SIGNIFICATIVOS E DUVIDOSOS
A precisão de uma medida experimental está diretamente ligada ao número de
algarismos significativos quando estamos tratando da mesma ordem de grandeza.
Por isso, é muito importante sabermos manipular corretamente estes algarismos.
Para entender esse conceito de algarismo significativoe duvidoso, vamos
supor que pesamos, em uma balança, uma determinada massa, obtendo o valor
de 6,45 gramas.
Nesta medida, temos que os números 6 e 4 tratam-se de algarismos corretos
da medida, aqueles que temos certeza. O último dígito, 5, trata-se de um alga-
rismo duvidoso, pois é aquele em que a balança pode variar.
Para não mais esquecer, vamos verificar outro exemplo! Imagine que você
tenha uma régua e vai fazer a leitura de uma medida:
0 1 2 3
Figura 2 – Dúvidas em medidas
Fonte: o autor.
João fez a leitura de 2,25cm. Clarissa fez a leitura de 2,28cm. Quem está correto?
Nesta medida, temos certeza sobre os dois primeiros algarismos, pois o objeto
passou a medida 2 e passou ainda a medida de 2,2. A medida está entre 2,2 a 2,3.
Como não temos subdivisões menores na escala dessa régua, fazemos estimati-
vas. Então a medida pode ser 2,25cm ou até mesmo 2,28cm. Os dois primeiros
algarismos, por termos certeza dessa medida, tratam-se de algarismos corretos.
O último algarismo trata do algarismo duvidoso.
Pratica 1: Determinação dos Algorismos Significativos e Duvidosos
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PRATICA 1: DETERMINAÇÃO DOS ALGORISMOS
SIGNIFICATIVOS E DUVIDOSOS
Objetivos da prática
Verificar experimentalmente a existência de algarismos corretos e duvidosos.
Procedimento Experimental
Materiais
■ Balanças analíticas.
■ Béquer.
■ Proveta de 1,0L.
■ Água.
Procedimentos
■ Tarar o béquer na balança a ser pesada.
■ Depositar um volume qualquer de água nesse béquer.
■ Registrar a massa obtida.
■ Repetir o procedimento utilizando uma balança analítica.
■ Inserir um volume qualquer de água no béquer.
■ Efetuar a leitura do volume e registrar na tabela abaixo.
■ Registrar os dados na tabela abaixo.
Tabela 4 – Dados experimentais obtidos para temperatura na estufa
MEDIDA INSTRUMENTO MASSA VOLUME
1 Balança analítica -
2 Balança analítica de precisão -
3 Proveta -
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Identifique os algarismos corretos e duvidosos destas medidas experimentais.
Agora que conhecemos quais são os algarismos corretos e duvidosos, precisa-
mos saber determinar o número de algarismos significativos. Para isso é preciso
transformar a medida em notação científica. Vamos ver alguns exemplos para
conseguir entender:
Exemplo 4: uma massa de 28,7 g tem quantos algarismos significativos? E
uma massa de 0,78g tem dois ou três algarismos significativos?
28,7g = 2,87 x 101g, ao transformar em notação científica, basta contar o
número de algarismos. Neste caso, temos três algarismos significativos.
0,78g, ao olhar desta forma, erroneamente, parece ter 3 algarismos significa-
tivos. Mas quando transformamos em notação científica, vejamos o que acontece:
0,78g = 7,8 x 10-1g, portanto, esta medida tem DOIS algarismos significativos.
Exemplo 5: a medida 0,780g apresenta quantos algarismos significativos?
Novamente, transformamos em notação científica:
0,780g = 7,80 x 10-1g – Neste caso, temos três algarismos significativos e,
para isso, precisamos conhecer a regra a seguir.
Dado o resultado de uma medição qualquer, os algarismos significativos são
todos aqueles contados, da esquerda para a direita, a partir do primeiro alga-
rismo diferente de zero.
Vamos ver mais alguns exemplos para fixar este conceito:
■ 45,30g = 4,530 x 10-1g - tem 4 algarismos significativos.
■ 45,300g = 4,5300 x 10-1g – tem 5 algarismos significativos.
■ 0,0595m = 5,95 x 10-2m – tem 3 algarismos significativos.
■ 0,000675kg = 6,75 x 10-4 kg tem 3 algarismos significativos.
Repare, aluno(a), que o resultado 0,0450kg é diferente 0,045kg. O primeiro tem
3 algarismos significativos e o segundo tem dois algarismos significativos. A pri-
meira medida, por ter um zero após o cinco, temos a certeza sobre o número 5,
Pratica 1: Determinação dos Algorismos Significativos e Duvidosos
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e incerteza no zero. Na segunda medida, temos uma incerteza no número cinco
(algarismo duvidoso). Em outras palavras, a primeira medida foi mais precisa
do que a segunda.
Exemplo 6: para apresentar o resultado de uma medição, você utilizou uma
balança analítica digital, que fornece medidas com 4 algarismos significativos.
Fez, ainda, a leitura das medidas em triplicatas, ou seja, efetuou três vezes a
medida da massa da mesma amostra, obtendo: 2502g, 2504g e 2501g. Informe
a massa média dessa amostra.
Para isso, basta somar e dividir por três:
2502g + 2504g + 2501g = 7507g : 3 = 2502,333g
Ora, se você representar o resultado dessa medição, como o valor ante-
riormente informado, sem qualquer informação adicional, estará fraudando os
resultados. Você passará a informação de que a medição foi realizada com pre-
cisão, desrespeitando o que de fato ocorreu. O correto é informar o resultado
com a mesma quantidade de significativos da medição realizada, ou seja, 2502
gramas. Fizemos um arredondamento desta medida, que será definido no pró-
ximo tópico (IPEM-SP, [2017], on-line)3.
Arredondamentos de números
Em diversas ocasiões devemos arredondar número, a fim de facilitar sua
representação e manipulação. Iremos adotar as seguintes regras de arredonda-
mento neste livro (PORTAL DA EDUCAÇÃO, 2013, on-line)4:
■ Menor que 5
Quando o algarismo seguinte ao último número a ser mantido é menor que 5,
todos os outros algarismos posteriores devem ser desprezados e o número a ser
mantido fica intacto.
Exemplo: ao arredondar 3,144 para três algarismos significativos torna-se
3,14. O número 0,140 ao arredondar para dois algarismos significativos torna-
-se 0,14.
■ Maior que 5
Quando o algarismo seguinte ao último número a ser mantido é maior que 5,
todos os outros algarismos posteriores devem ser desprezados e soma-se uma
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IIU N I D A D E94
unidade ao algarismo que será mantido.
Exemplo: ao arredondar 3,146 para três algarismos significativos, torna-se
3,15. O número 0,147, ao arredondar para dois algarismos significativos, tor-
na-se 0,15.
■ Igual a 5
Quando o algarismo seguinte ao último número a ser mantido for igual a 5, exis-
tem duas possibilidades:
■ Se o último algarismo a ser mantido for ímpar, deve ser somado uma uni-
dade no algarismo anterior.
Exemplo 7:
7,635 para três algarismos significativos obtém-se 7,64, pois 3 é ímpar.
8,775 para três algarismos significativos obtém-se 8,76, pois 7 é ímpar.
■ Se o último algarismo a ser mantido for par (zero é considerado par) man-
tém-se o algarismo intacto, descartando os demais.
Exemplo 8:
4,305 para três algarismos significativos obtêm-se 4,30, pois zero foi consi-
derado par.
9,125 para três algarismos significativos obtém-se 9,12, pois dois é par.
OPERAÇÕES CONSIDERANDO OS ALGARISMOS SIGNIFICATIVOS
■ Adição e subtração
No resultado de uma operação de soma ou subtração deve ser mantido o mesmo
número de casas decimais que o termo que contém o menor número de casas
decimais.
Exemplo 9:
7,4 + 5,19 = 12,59, arredondando: 12,6
3,5 – 2,145 = 1,355, arredondando: 1,4
■ Multiplicação e divisão
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O resultado final deve ser arredondado para o mesmo número de algarismos sig-
nificativos do termo que contém o menor número de algarismos significativos.
Exemplo 10:
5,235 / 1,7 = 3,079411..., arredondando: 3,1
0,0250 / 2,568 = 0,0097352, arredondando: 0,00974
2,12 x 5,178 = 10,97736, arredondando: 11,0
OBSERVAÇÃO: quando a operação tratar de números exatos, mantém-se o
mesmo número de algarismos significativos da medida realizada.
Exemplo 11: qual é a massa de meia dúzia de laranjas que pesam 66,0 gramas?
6 x 66,0 = 396,0 gramas
Temos a intenção de deixar o resultado final com 1 algarismo significativo,
pois 6 contém apenas 1 algarismo significativo. Porém, 6 trata-se de um número
exato, que não temos dúvida nenhuma a respeito dele (meia dúzia). Esta opera-
ção que fizemos é a mesma que:
66,0 + 66,0 + 66,0 + 66,0 + 66,0 + 66,0 = 396,0 gramas.
■ Sequência de operações
Quando na resolução do problema, exercício ou atividade experimental for neces-
sário realizar uma série de contas, somas seguidas de divisões, subtrações etc.,
a questão informará se é necessário realizar o arredondamento em cada cálculo
ou o arredondamento do resultado final.
Quando não for indicado, é aconselhável realizar o arredondamento ape-
nas do resultado final.
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PRECISÃO E EXATIDÃO DE MEDIDAS
EXPERIMENTAIS
As medidas experimentais que efetuamos em laboratórios de química podem
ser precisas e/ou exatas. Apesar dessas palavras parecerem semelhantes, elas têm
grandes diferenças em seu significado dentro de um laboratório. O conceito de
precisão nada mais é do que reproduzir diversas medidas experimentais e obter
valores muito próximos uns aos outros.
Para entendermos melhor este conceito, caro(a) estudante, vamos exempli-
ficar com o uso de uma balança, que nos fornece medidas com uma casa após
a vírgula. Suponhamos que um determinado objeto, com massa conhecida de
15,0 gramas, medidos a massa 5 vezes consecutivas, em uma mesma balança,
tenha apresentado as seguintes medidas:
1ª medida: 15,0 g
2ª medida: 15,1 g
3ª medida: 14,9 g
4ª medida: 15,0 g
5ª medida: 14,9 g
Dizemos que a balança que utilizamos é bastante precisa, pois ela nos forne-
ceu valores bem próximos uns aos outros. Mas quando ela não seria precisa?
Suponha que ao efetuarmos a mesma medida em outra balança, obtenhamos:
1ª medida: 14,5 g
2ª medida: 15,5 g
Precisão E Exatidão De Medidas Experimentais
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3ª medida: 14,1 g
4ª medida: 15,9 g
5ª medida: 16,0 g
Neste caso, podemos verificar que as massas, do mesmo objeto, tiveram valo-
res que dispersam muito uns dos outros. Assim, esta balança não foi precisa.
Agora, aluno(a), imaginemos a seguinte situação: temos um objeto com massa
conhecida de 20,0 gramas. Vamos efetuar 5 medidas da massa desse objeto utili-
zando uma mesma balança. Vamos considerar que obtivemos as medidas a seguir:
1ª medida: 25,0 g
2ª medida: 25,1 g
3ª medida: 24,9 g
4ª medida: 25,0 g
5ª medida: 24,9 g
Neste exemplo, nós tivemos uma balança precisa. Ela forneceu medidas que
ficaram todas muito próximas umas das outras, contudo, esta nossa balança não
possui exatidão! Portanto, temos uma balança que é precisa, mas não é exata.
Agora, considere que medimos a massa do mesmo objeto anterior, em uma
outra balança, obtendo:
1ª medida: 20,0 g
2ª medida: 20,1 g
3ª medida: 19,9 g
4ª medida: 20,0 g
5ª medida: 19,9 g
Neste caso, a balança é dita precisa e exata. Ela forneceu valores todos muito
próximos uns aos outros, e valores que são próximos da massa real: 20,0 gramas.
A figura exemplifica o que acabamos de discutir acima.
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PRECISÃO: NÃO
EXATIDÃO: NÃO
PRECISÃO: SIM
EXATIDÃO: NÃO
PRECISÃO: NÃO
EXATIDÃO: SIM
PRECISÃO: SIM
EXATIDÃO: SIM
a b c d
Figura 3 – Precisão e exatidão
Fonte: Rossi Jr. (2013, on-line)5.
Ao realizar experimentos em laboratórios, deve-se repetir o mesmo processo,
de forma que tenhamos confiabilidade nos resultados. Há experimentos que são
realizados em duplicata, triplicata, e até em mais vezes para averiguar a preci-
são da medida obtida. Isso porque esses equipamentos eletrônicos podem, em
determinadas condições, fornecer medidas diferentes da realidade. Por exem-
plo, uma balança analítica pode sofrer interferência de uma corrente de ar que
passa por ela (ar condicionado), do movimento da mesa a qual está alocada, e até
mesmo de erros dos laboratoristas que podem prejudicar a medida. Dessa forma,
é necessário programar as análises, para que possam ser repetidas e, assim, ava-
liada a confiabilidade destes dados. Se realizamos análises por diversas vezes e
estes resultados forem próximos uns dos outros, isso quer dizer que temos uma
confiança maior em nossos dados experimentais.
CALIBRAÇÃO DE EQUIPAMENTOS NO LABORATÓRIO
O uso dos equipamentos do laboratório, sua depreciação, a utilização incorreta,
dentre outros fatores, pode deixá-los com a precisão afetada e, em alguns casos,
até mesmo com sua exatidão prejudicada. Desta forma, é muito importante,
na rotina de um laboratório, que estes equipamentos tenham periodicidade de
averiguação de sua precisão e exatidão e, também, de calibração, que reajustam
Precisão E Exatidão De Medidas Experimentais
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esses aparelhos para fornecerem medidas mais próximas da realidade. Existem
empresas, especializadas e credenciadas por órgãos responsáveis, capazes de
calibrar os equipamentos do laboratório e emitir laudos técnicos quanto à con-
fiabilidade das medidas efetuadas.
Para verificação da exatidão de instrumentos de medidas são, geralmente,
utilizados padrões. Para balanças, por exemplo, há pesos padrões regulamentados
por órgãos fiscalizadores, para que possam ser utilizadas para determinação da
exatidão. Há, ainda, o padrão de transferência, que se trata de um instrumento
utilizado como intermediário para comparar padrões. O termo dispositivo de
transferência deve ser utilizado quando o intermediário não é um padrão. Por
exemplo, a verificação da precisão e exatidão de um termopar, que regula a tem-
peratura de uma estufa, pode ser feita por um termômetro de mercúrio, que é
um padrão de transferência. Ele tem este nome, pois também pode sofrer alte-
rações em suas medidas, ou seja, ele não é um padrão.
Nos casos em que os equipamentos do laboratório fornecem medidas que
não estão de acordo com a realidade, como no exemplo da balança, citado ante-
riormente, em que ela é precisa, mas não é exata, há a necessidade de calibração
destes instrumentos. Ou seja, por meio de uma série de medidas, são determi-
nados fatores de correções, para que estes valores medidos se tornem o mais
próximo possível dos valores reais.
CÁLCULOS E CONSTRUÇÃO DE CURVAS DE CALIBRAÇÃO
A curva de calibração de um instrumento é uma relação entre os valores expe-
rimentais e os valores reais, ou seja, uma relação matemática entre os valores
esperados(reais) e os valores determinados pelo experimento. Nesta aula prá-
tica, a relação avaliada foi entre a temperatura real e a temperatura observada no
termômetro de mercúrio e a temperatura real e a temperatura ajustada na estufa.
Os dados podem ser inseridos em alguma planilha de cálculo (como o Excel®)
e é gerada uma reta de regressão linear, obtendo-se uma equação de regressão
que representa a curva de calibração. Neste experimento foram construídos dois
gráficos, o primeiro de Treal x Tobservada e o segundo de Treal x Testufa.
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Com a inclusão destes dados nos eixos (x para Treal e y para Testufa ou Tobservada),
obtêm-se uma equação y = ax + b, onde “a” é o coeficiente angular e “b” é o coe-
ficiente linear, as duas constantes que caracterizam a reta conforme apresentado
na Figura 04.
Figura 4 – Representação gráfica da equação de reta
Fonte: o autor.
■ Exemplo de cálculo
Com a obtenção da equação da regressão linear y = ax + b, obtêm-se o valor
real da temperatura (T). Suponha que a sua regressão linear tenha resultado na
seguinte equação de reta, conforme demonstra a equação a seguir:
Se o termômetro do equipamento apresentar uma temperatura de 77,6ºC você
pode verificar qual a temperatura real equivalente, bastando substituir este valor
no X da equação a seguir.
Prática 2: Precisão e Exatidão de Medidas Experimentais
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PRÁTICA 2: PRECISÃO E EXATIDÃO DE MEDIDAS
EXPERIMENTAIS
A seguir, caro(a) estudante, iremos exemplificar, na prática, alguns experimentos
para que possamos vislumbrar estes conceitos de precisão, exatidão, calibração,
que abordamos de forma teórica. Lembrando que estes experimentos não devem
ser realizados em casa, pois não há os equipamentos de segurança necessários.
Objetivos da prática
A presente prática tem por objetivo vislumbrar erros obtidos em alguns equi-
pamentos de uso constante no laboratório. Para isso, serão verificados os erros
fornecidos por balanças analíticas, reguladores de temperatura de estufas, pro-
vetas, balões volumétricos.
Procedimento Experimental
Materiais
■ Balanças analíticas.
■ Estufa.
■ Termômetro de mercúrio.
■ Proveta de 10,0 mL.
■ Proveta de 100,0 mL.
■ Balão volumétrico de 100,0 mL.
■ Pipeta ou conta-gotas.
■ Gelo picado.
■ Béquer de 100 mL.
■ Erlenmeyer de 100 mL.
■ Bico de Bunsen.
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Procedimentos
Erros em balanças analíticas
Serão comparadas as medidas de um peso padrão de 200g, fornecidas por
três balanças analíticas diferentes. Com base nesta medida, é possível determi-
nar a balança com melhor exatidão e precisão.
■ Ligar a balança analítica.
■ Verificar se ela apresenta o valor 0,0000 no display (balança vazia).
■ Pegar o peso de 200g com um papel, limpá-lo e depositá-lo na balança.
■ Fechar as escotilhas e aguardar a estabilização da leitura.
■ Anotar o valor apresentado pela balança.
■ Repetir este procedimento por 4 vezes.
■ Determinar qual a balança que melhor fornece medidas experimentais.
Tabela 5 – Dados experimentais das massas obtidas nas balanças.
PESO BALANÇA 1 (g) PESO BALANÇA 2 (g) PESO BALANÇA 3 (g)
Qual a balança melhor representou os valores reais?
Leituras em instrumentos de medida com capacidades diferentes
■ Completar com água destilada até a marca de 10 mL em uma proveta de
10,0 mL previamente tarada em uma balança.
■ Pesar a proveta contendo água destilada.
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■ Completar com água destilada até a marca de 10 mL em uma proveta de
100,0 mL previamente tarada em uma balança.
■ Pesar a proveta contendo água destilada.
■ Realizar os procedimentos anteriores em duplicatas.
■ Medir a temperatura da água destilada e a pressão atmosférica.
■ Verificar em livros textos a densidade da água na temperatura e pressão
indicada.
■ Calcular o volume de água exato, utilizando a fórmula da densidade.
■ Identificar quais dos dois aparelhos anteriormente mencionados fornece
a melhor estimativa do volume exato de água.
Temperatura água:
Pressão atmosférica:
Densidade água:
Para calcular o volume real de água, utiliza-se a equação da densidade:
07
A densidade foi encontrada (tabelada) em uma dada condição de pressão e tem-
peratura, a massa de água foi obtida na balança, e o volume é obtido pelo uso
da equação anterior.
Tabela 6 – Verificação da exatidão de instrumentos de medida de diferentes capacidades
AMOSTRA MASSA DE 10
mL DE ÁGUA
NA PROVETA DE
10,0 mL (g)
VOLUME
CALCULADO
(mL)
MASSA DE 10
mL DE ÁGUA
NA PROVETA
DE 100,0 mL
(g)
VOLUME
CALCULADO (mL)
1
2
Fonte: o autor.
RELATÓRIOS TÉCNICOS, MEDIDAS EXPERIMENTAIS E CALIBRAÇÃO DE INSTRUMENTOS DE LABORATÓRIO
Reprodução proibida. A
rt. 184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
IIU N I D A D E104
Qual instrumento de medida de volume apresentou a melhor capacidade pre-
ditiva e por quê?
Sensibilidade de diferentes instrumentos de medida de mesma capacidade
■ Encher com água destilada um balão volumétrico de 100,0 mL previa-
mente tarado até a marca de aferição.
■ Pesar o balão volumétrico e registrar o peso.
■ Repetir o procedimento com uma proveta de 100,0 mL.
■ Acrescentar com um conta-gotas, 3 gotas a mais de água destilada no
balão e 3 gotas a mais na proveta.
■ Observar o deslocamento do menisco.
■ Calcular o volume de água com a fórmula da densidade.
■ Realizar o procedimento em duplicata.
Tabela 7 – Sensibilidade de diferentes instrumentos de medida de mesma capacidade
AMOSTRA MASSA DE 100
mL DE ÁGUA
NA PROVETA
(g)
V O L U M E
C A L C U L A D O
(mL)
MASSA DE 100
ML DE ÁGUA
NO BALÃO DE
100,0 mL (g)
V O L U M E
CALCULADO (mL)
1
2
Fonte: o autor.
Qual instrumento de medida de volume apresentou a melhor capacidade pre-
ditiva e por quê?
Prática 2: Precisão e Exatidão de Medidas Experimentais
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O que se observou ao adicionar 3 gotas de água na proveta e no balão volumétrico?
Calibração de um termômetro de mercúrio
■ Adicionar cerca de 50 mL de água destilada com gelo picado em um
béquer de 100 mL e agitar bem.
■ Introduzir o termômetro a ser calibrado, de modo que o bulbo do mer-
cúrio esteja completamente imerso na mistura.
■ Registrar a temperatura após sua estabilização.
■ Adicionar 50,0 mL de água destilada em um erlenmeyer de 100 mL.
■ Aquecer a água até a ebulição.
■ Medir a temperatura com o termômetro a ser calibrado, de forma que o
bulbo fique próximo a superfície da água.
■ Construir um gráfico, lançando na abscissa (eixo X) os valores observa-
dos dos pontos de fusão e ebulição da água, e na ordenada (eixo Y) os
valores reais que foram medidos, a fim de obter a curva de calibração
deste termômetro.Temperatura água destilada com gelo:
Temperatura água em ebulição:
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IIU N I D A D E106
Figura 5 – Curva de calibração do termômetro de mercúrio
Para uma temperatura de 35°C, medida neste termômetro, qual seria a tempe-
ratura real de acordo com a curva de calibração?
Calibração do termômetro de ajuste da estufa
■ Acoplar o termômetro de transferência (mercúrio) à estufa.
■ Selecionar as temperaturas conforme disposto na Tabela 8.
■ Aguardar a estabilização da temperatura e fazer a leitura no termômetro
de transferência. Anotar o valor na tabela a seguir.
Prática 2: Precisão e Exatidão de Medidas Experimentais
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■ Alterar a temperatura da estufa para as demais temperaturas e proceder
da mesma forma. Aguardar a estabilização de cada temperatura, fazer a
leitura no termômetro de transferência e anotar os valores.
■ Plotar o gráfico, dispondo no eixo da abscissa (eixo X) as temperaturas
ajustadas na estufa, e no eixo da ordenada (eixo Y) as temperaturas obtidas
com o termômetro de mercúrio, a fim de se obter a curva de calibração.
Tabela 8 – Dados experimentais obtidos para temperatura na estufa
TEMPERATURA AJUSTADA NO
EQUIPAMENTO (OC) (EIXO X)
TEMPERATURA REAL OU TEMPERATURA
DO TERMÔMETRO TRANSFERÊNCIA (ºC)
(EIXO Y)
30
40
50
60
70
80
Fonte: o autor.
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IIU N I D A D E108
Figura 6 – Curva de calibração do termômetro de regulagem da estufa
Para uma temperatura de 55°C ajustada na estufa, qual seria a temperatura real
de acordo com a curva de calibração?
Qual o equipamento você considera mais sensível para medir volumes de
substâncias líquidas? Proveta ou balão volumétrico?
Considerações Finais
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CONSIDERAÇÕES FINAIS
Caro(a) aluno(a), estamos chegando a mais um fim de uma unidade. E nesta
unidade aprendemos conceitos que serão de grande valia na vida profissional de
todos. Verificamos, na prática, como é esquematizado um relatório técnico, que
permite o entendimento e a reprodução da técnica por outros pesquisadores. É
válido lembrar que estes relatórios não são utilizados apenas em laboratórios de
pesquisa, mas na indústria e em outros setores de forma geral.
Verificamos, também, como realizar a manipulação de números e algaris-
mos significativos, observamos ainda que para medidas experimentais há uma
pequena diferença na representação, que é função da capacidade de predição de
nosso instrumento de laboratório.
Entendemos, também, o conceito de precisão e exatidão das medidas experi-
mentais. Verificamos que os equipamentos necessitam de calibração, sendo este
um item fundamental para garantir exatidão das medidas dos equipamentos de
laboratório, aumentando a confiabilidade das análises e auxiliando na obten-
ção de dados de processos industriais. Os dados obtidos no processo podem ser
utilizados pelo Engenheiro de Produção para propor melhorias nas etapas pro-
dutivas e realizar um Controle de Qualidade eficiente.
Ainda, com a utilização de um peso padrão para verificar a exatidão de uma
balança analítica, foi possível verificar a distância entre o valor real e o valor apre-
sentado pelo equipamento, de maneira que, se este valor for superior ao erro do
equipamento, uma calibração deve ser solicitada a uma empresa especializada,
pois senão, ao regular a dosagem de um determinado equipamento utilizando
esta balança imprecisa, poderemos gerar perdas para indústria ou até mesmo
prejuízos para o cliente final, que pode comprar um produto com uma menor
quantidade nominal.
É isso, caro(a) aluno(a)! Exercite esses conceitos resolvendo os exercícios e
pesquisando em outras referências bibliográficas!
Até a próxima unidade!
110
A importância dos procedimentos operacionais padrão (POPs) para os centros de
pesquisa clínica.
Os Procedimentos Operacionais Padrão (POPs) são instruções detalhadas descritas para
alcançar a uniformidade na execução de uma função específica. Basicamente, a impor-
tância do estabelecimento de POPs em um Centro de Pesquisa reside em: melhor prepa-
ro na condução de estudos, harmonização dos processos em pesquisa no Centro de Pes-
quisa, treinamentos, profissionalismo, credibilidade e garantia da qualidade por meio da
padronização e da rastreabilidade do processo em auditorias e inspeções.
A Instrução Normativa nº 4 da Agência Nacional de Vigilância Sanitária (Anvisa) dispõe
sobre o Guia de Inspeção em Boas Práticas Clínicas (BPC) no qual lista alguns POPs que
serão exigidos durante a inspeção do estudo clínico no Centro de Pesquisa.
Cada uma das etapas de elaboração do POP deverá ter a participação da equipe envol-
vida, que poderá avaliar e validar seus procedimentos, e, se necessário, contratar pessoal
especializado para esta função. Nesses casos, é importante que a equipe detenha o co-
nhecimento do setor e interaja com o grupo do centro, conhecendo cada um dos seus
processos e discutindo cada novo POP elaborado.
O POP deve ser escrito de forma detalhada para a obtenção da uniformidade, seja na
produção ou na prestação de um serviço. Cada documento deverá fazer parte de uma
relação-padrão. Alguns itens devem estar contemplados em seu formato, tais como:
cabeçalho contendo o tipo do documento, título, código, logotipo da empresa ou ins-
tituição, área responsável, responsáveis, datas da elaboração, aprovação e autorização,
objetivos, campo de aplicação, abrangência ou aplicabilidade, responsabilidades, abre-
viações, definições, descrição dos procedimentos, referências e anexos. A paginação, a
versão e o número da última revisão podem estar no rodapé. O acesso aos POPs, quer
em papel ou em formato eletrônico, deve ser controlado e limitado aos seus usuários,
e eventuais revisões e atualizações devem ser devidamente aprovadas antes da imple-
mentação.
