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1 UNIVERSIDADE DE CAXIAS DO SUL CENTRO DE CIÊNCIAS EXATAS E TECNOLOGIA QUI0341 – QUÍMICA BÁSICA E EXPERIMENTAL PROFESSOR: Ana Maria Coulon Grisa ROTEIROS EXPERIMENTAIS 2014-2 Aluno(a):__________________________________________________________________ 2 1.REGRAS BÁSICAS DE SEGURANÇA PARA LABORATÓRIOS DE QUÍMICA Laboratórios de química são lugares de trabalho que necessariamente não são perigosos, desde que certas ações sejam tomadas. Acidentes em laboratórios ocorrem frequentemente em virtude da pressa excessiva na obtenção de resultados. Todo aquele que trabalha em laboratório deve ter responsabilidade e evitar atitudes que possam acarretar acidentes e possíveis danos para si e para os demais. O técnico/professor/aluno deve, portanto, adotar sempre uma atitude atenciosa, cuidadosa e metódica no que faz. Deve, particularmente, concentrar-se no trabalho e não permitir qualquer distração enquanto trabalha. Da mesma forma, não deve distrair os demais enquanto desenvolvem trabalhos no laboratório. Para trabalhar no laboratório, você deve: 1. Ler e utilizar as regras de Segurança dos Laboratórios de Química. 2. Durante as atividades didáticas o professor, aluno e funcionário deverão usar guarda-pó (100% algodão, mangas compridas com elastec ou punho de ribana de algodão, fechamento por botões de pressão, comprimento 7/8), sapatos de solado baixo e fechado, calça comprida, óculos de segurança e cabelos presos. 3. Verificar a localização exata do extintor de incêndio, lava-olhos, chuveiro de emergência, saída de emergência, soluções de emergência, kit para derrame de líquidos, caixa de areia, exaustores, caixa de comando elétrico do laboratório. 4. Não fumar, não comer ou beber no laboratório. 5. Não tocar, cheirar ou experimentar soluções ou reagentes químicos de laboratório. 6. Evitar trabalhar sozinho e fora dos horários de aula. 7. Comunicar imediatamente ao professor qualquer incidente que esteja ocorrendo. 8. Em caso de acidente, manter a calma, desligar os aparelhos próximos, isolar os inflamáveis, chamar os Bombeiros (193), iniciar o combate ao fogo. 9. Em caso de acidente (por contato ou ingestão de produtos químicos) ligar para o CIT 08007213000 solicitando informações sobre o produto e chamar o atendimento de emergência 08007220300 na Instituição. 10. Ler atentamente os rótulos dos frascos dos reagentes e soluções; antes de utilizá-los, a fim de evitar enganos. 11. Evitar derramamento de reagentes e soluções, mas, se o fizer, limpar imediatamente o local de acordo com os procedimentos do laboratório (consultar o professor). 12. Não descartar materiais sólidos utilizados na prática, nas pias, deverão ser acondicionados no contêiner resíduos sólidos – saco cor laranja. 13. Todo o resíduo líquido oriundo da parte prática deverá ser acondicionado conforme descrito no procedimento experimental. 14. Trabalhando com reações perigosas, explosivas, tóxicas, ou cuja periculosidade você não conhece, consultar a FISPQ dos reagentes e usar EPI's e EPC's para a sua segurança. 15. Manter o laboratório sempre bem ventilado, podendo ser ventilação natural ou artificial. 16. Não trabalhar com material imperfeito, principalmente, vidro que contenha pontas ou arestas cortantes. 17. Fechar com cuidado as torneiras de gás, evitando o seu escapamento. 18. Não deixar vidro aquecido sem identificação. 19. Não aquecer tubos de ensaio com a boca virada para si ou para outra pessoa. 20. Não aquecer reagentes em sistema fechado. 21. Preencher a etiqueta de identificação de amostra, quando o produto obtido ficar depositado no laboratório. 22. Nunca esquecer solventes inflamáveis, mesmo em pequenas quantidades, junto ou próximo à chama direta. 3 23. Não transferir ou verter solventes inflamáveis de um frasco a outro quando a chama estiver próxima. 24. Medir as substâncias tóxicas ou voláteis preferencialmente na bureta. 25. Não inalar gases ou vapores desconhecidos. Se necessário, nunca fazê-lo diretamente, colocando o rosto sobre o recipiente que contém o líquido. Aproximar o vapor, com a ajuda de uma das mãos, para que seja possível aspirá-lo (aspirar vagarosamente). 26. Não acender o bico de Bunsen com a janela aberta, pois pode se formar chama na base e acarretar graves queimaduras ao operador inadvertido. 27. Consultar o professor quando tiver alguma dúvida 28. Cuidar para não misturar as tampas dos frascos conta-gotas. O correto é utilizar uma solução e fechar bem o frasco antes de utilizar a próxima. Não introduzir pipetas sujas nos frascos com soluções. 29. Não utilizar a mesma pipeta para soluções diferentes, pois, com certeza, haveria contaminação com a substância usada anteriormente. 30. Ao término do uso de uma solução, nunca esquecer de recolocar a tampa, para evitar a contaminação e a evaporação das substâncias voláteis. 31. Ao final do procedimento experimental deixar os bulbos pipetadores cheios de ar. 32. Conservar o ambiente de trabalho arrumado. 33. Ao fim da aula, lavar todo o material e recolocá-lo no carrinho ou na estufa. 34. Verificar se os registros de gás estão fechados após o uso. 35. Lembrar que qualquer experimento em laboratório pode levar mais tempo do que se pensa. 36. Lavar bem as mãos antes de deixar o laboratório. 37. Ao sair do laboratório, não deixar nada ligado e verificar se tudo está em ordem. SISTEMA DE COLETA DE RESÍDUO QUÍMICO LÍQUIDO E SÓLIDO O Plano de Gerenciamento de Resíduos de Análises Laboratoriais o qual foi aprovado pelo órgão ambiental estadual – FEPAM (BEAL, 2002), tem como objetivo principal estabelecer procedimentos de segregação, acondicionamento, armazenamento, coleta, transporte e destino final de resíduos potencialmente perigosos. A equipe técnica do Instituto de Saneamento Ambiental (ISAM) é responsável pela formulação do Plano, bem como pelo planejamento, implantação e operacionalização das demais etapas do mesmo. Os resíduos foram classificados em função das análises físico-químicas e biológicas que lhe deram origem. A partir dos reagentes utilizados em cada experimento e das características dos mesmos, definiu-se agrupamentos de substâncias levando-se em consideração sua periculosidade em função de suas características de inflamabilidade, corrosividade, reatividade, toxicidade além da incompatibilidade das mesmas. Desta análise, resultaram 49 diferentes grupos de substâncias a serem segregadas, atendendo as recomendações da norma NBR 12.235 (ABNT, 1992). As etapas do Gerenciamento de Resíduos de Análises Laboratoriais da UCS encontram- se na Figura 1. Figura 1: Fluxograma contendo as etapas de gerenciamento de resíduos gerados nos laboratórios da UCS. Geração - Identificação - Acondicionamento - Armazenamento Setorial Coleta e transporte Armazenamento “Central de Resíduos” Tratamento Físico-Químico (quando possível) Encaminhamento para Disposição final adequada 4 A Estação de Tratamento de Efluentes (ETE) da UCS na Cidade Universitária, trata os efluentes das atividades desenvolvidas na Instituição, excetuando-se aqueles gerados nas atividades químicas e biológicas desenvolvidas nos “n” laboratórios da Universidade. Para tanto, foi desenvolvido e otimizado, o sistema de gerenciamento de resíduos de laboratórios gerados em práticas de ensino, pesquisa e prestação de serviço. As unidades laboratoriais geradoras de resíduos são orientadas a implementar procedimentos internos que visem à minimização do volume de rejeitosgerados bem como o possível reaproveitamento dos mesmos, pois muitas vezes, o que é considerado resíduo de uma marcha analítica, pode ser a matéria-prima de