O processo de inspeção pela Anvisa será composto pelas seguintes etapas: comunica-
ção da inspeção ao patrocinador/organizações representativas de pesquisa clínica e
investigador principal do estudo clínico, reunião de abertura, entrevista com a equipe
do estudo, visita às instalações, análise documental e reunião de fechamento. Na eta-
pa de análise documental será checada a disponibilidade dos documentos essenciais
nas fases do estudo clínico. Entre eles, diversos POPs são requeridos. Dependendo do
relatório da inspeção e da manifestação do patrocinador, a Anvisa poderá declarar no
Parecer Final da Inspeção que o estudo está ou não sendo conduzido de acordo com as
BPCs. Em casos de não conformidade, poderá determinar a interrupção temporária da
pesquisa, a suspensão das atividades de pesquisa clínica do investigador envolvido ou
mesmo o cancelamento definitivo de uma pesquisa clínica no Centro em questão ou em
todos os Centros no Brasil. Concluímos que a elaboração e a aderência de POPs por meio
de treinamentos são essenciais para garantir a qualidade e a uniformidade de todos os
111
processos envolvidos na condução de estudos, devendo os Centros de Pesquisa Clínica
preparar seus serviços com a elaboração destes POPs, que serão exigidos durante as
inspeções da Anvisa.Fonte: Barbosa, Mauro, Cristóvão e Mangione (2011, on-line)6.
112
1. Cite e explique as principais partes constituintes de um relatório técnico.
2. A representação de números no formato de notação científica facilita no processo
de identificação de algarismos significativos de medidas experimentais. Represen-
te no formato de notação científica os seguintes números, informando a quan-
tidade de algarismos significativos.
a. 0,000834.
b. 10780000.
c. 0,032.
d. 20008000.
e. 0,0008340.
f. 0,0320.
3. Cada país possui especificidades quanto ao uso das unidades das diversas gran-
dezas. Nos EUA, por exemplo, é comum representar a massa por libra (lb), enquanto
que no Brasil, é utiliza-se gramas(g) quilogramas (kg). O Sistema Internacional de
Unidades (SI) surgiu com o intuito de padronizar as unidades de medidas a serem
utilizadas no mundo. Acerca do assunto, avalie as assertivas a seguir:
I – No Sistema Internacional de Unidades, a grandeza massa trata-se de uma
unidade base e o seu nome é “grama”, cuja representação é “g”.
II – No Sistema Internacional de Unidades, a grandeza tempo trata-se de uma
unidade base e o seu nome é “segundo”, cuja representação é “s”.
III – A unidade de pressão no SI é o Pascal, com representação “Pa” tratando-se
de uma unidade base.
IV – A temperatura é uma unidade base e no SI é representada por ºC, cujo
nome é Celsius.
Assinale a alternativa que apresenta as assertivas corretas:
a. Apenas I e II estão corretas.
b. Apenas II e III estão corretas.
c. Apenas II está correta.
d. Apenas II, III e IV estão corretas.
e. Nenhuma das alternativas está correta.
4. Para a simplificação na representação de números são utilizados alguns prefixos.
A massa de 1000 g pode ser representada por 1 kg, pois o prefixo “k” significa que o
número está multiplicado por 1000. Assim, analise as assertivas a seguir:
113
I – 1 µm tem o mesmo valor que 1000000m.
II – 20 kg tem o mesmo valor que 200 hg.
III – 50 mm tem o mesmo valor que 0,5 dm.
IV – 1 Mpa tem o mesmo valor que 1 x 109 Pa.
Com base nas assertivas apresentadas, assinale a alternativa correta.
a) Apenas I e II estão corretas.
b) Apenas II e III estão corretas.
c) Apenas II está correta.
d) Apenas II, III e IV estão corretas.
e) Nenhuma das alternativas está correta.
5. Em práticas laboratoriais, é muito comum realizar o arredondamento dos núme-
ros para facilitar o manuseio ou até mesmo quando estes são transformados em
notação científica. Represente os números abaixo em notação científica e arre-
donde-os para o número de algarismos significativos indicados:
a. 0,000834 com dois algarismos significativos.
b. 10780000 com três algarismos significativos.
c. 0,0325 com dois algarismos significativos.
d. 200543 com três algarismos significativos.
e. 0,0008340 com três algarismos significativos.
f. 0,0320 com três algarismos significativos.
g. 9,775 com três algarismos significativos.
6. A determinação da densidade de líquidos é comumente realizada por meio de
um equipamento chamado de picnômetro. Este aparelho possui um volume fixo,
nele é adicionado o líquido que se deseja determinar a densidade, e então é me-
dida a massa. Pela divisão da massa e pelo volume obtém-se o valor da densidade.
Considere que, para a determinação da densidade de uma determinada solução, o
picnômetro utilizado possui 100,0 mL. A massa medida foi de 100,1524g. Quais das
afirmativas abaixo contém o valor correto da densidade?
a. 1,001524 g/mL.
b. 1,001 g/mL.
c. 1,002 g/mL.
d. 1,0015 g/mL.
e. Nda.
114
7. Um estagiário de Engenharia de Produção necessitou medir a massa de uma peça
determinada peça produzida em uma extrusora. Desconfiado da medida, ele deci-
diu testar a balança com um peso padrão de 100,0 gramas, obtendo as seguintes
medidas: 98,0g, 98,1g, 97,9g, 97,8g, 98,1g e 98,0g. Analise as assertivas a seguir a
respeito das conclusões do teste realizado.
I – A balança em questão está descalibrada, oferecendo uma medida que não é
precisa nem exata.
II – A balança em questão tem precisão, mas não tem exatidão.
III – A balança em questão tem exatidão, mas não tem precisão.
IV – Em uma situação de emergência e na falta de uma balança calibrada, a ba-
lança pode ser utilizada mediante a construção de uma curva de calibração.
Com base nas assertivas apresentadas, assinale a alternativa correta:
a) Apenas I e II estão corretas.
b) Apenas II e IV estão corretas.
c) Apenas II está correta.
d) Apenas II, III e IV estão corretas.
e) Nenhuma das alternativas está correta.
Material Complementar
MATERIAL COMPLEMENTAR
Fundamentos de Metodologia Científica
Aidil Jesus da Silveira Barros e Neide Aparecida de Souza Lehfeld
Editora: Pearson
Sinopse: esta 3ª edição de Fundamentos de metodologia científica está totalmente revisada e
atualizada. Uma das principais mudanças foi a atualização das normas da ABNT, assim como das
várias fontes de pesquisa, o que tornou a obra muito mais completa e útil. No entanto, sua estrutura
básica, muito bem aceita há mais de uma década, permanece a mesma, oferecendo os elementos
fundamentais e necessários à compreensão da metodologia científica e de suas implicações para a
elaboração e execução de projetos de pesquisa. Para tanto, este livro vai além do enfoque teórico,
apresentando questões referentes à dinâmica do conhecimento, assim como aspectos relacionados
ao atual contexto da pesquisa científica. Também aborda temas para pesquisa e a maneira de
referenciá-los bibliograficamente, entre outros assuntos relevantes. A obra é indicada para alunos -
graduandos e pós-graduandos - que necessitam de referencial para a organização de seus estudos
e para a realização de pesquisas científicas. Nesse sentido, oferece requisitos imprescindíveis para
a produção de projetos e trabalhos científicos em todasas áreas de conhecimento, com exemplos
facilitadores concretos.
Camino
Camino (Nerea Camacho) é uma menina de onze anos de idade que
se depara com dois grandes eventos: o amor e a morte, desafios
aos quais precisa vencer. O caminho é árduo e os obstáculos são
grandes, mas a menina possui uma alma luminosa e um coração
valente, dois atributos que fazem com que ela não desista e
continue lutando e tentando vencer.
Temos a seguir um vídeo interessante que demonstra como é o uso e a calibração do instrumento
de medida pHmetro. Esse equipamento é amplamente utilizado na indústria para medir o teor de
acidez de soluções. .
Acesse: <https://www.youtube.com/watch?v=sljnj7RY3hM>.
REFERÊNCIAS
SILVA, R. R. et al. Introdução a Química Experimental. São Paulo: MacGraw Hill,
1990.
REFERÊNCIAS ON-LINE
1Em: <http://www.administradores.com.br/artigos/negocios/a-praga-do-plagio-
-consequencias-criminais-e-civis/66307/>. Acesso em: 16 mai. 2017.
2Em: <http://super.abril.com.br/blog/superlistas/conheca-a-origem-de-11-unida-
des-de-medida/>. Acesso em: 17 mai. 2017.
3Em: <http://www.ipem.sp.gov.br/index.php?option=com_content&view=arti-
cle&id=11>. Acesso em: 17 mai. 2017.
4Em: <https://www.portaleducacao.com.br/conteudo/artigos/educacao/regras-de-
-arredondamento/30568>. Acesso em: 17 mai. 2017.
5Em: <http://calibraend.blogspot.com.br/2013/02/voce-conhece-diferenca-entre-
-precisao-e.html>. Acesso em: 17 mai. 2017.
6Em: <http://www.scielo.br/pdf/ramb/v57n2/v57n2a07>. Acesso em: 17 mai. 2017.
117
GABARITO
1. Título: contém de forma resumida o assunto a ser tratado no relatório.
Introdução: deve ser explicitado, de forma clara e breve, qual foi o objetivo da ex-
periência, teste ou assunto que trata o relatório. Deve conter uma breve descrição
teórica sobre os fundamentos da parte prática efetuada. Tem por objetivo situar o
tema do experimento.
Procedimento experimental: deve conter uma descriçãosimplificada do proce-
dimento que foi realizado, contendo também uma descrição dos materiais, instru-
mentos e reagentes utilizados, sempre na forma de texto.
Resultados e discussão: devem ser colocados os dados coletados durante a reali-
zação do experimento e os cálculos que foram realizados, bem como uma análise
destes cálculos, com base nos conceitos químicos envolvidos, que foram dispostos
na introdução.
Conclusão: é onde são discutidos os resultados finais obtidos, comentando-se
sobre as adaptações ou não, apontando-se possíveis explicações e fontes de erro
experimental. É mencionado se o teste ou pesquisa efetuada atingiu os seus resul-
tados.
Referências bibliográficas: mencionam-se no relatório as fontes consultadas utili-
zando as normas recomendadas pela ABNT.
2.
a. 0,000834 = 8,34 x 10-4 – 3 algarismos significativos.
b. 10780000 = 1,078 x 107 – 4 algarismos significativos.
c. 0,032 = 3,2 x 10-2 – 2 algarismos significativos.
d. 20008000 = 2,0008 x 107 – 5 algarismos significativos.
e. 0,0008340 = 8,340 x 10-4 – 4 algarismos significativos.
f. 0,0320 = 3,20 x 10-2 – 3 algarismos significativos.
3. C.
4. B.
5.
a. 8,3 x 10-4.
b. 1,08 x 107.
c. 3,2 x 10-2.
d. 2,00 x 105.
e. 8,34 x 10-4.
GABARITO
f. 3,20 x 10-2.
g. 9,78 x x 101.
6. C.
7. B.
U
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ID
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E III
Professor Me. Esp. Thiago Baldasso de Godoi
PROPRIEDADES DAS
SUBSTÂNCIAS: DENSIDADE
E VISCOSIDADE
Objetivos de Aprendizagem
■ Apresentar os conceitos da densidade.
■ Verificar como pode ser determinada experimentalmente esta
propriedade.
■ Apresentar os conceitos da viscosidade.
■ Verificar como pode ser determinada experimentalmente esta
propriedade.
Plano de Estudo
A seguir, apresentam-se os tópicos que você estudará nesta unidade:
■ Densidade
■ Prática 1: determinação experimental da densidade
■ Viscosidade
■ Prática 2: determinação experimental da viscosidade
INTRODUÇÃO
Olá aluno(a)!
Verificamos na unidade anterior conceitos importantes para a manipulação
das medidas experimentais, as formas corretas de representação destas medi-
das, os conceitos de precisão, exatidão e calibração. Também verificamos como
proceder para padronizar as atividades realizadas em um laboratório, feitas por
meio de um relatório técnico.
Até então, visualizamos alguns conceitos teóricos, não menos importan-
tes, que complementam o trabalho experimental no laboratório. A partir desta
unidade, iremos verificar alguns conceitos práticos. Neste ponto, é importante
frisarmos o que pretendemos com este curso de química experimental: enten-
der conceitos básicos que nos geram as bases para o trabalho no laboratório.
Na indústria de transformação química, entre outras, há uma infinita variedade
de análises laboratoriais. Conhecer na prática todas estas análises é impossível,
em um curto espaço de tempo. Assim, aluno(a), iremos, a partir de então, veri-
ficar algumas práticas simples, comuns em laboratórios, que junto com outras
disciplinas, como química geral e inorgânica, nos proporcionam as bases para
nos aprofundarmos em conhecimentos específicos requeridos em nossa vida
profissional.
Nesse sentido, iremos estudar nesta unidade alguns conceitos importantes
dos compostos químicos, sejam eles substâncias puras ou misturas. Iremos falar
da densidade, uma propriedade característica dos materiais, que é muito empre-
gada desde o dimensionamento de equipamentos industriais até no controle
de qualidade, para identificação de fraudes, qualidade de produtos fabricados,
entre outros. Um outro conceito importante é a viscosidade, uma importante
característica dos materiais quando pensamos no transporte dos fluidos, não
limitando apenas ao transporte por tubulações, podendo ser empregada inclu-
sive para fins comerciais.
Vamos lá?!
Introdução
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PROPRIEDADES DAS SUBSTÂNCIAS: DENSIDADE E VISCOSIDADE
Reprodução proibida. A
rt. 184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
IIIU N I D A D E122
DENSIDADE
Uma história bastante conhecida, que envolve os conceitos da densidade, ocor-
reu com o matemático Arquimedes (287 a.C. – 212 a.C.), um cientista conhecido
da época dos impérios gregos. Um rei desta época (Hierão II), desconfiado da
pureza do ouro utilizado por seu ourives para a confecção de peças, solicitou a
Arquimedes que avaliasse a pureza de sua coroa, sem destruí-la. Apesar da coroa
do rei se assemelhar a ouro maciço, como provar sua pureza sem danificá-la? A
forma conhecida, até então, para a determinação da densidade era determinar
o volume da peça, para então fazer a razão da massa pelo volume. Para isso, era
preciso derreter a peça, transformando-a numa geometria que permitisse o cál-
culo do volume, e, assim, calcular a densidade e verificar se era o mesmo valor
da densidade do ouro puro.
Após muito analisar o caso, durante um banho, Arquimedes se deparou
com a solução de seu problema. Ao entrar na banheira ele observou que o nível
de água subia em um determinado volume fixo e que a quantidade deslocada
equivalia ao volume de seu próprio corpo. Ele conseguiu descobrir uma técnica
para estimar o volume de corpos com geometrias diversas. A lenda diz que,
Arquimedes, eufórico com a descoberta, foi para a rua gritar “Eureka” (encon-
trei/ descobri), tendo esquecido de se vestir. Desta forma, Arquimedes realizou
alguns testes com diferentes materiais e percebeu que o volume ocupado por 1
kg de ouro era diferente do volume ocupado por 1 kg de chumbo.
Densidade
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Este não foi o princí-
pio fundamental estudado
por Arquimedes, que
aprofundou os estudos
e descobriu formas mais
precisas para explicar os
conceitos anteriormente
relatados. O importante
deste exemplo é verificar-
mos que, desde tempos
remotos, a densidade é
empregada para a deter-
minação da pureza de
compostos.
Mesmo após tanto tempo, ainda nos dias de hoje, é uma técnica muito empre-
gada para se determinar o grau de pureza de diversas substâncias. Por exemplo,
a densidade é um parâmetro de qualidade utilizado em indústrias de laticínios,
na análise da qualidade do leite; de combustíveis, como álcool, gasolina, entre
outros. Neste caso, há uma faixa de valores de referência para estes compostos
em suas condições ideais (concentração, temperatura, pressão) e, que se fora des-
tes limites, pode indicar fraudes.
Desta forma, é determinada, experimentalmente, a densidade da amostra de
interesse e comparada com os valores de referência a fim de atestar a qualidade
dos compostos. Vale ressaltar que apenas a medida da densidade não é suficiente
para identificação de fraudes. Por exemplo, no caso do leite, há relatos de pro-
dutores mal-intencionados, que adicionam produtos com a densidade parecida
do leite in natura, a fim de aumentar o volume e lucrar mais com a venda. Pelo
fato de a densidade dessas substâncias serem próximas, apenas essa análise não é
suficiente para atestar a qualidade do produto, sendo necessárias outras análises
específicas, por exemplo, o teor de crioscopia, que verifica o ponto de congela-
mento do leite característico para cada substância e, podendo auxiliar, junto a
uma série de outras análises, a na identificação das fraudes.
PROPRIEDADES DAS SUBSTÂNCIAS: DENSIDADE E VISCOSIDADE
Reprodução proibida. A
rt. 184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
IIIU N I D A D E124Figura 1 – Análise da qualidade de leites
Mas, a análise da densidade não se limita apenas a determinar qualidade ou grau
de pureza de um determinado composto. Para misturas de compostos imiscí-
veis (aqueles que não se misturam, que formam duas fases distintas, misturas
heterogêneas), esse conceito também é empregado para determinar qual das subs-
tâncias fica na parte superior. No caso da mistura de dois líquidos, aquele com
a menor densidade fica na parte superior. Isso explica porquê óleo fica acima da
água, ou porque o gelo boia na água. Possuem densidades menores que da água.
Ainda, este conceito é muito empregado na indústria de transformação. Por
exemplo na produção do álcool ou açúcar, em uma das etapas, há a fermentação
do caldo de cana pela ação de determinada cultura de bactérias. Para separação
do álcool formado da cultura de bactérias, em produções artesanais, isso pode
ser feito por meio da densidade. A cultura de bactérias, geralmente, possui maior
densidade e se depositam no fundo, podendo a mistura líquida ser retirada na
parte superior para ser concentrada em processos posteriores.
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Ainda, em diversas reações químicas entre reagentes e produtos, pode haver a
produção de uma mistura de compostos imiscíveis, que não se misturam. Pode
ser empregada a propriedade das diferenças das densidades para se promover
a separação, ou seja, o composto com menor densidade fica na parte superior e
os de menores densidades na parte de baixo, facilitando o processo de separa-
ção. Isso é verificado na produção do sabão sólido a partir de óleos de cozinha
usados, em que há a produção de uma “pasta” menos densa que fica na superfí-
cie permitindo a separação.
Verificamos, desta forma, diversas aplicações da densidade. Agora precisa-
mos definir o que é este conceito, quais as variáveis envolvidas, dentre outros.
A densidade de um material, representada pela letra grega “ρ”, ou ainda pela
letra “d”, é a relação ou a razão entre a massa (m) do material e o volume (V),
em uma dada condição de temperatura e pressão (FONSECA E BRASILINO,
2007). A representação matemática da densidade é dada por:
No sistema internacional, as unidades da densidade são (kg/m3), sendo,
amplamente, utilizadas as unidades do CGS (centímetro, grama, segundo) (g/
cm3). Outras unidades de densidade são g/mL, kg/L, kg/m3, dentre outras. É
comum encontrarmos, na literatura, diversos valores de densidade para uma
grande variedade de compostos na pressão atmosférica (1 atm) e temperatura
ambiente (20 ou 25°C).
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IIIU N I D A D E126
A densidade, de uma maneira muito subjetiva, nos revela o quanto a massa
está comprimida dentro do corpo. Por exemplo, para 1 kg de ferro, a massa está
muito mais próxima uma da outra, enquanto que para 1 kg de algodão, a massa
encontra-se mais dispersa. Ou seja, o ferro é muito mais denso que o algodão.
Figura 2 – Algodão
E qual a importância da densidade? Mesmo com o volume sendo idêntico, a massa
pode ser muito maior que o outro. Para entender o que foi afirmado anterior-
mente, imaginemos a figura a seguir, composta por duas substâncias de diferentes
densidades (uma muito maior que a outra), mas que ocupam o mesmo volume.
Como podemos observar, a substância de maior densidade, representada pela
figura da esquerda tem uma massa muito menor que a outra, ou seja, a figura da
direita é composta por uma substância muito mais densa que a primeira.
Segundo a teoria do Big Bem, toda a matéria, do universo inteiro, estava
concentrada em um único ponto, menor que a cabeça de um alfinete. Ima-
gine a densidade deste ponto?
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1 Kg 100 Kg
Figura 3 – Substâncias com densidades diferentes
Fonte: o autor.
A partir desse exemplo, podemos esclarecer as aplicações vistas no início da uni-
dade. Para um mesmo volume, o corpo que possuir a maior densidade ficará
na parte inferior, pois tem uma maior massa concentrada. Já aquele com menor
densidade, tem a massa dispersa, e tenderá ficar na superfície. Assim, podemos
entender o conceito de separação de misturas devido a diferença de densidade.
Além disso, a densidade é característica para cada substância, podendo ser um
fator que nos permite, facilmente, identificar fraudes. Como relatamos ante-
riormente, existem compostos com densidades semelhantes, assim, apenas uma
análise de densidade não é capaz de atestar a pureza de um material.
VARIÁVEIS QUE INFLUENCIAM A DENSIDADE
Temperatura
Para substâncias puras, a densidade é influenciada pela temperatura e pressão
(MARTINS et al., 2013). Em geral, o aumento da temperatura tende a aumentar
o espaçamento entre as moléculas, assim, estas tendem a ficar mais espaçadas
entre si, a massa fica menos concentrada, ou seja, a densidade tende a diminuir
com o aumento da temperatura.
Existem algumas exceções, como é o caso da água, que entre a faixa de tem-
peratura de 0 a 4°C, a densidade aumenta com o aumento da temperatura, devido
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IIIU N I D A D E128
à quebra e rearranjo das interações do tipo ligação de hidrogênio que levam a
diminuição do volume, ou seja, a matéria fica mais concentrada, caracterizando
o aumento da densidade. Isso explica o fato de que, em alguns lugares, em dias
muito frios, forma-se uma camada de gelo na superfície de rios e lagos. A tem-
peratura do gelo da superfície é menor que 0°C e da água logo abaixo um pouco
maior que zero. Devido ao comportamento anômalo da água, a densidade é, ligei-
ramente, maior entre 0 e 4°C quando comparada com o gelo em temperaturas
menores que 0°C, e, assim, a água líquida, sendo mais densa, fica abaixo do gelo.
Pressão
Em relação à pressão, a variação dessa propriedade afeta muito pouco nos valo-
res da densidade de líquidos e sólidos. Isso é explicado pelo fato de as moléculas
(matéria), nesses estados, estarem muito próximas umas das outras e um aumento
da pressão externa não promove uma aproximação substancial que seja capaz
de alterar significativamente os valores da densidade. Para se ter uma ideia, é
necessário um aumento de milhares de vezes na pressão para mudar em apenas
1% a densidade da água.
Já para gases, as moléculas encontram-se muito dispersas. É possível comprimir
os gases de forma a reduzir substancialmente o volume e gerar alterações significati-
vas na densidade. Assim, para gases, em linhas gerais, o aumento da pressão tende a
comprimir as moléculas, tornando a substância mais densa ou com maior densidade.
Composição
Até então estávamos falando sobre compostos puros. Para misturas, soluções, a
densidade é função também da composição. Pensemos, por exemplo, em uma
mistura de dois líquidos miscíveis, ou seja, aqueles que se misturam e formam
uma única fase. Um dos componentes tem uma menor densidade e o outro tem
maior densidade. Ao se adicionar, na mistura, uma maior quantidade do com-
ponente de maior densidade, aumentamos a densidade da mistura formada,
pois teremos uma maior proporção do componente com maior densidade na
mistura formada.
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Exemplo 1: para a produção de queijos há a necessidade de se adicionar um
composto conhecido como coalho ou cultura láctica, que nada mais é do que
bactérias que utilizam como substrato o leite, produzindo, em conjunto com
processos adicionais, um composto sólido e insolúvel de cor clara, o queijo. Em
um determinado laticínio o Engenheiro responsável recebeu amostras de coalho
com um melhor preço do que o fornecedor atual. No rótulo desse novo pro-
duto consta que deve ser adicionado 100 g do coalho para cada 100 kg de leite.
Contudo, o leite adicionado nos tanques de fabricação é medido em volume (L).
Como o Engenheiro deve proceder para determinar a quantidade exata de coa-
lho a ser adicionado? Suponha que a temperatura é de 15°C e pressão de 1 atm.
Para determinar a relação correta, é preciso que o Engenheiro conheça a den-
sidade do leite nas condições especificadas. Como a densidade é uma relação de
massa por volume, de posse deste valor, ele pode determinar qual o volume de
leite que corresponde aos 100 kg que são necessários.
Suponha que a densidade do leite, nas condições especificadas, é de 1,032g
por mL. Ou seja, cada 1,032g de leite, nas condições especificadas, ocupa um
volume de 1 mL.
Por meio de uma regra de três, e sabendo que 1kg = 1.000g, ou ainda, 100
kg = 100.000 g:
X = 96.899,22 mL de leite, ou ainda, 96,90 L de leite.
Assim, o Engenheiro determinou para a utilização do novo coalho, para cada
100 gramas de coalho deve ser utilizado 96,90 L de leite.
Exemplo 2: durante o recebimento de amostras para a aprovação do leite “in
natura” de um determinado laticínio, o Engenheiro de Produção responsável precisa
decidir sobre o recebimento do leite. Uma das análises realizadas por esse laticínio,
para aprovação ou reprovação, é a de densidade. No laboratório, foi utilizada uma
proveta de 500,0 mL, previamente tarada na balança. Completou-se todo o volume
da proveta com o leite a ser analisado, e for obtida uma massa de 542,05g. Com base
nesses valores, considerando que os limites de densidade aceitáveis para rece-
bimento são 1,023 – 1,040 g/mL, a 15°C, e 1 atm, determine se este recebimento
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IIIU N I D A D E130
foi aprovado ou reprovado.
O problema é muito simples de ser resolvido, bastando aplicar a fórmula da
densidade ja apresentada anteriormente.
A massa é de 542,05 g e o volume de 500,0 mL, assim, a densidade, nas con-
dições estabelecidas, fica da forma:
Como esse valor está acima do limite máximo estipulado (1,040 g/mL), o
leite deve ser reprovado.
DENSIDADE RELATIVA
A densidade relativa é quando fazemos a razão entre a densidade de duas substân-
cias. É interessante o cálculo da densidade relativa para misturas entre compostos
imiscíveis, que não se misturam, e formam uma solução heterogênea (com mais
de uma fase visível, como no caso da água misturada com óleo), pois ela permite
determinar de forma fácil qual das duas substâncias ficará na parte superior e
qual ficará na parte inferior.
A fórmula da densidade relativa é dada pela expressão abaixo:
Por fazermos uma divisão de duas unidades iguais (g/mL / g/mL
ou kg/m3 / kg/m3, etc) o resultado gerado é um número adimensional,
ou sem unidades.
Ao dividirmos a densidade do composto A pela densidade do com-
posto B, estamos investigando quantas vezes A é mais denso que B.
Desta forma, quando o resultado desta razão for:
■ Maior que 1: B flutuará sobre A.
■ Menor que 1: B ficará abaixo de A.
■ Igual a 1: as densidades são iguais.
Figura 4 – Mistura de óleo com água
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Exemplo 3: considere que a densidade do óleo de cozinha comercial é 0,891
g/cm3, e que da água é 1,000 g/cm3, em uma dada condição de temperatura e
pressão. Se for realizada a mistura destes dois líquidos em um béquer, nes-
sas condições, qual será o líquido que ficará na parte superior e qual ficará
na parte inferior do béquer.
Para resolver este problema, basta calcular a densidade relativa:
Como a densidade relativa foi menor que 1, pela regra anteriormente apre-
sentada, o composto B, ou seja, a água, ficará abaixo do óleo.
DENSIDADE TEÓRICA
As propriedades da maioria das substâncias são encontradas em Handbooks
e em páginas da internet, como no livro de Química do National Institute of
Standards and Technology (NIST, on-line)1.
Os Handbooks são compilações que congregam uma infinidade de infor-
mações. Por exemplo, o livro The properties of gases and liquids (Poling, B.
E.; Prausnitz, J. M.; O’Connell, J. P., 2001) traz uma grande quantidade de informa-
ções, sobre as propriedades de diversas substâncias, de forma tabelada e também
correlações que estimam as propriedades com grande acuracidade.
1 Disponível em <http://webbook.nist.gov/chemistry/index.html.pt>.
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PRÁTICA 1: DETERMINAÇÃO EXPERIMENTAL DA
DENSIDADE
Objetivos da prática: a presente prática tem por objetivo determinar expe-
rimentalmente a densidade de compostos no estado sólido e líquido.
Procedimento Experimental
Materiais
■ Proveta de 50 mL.
■ Amostras de sólidos.
■ Leite.
■ Óleo.
■ Água destilada.
■ Pisseta.
■ Balão volumétrico de 50 mL.
■ Béquer.
■ Balança analítica.
Procedimentos
Densidade de sólidos com volume desconhecido
Para determinar a densidade de amostras sólidas com o volume difícil de
ser mensurado devido a superfície irregular, é necessário determinar a massa do
sólido seco. É preciso registrar também a temperatura de trabalho.
■ Usando uma balança analítica, determine a massa do sólido. Pode ser uti-
lizado um béquer como suporte (M1).
■ Adicione água destilada com auxílio de uma pisseta em uma proveta de
50 mL. Escolha alguma marcação na metade da proveta, e complete com
água até esta marca. Registre este valor (V1).
Prática 1: Determinação Experimental Da Densidade
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■ Adicione na proveta, contendo água, a massa de sólido que foi pesada.
Atenção para não perder material. Verifique o deslocamento do menisco
para a medida (V2).
■ Preencha a tabela abaixo.
■ Registre a temperatura e pressão ambiente.
■ Procure em algum Handbook a densidade dos materiais testados e cal-
cule o desvio percentual com a fórmula a seguir, preenchendo os desvios
na tabela devida.
Tabela 1 – Dados experimentais obtidos para determinação da densidade das amostras sólidas
AMOSTRA
MASSA M1
SÓLIDO (g)
V1 (mL) V2 (mL) ΔV (V2-V1)
DENSIDADE (g/
mL)
Fonte: o autor.
Temperatura ambiente:
Pressão atmosférica:
Tabela 2 – Desvios entre valores estimados e valores teóricos
AMOSTRA
DENSIDADE EXPERIMENTAL
(g/mL)
DENSIDADE TEÓRICA
(g/mL)
DESVIO (%)
Fonte: o autor.
Determinação experimental da densidade de líquidos
Para as amostras que se encontram no estado líquido, iremos utilizar um equipamento
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volumétrico, como por exemplo, balão volumétrico, cuja altura do menisco indicao volume total, não possuindo escala para medida da variação do volume.
■ Tare o balão volumétrico de 50 mL utilizando uma balança analítica.
■ Complete o volume do balão volumétrico até a altura do menisco com o
líquido que será determinado a densidade.
■ Repita o procedimento para todos os líquidos que serão testados.
■ Registre seus dados na tabela abaixo.
■ Registre a temperatura e pressão ambiente.
■ Procure em algum Handbook a densidade dos materiais testados e calcule
o desvio percentual, preenchendo os desvios na tabela devida.
Tabela 3 – Estimativa da densidade de amostras líquidas
AMOSTRA V (mL) MASSA LÍQUIDO (g) DENSIDADE (g/mL)
Fonte: o autor.
Temperatura ambiente:
Pressão atmosférica:
Tabela 4 – Desvios entre valores estimados e valores teóricos
AMOSTRA DENSIDADE EXPERIMENTAL
(g/mL)
DENSIDADE TEÓRICA (g/
mL)
DESVIO (%)
Fonte: o autor.
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VISCOSIDADE
Uma outra propriedade física muito importante, empregada no projeto de equi-
pamentos industriais para melhorar a qualidade ou aspectos visuais de alguns
produtos, é a viscosidade. No projeto de equipamentos industriais ela é utilizada,
por exemplo, no dimensionamento de bombas para o transporte de fluidos de
um equipamento a outro ou até mesmo em processos de agitação de tanques.
Em outras palavras, um fluido com uma alta viscosidade tem a aparência de ser
mais grosso, portanto, para promover o seu movimento, seja durante o trans-
porte ou até mesmo em processos de agitação, são necessários motores com
maiores potências.
A viscosidade de um fluido pode ser definida como a resistência à defor-
mação ou ao escoamento, e pode ser entendida como uma fricção interna entre
as moléculas que constituem o fluido. Um fluido mais viscoso tem uma maior
fricção entre suas moléculas e entre a parede do recipiente que está armazenado,
sendo assim, mais difícil o seu movimento. Para entender esse fenômeno, ima-
gine colocar uma colher em um pote de mel (fluido extremamente viscoso) e
tentar agitar. A fricção entre as moléculas é tão grande, ou seja, o fluido é tão
viscoso, que é necessário empregar uma força extra para realizar o movimento.
Tal fato não seria observado se este frasco estivesse cheio de água. A força movi-
mentada para movimentar a água é muito menor, ou seja, ela é menos viscosa
do que o mel.
Exemplos de fluidos viscosos, amplamente utilizados por nós, são, o deter-
gente líquido, amaciante de roupas, óleo de cozinha, mel, bebida láctea, iogurte,
entre outros.
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Figura 5 – Líquido viscoso
Figura 6 – Líquido viscoso - mel
De acordo com Bird Stewart e Lightfoot (2004), para fluidos com baixo peso
molecular, a propriedade física que caracteriza a resistência ao escoamento
é a viscosidade. Os autores citam ainda uma aplicação muito comum para a
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viscosidade: os óleos de motores. Eles são mais viscosos que outros para per-
mitir uma correta lubrificação de todas as partes do motor, ou seja, por serem
mais viscosos, ficam aderidos por um tempo maior na superfície que estão em
contato, evitando o atrito entre as partes de metal do motor, que causa desgastes.
Mas a aplicação da propriedade física viscosidade não se limita apenas a
motores, projeto de equipamentos industriais. Ela também é empregada para
melhorar as características visuais de um produto.
Foi possível verificar no “Saiba mais” que além dos usos tradicionais da viscosi-
dade, utilizada no projeto de equipamentos industriais, lubrificação de motores,
ela também é uma propriedade que pode, inclusive, auxiliar para fins estéticos e
comerciais. Diversos produtos comercializados possuem agentes espessantes que
os deixam com uma característica de um produto mais consistente. Percebemos
isso em detergentes líquidos, amaciante de roupas e até mesmo em bebidas lácteas!
Você está em um mercado fazendo compras e precisa comprar amaciante
de roupas. Verifica duas novas marcas, com mesma faixa de preço, mesmo
odor do produto, mesmo volume, qual você levaria se tivesse que escolher
pelas duas marcas?
Provavelmente, o consumidor leigo no assunto, além das características
visuais da embalagem, vai verificar a consistência do produto. Aquele que
possuir a maior consistência, ou seja, possuir a maior viscosidade, trará “im-
pressão” de ser mais concentrado e, portanto, melhor. Aqui nos cabe uma
reflexão. Não necessariamente um produto mais viscoso, com maior consis-
tência, será o mais concentrado! Podem ser adicionadas certas substâncias
espessantes que aumentam a viscosidade da mistura, tornando-a mais con-
sistente. Assim, visualmente, para a aplicação desejada (amaciante de rou-
pas), um produto mais viscoso ou consistente pode se tornar mais atrativo.
Porém, isso não significa que ele é mais concentrado em um determinado
composto característico do amaciante.
Fonte: o autor.
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Figura 7 – Interesse comercial da viscosidade
Um outro uso, não menos importante, referente a esta propriedade está na lim-
peza de superfícies industriais. Imaginemos a seguinte situação: uma parede de
um tanque industrial (posição vertical), que necessita ser limpa, com um pro-
duto específico, que requer um tempo de contato mínimo para que a limpeza
seja efetiva. Se aspergimos nesta superfície um líquido com baixa viscosidade
(pensemos como exemplo a água, que diante de alguns outros fluidos, é menos
viscosa), iremos notar que em uma fração de segundos ela escorre para o fundo
da parede, não permanecendo o tempo de contato necessário. Pensemos agora
em um detergente líquido. O detergente, observamos visualmente que é mais
viscoso que a água. Ao adicionarmos nesta superfície vertical, ele vai demorar
um tempo maior para escoar até o final da parede e, ainda, uma fina camada dele
fica aderida nesta parede, fornecendo o tempo de contato necessário para a lim-
peza desejada. Assim aluno(a), de uma forma prática, conseguimos entender os
princípios que norteiam a viscosidade, a importância de seu conhecimento, e,
em um próximo passo, iremos verificar uma forma muito simples de se estimar
a viscosidade experimental de líquidos.
A viscosidade é representada pela letra grega “µ”, ou “η”. Sua unidade de
medida no Sistema Internacional de Unidades é:
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Usualmente é utilizada uma unidade conhecida por Poise (P) ou centipoise
(cP):
O nome da unidade foi atribuído em homenagem ao médico fisiologista francês
Jean Louis M. Poiseuille, que, em 1846, publicou estudos sobre o fluxo laminar
de determinados fluidos. Em especial, seu interesse era entender o fluxo do san-
gue em artérias, veias e vasos capilares.
A dedução dessas unidades não é objetivo de nossa disciplina, contudo, ela
está disponível em livros textos da disciplina de Fenômenos de Transporte. A teo-
ria detalhada que explica este fenômeno é mais complexa, cabendo análises do
movimento decamadas do fluido adjacentes, dentre outros conceitos. Contudo,
por ser uma propriedade importante, em diversos laboratórios de qualidade,
centros de pesquisas, entre outros, a medida experimental desta propriedade é
realizada, se tornando um objetivo também da química experimental.
Assim como a densidade, a viscosidade também pode ser determinada
experimentalmente, sendo que existem diversos valores disponibilizados em
Handbooks e internet, em condições de temperatura e pressão variadas, para
uma ampla gama de compostos.
VARIÁVEIS QUE INFLUENCIAM A VISCOSIDADE
Temperatura
A viscosidade é, fortemente, influenciada pela temperatura. Para a maior parte
dos compostos líquidos a temperatura tende a diminuir os valores da viscosi-
dade. Para ilustrar essa situação imaginemos o óleo de cozinha. Quando ele está
frio, percebemos que ele é mais espesso e viscoso. Contudo, ao colocá-lo em
uma panela, percebemos que, com o aquecimento, ele se movimenta com mais
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facilidade, ou seja, se torna menos espesso, menos viscoso. Isso é explicado pelo
fato de o aumento da temperatura em geral diminuir as forças intermoleculares
que agem sobre as moléculas. Estas, em uma condição de maior temperatura, ficam
mais “soltas” e livres para se movimentar, reduzindo os valores da viscosidade.
Pressão
Para líquidos, a variação da pressão exerce efeitos mínimos sob a viscosidade,
exceto para altíssimas pressões. Isso se deve ao fato de que, para compostos líqui-
dos, as moléculas constituintes já estão muito próximas umas das outras, e um
aumento da pressão, de modo geral, não será capaz de aproximar as moléculas
de tal forma que possa aumentar ou diminuir sua interação umas com as outras.
Fluidos cujas as viscosidades absolutas são funções apenas da temperatura
e pressão, e não das forças que regem o escoamento, são chamados de Fluidos
Newtonianos. A maior parte dos líquidos se comporta desta forma. Um bom
exemplo para este caso é a água.
Composição
A viscosidade de misturas de fluidos é fortemente influenciada pela composição
das substâncias que ali estão presentes. A explicação para tal fato está na atra-
ção entre as moléculas, devido à existência da polaridade. Se temos uma mistura
entre substâncias que têm forte atração, as moléculas tenderão a ficar próximas
devido a esta força de atração, e nesta condição, mais difícil será conseguir pro-
mover o seu movimento, caracterizando um aumento da viscosidade.
A viscosidade dos líquidos é influenciada, em nível microscópico, pelas
contribuições da energia cinética das moléculas, também pelas forças intermo-
leculares de atração e repulsão existentes entre essas. A nível macroscópico, a
temperatura e a pressão também tem efeito sobre esta propriedade, sendo que a
primeira tem uma ordem de magnitude muito maior.
Na literatura existem diversas correlações teóricas capazes de predizer a
Viscosidade
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viscosidade de gases, líquidos, misturas, em diversas condições de temperatura,
pressão, composição (CRC Handbook of Chemistry and Physics, 1978; Poling,
Prausnitz, O’Connel, 2001). Para o nosso curso de Química Experimental é
suficiente sabemos que a viscosidade também é influenciada pela composição.
DETERMINAÇÃO EXPERIMENTAL DA VISCOSIDADE
Existem diversas formas de se determinar a viscosidade experimental de líqui-
dos. A seguir são apresentadas duas formas principais e uma forma alternativa.
Viscosímetro de orifício
O viscosímetro de orifício é dado conforme a figura abaixo:
Figura 8 – Viscosímetro de orifício.
Fonte: Salcas (2015, on-line)2
Nesse viscosímetro, o líquido é despejado na parte superior do equipamento. Na
parte inferior, há um orifício, que permite a saída do líquido. É medido o tempo
que o líquido demora para escoar inteiramente pelo orifício do equipamento. Se
o líquido é muito viscoso, demora mais a escoar, e pode ser utilizado um orifício
PROPRIEDADES DAS SUBSTÂNCIAS: DENSIDADE E VISCOSIDADE
Reprodução proibida. A
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IIIU N I D A D E142
maior, que permite o escoamento mais rápido. Existem tabelas de conversão, que
transformam as medidas de tempo e abertura em valores de viscosidade. Essas
tabelas são elaboradas pelos fabricantes dos aparelhos, cada viscosímetro é espe-
cífico para tipos específicos de líquidos.
Viscosímetro rotacional
O viscosímetro rotacional é dado conforme a figura abaixo:
Figura 9 – Viscosímetro rotacional
Fonte: Labstore ([2017], on-line)3.
Trata-se de um viscosímetro mais moderno. Neste caso, é colocado no interior
de um béquer o líquido que se deseja mensurar a viscosidade. Então, é colocado
o viscosímetro no béquer. Nas pontas das hastes que ficam submersas no líquido
há uma espécie de hélice que promove o movimento do fluido. O viscosímetro
é acionado e mede a força que o líquido oferece na resistência ao movimento.
Ou seja, ele mede o torque necessário para promover o movimento do fluido.
Na memória do equipamento existem valores pré-definidos e ele é capaz de for-
necer o valor da viscosidade com base na comparação desse banco de dados.
Prática 2: Determinação Experimental Da Viscosidade
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VISCOSÍMETRO DE OSTWALD
Uma forma alternativa de se estimar a viscosidade, e muito simples de ser reali-
zada, é por meio da viscosidade relativa. Ou seja, é necessário o conhecimento
das propriedades de um líquido e a partir da comparação de resultados pode-se
determinar a viscosidade do líquido desejado.
O princípio de funcionamento do viscosímetro de Ostwald é muito semelhante
ao viscosímetro de orifício. É escoado por um orifício com uma determinada
abertura um fluído com viscosidade e densidade conhecida (por exemplo a água),
medindo-se o tempo de escoamento. Em seguida, é escoado pelo mesmo orifí-
cio o fluido com viscosidade desconhecida. A densidade pode ser determinada,
experimentalmente, nas condições do experimento e o tempo de escoamento
desse fluido também é medido.
A fórmula utilizada para mensurar a viscosidade é:
É válido lembrarmos que todas as variáveis presentes na equação 07 são
dependentes da temperatura, e por esse motivo, antes de realizar os cálculos ou
a medida da viscosidade, é preciso registrar a temperatura ambiente para que
possa conseguir resultados mais próximos da realidade.
PRÁTICA 2: DETERMINAÇÃO EXPERIMENTAL DA
VISCOSIDADE
Objetivos da prática: nesta prática, deseja-se mensurar a viscosidade (µ), à tem-
peratura ambiente e pressão ambiente, de uma solução composta de glicerina
e água. As viscosidades das duas soluções serão obtidas usando a viscosidade
da água como referencial, a partir dos tempos de escoamento e das densidades.
PROPRIEDADES DAS SUBSTÂNCIAS: DENSIDADE E VISCOSIDADE
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IIIU N I D A D E144
Procedimento Experimental:
Materiais
■ Seringa de plástico de 10 mL sem êmbolo.
■ Suporte para seringa.
■ Béquer de 100 mL.
■ Cronômetro.
■ Termômetro.
■ Proveta de 10 mL.
■ Água destilada.
■ Solução de Glicerina e água.
Procedimentos
Para determinar a viscosidade da amostra desejada, repita os procedimen-
tos a seguir.
■ Determine experimentalmente a densidade da amostra desconhecida.Faça conforme descrito na outra prática desta unidade.
Tabela 7 – Estimativa da densidade da amostra desconhecida
AMOSTRA V (mL) MASSA LÍQUIDO (g) DENSIDADE (g/mL)
Fonte: o autor.
Temperatura ambiente:
Pressão atmosférica:
Densidade média:
■ Lave a seringa 3 vezes com água destilada. Não é preciso lavar com sabão.
Durante a lavagem, deixe a água escorrer pela extremidade de baixo. Após
isso, chacoalhe a seringa para escorrer ao máximo a água que ali restou.
Prática 2: Determinação Experimental Da Viscosidade
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■ Coloque a seringa no suporte que foi preparado previamente e adicione,
com auxílio de uma proveta, um volume de 10 mL do líquido a ser tes-
tado. Obs: tapar a extremidade inferior com o dedo para que o líquido
não saia. Coloque o béquer de 100 mL abaixo do aparato montado e zere
o cronômetro.
■ Acione o cronômetro e simultaneamente retire o dedo da extremidade da
seringa. O líquido irá gotejar. Acione o cronômetro novamente quando
todo o líquido escoar por completo pela seringa. Registre o tempo obtido
(segundos).
■ Repita o procedimento anterior por mais duas vezes e calcule o tempo
médio de escoamento, registrando os valores na tabela a seguir.
■ Coloque o termômetro no béquer que contém o líquido que escoou e
registre a temperatura do líquido. Calcule a viscosidade da amostra uti-
lizando a fórmula 07.
■ A viscosidade da água a ser utilizada na fórmula é aquela na mesma tem-
peratura que foi obtida do líquido, cujos valores podem ser retirados da
tabela a seguir.
■ Dos três experimentos realizados, utilize o tempo de escoamento e a den-
sidade média.
Tabela 8 – Densidade e viscosidade da água
DENSIDADE E VISCOSIDADE DA ÁGUA, P = 1 ATM
T (°C) ρ (g/cm3) µ (cP)
15 0,9991 1,1390
16 0,9989 1,1090
17 0,9988 1,0810
18 0,9986 1,0530
19 0,9984 1,0270
20 0,9982 1,0020
21 0,9980 0,9779
22 0,9978 0,9548
23 0,9975 0,9325
PROPRIEDADES DAS SUBSTÂNCIAS: DENSIDADE E VISCOSIDADE
Reprodução proibida. A
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IIIU N I D A D E146
DENSIDADE E VISCOSIDADE DA ÁGUA, P = 1 ATM
24 0,9973 0,9111
25 0,9970 0,8904
26 0,9968 0,8705
27 0,9965 0,8513
28 0,9962 0,8327
Fonte: POLING, PRAUSNITZ, O’CONNELL (2001)
Tabela 9 – Coleta dos tempos de escoamento
TEMPOS DE ESCOAMENTO
t1 (s) t2 (s) t3 (s) tmédio (s)
H2O
H2O/Glicerina
Fonte: o autor.
Tabela 10 – Estimativa da viscosidade da amostra desconhecida
VISCOSIDADE
tmédio (s) Temperatura (°C) Viscosidade µ (cP)
Glicerina/ H2O
Fonte: o autor.
Conclusões
Qual as conclusões do experimento?
Considerações Finais
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CONSIDERAÇÕES FINAIS
Caro(a) aluno(a), estamos chegando a mais um fim de uma unidade. E desta vez
pudemos constatar propriedades importantes dos materiais. Estudamos, em um
primeiro momento, a densidade, verificamos que ela é utilizada como parâmetro
de qualidade em indústrias, podendo indicar a existência de fraudes, adulterações
ou produtos com baixa qualidade. Verificamos que, a densidade, é amplamente
empregada para a análise da qualidade de combustíveis, alimentos, entre outros.
Entendemos também que esta é uma importante propriedade utilizada no projeto
de equipamentos industriais, principalmente aqueles que promovem a separa-
ção de misturas que não se misturam (heterogêneas), que devido à diferença
de densidade, facilita nos processos de separação. Aprendemos a determinar
experimentalmente esse parâmetro por técnicas simples de serem reproduzidas.
Em seguida estudamos, uma propriedade nova para muitos de nós, mas
não menos importante: a viscosidade. Entendemos que essa propriedade trata
da resistência que um determinado fluido tem ao movimento. Ou seja, quanto
maior for a força a ser empregada para promover o movimento de um deter-
minado fluido em um intervalo de tempo, maior será a sua viscosidade. Vimos
também a importância desta propriedade em produtos que utilizamos em nosso
dia a dia, como no caso de óleos de cozinha, amaciante de roupas, bebida lác-
tea, mel, e até mesmo, a água. As aplicações estendem-se desde fatores estéticos
dos produtos até mesmo no projeto de equipamentos industriais, como ocorre,
por exemplo, com as bombas de transporte de fluidos.
Assim aluno(a), estamos encerrando os assuntos que tratam das proprieda-
des das substâncias! Nas próximas unidades iremos verificar conceitos em que
poderemos constatar a ocorrência de reações químicas!
Até a próxima unidade!
148
A atual preocupação da ciência da medição química é representada pela questão do
cálculo da incerteza estatística, associada aos resultados obtidos experimentalmente.
Essa preocupação originou-se nos laboratórios analíticos prestadores de serviços, visto
que a determinação das incertezas é exigida por critérios para o reconhecimento formal
da competência técnica de laboratórios. Essa questão é assunto ainda bastante contro-
vertido no meio científico. Até mesmo o significado do termo “incerteza” ainda não é
perfeitamente entendido por muitos químicos, que costumam confundi-lo com a repe-
titividade.
Entre as principais fontes geradoras de variabilidade em análise química está a amostra-
gem, a preparação da amostra em laboratório, a extração ou digestão, a reconcentração
de soluções, e as interferências de vários tipos durante a quantificação (dos efeitos de
matriz, das características dos instrumentos utilizados e de sua calibração, entre outras).
A rigor, todo fator que contribui com a incerteza final do resultado analítico deve ser
considerado.
É muito importante se conhecer as parcelas de incertezas que contribuem ao resultado
final, uma vez que permite identificar a etapa que mais contribui à incerteza total do
resultado final. São recomendadas medidas de controle para que a qualidade dos resul-
tados gerados em laboratório seja monitorada.
A função calibração, muito empregada na química analítica, pode ser planejada, a fim
de proporcionar uniformidade nas práticas metrológicas nos diversos laboratórios que
venham gerar resultados a serem comparados entre si, ou que venham representar in-
formações para decisões em situações de impasse.
A discussão da qualidade de resultados analíticos, por meio das incertezas associadas
às medições obtidas, representa contribuição à, necessária, uniformização para os seus
cálculos, ao mesmo tempo conscientizando o químico analista a respeito da correta ex-
pressão de resultados em análise química.
A recomendação para utilizar o Sistema Internacional de Unidades ajudou a uniformizar
a expressão das medições nas áreas científicas e tecnológicas. Da mesma forma é neces-
sário o consenso para o cálculo e a expressão da incerteza em medições, a fim de facilitar
a interpretação apropriada dos resultados em análises químicas.
Fonte: adaptada de Chui, Zuchhini e Lichtig (2001).
149
1. (UFPI) Em uma cena de um filme, um indivíduo corre carregando uma maleta
tipo 007(volume de 20 dm3) cheia de barras de um certo metal. Considerando que
um adulto de peso médio (70 kg) pode deslocar com uma certa velocidade, no má-
ximo, o equivalente ao seu próprio peso, indique qual o metal, contido na maleta,
observando os dados da tabela a seguir. (Dado: 1 dm3 = 1L = 1 000 cm3).
DENSIDADE EM g/cm3
Alumínio 2,7
Zinco 7,1
Prata 10,5
Chumbo 11,4
Ouro 19,4
a. Alumínio.
b. Zinco.
c. Prata.
d. Chumbo.e. Ouro.
2. (UFMG) Em um frasco de vidro transparente, um estudante colocou 500 mL de
água e, sobre ela, escorreu vagarosamente, pelas paredes internas do recipiente, 50
mL de etanol. Em seguida, ele gotejou óleo vegetal sobre esse sistema. As gotículas
formadas posicionaram-se na região interfacial, conforme mostrado nesta figura:
Região
Interfacial
Gotículas de óleo
Exercícios de densidade
Considerando-se esse experimento, é correto afirmar que:
(Considere: dágua = 1,0 g/cm
3, detanol = 0,79 g/cm
3)
a. A densidade do óleo é menor que a da água.
b. A massa da água, no sistema, é 10 vezes maior que a de etanol.
150
c. A densidade do etanol é maior que a do óleo.
d. A densidade da água é menor que a do etanol
e. N.d.a.
3. O leite é uma mistura composto por proteínas, carboidratos, vitaminas, gordu-
ra, sais minerais, água, entre outros. Uma das formas utilizadas pelos laticínios para
averiguar a qualidade é por meio da análise da densidade e também de sua compo-
sição. Em geral, valores aceitáveis da densidade para o leito encontram-se na faixa
entre 1,028 e 1,034 g/L. Acerca deste este assunto, avalie as assertivas a seguir.
I – No caso de o leite ser adulterado com a adição de água (dágua = 1,0 g/cm
3), sua
densidade será maior que os valores padrão.
II – No caso de adulterações por retirada em excesso de gordura (utilizada na
produção de manteiga, requeijão), sua densidade será maior que os valores pa-
drão (dgordura = 0,93 g/cm
3).
III – Se a densidade da gordura do leite é aproximadamente 0,93 g/cm3, e a do
leite sem gordura é em torno de 1,04 g/cm3, um leite com 3,0% de gordura de-
verá ter uma densidade menor que o de um com 4,5% de gordura.
IV – Uma das substâncias utilizadas na fraude do leite é o peróxido de hidrogê-
nio (conhecido como água oxigenada), que possui densidade aproximada de
1,45 g/cm3. A densidade do leite adulterado com este composto será menor que
a dos valores padrão.
Com base nas assertivas apresentadas, assinale a alternativa correta:
a. Apenas I e II estão corretas.
b. Apenas II e III estão corretas.
c. Apenas II está correta.
d. Apenas II, III e IV estão corretas.
e. Nenhuma das alternativas está correta.
4. A viscosidade é uma importante característica dos compostos químicos, com apli-
cações diversas na indústria. Atende desde a características comerciais e estéticas
até mesmo no projeto de equipamentos industriais. Sobre esta propriedade, julgue
as assertivas a seguir:
I – A viscosidade sofre pouca interferência da temperatura. O aquecimento de
um líquido não é capaz de promover nenhuma interferência nas moléculas
constituintes deste líquido, de modo a não alterar significativamente nos valo-
res da viscosidade.
II – Para compostos líquidos a viscosidade é fortemente influenciada pela varia-
151
ção da pressão. Isso se dá pelo fato de que com a aumento da pressão, as molé-
culas constituintes deste líquido tendem a ficar mais próximas umas às outras,
que ocasiona um aumento na viscosidade.
III – A viscosidade de líquidos em geral aumenta com o aumento da temperatu-
ra e sofre pequenas interferências com a variação da pressão.
IV – Ao se misturar na água pura uma solução de glicerina a viscosidade da mis-
tura resultante é maior que a viscosidade da água pura.
Com base nas assertivas apresentadas, assinale a alternativa correta:
a. Apenas I e II estão corretas.
b. Apenas II e III estão corretas.
c. Apenas II está correta.
d. Apenas III e IV estão corretas.
e. Apenas II, III e IV estão corretas.
5. Em uma pequena indústria de produção de produtos de limpeza, o dono contra-
tou um Engenheiro de Produção para gerenciar e controlar os processos. Um dos
grandes desafios encontrados por esse Engenheiro foi aprimorar os procedimentos
de qualidade. Uma das reclamações recorrentes de clientes era que produtos, tais
como detergentes líquidos, amaciantes de roupas apresentavam uma característica
de produto “aguado” ou “pouco concentrado”. Analise as conclusões e ações toma-
das por este Engenheiro:
I – O Engenheiro percebeu que as reclamações dos clientes eram em devidas a
variações da densidade do produto. Poderiam haver falhas na adição dos insu-
mos que conferem esta característica no produto final.