outra. Os técnicos das referidas unidades laboratoriais são instruídos no sentido de atender à correta segregação, manuseio, acondicionamento e armazenamento dos resíduos na unidade laboratorial. Para tanto são adotadas as seguintes recomendações: - não lançar restos de análises físico-químicas e biológicas na rede de esgoto, sem a devida informação sobre o correto descarte; - procurar minimizar a quantidade de resíduos, substituindo métodos e/ou reduzindo volumes e concentrações de soluções; - descartar os resíduos da forma mais seletiva possível, procurando evitar a formação de misturas muito complexas e possíveis reações secundárias; - identificar e rotular os resíduos químicos, seguindo sistemática de classificação estabelecida para toda a Universidade; - aproveitar os resíduos e insumos internamente, quando possível. O acondicionamento dos resíduos de análises de laboratórios (RALs) nas unidades laboratoriais é feito em contêineres de polietileno de alta densidade (PEAD) com capacidades de 20, 10 ou 5 litros, conforme a necessidade de cada laboratório. Os contêineres são identificados por uma etiqueta padronizada, contendo informações sobre o laboratório gerador do resíduo, responsável pelo laboratório, a(s) análise(s) envolvida(s) na geração do resíduo, constituintes químicos e/ou biológicos presentes no contêiner. Os resíduos de análises laboratoriais devidamente identificados estão sendo armazenados na Central de Triagem e Armazenamento de Resíduos da UCS, localizada na Cidade Universitária. O transporte dos resíduos desde as unidades geradoras, até a Central de Armazenamento de Resíduos da Cidade Universitária, é realizado obedecendo às normas de segurança, objetivando evitar possíveis acidentes e a segurança do trabalhador exposto. O sistema de gerenciamento de resíduos é controlado por meio de um banco de dados, criado pelo Núcleo de Processamento de Dados da UCS (NPD), onde são cadastradas todas as informações necessárias para definição do tratamento e destino final dos resíduos. Ainda, o banco de dados permite auditar todo o sistema de gerenciamento de resíduos e propor ações que visem a aperfeiçoá-lo e a minimizar a geração dos resíduos. Ao reutilizar frascos de reagentes para estocagens de resíduos químicos, verifique a sua procedência, visto que muitos produtos químicos formam misturas explosivas, por exemplo, ácido nítrico e etanol. Recomenda-se sempre passar água nos frascos antes de reutilizá-los. 5 MATERIAIS MAIS USADOS EM LABORATÓRIO 1. Tubo de ensaio: usado em reações químicas principalmente testes de reação. 2. Estante para tubos de ensaio: suporte de tubos de ensaio. 3. Erlenmeyer: usado para titulações e aquecimento de líquidos. 4. Béquer: usado para aquecimento de líquidos, reações de precipitação, etc.. 5. Pipeta volumétrica: usada para medir volumes fixos de líquidos. 6. Pipeta graduada: usada para medir volumes variáveis de líquidos. 7. Proveta ou cilindro graduado: usado para medidas aproximadas de volumes de líquidos. 8. Bureta: usada para medidas precisas de líquidos, usada em analises volumétricas. 9. Funil de vidro: usado em transferências de líquidos e em filtrações de laboratório. O funil com colo longo e estrias é chamado de funil analítico. 10. Frasco de reagente: usado para o armazenamento de soluções. 11. Vidro de relógio: usado para cobrir o copo de Becker nas evaporações, pesagens e fins diversos. 12. Cápsula de porcelana: usada para evaporar líquidos em soluções. 13. Cadinho de porcelana: usado para aquecimentos a seco (calcinação) no bico de Bunsen e mufla. 14. Triângulo de porcelana: usado para sustentar cadinhos de porcelana em aquecimentos diretamente no bico de Bunsen. 6 15. Funis de decantação: usados para separação de líquidos imiscíveis. 16. Balão volumétrico: usado para preparar e diluir soluções. 17. Balão de fundo redondo: usado para aquecimento de líquidos e reações com desprendimento de gases. 18. Placa de Petry: usado para fins diversos. 19. Dessecador: usado para resfriar substâncias na ausência de umidade. 20. Condensadores: usados para condensar os gases ou vapores na destilação. 21. Termômetro: usado para medidas de temperaturas. 22. Bastão de vidro: usado para agitar soluções, transporte de líquidos na filtração e outros fins. 23 e 24. Kitazato e Funil de Buchner: usados em conjunto para filtrações a vácuo. 25. Picnômetro: usado na determinação de densidade. 26. Almofariz e pistilo: usados para triturar e pulverizar sólidos. 27. Bico de Bunsen: usado em aquecimentos de laboratório. 28. Tela de amianto: usada para distribuir uniformemente o calor em aquecimentos de laboratório. 29. Tripé de ferro: usado para sustentar a tela de amianto. 7 30. Anel para funil: suspende e fixa o funil. 31. Pinça de madeira: usada para segurar tubos de ensaio durante aquecimentos diretos no bico de Bunsen. 32. Suporte universal: realiza a sustentação de várias estruturas comumente utilizadas na Química 33. Agarrador de bureta: serve para fixar a bureta no suporte universal. 34. Pisseta: usada para lavagens, remoção de precipitações e outros. 35. Bulbo pipetador: usado para aspirar soluções. 36. Garra para condensador: usada para sustentar Condensadores na destilação. 37. Espátula: usada para transferência de substâncias sólidas. 38. Pinça metálica Casteloy (Tenaz): usada para transporte de cadinhos e outros fins. 41 e 42. Pinça de Mohr e Pinça de Hoffman: usadas para impedir ou diminuir fluxos gasosos. 43. Estufa: usada para secagem de materiais. 44. Mufla: usada para calcinações. 8 2.MANUSEIO DO MATERIAL BÁSICO DE LABORATÓRIO DE QUÍMICA Objetivos: - Utilizar corretamente alguns materiais de uso geral de laboratório de química; - Utilizar técnicas adequadas para medidas de temperatura, massa e volume; - Diferenciar as vidrarias volumétricas das graduadas; - Diferenciar vidrarias volumétricas e não volumétricas; - Determinar a densidade de um líquido utilizando medidas de massa e volume; Bico de Bunsen O Bico de Bunsen é um bico de gás, especialmente construído para uso de laboratório, utilizado para aquecimento através da combustão do gás GLP. O Bico de Bunsen possui na parte inferior uma entrada de gás (1), na parte média há um anel que controla a entrada de ar que irá alimentar a combustão (2) e na parte superior forma-se a chama (3). Temos dois tipos de chama no Bico de Bunsen: a chama luminosa (chama amarela) e a chama não luminosa (chama azulada). A chama luminosa é obtida quando o anel está fechado (combustão incompleta e produção de fuligem) e a chama não luminosa é obtida quando o anel está aberto (combustão completa, sem formação de fuligem). Conforme a região da chama não luminosa, há a produção de temperaturas diferenciadas, conforme mostrado na Figura 2. Atualmente os Bicos de Bunsen estão sendo substituídos por chapas de aquecimento e mantas de aquecimento mas alguns usos específicos ainda requerem o seu uso em laboratório. Figura 2- Bico de BunsenProcedimento experimental: - Verificar se a válvula de gás geral da bancada e a válvula do Bico de Bunsen que você está usando estão na posição aberta; - Abrir a torneira de gás do Bico de Bunsen cuidadosamente e acendê-lo com um palito de fósforo; - Girar lentamente o anel da base do Bico de Bunsen e observar o que acontece com a chama. Anotar; - Fechar o anel do Bico de Bunsen até a formação da chama amarela. Com um agarrador, segurar uma cápsula de porcelana sobre a chama por uns 20 segundos. Observar a superfície que foi exposta à chama; - Abrir agora o anel até obter a chama azulada. Introduzir no cento do cone formado (zona interna) outra cápsula de