II – Diante dos recursos financeiros limitados, na impossibilidade de adquirir um
viscosímetro rotacional para averiguar a viscosidade, o Engenheiro pensou em
um procedimento simples: comprou uma proveta de vidro de 1L e uma bola de
aço de pequeno diâmetro. Ele enchia a proveta com o produto a ser testado e
soltava a bola de aço na interface do líquido. Ao soltar a bola de aço ele crono-
metrava o tempo de caída. Se o produto tinha sempre a mesma viscosidade o
tempo de caída era aproximadamente o mesmo. Contudo, se o tempo de caída
fosse menor, isso era um indicativo de que a viscosidade era menor, e este lote
deveria ser bloqueado.
III – Uma medida eficaz tomada pelo Engenheiro foi a criação de procedimentos
operacionais padrão e check-lists para garantir que fossem adicionados sempre
a mesma quantidade de insumos, para que o produto produzido apresentasse
sempre as mesmas características.
152
IV – Não há nenhuma forma alternativa e que não exija grandes investimentos
para checar a viscosidade dos produtos produzidos.
Com base nas assertivas apresentadas, assinale a alternativa correta.
a. Apenas I e II estão corretas.
b. Apenas II e III estão corretas.
c. Apenas II está correta.
d. Apenas III e IV estão corretas.
e. Apenas II, III e IV estão corretas.
Material Complementar
MATERIAL COMPLEMENTAR
Química: A Ciência Central
THEODORE L. BROWN, EUGENE H. LEMAY, BRUCE E.BURSTEN E JULIA
R. BURDGE
Editora: Person Prentice Hall
Sinopse: O livro apresenta uma nova maneira de se aprender química,
que desmistifica o tema ao aproximá-lo da realidade do dia a dia e ao
oferecer ferramentas de aplicação eficientes. Essa forma de tratar a disciplina também se reflete na
linguagem objetiva, nas diversas seções que permeiam o texto e abordam o assunto sob um ponto
de vista prático - como ‘A química no trabalho’ e ‘A química e a vida’ - e na estratégia de resolução de
problemas em etapas, nas seções ‘Como fazer’ e ‘Pratique’.
A didática do texto e complementada pelo site exclusivo que acompanha a obra, trazendo recursos
como filmes, modelos 3-D e animações (em inglês).
Uma mente brilhante.
John Nash (Russell Crowe) é um gênio da matemática que, aos 21
anos, formulou um teorema que provou sua genialidade e o tornou
aclamado no meio onde atuava. Mas aos poucos o belo e arrogante
Nash se transforma em um sofrido e atormentado homem, que
chega até mesmo a ser diagnosticado como esquizofrênico pelos
médicos que o tratam. Porém, após anos de luta para se recuperar, ele consegue retornar a
sociedade e acaba sendo premiado com o Nobel.
MATERIAL COMPLEMENTAR
Aqui temos um link muito interessante de um vídeo disponível na internet em que o autor
demonstra o significado físico da densidade, algumas aplicações, a forma de se estimar.
Acesse: < www.youtube.com/watch?v=TSNWj1XQB4g >.
Neste link é demonstrado o uso do picnômetro para a determinação experimental da densidade.
Acesse: < https://www.youtube.com/watch?v=rHvu8xXwxgc>.
Neste link é explicado, de forma sucinta, o que é a viscosidade e são demonstrados alguns
aparelhos que permitem estimar esta propriedade.
Acesse: < https://www.youtube.com/watch?v=sYjghwPXeiM>.
REFERÊNCIAS
155
BIRD, R. B.; STEWART, W. E.; LIGHTFOOT, E. N. Fenômenos de Transporte, 2. ed. Rio
de Janeiro: LTC, 2004.
CRC - Handbook of Chemistry and Physics. (Ed. Robert C. Weast). 58. ed. Cleve-
land: CRC Press, 1977-1978.
CHUI, Q. S. H.; ZUCHHINI, R.R.; LICHTIG, J. Qualidade de medições em química analítica.
Estudo de caso: determinaçãode cádmio por espectrofotometria de absorção atô-
mica com chama. In: Química nova, v. 24, n. 3, mai./jun. 2001. Disponível em: <http://
www.scielo.br/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0100-40422001000300014>.
Acesso em: 18 mai. 2017.
FONSECA, M. G.; BRASILINO, M. G. A. Química básica experimental.
Universidade Federal da Paraíba. João Pessoa, 2007.
MARTINS, G. A. V. et al. Laboratório de química geral experimental.
Universidade de Brasília. Brasília, 2013.
POLING, B. E.; PRAUSNITZ, J. M.; O’CONNELL, J. P. The properties of gases and li-
quids, 5th ed., New York, McGraw-Hill, 2001.
REFERÊNCIAS ON-LINE
1Em <http://www.jandquimica.com.br/net/cinetica/imagens/pic_s_term_g.gif>
Acesso em: 19 jan. 2017.
2Em <http://www.salcas.com.br/viscosimetro-tipo-copo-ford-salcas>
Acesso em: 19 jan. 2017.
3Em <http://www.labstore.com.br/products/Viscos%C3%ADmetro-Rotacional-S%-
C3%A9rie-PREMIUM-%252d-FUNGILAB.html>
Acesso em: 19 jan. 2017.
GABARITO
1.
Primeiramente devemos achar o volume da mala em cm3.
V = 20 dm3 = 20 L = 20.000 cm3
Usando a fórmula da densidade (d = m/V), encontramos a massa de cada metal:
d = m/V m = d . V
Alumínio Zinco Prata
m = 2,7 . 20 000 m = 7,1 . 20 000 m = 10,5. 20 000
m = 54 000 g m = 142 000 g m = 210 000 g
m = 54 kg m = 142 kg m = 210 kg
Chumbo Ouro
m = 11,4 . 20 000 m = 19,4 . 20 000
m = 228 000 g m = 388 000g
m = 228 kg m = 388 kg
Visto que o indivíduo só poderia correr com um peso menor que 70 kg, temos,
então, que o metal mais adequado seria o Alumínio.
2. a
a. Correto. O óleo é menos denso que a água, por isso, suas gotículas ficam
acima da superfície da água.
b. Incorreto. A massa de cada um é encontrada por meio da fórmula da densi-
dade. (dágua = 1,0 g/cm
3, detanol = 0,79 g/cm
3):
d = m/V m = d . V
mágua = d . V metanol = d . V
mágua = 1,0 . 500 metanol = 0,79. 50
mágua = 500 g metanol = 39,5 g
Veja que a massa da água, no sistema, não é 10 vezes maior que a de etanol.
c. Incorreto. A densidade do etanol é menor que a do óleo, por isso, o óleo
afunda em relação ao etanol.
d. Incorreto. A densidade da água é maior que a do etanol porque ela afunda
em relação a ele.
e. Incorreto.
157
GABARITO
3. c.
I) Incorreta. Visto que a densidade da água é menor que a do leite, a sua adição ao
leite deve diminuir a densidade.
II) Correta. A densidade será maior porque a gordura tem menor densidade entre as
substâncias do leite, e a sua retirada implica o aumento da porcentagem das subs-
tâncias mais densas, aumentando a densidade do leite que sobrou.
III) Incorreta. Visto que a densidade da gordura do leite é menor que a densidade do
leite, um leite que tiver mais gordura terá menor densidade.
IV) Incorreta. Visto que a densidade da água oxigenada é maior que a do leite, a sua
adição ao leite deve aumentar a densidade.
4. d.
I – Incorreta. A viscosidade sofre bastante interferência da temperatura. O aqueci-
mento de um líquido faz com que diminua as forças de interação entre as moléculas
e, desta forma, estas tendem a ficar mais livres e o fluido torna-se menos viscoso.
II – Incorreta. Para compostos líquidos a viscosidade sofre pouca influência pela va-
riação da pressão. Para compostos líquidos as moléculas já estão muito próximas
umas das outras, e variações de pressão pequenas ou moderadas não são suficien-
tes para aproximar ainda mais as moléculas.
III – Correta. O aumento da temperatura tende a reduzir a força com que as molé-
culas estão interligadas, deixando-as mais soltas, contribuindo para a redução da
viscosidade.
IV – Correta. A glicerina é mais viscosa e se mistura com a água. A mistura resultante
fica com uma viscosidade maior.
5. b
I – Incorreta. O Engenheiro percebeu que as reclamações dos clientes eram em de-
vidas a variações da viscosidade do produto.
II – Correta. Ao se soltar objetos em produtos mais viscosos, estes objetos deman-
darão um maior tempo para chegar ao fundo do recipiente quando comparado a
outros produtos com menor viscosidade. O Engenheiro não conseguirá determinar
um valor exato para a viscosidade, mas conseguirá comparar a viscosidade entre as
produções e chegar em um valor ideal.
III – Correta. Uma medida eficaz tomada pelo Engenheiro foi a criação de proce-
dimentos operacionais padrão e check-lists para garantir que fossem adicionados
sempre a mesma quantidade de insumos, para que o produto produzido apresen-
tasse sempre as mesmas características.
IV – Incorreta. O Engenheiro poderia inclusive utilizar a viscosidade relativa, cuja
determinação experimental é simplificada.
U
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ID
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D
E IV
Professor Me. Thiago Baldasso de Godoi
TRANSFORMAÇÕES E
TÉCNICAS DE SEPARAÇÃO
Objetivos de Aprendizagem
■ Apresentar os conceitos transformações físicas.
■ Apresentar os conceitos transformações químicas.
■ Verificar a forma de representar as transformações químicas.
■ Entender os conceitos de solubilidade.
■ Verificar os conceitos de misturas homogêneas e heterogêneas.
■ Aprender as principais técnicas de separação de misturas.
Plano de Estudo
A seguir, apresentam-se os tópicos que você estudará nesta unidade:
■ Transformações da matéria
■ Prática 1: variação do ponto de ebulição de uma substância pura e
mistura
■ Equações químicas
■ Misturas e técnicas de separação
■ Prática 2: precipitação do carbonato de cálcio
■ Prática 3: extração do capim citronela
INTRODUÇÃO
Olá aluno(a)! Na unidade anterior verificamos importantes propriedades dos
compostos químicos. Falamos sobre a densidade, viscosidade, entre outros con-
ceitos. Enfatizamos aqui que os conteúdos não são desconexos. Nessa unidade,
por exemplo, vamos verificar diversas técnicas de separação de misturas, que
empregam essa propriedade da densidade no seu princípio de separação. Por
isso, é importante estarmos conectados a todo o conteúdo!
A partir de então iremos começar a ver como a matéria pode se transformar.
Veremos que ela pode sofrer mudanças chamadas de físicas, que não alteram
sua estrutura. Verificaremos também as mudanças químicas, que formam novos
compostos. As transformações químicas são de grande interesse para a indústria
de transformação, pois nos permite produzir compostos de interesse comercial,
farmacêutico, entre outros. Veremos também que as transformações químicas
são regidas por reações, que nos permitem estimar a quantidade de reagentes for-
mados e produtos originados. Verificaremos que, em diversas circunstâncias, as
transformações químicas não formam um único produto, mas uma mistura de
compostos de interesse misturados com outros que não são desejados. E deste
impasse nos surgirá a necessidade do conhecimento dos processos de separa-
ção, que se utilizam das propriedades da matéria, tais como densidade, ponto
de ebulição, solubilidade, para separar o produto que é de interesse daqueles
subprodutos da reação.
Iremos exemplificar estes conteúdos de forma prática, por meio de experiên-
cias que nos permitirão vislumbrar estes conceitos. Serão experiências simples,
mas que demonstram como é o uso dos diversos equipamentos disponíveis no
laboratório. É importante salientar que não sairemos especialistas no uso de
equipamentos do laboratório, mas teremos todas as bases necessárias para apro-
fundarmos estes conceitos quando for necessário.
Vamos lá?!
Introdução
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IVU N I D A D E162
TRANSFORMAÇÕES DA MATÉRIA
Tudo que está em nossa voltase encontra em constante transformação. Em
nosso corpo, ocorrem diversas reações enquanto respiramos e nos alimenta-
mos, que geram a energia necessária para a manutenção da vida. Em algumas
transformações, apenas a forma ou o estado como estão agregados à matéria
sofrem alterações. Podemos mencionar as mudanças de estado físico, por exem-
plo, sólido para líquido ou líquido para gás. Quanto às mudanças no estado de
agregação da matéria (FELDER E ROUSSEAU, 2008), podemos citar a disso-
lução de açúcar na água. O açúcar, inicialmente agregado, se dispersa na água,
mas não ocorre a formação de nenhum outro composto: ainda temos açúcar e
água. Os casos apresentados tratam de transformações físicas, ou seja, não há
a ocorrência de reações químicas nem a formação de novos produtos. Já nas
transformações químicas há a produção de um novo material, com caracterís-
ticas diferentes do material inicial.
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TRANSFORMAÇÕES FÍSICAS
Nas transformações físicas, conforme mencionado, não há a formação de novos
compostos, apenas um rearranjo da matéria ali presente. As substâncias conti-
nuam a ser as mesmas, não há alteração na constituição atômica, porém, poderão
estar mais divididas (USBERCO E SALVADOR, 1996).
Exemplos de transformações físicas: derretimento de gelo, evaporação da
água, dissolução do açúcar em água, um papel que se rasga.
Dentro das transformações físicas, podemos destacar as mudanças de estado
físico. A matéria se transforma pelo fornecimento de energia ou retirada dela
entre os estados sólido, líquido e gasoso.
A figura a seguir define cada uma das transformações:
Sólido Líquido
Sublimação
Ressublimação
Fusão Vaporização
Solidi�cação Liquefação
Transformações exotérmicas
Transoformações endotérmicas
Gasoso
Figura 1 - Transformações de estado físico
Fonte: o autor.
TRANSFORMAÇÕES E TÉCNICAS DE SEPARAÇÃO
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IVU N I D A D E164
Caro(a) alunos(a), não nos cabe, neste ponto, definir cada uma destas mudanças,
pois tratam-se de conteúdo básicos. Porém, é importante ressaltar que no caso
da fusão, vaporização e sublimação, temos transformações físicas endotérmicas,
ou seja, fornecemos calor para promover a mudança de fase. É o que observamos
ao aquecer a água em um fogão, fornecemos calor e após algum tempo a água
chega em seu ponto de ebulição. Já a liquefação, solidificação e ressublimação,
tratam-se de transformações físicas exotérmicas, ou seja, libera-se calor para o
meio ambiente. Observamos tal fato por exemplo ao se aproximar de uma cha-
leira com água fervente. Percebemos que próximo a chaleira o calor está sendo
liberado, e sentimos a presença do calor.
O ponto de fusão (temperatura em que o estado sólido transforma-se para
líquido), de ebulição (temperatura em que o estado líquido transforma-se para o
estado gasoso) são muito importantes dentro das transformações físicas (em que
não há a formação de novas substâncias). Isso se deve ao fato destes pontos pos-
suírem valores constantes de temperatura para as substâncias que são puras e um
intervalo de temperatura para misturas. Ora, se sabemos que a água, em condi-
ções normais de temperatura e pressão, congela em 0°C e evapora em 100°C, temos
uma característica que nos auxilia na identificação desta substância. Ou seja, se
temos um composto desconhecido, e ao testar seu ponto de fusão, encontrarmos
um valor de 0°C, temos fortes evidências de que tal composto se trata da água pura.
A figura a seguir ilustra esta situação para água pura:
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Temperatura (ºC)
Fusão
Vaporização
Figura - Ponto fusão e ebulição água pura
Fonte: Aulas de Física e Química ([2017], on-line)1.
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Podemos observar que, com o passar do tempo, a temperatura do gelo vai aumen-
tando. No tempo de 10 minutos, atinge-se o ponto de fusão da água, e por 3
minutos esta temperatura permanece a mesma, até que todo o gelo se trans-
forma em água líquida. Tal fato também é observado na mudança do estado
líquido para gasoso.
Para misturas, o comportamento é um pouco diferente. Na mudança de fase
não temos uma linha horizontal, como da água pura, mas uma curva com uma
certa inclinação, indicando uma faixa de temperatura. Podemos constatar este
fato na figura a seguir:
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Temperatura (ºC)
Fusão
Vaporização
Figura 3 - Ponto fusão e ebulição para uma mistura líquida.
Fonte: Aulas de Física e Química ([2017], on-line)1.
Mesmo para misturas, ainda assim percebemos um intervalo de temperatura
característico. Logo, esta propriedade é uma importante característica para
identificarmos as substâncias. Ou seja, para uma mistura que contém a mesma
composição, os pontos de fusão e ebulição tendem a ser os mesmos nas mes-
mas condições de temperatura e pressão. Mas por que nas mesmas condições
de temperatura e pressão? Como já mencionamos na unidade anterior, as forças
intermoleculares (que unem as moléculas) sofrem alterações em sua magnitude
com as variações de temperatura e pressão, e interferem diretamente nesta pro-
priedade de ponto de fusão e ebulição.
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Uma importante aplicação desta propriedade física está na análise da recep-
ção de leites em laticínios. Esta análise é chamada de crioscopia, e em linhas
gerais, trata-se da avaliação do ponto de congelamento do leite “in natura”. Se o
leite a ser analisado tiver sempre uma composição parecida, ele terá um intervalo
de congelamento (solidificação) próximo. Contudo, se este leite for adulterado,
é provável que o ponto de congelamento também seja diferente, indicando a
existência de fraudes. Neste ponto, é importante salientarmos que a análise de
crioscopia não é exclusiva, e sim um indício. São necessários uma série de outras
análises para certificar uma fraude.
Até então aluno(a), mencionamos as transformações físicas, ou seja, mudança
no estado da matéria que não altera o composto químico, ou seja, não há a for-
mação de novas substâncias. Voltando na Figura 1, das transformações sólidas,
líquidas, gasosas, mencionamos as transformações endotérmicas (que absorvem
calor) e exotérmicas (que liberam calor). Este nome não é exclusivo para trans-
formações físicas. Ocorrem, também, em transformações químicas. Ou seja, as
reações químicas, que produzem novas substâncias, também podem absorver
ou liberar calor. Um exemplo desta transformação química é quando se adi-
ciona água à cal (utilizado na construção civil). Observamos o desprendimento
de calor, ou seja, a reação química ocorreu e liberou calor para o meio, assim
como demonstrado na equação química a seguir:
CaO+H2O → CaOH2 + 63,7 KJ/mol
Nessa equação temos uma reação química exotérmica, que libera calor. Existem
outras que necessitam absorver calor para que ocorram.
TRANSFORMAÇÕES QUÍMICAS
As transformações químicas ocorrem quando há formação de novas substân-
cias, ou seja, substâncias com propriedades diferentes das substâncias iniciais
(LENZI et al., 2012). Para exemplificar este tipo de transformação, vamos citar
alguns exemplosde nosso cotidiano:
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■ Acender um fósforo.
■ Quando o ferro enferruja.
■ Adicionar um comprimido efervescente na água.
■ A fotossíntese realizada pelas plantas.
■ Nossa respiração.
■ O amadurecimento de uma fruta.
O que acontece ao aproximarmos um fósforo aceso de um recipiente com álcool
(etanol)? O álcool começara a queimar. E essa queima, trata-se de uma reação
química, pois ocorre uma alteração na molécula do álcool, que ao entrar em
contato com o oxigênio presente no ar, se converte em gás carbônico e água,
liberando energia para o meio ambiente (reação exotérmica).
C2H6O + 302 → 2CO2 + H2O
A ocorrência de trans-
formações químicas, ou
reações químicas, pode ser
visualizada muitas vezes
(não obrigatoriamente)
pela mudança da cor, pela
liberação de um gás, pela
formação de um precipi-
tado (composto insolúvel),
pelo aparecimento de um
odor, pelo desprendimento
ou absorção do calor, entre
outros (KOTZ e TREICHEL, 2005).
Como mencionamos, em alguns casos, estas características visuais ou senso-
riais não são perceptíveis, como ocorre, por exemplo, quando misturamos ácido
clorídrico com hidróxido de sódio. Em seu estado inicial, ambas as substâncias são
incolores. Após a mistura, o líquido resultante ainda é incolor, e, aparentemente,
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IVU N I D A D E168
não houve nenhuma alteração. Contudo, não percebemos uma alteração visual,
mas foram produzidas novas substâncias com diferentes propriedades das subs-
tâncias iniciais. Por isso é importante conhecermos os conceitos da química
geral inorgânica, que nos permite saber quando ocorrem as reações químicas.
HCl + NaOH → NaCl + H2O
Toda a transformação química constitui-se necessariamente de uma reação quí-
mica. Como já é de conhecimento, os compostos presentes no início da reação
são chamadas de reagentes, e os que se formam após as reações químicas, de
produtos.
Muitas vezes, para a ocorrência de uma reação química, é necessária uma
condição externa para desencadear a reação. A seguir temos algumas das prin-
cipais condições:
CALOR OU TEMPERATURA
Muitas reações químicas só ocorrem quando há uma fonte de calor. A reação,
já citada, da combustão do etanol na presença do oxigênio é um exemplo deste
tipo de reação. Essa reação ocorre no interior de nosso automóvel, de forma bem
simplória, o combustível sofre uma transformação química, impulsionada pelo
fornecimento de energia, se transformando em gases que movimentam os pis-
tões, capazes de movimentar o carro. Essa reação é exotérmica, pois absorve calor.
Há casos em que temos um único composto, que devido à presença de calor, se
decompõe em outras substâncias. Esse é o caso da termólise ou decomposição
térmica. Um exemplo da termólise está na decomposição térmica do carbonato
de cálcio, produzindo óxido de cálcio e gás carbônico, conforme a equação
química abaixo:
CaCO3 → CaO + CO2
A temperatura aproximada para esta decomposição é de 800°C.
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CORRENTE ELÉTRICA
Algumas transformações químicas só ocorrem na presença de uma corrente
elétrica. Este processo é chamado de eletrólise. O processo de eletrólise é uma
reação de oxirredução. Trata-se de uma reação não espontânea, que ocorre ape-
nas na presença da corrente elétrica.
Esta técnica é muito empregada, por exemplo, na proteção de superfícies
metálicas, sendo conhecida como proteção catódica, que em diversos casos, pro-
tege a superfície contra a corrosão.
AÇÃO DA LUZ
Um exemplo clássico de transformação química por ação da luz está na fotos-
síntese, em que a água e o dióxido de carbono são transformados em oxigênio
e glicose.
Exemplo 1: (UFPE) Em quais das passagens a seguir está ocorrendo trans-
formação química?
1. “ O reflexo da luz nas águas onduladas pelos ventos lembrava-lhe os cabe-
los de seu amado”.
2. “ A chama da vela confundia-se com o brilho nos seus olhos”.
3. “Desolado, observava o gelo derretendo em seu copo e ironicamente
comparava-o ao seu coração”.
4. “Com o passar dos tempos começou a sentir-se como a velha tesoura
enferrujando no fundo da gaveta”.
Estão corretas apenas:
a. 1 e 2.
b. 2 e 3.
c. 3 e 4.
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d. 2 e 4.
e. 1 e 3.
Nas citações 1 e 3 estão representadas transformações físicas, como refração da
luz e mudanças de estado físico, respectivamente.
A citação 2 faz referência à chama de uma vela, em que há uma reação quí-
mica chamada combustão. Já na citação 4, a tesoura enferrujada, representa um
processo de oxidação, uma transformação química.
Como gabarito obtemos então a alternativa D.
Como já foi mencionado, as transformações químicas são regidas por equa-
ções químicas, que caracterizam as substâncias envolvidas na formação de novos
compostos e permitem estimar a quantidade de reagentes necessários para produ-
zir uma determinada quantidade de produto, objetivos de nosso próximo tópico.
PRÁTICA 1: VARIAÇÃO DO PONTO DE EBULIÇÃO DE
UMA SUBSTÂNCIA PURA E MISTURA
OBJETIVOS DA PRÁTICA
Verificar, experimentalmente, a variação no ponto de ebulição de uma substân-
cia pura e de uma mistura composta desta mesma substância.
Prática 1: Variação do Ponto de Ebulição de uma Substância Pura e Mistura
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PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL
Materiais
■ Tripé (suporte aquecimento).
■ Tela amianto.
■ Béquer.
■ Termômetro de mercúrio.
■ Água destilada.
■ Cloreto de Sódio.
■ Bico de Bunsen.
Procedimentos
■ Deposite uma certa quantidade de água destilada em um béquer de um
volume qualquer.
■ Prepare o sistema de aquecimento (tripé, tela de amianto, bico de Bunsen).
■ Coloque sobre o sistema de aquecimento o béquer contendo água desti-
lada, inicie o aquecimento.
■ Observe atentamente o momento em que a água entra em ebulição. Registre
a temperatura e a pressão ambiente.
■ Em um outro béquer, adicione água destilada e uma certa quantidade de
cloreto de sódio (NaCl).
■ Repita o procedimento anterior.
■ Registre os dados na Tabela 1.
Pressão atmosférica: ________________
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Tabela 1 – Dados experimentais obtidos para determinação do ponto de ebulição da água destilada e água
destilada com cloreto de sódio
Amostra Temperatura (°C)
Água destilada
Água destilada + Clore-
to de Sódio
Fonte: o autor.
CONCLUSÕES
Qual a conclusão que se chega sobre o ponto de ebulição de substâncias puras
e misturas?
______________________________________________________________
______________________________________________________________
______________________________________________________________
______________________________________________________________
Qual a importância desta análise no contexto de uma indústria de transforma-
ção química?
______________________________________________________________________________________________________________________________
_______________________________________________________________
_______________________________________________________________
Por que o experimento realizado trata-se de uma transformação física?
______________________________________________________________
______________________________________________________________
______________________________________________________________
______________________________________________________________
Equações Químicas
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EQUAÇÕES QUÍMICAS
As equações químicas nada mais são do que uma maneira simbólica de se
representar uma transformação química pelo uso de símbolos e fórmulas. Essa
representação só é considerada correta se estiver corretamente balanceada
(BROWN, LEMAY e BURSTEN, 2005).
Um exemplo de reação química muito presente em nosso dia a dia é a com-
bustão do etanol. Essa reação ocorre em nossos carros para a produção de energia
de movimento. A equação pode ser representada conforme abaixo:
C₂H₅OH(l) + 3 O₂ → 2 CO₂(g) + 3 H₂O(l)
Conforme já foi mencionado, os termos do lado esquerdo tratam-se dos reagen-
tes, e os do lado direito, os produtos. Os números que multiplicam os símbolos
podem indicar o número de entidades: átomos, moléculas, mols, e são chama-
dos de coeficientes estequiométricos.
As letras entre parênteses representam o estado físico dos compostos: sólido,
líquido ou gasoso. Em diversos casos, os reagentes ou produtos estão dissolvi-
dos em água, tratam-se de soluções, e podem vir com o subíndice “(aq)”, que
denota que está em meio aquoso.
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As equações químicas, quando estão corretamente balanceadas, seguem a lei
da Conservação das Massas ou de Lavoisier, que diz: “Numa reação química que
ocorre num sistema fechado, a massa total antes da reação é igual à massa total
após a reação” (HIMMELBLAU, 1996).
Em alguns sistemas químicos, os produtos formados reagem entre si e for-
mam novamente o produto, ou seja, a reação é regida no sentido inverso. Este
processo ocorre até que as quantidades de reagentes e produtos permaneçam
constantes, ou seja, quando é atingido um estado de equilíbrio químico (ABREU;
SILVA, 2016). A representação deste tipo de reação é dado conforme a equação
química a seguir:
N2(g) + 3H2(g) 2 NH3(g)
Essa é uma equação que representa a produção da amônia (NH3) a partir dos
gases nitrogênio e hidrogênio. Parte da amônia produzida se decompõe nova-
mente nos gases nitrogênio e hidrogênio, estabelecendo um equilíbrio. Diz-se
que nesse caso, essa reação de produção de amônia não tem um rendimento de
100%, pois ainda sobrou reagente após o final da reação.
BALANCEAMENTO DE REAÇÕES QUÍMICAS
O balanceamento das reações químicas é necessário para que a representa-
ção respeite a lei de Lavoisier de Conservação das Massas. O procedimento de
balancear uma equação química tem por finalidade garantir que o número de
átomos de um determinado elemento químico, antes da reação, seja o mesmo
que o número de átomos após a reação.
Há diversas maneiras para se balancear as reações químicas. As duas for-
mas principais são a “tentativa e erro” e por meio do método de “oxirredução”.
Entende-se neste curso que esse conceito já é de conhecimento de todos.