porcelana. Observar o que ocorre. - Anotar suas observações. MEDIDAS Sempre que uma medição é efetuada, deve-se levar em consideração o erro a ela inerente. O erro de uma medida é muitas vezes limitado pelo equipamento que é empregado na sua obtenção. Em uma medida exata, os valores encontrados estão muito próximos do valor verdadeiro. A precisão refere-se a quão próximos diversas determinações de uma medida estão entre si. Medições podem ser precisas sem serem exatas, devido a algum erro sistemático. O ideal é que as medições sejam precisas e exatas. A precisão de uma medição pode ser melhorada aumentando-se o número de determinação de uma medição e fazendo-se o valor médio das mesmas. 9 Medidas de Volume Em um Laboratório o aluno terá sempre que fazer uso de vários tipos de medidas, sendo de grande importância a de volume. Torna-se extremamente necessário conhecer corretamente as diversas unidades de volume e a correspondência entre elas; identificar e caracterizar os recipientes volumétricos e sua limpeza; estar ciente dos erros que porventura possam ocorrer e procurar evitá-los. Em todos os experimentos serão utilizados vários tipos de aparelhos para medir volumes de substâncias líquidas, a saber: -Pipetas graduadas e volumétricas: são aparelhos graduados com a finalidade de medir rapidamente, pequenos volumes. A pipeta volumétrica ou de transferência serve para livrar um volume perfeitamente conhecido de líquido. Apresenta uma parte com um bulbo, e na parte superior , uma linha indicando a capacidade da pipeta. Essas são mais precisas do que pipetas graduadas. As pipetas devem ser preenchidas com auxílio do bulbo pipetador. - Provetas graduadas: quando o volume de um líquido a ser medido é relativamente grande ou quando se trata de medida de volumes de ácido concentrado, de substâncias nocivas, a pipeta se torna inadequada. Neste caso pode-se utilizar proveta graduada. - Balão volumétrico: este aparelho contém um volume preciso de um líquido numa determinada temperatura. Os balões volumétricos são utilizados na preparação das soluções de concentração conhecida. Seu gargalo é longo, apresentando uma linha traçada, indicando o volume total (capacidade do balão) à uma dada temperatura. A posição da leitura deve ser na altura dos olhos do leitor. Bureta graduada: Serve para livrar volumes variados de determinados líquidos. Consiste um tubo de vidro contendo na extremidade inferior uma torneira de vidro ou teflon como dispositivo para controlar a vazão de líquidos. É utilizada geralmente em titulações. Leitura do menisco: Procedimento experimental: A) Uso correto do bulbo pipetador e leitura do menisco: - Com auxílio da pipeta graduada de 5mL, pipetar 4mL de água para um copo de Becker de 150mL. Observar o procedimento correto para uso do bulbo pipetador e verificação do menisco. Repetir esta operação até executá-la corretamente; - Repetir o mesmo procedimento com a pipeta volumétrica, porém medindo 5mL de água destilada para o copo de Becker. 10 B) Uso correto da proveta: - Medir 30mL de água destilada em proveta. Observar a leitura correta do menisco; - Transferir o volume para o mesmo copo de Becker utilizado anteriormente. Repetir esta operação até executá-la corretamente. C) Uso correto da bureta - Fixar no suporte universal a garra para bureta; - Realizar a montagem da bureta graduada no suporte universal; - Adicionar água à bureta até a metade do seu volume; - Abrir a torneira e deixar o líquido escoar até a eliminação das bolhas de ar abaixo da torneira; - Após eliminação das bolhas, preencher a bureta com o líquido até o ponto zero. Deixar escoar lentamente até o volume de 12 mL; - Escoar mais 7 ml e finalmente até o volume máximo da bureta. Precisão das vidrarias: - Medir 50mL de água destilada em uma proveta graduada e transferir para um copo de Becker de 150mL seco; - Medir 50mL de água destilada em uma proveta graduada e transferir para o Erlenmeyer de 125mL; - Observe a precisão do copo de Becker, proveta e Erlenmeyer. 