Exemplo 2: as reações de combustão envolvem a presença de gás oxigênio,
chamado de comburente, e um combustível que é queimado. Em nosso cotidiano
utilizamos, diariamente, desse tipo de reação, ao preparar alimentos utilizando
Equações Químicas
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o gás de cozinha. Na combustão do composto orgânico, como por exemplo o
metano (CH4), a reação completa sempre produz gás carbônico (CO2) e água
(H2O). A seguir, temos a equação química que representa a reação de combus-
tão completa do gás metano:
CH4(g) + O2(g) → CO2(g) + H2O(v)
Indique a alternativa que traz os menores coeficientes que deixando essa equa-
ção de acordo com a lei de Lavoisier.
a. 1, ½, ½, 1
b. 1, 2, 1, 4
c. 2, 1, 1, 2
d. 1, 2, 1, 2
e. 13, 13/2, 13/2, 6
Resposta: para resolver esse problema, podemos utilizar o método da tentativa
e erro. Se temos um átomo de carbono do lado direito, devemos ter 1 átomo de
carbono no lado esquerdo. Assim, colocamos na frente do CH4 e do CO2 o coe-
ficiente 1.
Se temos 4 hidrogênios nos reagentes, temos que ter 4 hidrogênios nos pro-
dutos. Para tanto, temos que inserir na frente da molécula de H2O o coeficiente 2.
Se temos 4 átomos de oxigênio nos produtos, devemos ter 4 do lado dos rea-
gentes, assim, o coeficiente do O2 é 2.
A resposta correta é a letra D.
1 CH4(g) + 2 O2(g) → 1 CO2(g) + 2 H2O(v)
Muitas das vezes, principalmente em processos industriais, um dos produtos
formados nas reações químicas é insolúvel, devido a uma baixa solubilidade do
composto presente no meio reacional, formando nestes casos uma mistura hete-
rogênea. Para comercialização do produto de interesse, deseja-se separar essa
TRANSFORMAÇÕES E TÉCNICAS DE SEPARAÇÃO
Reprodução proibida. A
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IVU N I D A D E176
mistura fazendo o uso de técnicas de separação (HIMMELBLAU, 1996), que é
possível devido à diferença de densidade, solubilidade, ou devido a outros fato-
res, objetivos do próximo tópico.
MISTURAS E TÉCNICAS DE SEPARAÇÃO
Conforme mencionado, em diversos processos industriais, uns dos produtos da
reação química é insolúvel e forma uma mistura heterogênea. Isso é verificado, por
exemplo, na produção de queijos. As micelas protetoras da proteína do leite são
desestabilizadas pela ação da cultura láctica (cultura bacteriana) e ficam expos-
tas ao meio reacional. Estas possuem uma carga parcial negativa, se ligam com
o cátion Cálcio (Ca2+) para atingir a estabilidade, formando um coágulo insolú-
vel (queijo) em uma mistura heterogênea com o soro do leite. O coágulo, mais
denso, se precipita no fundo do tanque reacional. Em seguida, são empregadas
técnicas de separação para separar a mistura (coágulo e soro de leite).
Figura 4 – Separação do soro do leite
Misturas e Técnicas de Separação
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Antes de estudar os conceitos das principais técnicas de separação emprega-
das, é necessário estudar mais uma propriedade das substâncias, a solubilidade.
SOLUBILIDADE, MISTURAS HOMOGÊNEAS E HETEROGÊNEAS
As forças intermoleculares são de grande importância para explicar a solubili-
dade, pois estão intimamente ligadas às forças atrativas e repulsivas existentes
entre as moléculas. Vamos tomar um exemplo que irá deixar muito claro esse
conceito. Imagine que temos dois imãs, que representam dois líquidos quaisquer.
Se esses dois imãs forem aproximados por extremidades que têm cargas iguais,
eles irão se repelir, portanto, não irão se “misturar”. Contudo, se aproximarmos
as faces com cargas diferentes (positiva e negativa), os imãs tenderão a se juntar
e misturar. Aluno(a), é claro que se trata de um exemplo ilustrativo, imãs não
formam misturas. Este foi apenas um exemplo que ilustra o que ocorre em nível
microscópico: em geral, um composto é solúvel em outro quandoexistem forças
tais que permitem que suas moléculas fiquem próximas umas das outras. Caso
contrário, os compostos são insolúveis e não se misturam. Em linhas gerais, este
conceito é válido para quando misturamos líquidos com líquidos ou quando dis-
solvemos sólidos em líquidos.
Em outras palavras, a energia necessária para compensar as energias de rede
cristalina (quando dissolvemos um sólido em um líquido) e das atrações inter-
moleculares é proveniente da formação de novas forças atrativas entre o soluto
e o solvente. Ou seja, as forças atrativas originadas por essa mistura devem ser
maiores que a força necessária para desfazer a rede cristalina de sólidos e as for-
ças intermoleculares do líquido puro. Quando isso acontece a mistura ocorre.
Uma regra prática para prever a solubilidade é “semelhante dissolve seme-
lhante”. Dessa forma, compostos iônicos e compostos polares (que possuem
cargas parciais) tendem a se dissolver em compostos polares. Misturas de líquidos
polares tendem a se misturar, ou seja, são miscíveis entre si. Os sólidos apolares
(sem cargas parciais) são em geral, solúveis em solventes apolares. Os líquidos
apolares são miscíveis entre si.
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IVU N I D A D E178
Para exemplificar os conceitos de polar e apolar, tomemos como exemplo
a molécula de água (H2O). Ela é polar pelo fato de que há um compartilhamento
desigual dos elétrons entre o átomo oxigênio e os átomos de hidrogênio. Isso
ocorre porque os elétrons se concentram mais sobre átomo de oxigênio, pois esse
é muito mais eletronegativo do que os de hidrogênio, como pode ser verificado
na Figura abaixo. Outro exemplo é o metano (CH4, componente do gás de cozi-
nha), que é considerado apolar porque o carbono compartilha os elétrons quase
uniformemente com os hidrogênios, uma vez que a diferença de eletronegativi-
dade é pouca, conforme demonstra a Figura 6. A polaridade, além de interferir
na solubilidade, influi também na tensão superficial, ponto de fusão e ponto de
ebulição, entre outros.
Figura 5 – Representação da molécula da água
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Figura 6 – Representação da molécula do metano
Como identificar os compostos polares e apolares? Qual o conceito de ele-
tronegatividade? Como a polaridade afeta os pontos de fusão e ebulição?
Caro(a) aluno(a), temos aqui conceitos que são básicos para o entendimento
da química. São conteúdos que temos visto desde o ensino médio. É impor-
tante frisarmos que o processo de conhecimento é um processo constante
e cumulativo. No ensino fundamental, fomos apresentados às equações de
soma, subtração, divisão, multiplicação, fatoração. Desde então, utilizamos
estes conceitos em outras disciplinas (cálculo, física, geometria analítica)
sem a necessidade de relembrar como é feita uma divisão. Na química, físi-
ca, ciências o conhecimento também é constante e deve ser cumulativo! Os
conteúdos básicos formam as bases para novos conhecimentos. Assim, caso
haja dúvidas nos conceitos de polaridade (polar e apolar), eletronegativade,
é importante que você realize uma pesquisa para relembrar esses conceitos
em nossa disciplina! Temos nossa biblioteca virtual, que traz informações
confiáveis e relevantes. Aproveite!
Fonte: o autor.
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IVU N I D A D E180
Mesmo para compostos que se dissolvem um no outro, no caso da dissolução de
compostos sólidos em líquidos, há um ponto a partir do qual qualquer quanti-
dade a mais adicionada não é mais dissolvida, pois atingiu o limite de saturação
(FONSECA; BRASILINO, 2007). A partir deste ponto o composto se deposita
no fundo do recipiente, formando o corpo de fundo. Podemos observar tal fato
quando dissolvemos sal em água. Inicialmente verificamos que todo o sal se
dissolve na água. Quando uma quantidade de sal suficiente é adicionada, que
ultrapassa a curva de saturação, a água não consegue mais dissolver o sal adicio-
nado, este passa a se depositar no fundo do recipiente na forma sólida.
A curva de saturação é encontrada na literatura, para grande parte dos casos
práticos, e nos permite prever a quantidade de sólido que podemos adicionar
em um solvente de forma a conseguir dissolvê-lo por completo. Um exemplo de
curva de saturação é dado conforme a figura a seguir:
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120
100
80
60
40
20
Temperatura (ºC)20 40 60 80
Coe�ciente de solubilidade
(gramas de soluto/100g de água)
KNO3
K2CrO4
NaCl
Ce2(SO4)3
Figura 7 – Curva de solubilidade para alguns sais.
Fonte: Lima (2016, on-line)2.
Para fazer uso deste gráfico, verificamos no eixo “x” qual a temperatura que se
encontra o produto sólido, e “subimos” por uma linha vertical até atingir a curva
de solubilidade. Projetamos este ponto no eixo “y” e descobrimos a quantidade
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máxima de soluto que consegue ser dissolvida em 100 de água, formando uma
mistura homogênea.
Exemplo 3: você deseja dissolver nitrato de potássio (KNO3) em água, for-
mando uma mistura homogênea. Qual a quantidade máxima desse composto
pode ser dissolvido em 100 gramas de água para formar esta mistura?
Para resolver esse problema devemos consultar a curva de solubilidade acima.
No eixo “x”, na temperatura de 20°C, subimos com uma reta vertical até cruzar a
curva de solubilidade do nitrato de potássio. Na intersecção dessa linha marca-
mos um ponto. Então, projetamos este ponto no eixo “y” por meio de uma reta
horizontal, e dessa forma descobrimos o valor de 30 gramas. Ou seja, podemos
dissolver 30 gramas de nitrato de potássio em 100 gramas de água, formando
uma solução saturada e uma mistura homogênea.
Ainda no gráfico da curva de saturação, temos a identificação de algumas
regiões. Para os pontos abaixo da curva de saturação temos uma solução cha-
mada de insaturada e uma mistura homogênea. Essa região é chamada de
insaturada, pois ainda podemos adicionar o composto sólido na água permi-
tindo sua dissolução completa. Quando atingimos a curva de saturação temos
uma solução chamada de saturada. Nesse ponto, qualquer alteração no sistema
(agitação, mudança de temperatura, adição de mais sólido) pode formar os pri-
meiros cristais de sólido no fundo, o corpo de fundo. Pontos acima da curva
de saturação indicam que existe uma quantidade além de sólido que a água não
consegue mais dissolver. Ele se precipita no fundo, formando duas fases, carac-
terizando uma mistura heterogênea e a solução é chamada de supersaturada.
E se temos uma solução supersaturada, existe alguma forma de solubilizar
este composto depositado no fundo? A resposta é sim. Para a maiorias dos sais,
a solubilidade aumenta com o aumento da temperatura. Ou seja, podemos aque-
cer a mistura a fim de promover uma maior solubilização do sal.
Esse aumento de solubilidade é visualizado pelas curvas com inclinação cres-
cente na figura de solubilidade. Nessa curva podemos verificar que o sulfato de
Césio (Ce2(SO4)3) tem um comportamento diferente, ou seja, sua solubilidade
diminui com o aumento da temperatura. Contudo, para a maior parte dos casos
práticos a solubilidade aumenta com o aumento da temperatura.
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IVU N I D A D E182
TÉCNICAS DE SEPARAÇÃO DE MISTURAS
Considere a transformação química abaixo, dada pela seguinte reação:
A + B → C + D
Nesta transformação, há a formação dos produtos C e D. Contudo, se apenas o
produto C é o de interesse, como proceder para promover essa separação? Para
isso devemos utilizar das técnicas de separação. Essas técnicas nos permitem
separar componentes de misturas homogêneas e heterogêneas, utilizando-se das
transformações físicas e químicas.
Se são utilizadas transformações físicas, não há alteração da estrutura
das substâncias que ali estão presentes. Como exemplo, imaginemos um dos
processos do tratamento de água para consumo humano, que utiliza a água
de rios. Uma das técnicas iniciais consiste em grades ou peneiras que segre-
gam as sujidades. Em seguida, existem tanques de decantação que permitem
a sedimentação de parte da “terra” arrastada. Processos químicos podem ser
utilizados para acelerar o processo. No tratamento da água pode ser adicio-
nado agentes floculantes que se ligam à “terra” e à matéria orgânica dissolvida,
formando um composto insolúvel e mais denso que a água. Ainda no tanque
de decantação, esse composto, mais denso, formado, se deposita no fundo,
permitindo sua separação.
Alguns métodos, aplicados para a separação, são simples e comuns ao nosso
dia a dia, como a catação de feijão, antes de cozinhar, com a seleção dos grãos, ou
a separação das cascas de amendoins pelo processo de ventilação. No entanto, o
processo de separação de misturas pode ser muito complexo, envolvendo fenô-
menos da Engenharia, especialmente, pela sua grande aplicação para a indústria
de transformação.
Separação de misturas heterogêneas
O Engenheiro é um profissional que atua em diversas áreas, assim, é importante
obter o conhecimento do processo de separação sólido-sólido. Uma mistura que
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envolve dois sólidos pode ocorrer por exemplo, com o arroz e sua casca. Entre
os processos mencionados, citamos:
■ Catação: é um método rudimentar cuja separação pode ser feita manu-
almente com as mãos ou com uso de instrumentos como pinças, são
separados os componentes sólidos de interesse como: extração de pedras
preciosas, separação da sujidade do feijão, ervilhas entre outros.
■ Ventilação: separam-se a parte sólida (mais leve) pelo uso de uma cor-
rente de ar (ventilação).
■ Levigação: com a passagem de água corrente, o componente de menor
densidade é separado. Assim, o componente de maior densidade ouro
fica retido. Como exemplo podemos citar o processo de separação de
areia e ouro.
■ Separação magnética: processo utilizado em grande escala industrial,
realizado por um ímã para a separação de metais contaminantes. É muito
utilizado por empresas extrativistas de minério de ferro, indústrias de ali-
mentos, entre outras.
■ Dissolução fracionada: ocorre quando um componente sólido, presente
em uma mistura de dois sólidos, é dissolvido em um líquido. Esse processo
é conhecido como extração por solventes, usado quando um dos compo-
nentes apresenta solubilidade com o solvente utilizado. Um exemplo deste
caso está no processo de separação do sal da areia. O sal é dissolvido na
água e, por meio de uma filtração, utilizando um filtro, consegue separar
a areia, restando apenas a água e sal. Então, por meio de um processo de
destilação, em que a água é evaporada, sobra apenas o sal.
Ainda dentro do sistema de separação de misturas heterogêneas, iremos ver o
sistema de separação sólido-líquido.
■ Decantação: é quando a fase sólida, de maior densidade, se sedimenta,
ou seja, assenta-se no fundo do recipiente. Nas estações de tratamento
de água, após chuvas volumosas, a água coletada pode estar barrenta. É
então deixada em repouso para que seus sedimentos se assentem no fundo
do tanque. Esse processo é chamado de decantação, pois a fase de maior
densidade irá se separar das demais. Conforme foi mencionado, pode
ser ainda adicionado compostos floculantes, que se agregam às sujida-
des, tornando-as ainda mais densas, acelerando o processo de decantação.
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IVU N I D A D E184
Sedimentação Decantação
Sifonação
Figura 8 – Decantação
Fonte: adaptada de Fogaça ([2017], on-line)3.
■ Centrifugação: é utilizada a força centrípeta ou de rotação para acele-
rar o processo de decantação. Utilizada para misturas com diferenças
de densidade não tão significativas. O princípio dessa aplicação baseia-
-se na velocidade de rotação por minuto (RPM) do equipamento, que
faz com que as partículas de maior densidade sejam arremessadas para
o fundo do equipamento. Na indústria transformadora, essa aplicação é
muito útil em fecularias, onde o amido precisa ser separado dos demais
detritos e retirado da água, com o uso de centrífugas de alta rotação, em
poucos minutos se obtém um produto límpido e com ótimas caracterís-
ticas de qualidade. Outro exemplo está na indústria de laticínios. O leite
passa por centrífugas de alta rotação para separar a gordura presente no
leite. Este processo é chamado de padronização e a gordura é utilizada
como matéria-prima na produção de requeijão.
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Figura 9 – Centrifugação
■ Filtração e filtração a vácuo: utilizado para separar um componente sólido
de um líquido. A separação é feita por meio de um papel filtro, membrana
ou outro, que retém o sólido e permite a passagem do líquido. Na filtra-
ção a vácuo, no recipiente em que o líquido é armazenado, é promovido
uma condição próxima a de um vácuo, a fim de aumentar a velocidade
de sucção do líquido pelo meio filtrante, ou seja, aumentar a velocidade
do processo de separação.
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IVU N I D A D E186
Funil de
buchner
Mangueira
Bomba de
vácuo
Kitassato
Sucção
Figura 10 – Filtração a vácuo.
Fonte: adaptada de Dias ([2017], on-line)4.
Outra aplicação de grande importância para a indústria de transformação e/
ou de tratamentos residuais é a separação entre misturas líquidas heterogêneas
(líquido-líquido). Para este tipo de separação, destacamos a seguir:
■ Decantação: neste processo estão incluídos os líquidos imiscíveis (por
exemplo o óleo, lubrificantes, gorduras entre outros) por apresentarem
uma densidade diferenciada proporcionando a separação de fases. Nos
laboratórios, essa separação pode ser realizada por meio de funis de sepa-
ração ou funis de decantação. A separação dos compostos podem ser
realizadas a olho nu, assim, o líquido com menor densidade fica na parte
superior e o com maior densidade na parte inferior.
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Figura 11 – Funil de separação
Uma outra separação de misturas heterogéneas envolve misturas entre gases e
sólidos. Este processo é utilizado por indústrias cujo processo formando grande
quantidade de poeiras.
■ Decantadores: para retirar a poeira gerada durante o processo de indus-
trialização, comoem indústrias produtoras de cimento em pó, entre
outras, pode ser empregado o sistema de decantação. A poeira passa por
uma câmara, conforme apresentado na figura seguinte, em velocidade
suficientemente baixa, fazendo um “zigue-zague”.
Ar+poeira
Ar puro
Figura 12 – Decantador de poeiras.
Fonte: o autor.
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■ Filtração: é um processo simples e eficiente na separação dos gases e
sólidos formados ao longo de um processo industrial. Assim, o filtro uti-
lizado retém as partículas de poeiras, evitando contaminação do ambiente
e exposição na atmosfera.
Separação de misturas homogêneas
Uma mistura homogênea ocorre, por exemplo, no processo de produção do etanol.
Após a fermentação, em uma das etapas finais do processo, restam majoritaria-
mente dois compostos, a água e o etanol. Para comercialização e atendimento
aos padrões de qualidade deve-se purificar o etanol. Utiliza-se, por exemplo, o
processo de destilação, capaz de separar os componentes de uma mistura homo-
gênea, devido a diferenças existentes no ponto de ebulição da água e etanol.
As principais técnicas são destacadas a seguir:
■ Evaporação: processo em que a mistura é aquecida, a fim de promover a
evaporação do componente com menor ponto de ebulição. Esse processo
pode ser empregado, por exemplo, para separar uma mistura contendo
água e sal.
■ Destilação simples e fracionada: é um processo muito semelhante à
evaporação. A diferença está que no processo de evaporação, na desti-
lação simples, o líquido de menor ponto de ebulição é evaporado e fica
disperso na atmosfera, ou seja, não é recuperado. Já no processo de des-
tilação fracionada, existe um equipamento adicional, o condensador, que
promove a condensação do vapor formado, permitindo sua recuperação
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ou armazenamento. Assim, esse processo permite a separação da mis-
tura com a utilização do ponto de ebulição desde que os componentes
apresentem diferentes pontos de ebulição. É um processo amplamente
empregado na produção de cachaça, álcool combustível, entre outros.
Chapa de
aquecimento
Água e
acetona
Acetona líquida
Vapor de
acetona entra
no condensador
Figura 17 – Destilação fracionada.
Fonte: Dias ([2017], on-line)5.
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IVU N I D A D E190
■ Liquefação fracionada: trata-se da aplicação de um processo que envolve
a liquefação dos gases contidos na atmosfera. Assim, esse processo é
denominado de liquefação fracionária, pois ocorre a separação dos com-
ponentes gasosos. Esse processo é empregado para obter gases com altas
concentrações de nitrogênio, oxigênio, entre outros.
Produção do vinho artesanal
O termo destilação corresponde à separação das substâncias voláteis pre-
sentes no vinho, que inicialmente são transformadas em vapor por uma
corrente quente e, posteriormente, são condensadas e separadas com au-
xílio de uma corrente fria. A destilação artesanal de vinhos ocorre em duas
etapas, e se baseia na diferença entre o ponto de ebulição da água (100°C)
e do etanol (78,4°C). Na primeira destilação é concentrado o vinho em 30%
do seu volume inicial. A segunda destilação ocorre de forma lenta. Primei-
ramente é separado um produto chamado de “cabeça”, com graduação al-
coólica de 75°GL a 70°GL, formado, principalmente por compostos voláteis
de ponto de ebulição inferior ao álcool etílico. Em um segundo momento,
é retirado o “corpo” ou “coração” com graduação alcoólica de 70°GL a 40°GL,
formado por componentes com ponto de ebulição entre 78,4°C e 100°C,
sendo o produto mais importante, com maior proporção de álcool etílico e
menos impurezas. Por último, é retirado a “cauda”, formada por compostos
voláteis, cujo ponto de ebulição é superior a 100°C.
Fonte: Embrapa10. ([2017], on-line)6.
Você consegue imaginar aplicações dessa importante propriedade da lique-
fação em nosso dia a dia? Pesquise e reflita sobre a sua importância!
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Exemplo 4: as misturas podem ser classificadas como homogêneas e heterogê-
neas. Leia as afirmações a seguir e marque a alternativa que reúne as afirmações
corretas.
a. A mistura homogênea ocorre quando temos mais de dois componentes
e não é possível fazer a sua separação.
b. A mistura homogênea ocorre quando temos, apenas, um componente
sendo possível realizar sua separação.
c. A separação de uma mistura homogênea contendo água e sal pode ser
realizada por meio de um processo de filtração simples.
d. Uma mistura heterogênea, composta de sal e areia, pode ser separada
mediante um processo de levigação, e isso só é possível devido à dife-
rença na densidade destes dois compostos.
e. Dentre as propriedades que caracterizam as misturas, tanto homogêneas
quanto heterogêneas, pode-se destacar o ponto de fusão, ponto de ebuli-
ção, a densidade, a polaridade, entre outras.
Resposta: e)
Segue a justificativa das alternativas incorretas:
a. É possível separar os componentes de uma mistura homogênea.
b. Para ser mistura, necessariamente, devemos ter dois ou mais componentes.
c. Não, filtração é capaz de separar misturas heterogêneas.
d. Primeiro deve ser realizado uma dissolução, para dissolver o sal, então
deve ser realizado uma filtração, para separar a areia, e em seguida uma
evaporação, para recuperar o sal.
e. Correta.
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PRÁTICA 2: PRECIPITAÇÃO DO CARBONATO DE
CÁLCIO
INTRODUÇÃO
As águas utilizadas para consumo humano e, também, nos processos industriais,
possuem, entre os constituintes, o bicarbonato de cálcio (Ca(HCO3)2), um sal
solúvel em água. Na presença de calor esse composto se decompõe em carbonato
de cálcio (CaCO3), água (H2O) e dióxido de carbono (CO2). A reação química
que representa esta transformação é dada a seguir:
Ca(HCO3)2(aq)→CacO3(5)H2O(l)+CO2(g)
O carbonato de cálcio formado por essa reação de decomposição térmica (CaCO3)
tem baixíssima solubilidade em água, se precipita, formando o corpo de fundo.
Na indústria de transformação, hotéis, entre outros há um equipamento
chamado de caldeira, que fornece vapor superaquecido para movimentar equi-
pamentos industriais, gerar energia elétrica ou aquecer a água utilizada em outros
processos. O princípio de funcionamento desta caldeira consiste na queima de
um combustível para a geração de calor. O calor gerado é utilizado para evapo-
rar a água que passa por dentro desta caldeira, em pequenos tubos de metais e
gerar o vapor. A reação química descrita pode ser prejudicial para esse processo,
pois se houver precipitação deste composto pode gerar incrustações que reduzem
a área de troca térmica, diminuindo a eficiência do equipamento que necessita
de uma maior quantidade de combustível para realizar o processo. Em situações
mais graves a precipitação pode entupir estes tubos, a pressão pode aumentar
exorbitantemente, podendo causar explosões e acidentes.
Dessa forma, são empregados procedimentos iniciais a fim de remover
o bicarbonato de cálcio desta água. São técnicas de separação que procuram
segregareste composto. Uma das técnicas amplamente empregadas é o uso de
colunas de troca iônica. Dentro desta coluna há uma resina sólida, impregnada
Prática 2: Precipitação do Carbonato de CÁLCIO
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com o íon Na2+. Quando a água passa previamente por esta coluna, ela troca o
íon cálcio (Ca2+) pelo íon sódio. Assim, a água tratada passa a ter bicarbonato
de sódio (Na(HCO3)2). Esse sal é bastante solúvel em água e não gera o preci-
pitado durante o aquecimento da água na caldeira, melhorando a eficiência da
caldeira e reduzindo os riscos de acidentes.
Os princípios envolvidos neste processo são a solubilidade, transformações
químicas, processos de separação.
OBJETIVOS DA PRÁTICA
Vislumbrar experimentalmente a formação de precipitado de carbonato de cál-
cio durante a ocorrência de reações químicas devido à formação de compostos
insolúveis em água.
PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL
Materiais
■ Solução de hidróxido de cálcio (Ca(OH)2) 0,02 mol/L.
■ Indicador fenolftaleína.
■ Tubo de ensaio.
■ Canudo.
Procedimentos
■ Adicionar um volume qualquer da solução de hidróxido de cálcio em um
tubo de ensaio. Encher até aproximadamente metade do tubo de ensaio.
■ Adicionar 1 gota do indicador de fenolftaleína e agitar.
■ Observar a coloração formada.
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IVU N I D A D E194
■ Assoprar dentro do tubo de ensaio com o canudo.
■ Observar a mudança de coloração.
■ Deixar o tubo de ensaio em repouso por alguns minutos, verificar a for-
mação do precipitado.
CONCLUSÕES
Inicialmente tem-se dentro do tubo de ensaio hidróxido de cálcio (Ca(OH)2).
Quando adicionado fenolftaleína ao meio, este se torna rosa, devido ao meio ser
básico. Essa base se dissocia em meio aquoso formando o íon cálcio e hidroxila,
conforme a reação aseguir:
Ca(OH)2 Ca₂+ + 2OH-
Então, o íon hidroxila (OH-) reage com o CO2 soprado, formando:
CO₂(g) + 2OH-(aq) CO2-3(aq)+ H2O(l)
O cálcio, presente na água (Ca2+), reage com o íon carbonato (CO32-) para formar
o carbonato de cálcio (CaCO3), que é insolúvel e precipita na água, de acordo
com a reação abaixo.
Ca2(aq) + + CO2-3(aq) CaCO₃(s)
Como há a formação do precipitado, a solução começa a perder a cor (rosa forte)
e fica com a cor opaca, indicando a formação do precipitado.
Após um tempo em repouso, é possível observar que o precipitado se depo-
sita no fundo do tubo de ensaio.
Desse processo, pode-se vislumbrar, experimentalmente, a ocorrência de uma
transformação química, a formação de novos compostos, a presença de com-
postos com baixa solubilidade que se precipitam, formando o corpo de fundo.
Prática 3: Extração do Capim Citronela
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Esse processo, realizado em pequena escala, é uma demonstração do que
ocorre em escala industrial, que pode reduzir a eficiência das caldeiras, pois esse
precipitado formado é isolante térmico e reduz o processo de troca térmica. Como
consequências mais drásticas, pode ocorrer o entupimento dos tubos, aumento
da pressão e até mesmo explosões. Assim, justifica-se o tratamento prévio da
água, como por exemplo na utilização de colunas de troca iônica, a fim de remo-
ver o íon cálcio presente na água.
PRÁTICA 3: EXTRAÇÃO DO CAPIM CITRONELA
INTRODUÇÃO
A extração do óleo essencial do capim citronela (Cymbopogon winterianus), que
contém em sua composição química os compostos citronelal e citronelol, apresen-
tam aplicações como repelente de insetos, especialmente para o mosquito Aedes
aegypti, transmissor da dengue. Outra aplicação dos constituintes do óleo essen-
cial de citronela é atuar sobre o crescimento microbiano, eliminando fungos e
bactérias. É importante dizer que o óleo essencial de citronela puro pode ser irri-
tante para a pele, devendo ser utilizado de acordo com orientação profissional.
Para extrair óleos essenciais de plantas, pode-se trabalhar com o método de
arraste a vapor ou a hidrodestilação. No arraste a vapor, a água é evaporada e seu
vapor passa pelas partes da planta arrastando o óleo essencial, depois, este vapor
misturado com óleo é condensado e faz-se a separação da água e do óleo essen-
cial. Na hidrodestilação, as partes vegetais são misturadas diretamente com a
água, essa mistura é aquecida até a temperatura de ebulição (em torno de 100ºC)
e depois de iniciar a fervura, a temperatura é abaixada para valores de 75ºC. Os
vapores formados arrastam o óleo essencial e seguem para o condensador para
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IVU N I D A D E196
depois ocorrer a separação entre o óleo e a água. O processo de hidrodestila-
ção é mais lento e apresenta menor rendimento do que o arraste a vapor, mas é
mais simples de ser realizado em um laboratório, por isso, você aprenderá como
extrair óleo essencial utilizando este método.
OBJETIVOS
Essa prática tem como objetivo extrair o óleo essencial de citronela utilizando
o método de hidrodestilação.
MATERIAIS E REAGENTES
■ Béquer.
■ Proveta de 500 mL.
■ Balão de recepção.
■ Funil.
■ Pipeta de Pasteur.
■ Frasco âmbar.
■ Balança analítica.
■ Pescoço de conexão.
■ Manta de aquecimento.
■ Condensador.
■ Erlenmeyer.
■ Capim cidreira ou Citronela.
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PROCEDIMENTOS
Preparo da amostra de hidrodestilação
■ Pesar o béquer que receberá a amostra de citronela.
■ Apertar a tecla TARA para “zerar” a balança.
■ Colocar a citronela no béquer até atingir 70 g.
■ Transferir a citronela para o balão de recepção.
■ Adicionar 400 mL de água destilada ao balão com citronela.
Montagem do aparelho de hidrodestilação
■ Colocar o balão de recepção na manta aquecedora.
■ Conectar o “pescoço” ao balão de recepção e ao condensador.
■ Conectar o condensador a um erlenmeyer para recepção do destilado.
Processo de hidrodestilação
■ Ligar a manta térmica em 100ºC.
■ Abrir a torneira para passagem de água pelo condensador.
■ Quando começar a ferver a mistura de citronela e água, abaixar a tempe-
ratura da manta térmica para 75ºC.
■ Desligar a manta térmica após 2h e coletar o óleo misturado à água do
erlenmeyer.
■ Retirar o óleo essencial, que forma a fase superior do erlenmeyer, com
uma pipeta de pasteur e coletar em uma proveta.
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CÁLCULOS
Propriedades físicas
Dentro das propriedades físicas dos óleos citronelal e citronelol, a densidade
média obtida para esse óleo é 0,855 a 0,877 g/cm3. Com esse valor de densidade
é possível determinar a massa de óleo essencial extraída para determinação do
rendimento da extração.
Cálculo da massa de óleo extraída
Fórmula aplicada:
Em que:
d = densidade do óleo g/cm3.
m = massa em gramas obtidas.
v = volume esperado dados em mL.
Assim, para obter a massa do óleo, é necessário retirar, com auxílio de uma
pipeta, a suspensão do óleo sem a presença da água (duas fases, mistura hete-
rogênea) edispor em uma proveta para medir o volume obtido após a extração.
Neste caso o volume obtido foi de: ______ mL
Agora com os dados referentes ao valor da densidade = 0,855 a 0,877 g/cm3
e aplicação do volume obtido em mL durante a extração, determina-se a massa:
m = ________ g
Prática 3: Extração do Capim Citronela
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Cálculo do percentual do rendimento obtido em laboratório
Por meio de uma regra de três simples, pode-se determinar o rendimento da
extração.
70g ------- 100%
g ------- x
x = ________%
CONCLUSÃO
A aula prática permitiu maior entendimento em torno do objetivo proposto
por meio da extração por hidrodestilação e obtenção final do óleo essencial. Foi
possível verificar, também, o uso de alguns equipamentos básicos existentes em
laboratórios químicos, tais como a balança analítica para pesagem, béquer para
armazenamento, balão de aquecimento, manta aquecedora, condensador para
condensação do vapor, pipeta para coleta de pequenas amostras, entre outros.
Esse método vem atuando de forma didática, como um importante meio de
obter óleo essencial de forma simples e com pouca perda de qualidade. Entretanto,
o Engenheiro de Produção dificilmente atuará em um método tão rústico na
indústria de processos, especialmente pelo baixo rendimento apresentado e difi-
culdade em otimizar a escala produtiva, sendo empregados outros equipamentos
que realizam a extração com maiores rendimentos.
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IVU N I D A D E200
CONSIDERAÇÕES FINAIS
E assim aluno(a), vamos chegando ao fim de nossa penúltima unidade. Desta
vez, conseguimos verificar as transformações que a matéria sofre. Verificamos
que essas transformações podem ter a natureza física, quando não ocorrem alte-
rações na estrutura das moléculas. Outras mudanças, contudo, são capazes de
transformar a estrutura da matéria e produzir novos compostos, as chamadas
transformações químicas, que ocorrem por meio das reações químicas, e são
capazes de produzir produtos de interesse comercial. E dentro das transforma-
ções químicas, verificamos que a produção de novos compostos podem gerar
subprodutos de reação ao mesmo tempo que geram produtos, produzindo uma
mistura que pode ser homogênea ou heterogênea. Verificamos, que as proprieda-
des físicas das substâncias, tais como densidade, ponto de ebulição, solubilidade,
dentre outras, nos permitem separar os compostos de interesse. Verificamos, as
principais técnicas de separação, envolvendo misturas sólidas, líquidas e gasosas.
O estudo das técnicas de separação nos exigiu o conhecimento de uma outra
importante propriedade dos compostos, a solubilidade. Conhecemos os diagra-
mas de solubilidade e aprendemos a interpretá-los corretamente, conhecendo as
distintas regiões (insaturada, saturada e supersaturada). Verificamos que estes
diagramas nos fornecem informações importantes na dissolução de sais em água
de modo a impedir a formação do corpo de fundo.
Além disso, temos procurado, no decorrer de nosso curso, não nos limitar
aos conceitos químicos e ao que ocorre apenas no interior de um laboratório.
Sempre que possível, procuramos fazer uma ponte entre o conhecimento, entre
o laboratório e a indústria, haja visto que a indústria de transformação nada mais
é que um laboratório que opera em grande escala.
Na próxima unidade, iremos tratar de um assunto de grande importância
para o laboratório e para as indústrias: as soluções. Até breve!
201
1. (UNESP-SP) A elevação da temperatura de um sistema produz, geralmente, al-
terações que podem ser interpretadas como sendo devidas a processos físicos
ou químicos.
Medicamentos, em especial na forma de soluções, devem ser mantidos em reci-
pientes fechados e protegidos do calor para que se evite:
I. A evaporação de um ou mais de seus componentes.
II. A decomposição e consequente diminuição da quantidade de composto
que constitui o princípio ativo.
III. A formação de compostos indesejáveis ou potencialmente prejudiciais à
saúde.
Assinale a alternativa na qual cada um desses processos – I, II, III – correspon-
dem, respectivamente, a um tipo de transformação classificada como:
a. Física, física e química.
b. Física, química e química.
c. Química, física e física.
d. Química, física e química.
e. Química, química e física.
2. (ENADE-2011) Os calcários são rochas sedimentares que, na maioria das vezes,
resultam da precipitação de carbonato de cálcio na forma de bicarbonatos.
Podem ser encontrados no mar, em rios, lagos ou no subsolo (cavernas). Eles
contêm minerais com quantidades acima de 30% de carbonato de cálcio (ara-
gonita ou calcita). Quando o mineral predominante é a dolomita (CaMg{CO3}2
ou CaCO3.MgCO3), a rocha calcária é denominada calcário dolomítico. A calcite
(CaCO3) é um mineral que se pode formar a partir de sedimentos químicos, no-
meadamente íons de cálcio e bicarbonato, como segue:
cálcio + bicarbonato → CaCO3 (calcite) + H2O (água) + CO2
O giz, que é calcário poroso de coloração branca formado pela precipitação de
carbonato de cálcio com microrganismos e a dolomita, que é um mineral de
carbonato de cálcio e magnésio. Os principais usos do calcário são: produção de
cimento Portland, produção de cal (CaO), correção do pH do solo na agricultura,
fundente em metalurgia, como pedra ornamental.
202
O óxido de cálcio, cal virgem, é obtido por meio do aquecimento do carbonato
de cálcio (calcário), conforme reação a seguir.
Em contato com a água, o óxido de cálcio forma hidróxido de cálcio, de acordo
com a reação:
CaO + H2O → Ca(OH)₂
Considere que uma amostra de 50 g de calcário contendo 10 g de carbonato de
cálcio, que a obtenção do óxido de cálcio é de 50% do carbonato de cálcio e que
todo óxido de cálcio se transforma em hidróxido de cálcio. Considere ainda, os
dados: O = 16g/mol, Ca=40 g/mol, H=1 g/mol, C=12g/mol.
Com base nessas informações, caso uma indústria de transformação neces-
site da fabricação de 740 toneladas de hidróxido de cálcio, quantas tonela-
das do calcário serão necessárias para essa produção?
a. 100.
b. 560.
c. 1 000.
d. 2 000.
e. 10 000.
3. (UFMG) Adicionando-se soluto a um solvente chega-se a um ponto em que o
solvente não mais consegue dissolver o soluto. Neste ponto a solução torna-se:
a. Diluída.
b. Concentrada.
c. Fraca.
d. Supersaturada.
e. Saturada.
203
4. (UFBA-adaptada) Sobre soluções e misturas, pode-se afirmar:
(01) O latão, mistura de cobre e zinco, é uma solução sólida.
(02) Soluções saturadas apresentam soluto em quantidade menor do que o li-
mite estabelecido pelo coeficiente de solubilidade.
(04) A variação da pressão altera a solubilidade dos gases nos líquidos.
(08) O etanol é separado do álcool hidratado por destilação simples.
(16) A solubilidade de qualquer substância química, em água, aumenta com o
aumento da temperatura.
(32) O álcool comercial utilizado como combustível trata-se de uma mistura he-
terogênea.
Indique a alternativa que apresenta a soma das alternativas corretas:
a. 03.
b. 05.
c. 12.
d. 21.
e. 40.
5. (Fuvest-SP) Para a separação das misturas: gasolina-água e nitrogênio-oxigênio,
os processos mais adequados são, respectivamente:
a. Decantação e liquefação.
b. Dedimentação e destilação.
c. Filtração e sublimação.
d. Destilação e condensação.
e. Flotação e decantação.
204
Novas tecnologias: processos de separação por membranas
Uma membrana pode ser descrita como uma barreira semipermeável deseparação fí-
sica entre duas fases, evitando contato íntimo entre elas. Processos de separação por
membranas caracterizam-se pela passagem de uma suspensão ou solução através de
uma membrana, ocorrendo separação seletiva dos componentes, sob o efeito de uma
força motriz que proporcione o transporte de matéria (BHAVE; RAMESH, 1991; SANTOS,
1999).
Existem duas configurações possíveis para a realização dos processos de filtração por
membranas. Nos processos clássicos de filtração, o fluido se movimenta na direção
perpendicular à superfície da membrana, sendo o processo denominado por filtração
normal. Desta forma, pode ocorrer rapidamente o acúmulo de partículas na superfí-
cie da membrana, diminuindo subitamente a eficiência da mesma. Por este motivo é
comum em processos contínuos optar-se pela filtração tangencial, na qual o fluido se
movimenta paralelamente à superfície da membrana sob ação de uma intensa força
motriz, minimizando, em condições determinadas, o acúmulo de matéria na superfície
da membrana (SANTOS, 1999).
Uma das principais propriedades pertencentes a uma membrana é conhecida por se-
letividade, sendo determinante na eficiência e qualidade dos processos de separação a
serem realizados. A seletividade de uma membrana pode ser definida como sua capaci-
dade de semipermeabilidade, sendo descrita em suas características de separação e de
permeação (BHAVE; RAMESH, 1991).
As forças motrizes mais comumente utilizadas para promover processos de separação
por membranas são gradientes de pressão, de campo elétrico, ou ainda de potencial
químico. Na realidade, o que caracteriza o tipo de separação envolvida é o conjunto de
características de uma determinada membrana, combinado com o tipo de força motriz
utilizada para promover o fluxo de matéria através da mesma, determinando assim qual
será sua aplicação.
Fonte: Armoa e Jafelicci Jr (2011).
Material Complementar
MATERIAL COMPLEMENTAR
Princípios das Operações Unitárias
Alan S. Foust, Leonard A. Wenzel, Curtis W. Clump,
Louis Maus e L. Bryce Andersen
Editora: LTC
Sinopse: o tratamento das operações unitárias que se
adota neste livro acentua os princípios científicos sobre
os quais elas se baseiam, e agrupa as operações que
tem bases físicas semelhantes, de modo que se possa
analisá-las em conjunto. Depois de os princípios básicos
terem sido apresentados completamente, analisam-se os
métodos mais importantes de cálculo especializado, necessários para o projeto de processos.
Prison Break
Sinopse: Prison Break foi uma série de televisão de ação
transmitida pela Fox com estreia em 29 de agosto de
2005. Michael Scofield (Wentworth Miller, “Joan
of Arcadia”) é um homem desesperado numa situação
desesperadora. Seu irmão, Lincoln Burrows (Dominic
Purcell, “John Doe”) está no corredor da morte e será
executado em alguns meses após ser condenado por
um assassinato que Michael está convencido que
Lincoln não cometeu. Sem outras opções e com o
tempo diminuindo, Michael assalta um banco para
que ele seja preso e levado para a penitenciária estadual
Fox River, o mesmo local onde seu irmão está cumprindo pena. Uma vez lá dentro, Michael — um
engenheiro civil com as plantas da prisão — começa a executar um elaborado plano para libertar
Lincoln e provar a inocência dele.
Aqui temos um link muito interessante de um vídeo disponível na internet em que o autor
demonstra a forma de produção do petróleo, cujo principal processo da refinação é a destilação
fracionada, ou seja, uma técnica de separação em escala industrial.
Acesse: < https://www.youtube.com/watch?v=VQ-x5LOsE6Y>.
REFERÊNCIASREFERÊNCIAS
ABREU, D. G.; SILVA, G. M. Química básica experimental. Universidade de
São Paulo. São Paulo, 2016.
ARMOA, M. H.; JAFELICCI JR., M. Princípios e aplicações de processos de separação
por membranas inorgânicas. In: Ciência e Tecnologia: FATEC-JB, Jaboticabal, v. 2, n.
1, p. 80-97, 2011.
BROWN, T. L.; LEMAY, H. E.; BURSTEN, B. E. Química, a ciência central. 9.ed. Sao Pau-
lo, SP: Pearson Prentice Hall, 2005.
FELDER, R. M.; ROUSSEAU, R. W. Princípios elementares dos processos químicos.
3.ed. Rio de Janeiro: LTC, 2008.
FONSECA, M. G.; BRASILINO, M. G. A. Química básica experimental.
Universidade Federal da Paraíba. João Pessoa, 2007.
HIMMELBLAU, D. M. Engenharia química princípios e cálculos. 6.ed. Rio de Janei-
ro: Editora PHB, 1996.
KOTZ, J. C.; TREICHEL, P. M. Química geral 2 e reações químicas. 5.ed. Sao Paulo, SP:
Thomson Learning, 2005.
LENZI, E.; FAVERO, L. O. B.; SUEO, T.; VIANNA FILHO, E. A.; GIMMENES,
M. J. G. Química Geral e Experimental. Rio de Janeiro: Freitas Bastos, 2012.
USBERCO, J.; SALVADOR. E. Química geral. 2.ed. Sao Paulo: Saraiva, 1996.
REFERÊNCIAS ON-LINE
1Em: <http://www.aulas-fisica-quimica.com/7q_11.html>. Acesso em: 05 fev. 2017.
2Em: <https://descomplica.com.br/blog/quimica/quais-sao-as-definicoes-de-mis-
tura-e-solubilidade/>. Acesso em: 05 fev. 2017.
3Em: <http://brasilescola.uol.com.br/quimica/separacao-misturas-por-decantacao.
htm>. Acesso em: 05 fev. 2017.
4Em: <http://brasilescola.uol.com.br/quimica/filtracao-vacuo.htm>. Acesso em: 05
fev. 2017.
206
REFERÊNCIAS
207
5Em: <http://brasilescola.uol.com.br/quimica/destilacao-fracionada.htm>. Acesso
em: 05 fev. 2017.
6Em:
<http://www.cnpuv.embrapa.br/publica/sprod/DestiladoVinho/destilacao.htm>.
Acesso em: 28 mar. 2017.
REFERÊNCIASGABARITO
1. B.
- O processo I sugere a evaporação (transformação física) dos componentes do me-
dicamento.
- A decomposição das substâncias (transformação química) que constituem o prin-
cípio ativo pode levar a uma perda da eficiência do remédio.
- A formação de compostos (transformação química) citada no processo III, pode
provocar um efeito inverso do medicamento, em vez do paciente apresentar melho-
ra, o quadro pode se agravar ainda mais.
2. E
A questão refere-se ao balanço da matéria (estequiometria) envolvida na decom-
posição do carbonato de cálcio – CaCO3, a partir de uma amostra de calcário, ori-
ginando óxido de cálcio – CaO – e dióxido de carbono – CO2. Em etapa posterior, o
óxido de cálcio é hidratado resultando o hidróxido de cálcio – Ca(OH)2. Com base
na relação de massas que acompanha a hidratação do óxido de cálcio, é possível
determinar a massa de óxido que origina as 740 toneladas de hidróxido de cálcio
mencionadas no enunciado, ou seja,
CaO + H2O → Ca(OH)2
56 g ................. 74 g
x ................. 740 ton x = 560 ton CaO
A partir da equação de decomposição do carbonato de cálcio, que origina o óxido
de cálcio, pode ser calculada a massa do carbonato usada:
CaCO3 → CaO + CO2
100g......... 56 g
x ............. 560 ton x = 1000 ton CaCO3
Visto que o rendimento do processo em relação é de apenas 50%, a massa de carbo-
nato a ser empregada será o dobro, portanto 2000 ton. Ainda, levando-se em conta
que de cada 50g de amostra de calcário apenas 10g são do carbonato, a massa de
amostra que irá originar as 2000 ton de carbonato de cálcio será:
GABARITO
209
50 g calcário ............. 10 g de carbonato
x g ............. 2000 ton x = 10 000 ton calcário
3. e.
Nesta questão temos o impulso de marcar supersaturada. Mas antes de atingir o
estado de supersaturação, ela atinge a curva de saturação, que corresponde a quan-
tidade máxima de soluto que pode ser dissolvida no solvente.
4. B.
(01) Verdadeiro. O latão, mistura de cobre e zinco, é uma solução sólida.
(02) Falso. Soluções saturadas apresentam soluto dissolvido em quantidade
igual ao coeficiente de solubilidade.
(04) Verdadeiro. A variação da pressão altera a solubilidade dos gases nos líqui-
dos. Aumentando a pressão, a solubilidade aumenta.
(08) Falso. O etanol é separado do álcool hidratadopor destilação fracionada.
(16) Falso. Existem substâncias que têm a solubilidade em água diminuída com
aumento da temperatura.
(32) Falso. Mistura homogênea, pois é possível verificar apenas uma única fase.
5. A
A gasolina e a água são líquidos praticamente insolúveis e podem ser separados por
decantação, por exemplo, em um funil de separação. O oxigênio e o nitrogênio são
separados por liquefação e posterior destilação fracionada.
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Professor Me. Esp. Thiago Baldasso de Godoi
SOLUÇÕES E CONCENTRAÇÕES,
TITULAÇÃO E VELOCIDADE DAS
REAÇÕES QUÍMICAS
Objetivos de Aprendizagem
■ Estudar os conceitos de soluções, concentrações e diluições.
■ Verificar experimentalmente como determinar a concentração de
soluções ácidas ou básicas por meio da titulação.
■ Entender o conceito de pH.
■ Estudar na teoria e na prática os principais conceitos que interferem
na velocidade das reações químicas.
Plano de Estudo
A seguir, apresentam-se os tópicos que você estudará nesta unidade:
■ Soluções, concentrações e diluições
■ Prática 1: degradação de corantes alimentícios: concentrações,
diluições e uso do espectrofotômetro
■ Titulações
■ Prática 2: determinação da acidez do leite
■ Reações químicas: velocidade
■ Prática 3: velocidade das reações químicas
INTRODUÇÃO
Olá aluno(a)! Estamos chegando em nossa última unidade! Na unidade anterior
estudamos conceitos importantes, relacionados às transformações da matéria.
Vimos as transformações físicas, que não alteram a estrutura dos compostos
participantes e as transformações químicas, que transformam a estrutura dos
compostos participantes produzindo novas substâncias. Na indústria de transfor-
mação há um interesse especial nas transformações que são capazes de produzir
novos compostos. É dessa forma que conseguimos produzir combustíveis que
movimentam nossos carros, produtos de limpeza que nos auxiliam na limpeza,
medicamentos que são capazes de salvar vidas, entre muitos outros. Nesse con-
texto, um parâmetro muito importante, que pode auxiliar na redução de custos
industriais, é o estudo do tempo necessário para a conversão de reagentes em
produtos. Se o tempo for demasiadamente grande, esse processo pode se tornar
inviável ou o produto muito caro. É de interesse da indústria reduzir os tempos
de operação para aumento da produtividade. Na disciplina de química geral e
inorgânica foram apresentados conceitos importantes sobre a velocidade das
reações químicas, constantes de equilíbrio, entre outros. Em nossa disciplina, ire-
mos ver na prática alguns dos principais parâmetros e características que podem
interferir nestas situações.
Um outro conceito importante será o estudo das soluções. Aprenderemos
como preparar uma solução, uma prática muito importante para a atuação no
laboratório, e como realizar diluições, conceito importante para a indústria de
transformação. Ainda dentro desses conceitos, veremos os principais tipos de con-
centração, como concentração comum, fração molar, fração mássica, entre outras.
Além disso, veremos o conceito de titulações, um conceito importante na
indústria, utilizadas, por exemplo, para determinar a acidez ou basicidade de
óleos, azeites, além de permitir determinar a concentração de soluções ácidas
ou básicas por meio de uma reação química de neutralização.
Preparado(a)!
Introdução
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SOLUÇÕES E CONCENTRAÇÕES, TITULAÇÃO E VELOCIDADE DAS REAÇÕES QUÍMICAS
Reprodução proibida. A
rt. 184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
VU N I D A D E214
SOLUÇÕES, CONCENTRAÇÕES E DILUIÇÕES
As soluções com concentrações conhecidas são importantes em diversas áreas.
Por exemplo, para a lavagem de equipamentos em que há a manipulação de ali-
mentos, necessitamos de detergente alcalino clorado, com 130ppm de cloro,
para sanitização de uma solução de 25ppm de iodo, entre outros procedimentos
(RIBEIRO; CARVALHO, [2017], on-line)1. O álcool hidratado produzido por
usinas de cana de açúcar deve conter no mínimo 94,5% de etanol em volume e
no máximo 4,9% de água em volume (NOVA CANA, [2017]on-line)2.
As aplicações de concentração de soluções não se limitam apenas aos exem-
plos listados no parágrafo anterior, está presente na produção de medicamentos,
produtos de limpeza, alimentos e diversos outros. Em laboratórios e indústrias
de transformação, na maioria das reações químicas, devemos saber a concen-
tração inicial para que possamos identificar a quantidade real de reagentes, ali
presentes, para promover uma determinada reação.
Mas como isso? Imaginem que determinada reação química ocorre com o
cloreto de sódio (NaCl). Para essa reação, é preciso dissolver esse composto, que
na maior parte dos casos é feito com água, conhecida como solvente universal
por ser capaz de dissolver uma grande quantidade de compostos. Pois bem, se
pesarmos 2 gramas de NaCl e dissolvermos em 1 litro de água, teremos 1 litro
Soluções, Concentrações e Diluições
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de solução com concentração de 2 gramas por litro. Temos um volume bastante
grande, correto? Um litro de solução. Mas nesse um litro temos apenas 2 gra-
mas do cloreto de sódio, ou seja, na reação química, teremos apenas 2 gramas
disponíveis para realizar a reação química.
E se utilizarmos apenas meio litro daquela solução? Ora, se a solução foi
corretamente agitada, se pegamos metade desta solução, teremos ali dentro ape-
nas metade do reagente, ou seja, 1 grama de cloreto de sódio. E se utilizarmos
1/3 da solução? Para facilitar, podemos fazer uma regra de três, mas antes, mul-
tiplicamos 1L por 1/3 para descobrir o volume que corresponde a 1/3: 0,333L
1L de solução ................. 2 g NaCl
0,333L de solução ................. x g NaCl x = 0,667 gramas de NaCl.
Ou seja, utilizando 1/3 da solução, teremos disponível apenas 0,667g de NaCl
para realizar a reação química.
SOLUÇÕES
A definição de uma solução é uma mistura homogênea de um soluto (substân-
cia sendo dissolvida) em um solvente (substância que efetua a dissolução). Elas
podem ser encontradas em quaisquer dos três estados físicos: sólido, líquido ou
gasoso (HIMMELBLAU, 1996). Como exemplo de uma solução gasosa, podemos
citar o ar, que é uma mistura de nitrogênio, oxigênio e quantidades menores de
outros gases. Quanto às soluções sólidas, temos as ligas metálicas como o “níquel”
das moedas (25% Ni, 75% Cu). Como exemplo de solução líquida, podemos citar
água com açúcar ou água com etanol.
Uma solução de etanol em água, com 94,5% de etanol em volume, tem uma
concentração de 94,5% em volume, ou seja, 94,5mL de etanol em 100mL de solu-
ção (etanol + água). Uma solução de cloreto de sódio 2g/L tem concentração de
2g/L, ou seja, 2 gramas de cloreto de sódio em 1 litro de solução.
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VU N I D A D E216
Iremos verificar esses conceitos, de tipos de concentração, como preparar
uma solução com concentração conhecida, diluições, uso do espectrofotôme-
tro por meio de uma prática intitulada Degradação de Corantes Alimentícios.
TIPOS DE CONCENTRAÇÃO
Concentração comum (C)
A concentração comum relaciona a massa do soluto (m1) e o volume da solução
(V), dado de acordo com a expressão a seguir:
01
A unidade usualmente utilizadaé g/L – isso quando a massa do soluto estiver
em gramas e o volume estiver em litros (L) (USBERCO; SALVADOR, 1996).
Exemplo 1: NaCl a 2g/L: em 1 litro da solução, temos 2 gramas de NaCl.
Concentração molar (M) ou em quantidade de matéria (molari-
dade)
Relaciona o número de mol do soluto (n1) e o volume da solução (V), dado de
acordo com a expressão a seguir:
02
A quantidade de matéria é dada em mol e o volume na unidade litro(L).
Exemplo 2: NaCl a 2 mol/L: em 1 litro da solução, temos 2 mols de NaCl.
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Título em massa (T)
Relaciona a massa do soluto (m1) com a massa da solução (m), como na expres-
são a seguir:
03
Essa relação não apresenta unidade de medida por se tratar de uma divisão de
massas com a mesma unidade, ou seja, anulam-se.
Exemplo 3: NaCl a 2% em massa: em 1 quilograma da solução, temos 0,02
quilogramas de NaCl.
Como a massa da solução é resultante da soma da massa do soluto (m1) e a
massa do solvente (m2), podemos reescrever a fórmula do título em massa da
seguinte maneira:
04
Título em volume (Tv)
Relaciona o volume ocupado pelo soluto (V1) e o volume da solução (V), como
na expressão a seguir:
05
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VU N I D A D E218
O título em volume não apresenta unidade de medida por se tratar de uma divi-
são de volumes com a mesma unidade, ou seja, anulam-se.
Exemplo 4: vinagre a 2% em volume: em 1 litro da solução, temos 0,02 litros
de vinagre.
Como o volume da solução é resultante da soma do volume do soluto (V1) e o
volume do solvente (V2), podemos reescrever a fórmula do título em volume da
seguinte maneira:
06
Partes por milhão (ppm)
Utilizada para soluções extremamente diluídas. Relaciona uma parte do soluto
com um milhão de partes do solvente, como na expressão a seguir:
07
Também não apresenta unidades de medida por se tratar de uma divisão entre
números adimensionais.
Exemplo 5: detergente alcalino clorado, com 130ppm de cloro, temos 130 par-
tes de cloro em um milhão de partes de solução. As partes mencionadas podem
ser: 130 gramas de cloro em 1.000.000 de gramas da solução.
Este termo ppm é bastante empregado na indústria de forma geral, então bas-
tante atenção! Um outro exemplo, se for mencionado que a quantidade máxima
permitida de chumbo nas águas de abastecimento público é de 0,015ppm isso
significa que são 0,015g ou 15mg de chumbo em 1 milhão de gramas de solução.
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Fração Molar
Trata-se de um número adimensional (que não possui unidade de grandeza)
que correlaciona a quantidade de um componente em uma mistura. É indicada
como sendo o número de mol de um composto dividido pelo número de mols
total da solução (composto 1 + composto 2).
Xcomposto 1 = nº mol Comp. 1
nº mol comp. 1+nº mol comp. 2+nº mol comp. 3+… 08
A soma da fração molar de todos os componentes de uma mistura é sempre
igual a 1, ou seja:
Xcomposto 1 + Xcomposto 2 + Xcomposto 3 + … = 1 09
Exemplo 6: uma solução de Hidróxido de Sódio (NaOH) foi preparada a partir
de 250mL de água destilada e 12g do soluto. Calcular a fração molar do NaOH
nesta solução.
Primeiramente, deve-se calcular o número de mols do NaOH, a partir da
massa molar do composto:
40g NaOH ................. 1mol
12g NaOH ................. x x = 0,3mol NaOH
Em seguida, calcula-se o número de mol de H2O contidos em 250mL, consi-
derando que a densidade da H2O é 1g/mL, em 250mL de H2O, temos 250 g de
H2O. Assim:
18g H2O ................. 1 mol
250g H2O ................. x x = 13,89 mols H2O
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Desta forma, a fração molar é calculado como segue:
Qual seria a fração molar da H2O?
Uma maneira mais simples de calcular a fração molar da água seria:
Fração Mássica
É muito semelhante à fração molar, contudo, no lugar do número de mols é uti-
lizado a massa dos compostos.
10
A soma da fração mássica de todos os componentes de uma mistura é sempre
igual a 1, ou seja:
11
Exemplo 7: em um determinado equipamento industrial há uma entrada de 100
kg/h de uma mistura de etanol e água. Sabendo que a fração mássica do etanol é
0,7, determine a quantidade, em kg/h que entra de etanol e de água.
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Para calcular a quantidade de etanol, basta multiplicar a entrada pela fra-
ção mássica:
Etanol = 0,7 . 100kg/h = 70kg/h de etanol.
E a quantidade de água? Ora, se entra 100kg/h, e 70kg é etanol, 30kg é água.
O que acabamos de fazer é utilizar a fórmula da soma das frações mássicas sendo
igual a 1. Para os que ainda ficaram com dúvidas, vamos fazer.
Precisamos da fração mássica da água:
Água= 0,3 . 100kg/h = 30kg/h de água.
Aluno(a), se no exemplo anterior fosse dada a fração molar (número de mols),
não poderíamos multiplicar esta fração pela entrada (100 kg), pois na entrada
temos a massa, o que nos impede de multiplicar pela fração molar! Agora, se a
entrada fosse fornecida em número de mol (por exemplo, 100 mols de mistura
na entrada), poderíamos utilizar a fração molar nos cálculos.
Aluno(a), aqui cabe um importante ponto para a reflexão. Estudamos lá na
Unidade II a densidade, e vimos que ela é uma relação entre a massa e o vo-
lume, dada, por exemplo, em gramas/litro. A densidade é uma unidade de
concentração? Qual a diferença entre a densidade e a concentração? Reflita!
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VU N I D A D E222
PREPARO DE SOLUÇÕES
A partir de soluto sólido
As soluções podem ser preparadas a partir de um soluto sólido ou um soluto
que está contido em uma solução líquida. Quando trabalhamos com o soluto
no estado sólido, basta pesarmos a quantidade desejada para que seja dissolvida
no solvente, utilizando um recipiente de medida de volume adequado, tal qual
o balão volumétrico (ROCHA-FILHO; SILVA, 2010).
Exemplo 8: preparar uma solução 20mg/L de hidróxido de sódio (NaOH).
O NaOH é vendido no estado sólido. Assim, para preparar esta solução,
devemos pesar 20mg ou 0,02g dessa substância, transferir para um balão volu-
métrico de 1L e completar com água até a marca.
Exemplo 9: preparar 250mL de solução 20mg/L de hidróxido de sódio
(NaOH).
Em alguns casos, para evitar desperdícios, não desejamos preparar 1L, mas
apenas 250mL de solução, como proceder?
Basta fazer uma simples regra de três. A solução inicial tem volume de 1000mL
ou 1L, que conterá 20mg de NaOH. Mas queremos apenas 250mL desta solu-
ção, então qual deve ser a massa de NaOH que devemos dissolver nestas 250mL?
1000mL de solução .............. 20mg NaOH
250mL de solução ............... x x = 5mg de NaOH
Ou seja, devemos dissolver 5mg ou 0,005gdesta substância em um volume
que completará os 250mL da solução, utilizando um balão volumétrico de 250mL.
Repare que a concentração é a mesma: 20 mg/L:
A partir de soluto líquido
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Quando não há necessidade de algum formato de concentração específica, por
exemplo, em mol/L, o processo mais fácil é trabalhar com a concentração na uni-
dade de volume/volume, como por exemplo o Título em Volume, visto acima (TV).
Exemplo 10: preparar 100mL de uma mistura aquosa de glicerina com con-
centração de 20mL/L, ou seja, 20mL de glicerina para 1 litro de solução.
A concentração desejada é 20 mL/L, mas não queremos preparar 1L, neces-
sitamos apenas de 100 mL desta solução. Desta forma, devemos utilizar uma
regra de três para determinar a quantidade de soluto necessária:
1000mL de solução .............. 20mL Glicerina
100mL de solução ............... x x = 2mL de glicerina
Ou seja, devemos utilizar 2mL de glicerina para ser dissolvido em 100mL de
solução. Desta forma, obtemos 100mL de solução com a concentração de 20mL/L.
Mas, e quando temos um soluto líquido e nos é solicitado uma concentra-
ção em massa, como proceder?
Exemplo 11: preparar 500mL de uma mistura aquosa de butanol com con-
centração de 50g/L.
Como já mencionamos anteriormente, em diversos casos é difícil pesar um
soluto líquido. Devemos transformar a massa (50g) em volume. E como fazer
isso? Já temos essa resposta, devemos usar a densidade!
Utilizando uma regra de três para estimar a massa necessária para o pre-
paro desta solução:
1000mL de solução .............. 50g butanol
500mL de solução ............... x x = 25g de butanol
Agora, transformamos essa massa em volume com o uso da densidade. A
densidade do butanol na temperatura de 20°C é 0,81g/mL, ou seja, 0,81g de buta-
nol corresponde a um volume de 1mL. Assim:
1mL de butanol .............. 0,81g butanol
x ............... 25g butanol x = 30,86mL de butanol
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VU N I D A D E224
Logo, se utilizarmos 30,9mL de butanol, que será dissolvido até o volume de
500mL de solução, obtemos uma 500mL de solução com a concentração de 50g/L.
A partir de uma solução: DILUIÇÃO
Em grande parte dos casos práticos, não temos uma substância pura para o pre-
paro de uma solução. Temos uma solução com alta pureza ou concentração, e
para o preparo correto de uma solução, devemos considerar essa pureza. O ácido
sulfúrico, por exemplo, é comumente comercializado em frascos de soluções con-
centradas com título de 96% (96 cg/g) e densidade de 1,84g/mL. Para relembrar,
o título de 96% em massa significa: 96 centigramas de ácido sulfúrico em 1 grama
de solução, ou ainda, 0,96 gramas de ácido sulfúrico em 1 grama de solução.
A técnica da diluição nada mais é que pegarmos um volume dessa solução
concentrada que será misturada com um volume de água a fim de diluir esta
solução. Por exemplo, se temos um copo com 30 gramas de sal dissolvido em
água. Se pegarmos um pequeno volume desse copo e colocarmos em outro copo,
completando com água, essa nova mistura estará menos salgada, pois efetuamos
uma diluição (SILVA, 1990).
A forma da diluição é:
12
Em que Ci é a concentração da solução inicial, Vi é volume inicial que tem que
ser utilizado dessa solução para o preparo de uma solução diluída, Cf a concen-
tração final desejada e Vf o volume final desejado.
Exemplo 12: preparar 250mL de uma solução de ácido sulfúrico com a con-
centração de 150g/L. A solução disponível para o preparado é o ácido sulfúrico
concentrado com título de 96% e densidade de 1,84 g/mL.
Para realizar esta diluição devemos deixar as concentrações com a mesma
unidade de medida. Como temos a densidade da solução concentrada de ácido
sulfúrico, vamos transformar esta unidade (96%) para a unidade de g/L. Desta
forma:
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96cg/g = 96.10-2g/g = 0,96g/g.
Trata-se de um título em massa, ou seja, temos 0,96 grama do ácido sulfúrico
diluído em 1 grama de solução. Essa 1 grama de solução que deve ser transfor-
mada em volume, que é feito pela densidade:
1,84g solução ........... 1mL de solução
1g de solução ........... x
x = 0,5435mL de solução = 0,5435.10-3L de solução.
Assim, obtemos que
1766,33g/L
Descobrimos a concentração da solução comercial concentrada, na unidade
desejada. Queremos preparar 250mL de solução com concentração de 150g/L.
Estamos saindo da concentração de 1766,33g/L (muito grande!) para a concen-
tração de 150g/L, precisamos efetuar uma diluição.
Para fazer esta diluição, devemos pegar uma alíquota desta solução concen-
trada para diluir em água para produzir a nova solução.
Os dados que temos até o momento:
- Concentração solução estoque (inicial): 1766,33g/L
- Volume da solução comercial (inicial): ?
- Concentração desejada (final): 150g/L
- Volume desejado (final): 250mL
Substituímos esses dados na fórmula da diluição:
Resumindo: para preparar 250mL de solução de ácido sulfúrico com concentração
de 150g/L, devemos separar 21,23mL da solução de ácido sulfúrico concentrada
(98% ou 1766,33mL), que deve ser diluída até o volume de 250mL.
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VU N I D A D E226
PRÁTICA 1: DEGRADAÇÃO DE CORANTES
ALIMENTÍCIOS: CONCENTRAÇÕES, DILUIÇÕES E
USO DO ESPECTROFOTÔMETRO
INTRODUÇÃO
Na atualidade, existem diversos alimentos industrializados que utilizam como
base de suas formulações os corantes, naturais ou artificiais, para realçar a cor e
melhorar os aspectos visuais dos alimentos. Nesse sentido, existem resoluções
regulamentadoras vigentes no país, como as resoluções 382 e 388 de 9 de agosto
de 1999 da ANVISA (Agência Nacional da Vigilância Sanitária), que determinam,
dentre outros, a concentração máxima permitida de corantes nos alimentos. No
caso de refrigerantes de laranja, as amostras podem conter concentração máxima
de 2,5mg/L do corante sintético Tartrazina.
Nessas resoluções, além de conter a quantidade máxima permitida para não
causar danos à saúde humana, definem o uso de inúmeros outros corantes. Todos
os corantes sintéticos ou naturais, antes de serem liberados para adição e coloração
dos alimentos processados, são testados por órgãos governamentais e não gover-
namentais, sendo elaborados laudos técnicos que informam sobre sua toxicidade,
concentrações, dentre outras informações pertinentes. No Brasil, alguns dos coran-
tes artificiais permitidos são: amarelo crepúsculo, azul brilhante FCF, bordeaux S ou
amaranto, eritrosina, indigotina, ponceau 4R, tartrazina e o vermelho 40. Também
existem corantes naturais, tais como o açafrão, corante de urucum e cochonilha.
Um dos cuidados requeridos por esses compostos está relacionado ao pro-
cesso de estocagem. Os alimentos que contêm corantes, por exemplo, devem
ser estocados preferencialmente em locais em que não ocorre a exposição ao
sol ou variações de temperatura, que causam a degradação da cor desse corante,
podendo prejudicar as características visuais dos alimentos.
Uma dasformas amplamente utilizadas pela indústria e órgãos fiscaliza-
dores é a utilização do espectrofotômetro para determinação da concentração
de soluções. Esse aparelho emite uma fonte de luz (energia radiante) contínua
Prática 1: Degradação de Corantes Alimentícios: Concentrações, Diluições e uso do Espectrofotômetro
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sobre a amostra e mede a quantidade de luz que foi absorvida pela referida solu-
ção. Para determinação da concentração é necessário antecipadamente criar
uma curva de calibração a partir de soluções com concentrações conhecidas,
ou seja, uma determinada solução com concentração X terá uma absorbância Y.
Com a leitura da absorbância de diversas concentrações padrões pode-se cor-
relacionar a absorbância com a concentração, e determinar a concentração de
outras soluções desconhecidas, desde que essas tenham o mesmo constituinte
da solução padrão.
OBJETIVOS
Essa prática tem como objetivo a determinação da concentração do corante tar-
trazina presente em uma amostra desconhecida.
MATERIAIS E REAGENTES
■ Micropipeta de 1,0 mL.
■ Béquer.
■ Balança analítica.
■ Corante de Tartrazina (15 mg).
■ Amostra com concentração desconhecida de tartrazina.
■ Balão volumétrico de 1,0 L.
■ Espectrofotômetro.
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VU N I D A D E228
PROCEDIMENTOS
■ Preparação da solução de tartrazina padrão (15 mg/L)
Para determinar a concentração do corante presente na amostra de desconhe-
cida é necessário antes criar uma curva de leitura que correlaciona os valores de
absorbância que serão fornecidos por meio do uso do espectrofotômetro versus
a concentração de várias amostras padrão de corante tartrazina.
As concentrações da solução de tartrazina a serem produzidas, para criar a
curva de leitura são as que seguem:
Tabela 1 – Concentrações da solução de tartrazina padrão.
CONCENTRAÇÃO mg/l
15
10
7,5
5,0
2,5
1,25
Fonte: o autor.
Para produzir uma solução de 15mg/L de tartrazina, deve-se utilizar a fórmula
da concentração:
O valor da concentração inicial é conhecido, 15mg/L (Tabela 1), a massa é a ser
pesada na balança é de 15mg e o volume a ser completado é de 1L.
Adicionar a tartrazina previamente pesada em um balão volumétrico de 1L
e completar com o volume de água até a marcação do balão volumétrico. Assim,
tem-se uma solução padrão de tartrazina com concentração de 15mg/L. A partir
Prática 1: Degradação de Corantes Alimentícios: Concentrações, Diluições e uso do Espectrofotômetro
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dessa solução, devem ser feitas diluições para conseguir obter as soluções com
concentrações menores de 10, 7,5, 5,0, 2,5 e 1,25mg/L.
■ Diluição do corante tartrazina
Para a diluição, deve-se utilizar a solução inicial de 15mg/L produzida anterior-
mente, e fazer o uso da fórmula 12:
Nesse caso:
■ C1 é conhecido, ou seja, 15mg/L (solução preparada inicialmente, e que
será utilizado para diluição).
■ C2 é a concentração desejada, ou seja, 10mg/L.
■ V2 é o volume de solução de 10mg/L que se deseja preparar, no caso, 1L.
■ V1 é o volume da solução padrão de 15mg/L que deve ser utilizado para
produzir a solução diluída.
Após determinar o valor de V1, adicionar esse volume em um novo balão volu-
métrico, e completar até a marca de 1L. Dessa forma produziu-se uma solução
padrão de tartrazina de 10mg/L.
Esse procedimento deve ser repetido para as demais diluições, conforme os
valores da Tabela 1.
■ Leitura da absorbância da amostra padrão de tartrazina
Realizar as leituras utilizando o espectrofotômetro no comprimento de onda de
426nm dos padrões de solução tartrazina elaborados na etapa 4 e registrar os
valores na Tabela 2.
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Tabela 2 - Leituras da absorbância da Tartrazina
CONCENTRAÇÃO mg/l LEITURAS EM A
15
10
7,5
5,0
2,5
1,25
Fonte: o autor.
■ Fazer a curva de calibração de tartrazina
Linearizar os dados constantes na Tabela 2. Será obtida a equação de uma reta
que correlaciona a concentração com a absorbância fornecida pelo espectrofo-
tômetro versus a concentração, conforme abaixo:
Concentração (mg/L) = a. Leitura absorbância (nm) + b
Em que a e b são as constantes da reta obtida na regressão linear.
■ Determinar a concentração de corante na amostra desconhecida
Efetuar a leitura da absorbância no espectrofotômetro da amostra desconhecida
(comprimento de onda selecionado de 426nm). A partir da equação da reta,
obter a concentração de corante presente na amostra.
Titulações
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CONCLUSÕES
Pode ser constatada a importância de análises laboratoriais, como a utiliza-
ção do espectrofotômetro para quantificação da concentração de determinados
compostos a partir de leituras da absorbância de soluções. No caso específico,
determinamos a concentração do corante presente em uma amostra desconhe-
cida, que poderia ser refrigerante sabor laranja, que é de extrema importância
não apenas para atender as legislações vigentes, mas acima de tudo, para garan-
tia da qualidade do produto.
Essa técnica pode ser utilizada para determinação da concentração de diver-
sos outros compostos.
TITULAÇÕES
A titulação é um processo muito
utilizado para a determinação
da concentração desconhecida
de compostos de caráter ácido
ou básico. Quando a substân-
cia desconhecida, é um ácido,
usamos uma base com concen-
tração conhecida e vice-versa. O
princípio da titulação é uma rea-
ção química do tipo ácido/base
(ABREU, 2016).
No processo de titulação, a substância com concentração desconhecida fica
em um erlenmeyer e é chamado de titulado. Acima do erlenmeyer é disposto uma
bureta, que contém a substância com concentração conhecida, chamada de titu-
lante. Como mencionado, uma das substâncias é um ácido e a outra é uma base.
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VU N I D A D E232
Antes de iniciar o processo, é adicionado também ao erlenmeyer um indicador
ácido-base. O conteúdo presente na bureta, o titulante, é despejado vagarosa-
mente sobre o titulado. Ocorre uma reação química chamada de neutralização,
que ocorre até que toda base ou todo o ácido seja consumida, ponto este que é
visível pela mudança de cor, ou seja, o ponto de viragem. Neste ponto, o meio,
que era ácido ou básico, tem uma alteração brusca no valor do pH.
Bureta
com o
titulante
Erlenmeyer
com o titulado
e com o
indicador
ácido-base
Figura 1 – Sistema de titulação.
Fonte: FOGAÇA ([2017], on-line)3.
Alguns dos principais indicadores ácido-base e as cores que ficam em meio ácido
ou meio básico são citados abaixo:
Tabela 3 – Indicadores ácido-base
INDICADOR MEIO ÁCIDO MEIO BÁSICO
Papel Tornassol Róseo Azul
Fenolftaleína Incolor Vermelho
Alaranjado de Metila Vermelho Amarelo
Azul de Bromotimol Amarelo Azul
Fonte: o autor.
TitulaçõesRe
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MEDIDAS DE PH
Como mencionado anteriormente, o pH é uma medida que auxilia na identifi-
cação do ponto de viragem, quando ocorre a neutralização do ácido ou base que
se está sendo titulada. Nesse processo, após a viragem, há uma brusca mudança
nos valores de pH, indicando que ocorreu a neutralização do ácido ou da base
(MARTINS, 2013).
O pH é uma das análises mais comuns realizadas em laboratórios de quí-
mica. Ele é empregado para o controle de processos industriais, por exemplo, na
produção da cerveja há um pH ideal no processo de fermentação, em que leve-
duras consomem o açúcar fermentável do mosto, gerando o álcool, o dióxido
de carbono, aromas e sabores. Ele também é uma importante medida no con-
trole de qualidade. A água potável tem um pH adequado para consumo humano,
por isso é constantemente realizada essa análise. Na produção de leites e quei-
jos, também é testado o pH do leite “in natura”, a fim de se determinar o estado
de conservação e armazenamento deste leite. Se o leite é velho, se foi armaze-
nado em temperaturas maiores que 3°C ou se está contaminado, o pH do leite
é afetado, atingindo valores menores que o normal. Nessas condições há a pro-
liferação de bactérias que degradam as proteínas do leite. Entre os subprodutos
dessa reação há o ácido láctico, que reduz o pH do leite.
Em soluções que contém ácido, há a presença de íons H+ ou H3O+, respon-
sáveis pelo caráter ácido da solução e baixos valores de pH. Em soluções básicas,
há a presença do íon OH-, responsável pelo caráter básico do meio e por altos
valores de pH.
Para a água pura, a concentração de [H3O+] = [OH-] = 1,00 x 10-7 mol/L.
Para uma solução de ácido acético, podemos ter a concentração de [H3O+] =
1,32 x 10-3 mol/L.
São todas concentrações muito baixas, expressas em potências de 10. As
operações com números pequenos tendem a ser complicadas, para simplificar
aplicou-se algumas propriedades de logaritmos à essa representação.
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VU N I D A D E234
A regra é, por exemplo, para o caso da água:
pH = -log [H3O+] = -log [1,00 x 10-7] = 7,00
pOH = -log [OH-] = -log [1,00 x 10-7] = 7,00
Este é o pH neutro, quando a concentração de [H3O+] = [OH-].
No caso do ácido:
pH = -log [H3O+] = -log [1,32 x 10-3] = 2,88
As soluções ácidas têm o pH menor que 7,00. As soluções com caráter básicas
ou alcalinas têm o pH maior que 7,0. As soluções neutras têm o pH igual a 7,0.
A escala de pH é mostrada abaixo:
Figura 2 – Algumas soluções comuns e o seu pH
Fonte: Godinho (2012, on-line)4.
O aparelho amplamente utilizado para as medidas de pH é o pHmetro, que for-
nece uma medida rápida e precisa do pH das soluções, indicando se ela está
ácida, básica ou neutra.
Prática 2: Determinação da Acidez do Leite
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PRÁTICA 2: DETERMINAÇÃO DA ACIDEZ DO LEITE
INTRODUÇÃO
O leite é um alimento que tem um alto grau nutritivo, pois em sua composição
são encontradas proteínas, lipídios, sais minerais, vitaminas, entre outros. Devido
a esta composição variada, ele é um meio propício para o desenvolvimento de
microrganismos, que realizam um processo fermentativo, transformando a lac-
tose em ácido láctico, que deixa o leite com caráter ácido e com baixos valores
de pH (FOSCHIERA, 2004).
A determinação da acidez do leite é um processo bastante utilizado na indús-
tria, pois é capaz de descrever a qualidade desse leite, ou seja, o grau de degradação
que se encontra. O grau de acidez pode ser determinado pelo método conhecido
como Dornic (°D), que nada mais é do que uma titulação ácido-base.
Essa análise é fundamental no processo de recebimento de um determinado
leite, pois é por essa avaliação que é determinado o destino do leite, leite UHT,
leite pasteurizado, iogurte, queijo, ou até mesmo a rejeição, quando está fora dos
patamares aceitáveis. O leite fresco apresenta acidez natural entre 16°D a 20°D. A
acidez tende a aumentar à medida que o leite vai envelhecendo, influindo consi-
deravelmente a temperatura e a higiene empregada nas diversas manipulações.
Um leite com menos de 16°D (alcalino) ou com mais de 20°D (muito ácido) é
impróprio para consumo e industrialização.
Para determinação da acidez do leite, foi realizada uma titulação em que uti-
lizou como solução padrão, o hidróxido de sódio (0,1 M), conhecido por soda
Dornic, e o indicador de fenolftaleína a 1%. A base reagirá com o ácido presente
em solução no leite, ao término da reação ocorrerá mudança na coloração, indi-
cando o ponto final da titulação. Cada 0,1mL de soda Dornic (solução de NaOH
0,1 mol/L) corresponde a 1° Dornic, equivalente à acidez de 0,01% de ácido láctico.
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VU N I D A D E236
OBJETIVOS
Essa prática tem como objetivo a determinação da avaliação do estado de degra-
dação de leites encontrados na gôndola do mercado pelo método Dornic.
MATERIAIS E REAGENTES
■ Erlenmeyer de 250 mL.
■ Bureta.
■ NaOH 0,1M.
■ Pipeta volumétrica.
■ Amostra de leite.
■ Fenolftaleína.
PROCEDIMENTOS
■ Lavar a bureta duas ou três vezes com pequenas quantidades de solu-
ção de NaOH, escoando todo o líquido antes da adição de novo volume.
Em seguida, fixar a bureta com auxílio de uma garra ao suporte univer-
sal, enchê-la até um pouco acima da marca zero com a solução padrão
de NaOH e abrir a torneira para preencher a extremidade inferior da
bureta, zerar de modo que a base do menisco do líquido tangencia a
marca zero da escala.
■ Transferir 20,0mL da amostra de leite para um erlenmeyer com auxílio
de uma pipeta volumétrica e acrescentar ao erlenmeyer 3 gotas da solu-
ção de fenolftaleína.
Prática 2: Determinação da Acidez do Leite
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■ Colocar o erlenmeyer sob a bureta e escoar, gota a gota, a solução da
bureta para o erlenmeyer, até a solução atingir a coloração levemente
rosa. Durante a titulação controlar a torneira com a mão esquerda e agi-
tar o erlenmeyer continuamente com a mão direita.
■ Ler com exatidão o volume de solução de NaOH gasto na titulação.
■ Calcular a acidez em °D.
RESULTADOS E DISCUSSÃO
A equação química da reação de neutralização do ácido lático com a soda Dornic
é mostrada abaixo:
OH OH
OH O Na
+ +NaOH H2O
O O
- +
Nesta reação, o primeiro composto é o ácido láctico presente no leite. O segundo
composto a solução de hidróxido de sódio padrão. Esses dois compostos sofrem
uma reação química de neutralização para produzir o sal e água.
Após o ponto de viragem, o leite com o indicador que estava com a colora-
ção branca adquiriu a coloração rósea, indicando que todo o ácido presente no
leite reagiu com a base que foi adicionada pela bureta. Como são conhecidas a
concentração do hidróxido e o volume gasto, é possível determinar a concen-
tração de íons H+ no leite e consequentemente, sua acidez.
SOLUÇÕES E CONCENTRAÇÕES, TITULAÇÃO E VELOCIDADE DAS REAÇÕES QUÍMICAS
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0,1mL de soda Dornic ------------ 1°D
_____ mL de soda Dornic ------------ _____°D
A partir desta titulação (com NaOH 0,1M) pode -se, também, expressar a aci-
dez do leite em % de ácido lático, fazendo-se os seguintes cálculos:
1mol NaOH ------------- 40g NaOH
0,1mol NaOH ------------- _______ g NaOH
[NaOH] = _________ g/L
1000mL de sol. de NaOH 0,1M ---------------- ________ g de NaOH
__________ gastos na titulação ---------------- ________ g NaOH
Pela reação química, 1mol de NaOH reage com 1mol de ácido lático, ou seja:
40g de NaOH ----------------- 90g de ácido lático
______ g de NaOH -----------------_______ g de ácido lático
Para se obter o resultado em porcentagem:
20mL de leite (quantidade de amostra) -------- _________ g de ácido lático
100mL de leite -------- _________ g de ácido lático
Reações Químicas: Velocidade
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CONCLUSÕES
O leite testado está dentro dos padrões esperados?
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REAÇÕES QUÍMICAS: VELOCIDADE
Vimos na unidade anterior
um tópico relacionado às
transformações químicas,
regidas por reações, capazes
de produzir novos produtos de
interesse a partir de reagentes.
Na indústria de transfor-
mação, interesse especial é
destinado à velocidade das
reações químicas (BROWN;
LEMAY; BURSTEN, 2005).
Existem casos que desejamos
aumentar a taxa de ocorrên-
cia da reação, a fim de tornar
o processo mais rápido, pro-
mover a redução de custos e
maximizar a quantidade pro-
duzida. Em outros casos há interesse em inibir as reações. Por exemplo, produtos
alimentícios são armazenados sob resfriamento ou congelamento a fim de redu-
zir as reações químicas que degradam o alimento.
SOLUÇÕES E CONCENTRAÇÕES, TITULAÇÃO E VELOCIDADE DAS REAÇÕES QUÍMICAS
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VU N I D A D E240
Para a ocorrência de uma reação química, é necessário que ocorram coli-
sões entre as moléculas participantes, e não apenas isso, estas colisões devem
ser efetivas (KOTZ E TREICHEL, 2005) (com orientação correta e com a quan-
tidade de energia necessária), que resultará na quebra das antigas ligações e na
formação de novas ligações, ou seja, a reação química ocorrerá e haverá a pro-
dução de novos produtos.
Dentre os principais fatores, podemos citar quatro mais comuns e que tem
grande influência em grande parte das reações químicas, são eles: superfície de
contato, temperatura, concentração, catalisadores.
SUPERFÍCIE DE CONTATO
As reações químicas ocorrem entre as moléculas que estão localizadas na super-
fície do reagente. Isso ocorre porque as reações acontecem entre as moléculas
que ficam na superfície dos reagentes. A explicação é simples, quanto maior for
a superfície de contato, mais moléculas estarão em contato umas com as outras
e maior será a probabilidade de que ocorram choques com uma energia e con-
dição necessária para que ocorra a ligação. Dessa forma, a reação química tende
a ocorrer de forma mais rápida (LENZI et al., 2012).
Um exemplo ilustrativo é quando colocamos em água um comprimido efer-
vescente triturado e um inteiro. O comprimido triturado reagirá mais rápido,
pois sua superfície de contato é bem maior que o comprimido inteiro.
TEMPERATURA
A regra geral válida para grande parte dos casos é que quanto maior a tempera-
tura, maior a velocidade de ocorrência das reações químicas.
A explicação para esse fato é que o aumento da temperatura faz com que
aumente a energia cinética ou o grau de agitação das moléculas presentes na rea-
ção, ou seja, as moléculas se movimentam mais rápido, fazendo com que aumente
Reações Químicas: Velocidade
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os choques efetivos, aumentando a velocidade da reação química. Outro fato
importante, é que o aumento da energia das moléculas faz com que estas atinjam
a energia suficiente para a ocorrência da reação, chamada de energia de ativação.
CONCENTRAÇÃO
A regra geral é que quanto maior a concentração dos reagentes, maior a veloci-
dade de ocorrência da reação química. Com maiores concentrações temos um
número maior de moléculas reagentes confinadas em um único volume, dessa
forma, temos uma maior probabilidade das moléculas se chocarem umas com
as outras de maneira efetiva e assim, aumentar a velocidade das reações.
Um exemplo desse fato é quando fazemos o famoso churrasco. Para acen-
der o carvão ventilamos o ar sobre a brasa, a fim de aumentar a concentração de
oxigênio presente e, consequentemente, aumentar a velocidade da reação quí-
mica de combustão.
PRESENÇA DE CATALISADORES
Os catalisadores são compostos que são adicionados, que auxiliam no aumento
da velocidade das reações químicas, e não são consumidos ao final da reação.
Os catalisadores são capazes de aumentar a velocidade das reações quími-
cas pois eles modificam o mecanismo de reação, atuando na redução da energia
de ativação necessária para a ocorrência da reação química.
Na indústria, o uso de catalisadores é imprescindível para tornar os pro-
cessos economicamente viáveis, principalmente para reações que ocorrem em
pequenas taxas.
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PRÁTICA 3: VELOCIDADE DAS REAÇÕES QUÍMICAS
Introdução
Um dos principais componentes dos comprimidos efervescentes ou antiáci-
dos, popularmente conhecidos como “sal de fruta”, é o bicarbonato de sódio
(NaHCO3). Esse composto tem a aparência de um pó branco que é solúvel em
água. Um outro componente que também faz parte desses comprimidos é um
ácido, tal como o ácido cítrico (H3C6H5O7).
Na presença de água, os dois compostos, apresentados no parágrafo anterior,
se dissociam, permitindo a ocorrência da reação química, conforme ilustrado
a seguir:
NaHCO3 (aq) + H3C6H5O7 (aq) → NaH2C6H5O7 (aq) + H2O (l) + CO2 (g)
Nesta reação, há a liberação do dióxido de carbono no estado gasoso (CO2), que
é responsável pelas bolhas desprendidas no contato do comprimido com a água,
evidenciando a ocorrência da reação química.
A efervescência faz com que os comprimidos sejam mais vantajosos para
a eficácia do tratamento, quando comparados com comprimidos habituais. A
liberação do gás faz com que o líquido seja agitado, e que o comprimido seja
dissolvido mais rapidamente, além disso, sua absorção é melhor uma vez que
o princípio ativo do medicamento está mais solubilizado após a efervescência,
fazendo com que o organismo assimile melhor.
As reações químicas são afetadas pela superfície de contato, temperatura
do meio reacional, concentração e também devido a presença de catalisadores
(FELDER; ROSSEAU, 2008). As três primeiras condições serão demonstradas
experimentalmente por meio de uma prática que engloba a velocidade das rea-
ções químicas.
Prática 3: Velocidade das Reações Químicas
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OBJETIVOS DA PRÁTICA
Vislumbrar experimentalmente a variaçãoda velocidade de uma reação quí-
mica devido as alterações na superfície de contato, temperatura e concentração
do meio reacional.
PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL
Materiais
■ 6 béquer.
■ 1 proveta graduada.
■ 6 vidros relógio.
■ 6 comprimidos efervescentes (antiácido).
■ 1 almofariz.
■ Água destilada.
Procedimentos
TESTE TEMPERATURA
■ Adicionar água em temperatura ambiente em um béquer e no outro água
quente (não há necessidade da água estar em ebulição).
■ Adicionar no mesmo instante um comprimido efervescente em cada um
dos recipientes.
■ Observar e registrar as condições observadas.
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TESTE DA CONCENTRAÇÃO
■ Em um béquer adicionar água destilada. Em um segundo béquer adicio-
nar água destilada misturada com vinagre.
■ Adicionar no mesmo instante um comprimido efervescente em cada um
dos recipientes.
■ Observar e registrar as condições observadas.
TESTE DA SUPERFÍCIE DE CONTATO
■ Triturar com o auxílio do almofariz um comprimido efervescente.
■ Adicionar a mesma quantidade de água destilada em dois béquer.
■ Adicionar ao mesmo instante um comprimido efervescente inteiro em
um béquer e o outro comprimido triturado no outro béquer.
■ Observar e registrar as condições observadas.
CONCLUSÕES
Quais as conclusões que se pode chegar sobre a influência da temperatura na
velocidade das reações químicas?
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Quais as conclusões que se pode chegar sobre a influência da superfície de con-
tato na velocidade das reações químicas?
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Prática 3: Velocidade das Reações Químicas
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Quais as conclusões que se pode chegar sobre a influência da concentração na
velocidade das reações químicas?
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______________________________________________________________
Exemplo 13: (UDESC-SC) Se um comprimido efervescente que contém ácido
cítrico e carbonato de sódio for colocado em um copo com água e mantiver-se
o copo aberto, observa-se a dissolução do comprimido acompanhada pela libe-
ração de um gás. Assinale a alternativa correta sobre esse fenômeno.
a. A massa do sistema se manterá inalterada durante a dissolução.
b. A velocidade de liberação das bolhas aumenta com a elevação da tem-
peratura da água.
c. Se o comprimido for pulverizado, a velocidade de dissolução será mais
lenta.
d. O gás liberado é o oxigênio molecular.
e. O fenômeno corresponde a um processo físico.
Gabarito: b.
A letra “a” está errada porque, como haverá produção de um gás, a massa será
alterada em razão do escape de matéria. A letra “c” está errada, porque quando
o material está pulverizado, a velocidade sempre é maior. A letra “d” está errada,
porque o gás liberado é o gás carbônico. A letra “e” está errada porque a eferves-
cência é um fenômeno químico.
SOLUÇÕES E CONCENTRAÇÕES, TITULAÇÃO E VELOCIDADE DAS REAÇÕES QUÍMICAS
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VU N I D A D E246
Velocidade de uma reação
Os químicos costumam fazer três perguntas fundamentais quando eles es-
tudam as reações químicas: Como acontece? Com que rapidez isso aconte-
ce? E qual é a extensão deste acontecimento? A resposta da primeira ques-
tão é dada pelo balanceamento da reação química. A resposta da terceira
questão está relacionada com o equilíbrio químico. A resposta da segunda
questão poderá ser entendida ao conhecermos a velocidade no qual uma
reação ocorre. A área da química relacionada com a velocidade das reações
e a sequência de etapas pelo qual a reação ocorre é chamada de Cinética
Química. Na atmosfera superior, a manutenção ou diminuição da camada
de ozônio (moléculas de O3), que nos protege da radiação ultravioleta pe-
rigosa do sol, depende das velocidades relativas das reações que a produ-
zem ou a destroem. As velocidades das reações são afetadas por variáveis
tais como concentrações de reagentes e temperatura. Algumas reações tais
como a combinação explosiva de sódio e bromo, ocorrem em um instante.
Outras reações tais como a corrosão do ferro são lentas.
Fonte: Museu Virtual PUC-RIO ([2017], on-line)5.
Considerações Finais
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CONSIDERAÇÕES FINAIS
Aluno(a), chegamos ao final de nossa última unidade! Verificamos na teoria e na
prática importantes conceitos. Entendemos a teoria de soluções, tipos de con-
centrações, preparo de soluções e diluições. Estes conceitos são fundamentais e
por esse motivo foram apresentados no início de nossa unidade. Em nosso dia a
dia temos impregnado todos esses conceitos: a quantidade de flúor presente na
pasta de dente, a quantidade de álcool presente em bebidas alcoólicas, a quanti-
dade de gordura presente nos leites. Em tudo, temos a quantificação de quanto
de determinada matéria existe presente em uma mistura ou solução. E a forma
de se apresentar essas medidas são diversas, dependendo ao uso que são des-
tinadas. Além disso, outro conceito fundamental é o preparo de soluções. Em
indústrias de transformação, por diversos momentos nos é solicitado o preparo
de uma solução com concentração conhecida. Dificilmente compramos um
produto puro devido ao alto custo. Compramos soluções concentradas e para
o preparo de soluções é fundamental o conhecimento das técnicas de diluição.
Ainda dentro desse conceito, verificamos como determinar a concentração
desconhecida de soluções ácidas ou básicas, por meio das técnicas de titulação,
que nada mais é que uma reação química que permite quantificar a quantidade
do composto desconhecido presente na amostra. Essa técnica é muito útil para
determinação de acidez de óleos, leites, vinagres, entre outros. Nessa mesma
linha, entendemos o conceito de pH, como pode ser medido e qual o seu signi-
ficado físico, sendo essa medida fundamental para grande parte das indústrias
de transformação.
Por último, e não menos importante, verificamos alguns dos principais parâ-
metros capazes de interferir na velocidade das reações químicas. Entendemos
que esse conceito é muito importante, pois ao se reduzir o tempo de processa-
mento, podemos produzir maiores quantidades, maximizando os lucros.
248
1. (ENADE 2011) Uma indústria química de ácidos utiliza ácido sulfúrico, H2SO4,
comprado na forma de solução concentrada 96 cg/g e densidade 1,84 g/mL, a
20 ºC. Considerando a utilização dessa solução por essa indústria para o preparo
de soluções diluídas de H2SO4, analise as afirmações abaixo.
I. No rótulo dos frascos comprados pela indústria, seria correto estar escrito 96
%.
II. A 20 ºC, na preparação de 250 L de solução de H2SO4, de concentração 150 g/L,
seriam necessários, aproximadamente, 21 L dasolução comprada pela indústria
(densidade H2SO4 = 1,84 g/mL).
III. As concentrações em quantidade de matéria das soluções diluídas prepara-
das pela indústria devem ser registradas, nos respectivos rótulos, com a unidade
g/L.
É correto o que se afirma em:
a. I, apenas.
b. III, apenas.
c. I e II, apenas.
d. II e III, apenas.
e. I, II e III.
2. (ENADE 2011) Segundo um estudo norte-americano publicado na revista Pro-
ceedings of the National Academy of Sciences, as temperaturas na superfície da
Terra não subiram tanto entre 1998 e 2009, graças ao efeito resfriador dos gases
contendo enxofre, emitidos pelas termelétricas a carvão (as partículas de enxo-
fre refletem a luz e o calor do Sol). O enxofre é um dos componentes do ácido
sulfúrico (H2SO4), cujo uso é comum em indústrias na fabricação de fertilizantes,
tintas e detergentes. Sabendo-se que o ácido sulfúrico concentrado é 98,0%
em massa de H2SO4 e densidade 1,84 g/mL, conclui-se que a sua concentra-
ção, em mol/L, é igual a:
Dados: Massa molar do H2SO4 = 98g/mol.
a. 18,0.
b. 18,2.
c. 18,4.
249
d. 18,6.
e. 18,8.
3. Sendo uma mistura de gases, o ar que respiramos é formado principalmente
por oxigênio (O2), nitrogênio (N2), gás carbônico (CO2) e gases nobres, sendo o
O2 fundamental para que nossas células produzam energia. A composição do ar
também é importante para determinar a eficiência da queima de combustíveis
na caldeira, um equipamento industrial utilizado para geração de vapor e ener-
gia. Considerando uma determinada região específica em que o ar apresen-
ta 22% de oxigênio e 0,93% de gases nobres, percentuais em massa, verifi-
que qual alternativa apresenta a concentração correta de nitrogênio e gás
carbônico.
a. 77% e 0,07%.
b. 77% e 0,06%.
c. 76% e 0,07%.
d. 76% e 0,07%.
e. 78% e 0,06%.
4. O ácido clorídrico (HCl) é muito utilizado em análises laboratoriais para neutrali-
zação de soluções, para isso, há necessidade de se conhecer sua real concentra-
ção, que pode ser feito por titulação. Em uma titulação ácido-base você utilizou
30,0mL de HCl para titular 80,0mL de uma solução de Na2CO3 com concentra-
ção 0,0350M. A reação é apresentada abaixo:
HCl + Na2CO3 → NaCl + H2O + CO2
Determine a concentração da solução de HCl (em g/L) e assinale a alterna-
tiva correta. Não esqueça de balancear a equação.
a. 0,00280 g/L.
b. 0,204 g/L.
c. 6,81 g/L.
d. 20,4 g/L.
e. 28,0 g/L
250
5. (ACAFE-SC - adaptado) O conhecimento da velocidade das reações químicas é
de extrema importância para a produção industrial de uma série de produtos.
Nesse contexto, analise as afirmações a seguir:
I. O processo de corrosão em metais de equipamentos industriais que operam
em altas temperaturas é mais rápido, pois as velocidades das reações químicas
geralmente aumentam com o aumento da temperatura.
II. Um meio mais concentrado não proporciona maiores taxas de reação, haja
visto que as velocidades das reações químicas sempre independem da concen-
tração dos reagentes.
III. A velocidade de uma reação química depende da orientação apropriada
das moléculas na hora do choque.
IV. Para os sólidos, quanto maior a superfície de contato, menor será a veloci-
dade da reação química, por isso, de modo geral, quando são utilizados reagen-
tes sólidos, a superfície é finamente dividida.
Assinale a alternativa que indica somente as afirmações corretas:
a. II - III.
b. I - IV.
c. II - IV.
d. I - II.
e. I - III.
251
A importância da química na nossa vida
A Química é uma ciência experimental, cujos reflexos se percebem, através de distintas
maneiras em nossa vida cotidiana. Essa grande ciência está presente ativamente em
vários setores de nossa modernidade. São eles: combustíveis, plásticos, tintas, saúde,
alimentos, petroquímica, corantes, adesivos, bebidas, materiais de limpeza, etc. Saben-
do aproveitá-la do melhor modo possível, nos trará grandes benefícios, como o aper-
feiçoamento dos confortos humanos, declínio do número de mortes devido a evolução
da medicina. Ao contrário, com base na extração inadequada das substâncias químicas
existentes na natureza e visando somente interesses políticos e econômicos, sem se pre-
ocupar com efeitos indesejáveis e prejudiciais, ocasionarão doenças e morte de vidas
aquáticas, tendo como principal causadora a poluição.
Através disso, comprovamos que essa ciência está presente em praticamente tudo que
aproveitamos para viver. Basta notarmos embalagens de alimentos, rótulos de produtos
de limpeza, etiquetas de roupas, bulas de remédio, os quais indicam que contêm subs-
tâncias químicas envolvidas. Muitas empresas ainda querem iludir uma boa parte da
população, insistindo em vender alimentos isentos de química, uma grande inverdade,
pois tudo que existe no mundo é formado por matéria química.
Observando nossas atividades diárias, verificamos que ao escovarmos os dentes, nos
alimentos, quando utilizamos um meio de transporte, quando necessitamos de algum
medicamento, ao ouvirmos uma música, ao usarmos substâncias que permitem a lim-
peza e higienização de nossos ambientes, quando trajamos roupas, quando vamos ao
supermercado, etc. Em tudo que acabamos de mencionar e muito mais, existem pro-
dutos com substâncias químicas. Como realizaríamos estas e muitas outras ações men-
cionadas sem empregar princípios, materiais ou elementos químicos? Certamente se-
ria impossível e esse trajeto inatingível. Não usaríamos o flúor, o bicarbonato de cálcio,
componentes do creme dental. Haveria falta de certos nutritivos devido a carência de
alguns elementos químicos essenciais. Sem a extração de respectivas substâncias quí-
micas na natureza não teríamos o remédio. Sem as reações químicas que ocorrem na
pilha que se transforma em corrente elétrica, nossos eletrônicos não funcionariam. Com
a ausência de detergentes, alvejantes, desinfetantes, nossos lares não seriam tão limpos.
A confecção de roupas seria irrealizável sem o algodão e a lã. No supermercado, a maio-
ria dos produtos provém de indústrias químicas, sem estas provavelmente só venderiam
produtos adquiridos diretamente da natureza. Em nossas casas existem também muitos
materiais químicos, principalmente no tijolo, na areia, no cimento, na madeira, no vidro,
etc.
Fonte: Costa Leal (2012, on-line)6.
MATERIAL COMPLEMENTAR
Aqui temos um link muito interessante de um vídeo disponível na internet em que são explicados
alguns conceitos de concentração.
Acesse: < https://www.youtube.com/watch?v=7ZZQR-t2Iqk>.
Curso de Química para Engenharia: Energia
Milan Trsic, Maíra Carvalho Fresqui.
Editora: Manole
Sinopse: o primeiro volume do Curso de química para
engenharia surge em meio a um cenário conflitante:
o Brasil ainda carece de profissionais qualificados
capazes de levar ao sistema produtivo o conhecimento
científico gerado no país; ao mesmo tempo, foi a
primeira nação a produzir álcool a partir da cana-de-
açúcar; recentemente, logrou integrar o grupo dos países
exportadores de petróleo; e, de modo paralelo, mantém em construção uma usina de energia nuclear.
Dos muitos desafios tecnológicos atuais, destacam-se justamente a aplicação (em suas variadas formas)
da diversa produção energética pelos profissionais da engenharia. Energia apresenta, sob o enfoque da
química, um panorama atual das várias fontes energéticas. Para isso, os autores: Elucidam o contexto
de surgimento e o uso de cada fonte. Apontam quem são os grandes produtores ou usuários de cada
uma. Trazem informações socioeconômicas relevantes. Discutem as vantagens e desvantagens de cada
fonte.
O Segredo
o segredo existiu por toda a humanidade, com alguns
dos principais líderes de sua época tendo conhecimento
sobre ele. Fragmentos do segredo foram encontrados
em tradições orais,na literatura, nas religiões e filosofias
ao longo dos séculos. Alguns dos maiores professores
da atualidade são reunidos para apresentar o segredo
na íntegra.
REFERÊNCIAS
253
ABREU, D. G.; SILVA, G. M. Química básica experimental. Universidade de São Pau-
lo. São Paulo, 2016.
BRASIL. Resolução RDC n° 382, de 9 de agosto de 1999. Aprova o “Regulamen-
to técnico que aprova o uso de aditivos alimentares, estabelecendo suas funções
e seus limites máximos para a categoria alimentos 13”. Órgão emissor: ANVISA –
Agência Nacional da Vigilância Sanitária.
______. Resolução RDC n° 388 , de 9 de agosto de 1999. Aprova o “Regulamento
técnico que aprova o uso de Aditivos Alimentares, estabelecendo suas Funções e
seus Limites Máximos para a Categoria de Alimentos 19”. Órgão emissor: ANVISA –
Agência Nacional da Vigilância Sanitária.
BROWN, T. L.; LEMAY, H. E.; BURSTEN, B. E. Química, a ciência central. 9.ed. Sao Pau-
lo,SP: Person Prentice Hall, 2005.
FELDER, R. M.; ROUSSEAU, R. W. Princípios elementares dos processos químicos.
3.ed. Rio de Janeiro: Editora LTC, 2008.
FOSCHIERA J. L. Indústria de Laticínios. São Paulo: Suliane Editografica Ltda., 2004.
HIMMELBLAU, D. M. Engenharia química princípios e cálculos. 6.ed. Editora PHB,
1996.
KOTZ, J. C.; TREICHEL, P. M. Química geral 2 e reações químicas. 5.ed. Sao Paulo, SP:
Thomson Learning, 2005.
LENZI, E.; FAVERO, L. O. B.; SUEO, T.; VIANNA FILHO, E. A.; GIMMENES, M. J. G. Química
Geral e Experimental. Rio de Janeiro: Freitas Bastos, 2012.
MARTINS, G. A. V. et al. Laboratório de química geral experimental. Universidade
de Brasília. Brasília, 2013.
ROCHA-FILHO, R.; SILVA, R. R. Cálculos Básicos da Química. 2.ed. São Carlos. São
Paulo: Edufscar, 2010.
SILVA, R. R. et al. Introdução a Química Experimental. São Paulo: MacGraw Hill,
1990.
USBERCO, J.; SALVADOR. E. Química geral. 2.ed., Sao Paulo: Saraiva, 1996.
REFERÊNCIAS
REFERÊNCIAS
REFERÊNCIAS ON-LINE
1Em: <http://www.agencia.cnptia.embrapa.br/Agencia8/AG01/arvore/
AG01_126_21720039243.html>. Acesso: 22 mai. 2017.
2Em: < https://www.novacana.com/etanol/controle-qualidade/>. Acesso em: 22
mai. 2017.
3Em: < http://mundoeducacao.bol.uol.com.br/quimica/titulacao-acido-base.htm>.
Acesso em: 22 mai. 2017.
4Em: < http://andre-godinho-cfq-8a.blogspot.com.br/2012/12/escala-de-ph.html>.
Acesso em: 22 mai. 2017.
5Em: <http://web.ccead.puc-rio.br/condigital/mvsl/museu%20virtual/curiosida-
des%20e%20descobertas/Velocidade%20de%20uma%20reacao/pdf_CD/CD_ve-
locidade_de_uma_reacao.pdf>. Acesso em: 22 mai. 2017.
6Em: <https://costaleal.wordpress.com/2012/01/31/a-importancia-da-quimica-na-
-nossa-vida/>. Acesso em: 22 mai. 2017.
REFERÊNCIAS
255
GABARITO
1. C.
O enunciado indica que a concentração em massa da solução concentrada de ácido
sulfúrico é de 96 cg/g, ou seja, 96 centigrama/grama, que é o mesmo que 0,96g/g,
o que corresponde, em porcentagem, a 96% em massa, sendo esta a forma usual
de indicar a “concentração em massa ou Título”. Logo está correta a primeira das
afirmações.
A partir da densidade da solução concentrada (1,84 g/mL) e da concentração em
massa (96% ou 0,96g/g, ou ainda, 0,96 gramas de ácido em 1 grama de solução), é
possível obter a concentração em g/L:
1,84g solução ......... 0,001 L solução
1g solução ......... x x = 0,00054 L solução
Agora é preciso utilizar a fórmula da diluição:
V. Finalmente, a terceira afirmação não está correta, pois a unidade g/L não se
constitui em unidade de quantidade de matéria que, pela IUPAC, é mol/L.
GABARITO
2. C
Partindo da densidade do ácido sulfúrico concentrado (1,84g/mL), é possível de-
terminar a massa correspondente a 1,0 litro (1 000mL) desta solução, tendo em
vista que se pretende obter a concentração em mol/litro. Assim:
1mL ........... 1,84g
1L (1000mL) ........... x x = 1 840g
Que é a massa de 1L da solução. Tendo em vista que a concentração em massa é
98%, o teor de ácido sulfúrico puro nesta massa será:
1 840g ........... 100%
x ............ 98% x = 1 803,2g
Sendo a massa molar do ácido sulfúrico (H2SO4) equivalente a 98g/mol, o núme-
ro de mols contidos na massa acima será:
1mol ............ 98 g
x ............ 1 803,2g x = 18,4mols
Portanto, em cada litro de solução concentrada de ácido sulfúrico, com concen-
tração em massa 98% e densidade 1,84g/mL há 18,4mols.
3. A.
Para resolver este problema, devemos utilizar a fórmula que determina que a
fração mássica de todos os compostos da solução deve ser igual a 1.
Xcomposto1 + Xcomposto2 + Xcomposto3 +... = 1
22% + 0,93% +XN2 + XCO2 = 100%
Repare que se utilizarmos porcentagem a soma deve ser igual a 100%.
A única combinação possível para satisfazer esta igualdade é o que está descrito
na alternativa a.
GABARITO
257
4. C.
Antes de iniciar devemos balancear a equação:
2 HCl + Na2CO3 → 2 NaCl + H2O + CO2
A solução de carbonato de sódio tem a concentração de 0,0350mol/L:
0,0350mol Na2CO3 ................. 1000mL
x .................. 80,0mL x = 0,00280mol Na2CO3
Pela estequiometria da reação:
2 molHCl ................. 1mol Na2CO3
x ................... 0,00280mol x = 0,00560mol de HCl
Pela massa molar do HCl:
1mol HCl ................. 36,5g HCl
0,00560mol ................. x x = 0,2044g de HCl
Mas temos essa quantidade de HCl em um volume 30,0mL, precisamos desco-
brir a quantidade em 1L:
0,2044g HCl ........... 30,0mL
x ........... 1000,0mL x = 6,81g/L HCl
5. E.
Os itens abaixo estão incorretos porque:
II- Quanto maior a concentração dos reagentes, maior será a velocidade da rea-
ção e vice-versa, ou seja, a concentração tem grande influência na velocidade.
IV- Sempre que a superfície de contato for maior, a velocidade da reação tam-
bém será.
CONCLUSÃO
A disciplina de Química Experimental tem como principal objetivo apresentar as ba-
ses para a atuação de um profissional na área de laboratórios. As práticas existentes
na indústria são inúmeras, e conhecer todas as minúcias existentes em cada uma
delas é impraticável. Com a base consolidada é possível se aprofundar em conceitos
e técnicas específicas para cada área de trabalho.
Ao longo das cinco unidades deste livro, abordamos os principais aspectos existen-
tes em um laboratório de química, que são de interesse para a formação do enge-
nheiro de produção. De forma geral, em cada conteúdo procurou-se relembrar os
conceitos teóricos da química, atrelados à parte experimental e as possíveis aplica-
ções de cada conceito.
Na Unidade I, a atenção especial foi dedicada ao tema segurança no laboratório. Este
tema, é importante não apenas dentro de um laboratório, mas pode ser estendido
para o contexto industrial que, dada sua importância, deve acompanhar toda a vida
de um profissional que atuará na área da química de transformação. Ainda nesta
unidade, foram apresentados os principais equipamentos e instrumentos existentes
em um laboratório. Na Unidade II foi apresentado como deve ser realizada a correta
representação das medidas experimentais, os conceitos de precisão, exatidão, as
incertezas fornecidas por alguns instrumentos de laboratório bem como os concei-
tos de calibração para atenuar as discrepâncias entre medidas. Na Unidade III foram
apresentados propriedades físicas fundamentais dos compostos, que permitem a
ocorrência de operações como de separação de misturas. A partir da Unidade IV
foram apresentados os conceitos de transformação que evidenciam a ocorrência de
reações químicas que permitem aprodução de novos compostos. Na Unidade V foi
dado uma especial importância nos conceitos de preparo e diluições de soluções,
pois pequenos erros nessas medidas podem gerar prejuízos para a indústria por não
representar a quantidade real de matéria-primas ou reagentes a serem utilizados
em uma transformação.
CONCLUSÃO