2.5 Lavagem da vidraria Em geral a vidraria pode ser lavada com detergente e uma escova apropriada. Enxague várias vezes com água da torneira; não é necessário enxugar nenhum material, que será guardado molhado (mas não sujo). As pipetas e buretas são lavadas com água corrente somente. Retorne o material ao local de onde o mesmo foi retirado (gaveta, armário, carrinho, etc.) 2.3 Balanças analíticas As balanças são instrumentos adequados para medir massas. O manuseio de uma balança requer muito cuidado, pois são instrumentos delicados e caros. Quando de sua utilização, devem ser observados os seguintes cuidados gerais: 1. manter a balança limpa; 2.não colocar os reagentes diretamente sobre o prato da balança, utilizar recipientes adequados para grandes massas e papel manteiga para pequenas massas.; 3.os objetos a serem pesados devem estar limpos, secos e à temperatura ambiente; 4.a balança deve ser mantida desligada caso não estiver sendo utilizada; 5.nas balanças analíticas, os objetos devem ser colocados e retirados com a pinça e não com as mãos; 6.o operador não deve se apoiar na mesa em que a balança está colocada. Procedimento experimental: - Ligar a balança na tecla On/Off; - Aguardar estabilização; - Quando surgir na tela o valor “0,000”, abrir uma das janelas e colocar o material a ser pesado (um parafuso e uma porca grande ) sobre o disco central; - Anotar este valor. - Anotar suas observações. Determinação da densidade A densidade, que se define como a massa da unidade de volume (d=m/V) é expressa nos trabalhos científicos em gramas por mililitro (ou g/cm 3 ), para os sólidos e líquidos e em gramas por litro para os gases. Para se determinar a densidade, devemos medir o volume e a massa de uma quantidade dada da substância em questão. 11 Determinação da densidade de um sólido: Um método adequado para medir o volume de um sólido, independente do seu formato, consiste em mergulhá-lo numa quantidade medida de água numa proveta graduada. O aumento do volume, medido pela elevação da água, determina o volume do sólido. - Pesar um parafuso (m = ___________). - Colocar 25 mL de água numa proveta de 50 mL - Colocar o material pesado dentro da proveta e ler o volume (V2 =_____________). - Volume do material = _____________ - Densidade do material = __________________ 3.COMPARANDO SUBSTÂNCIAS IÔNICAS E COVALENTES Objetivo: Diferenciar um composto covalente de um iônico pelas propriedades características de cada tipo de ligação química. As propriedades das substâncias estão relacionadas com o tipo e força de suas ligações químicas. Elementos e compostos reagem quimicamente para formar substâncias que podem ser iônicas ou covalentes. Nas substâncias iônicas (como NaCl) os íons (Na + e Cl - ) são mantidos unidos por fortes forças eletrostáticasdenominadas ligações iônicas. As substâncias covalentes (como H2O) consistem em moléculas nas quais um grupo de átomos estão unidos por ligações covalentes. Compostos iônicos têm altos pontos de fusão e ebulição devido a forte atração entre íons de cargas opostas. São bons condutores de eletricidade quando em solução ou no estado de fusão. Moléculas que consistem de átomos covalentemente ligados formam substâncias moleculares que tem baixos pontos de fusão e ebulição. Estas moléculas também exibem baixa condutância elétrica. Procedimento experimental: A) Caracterização de compostos iônicos e covalentes pela condução de corrente elétrica - Adicione a recipientes plásticos pequenas quantidades de cada uma das substâncias listadas abaixo: A - Água destilada B -Cloreto de sódio sólido (NaCl) C - NaCl 1mol/L D - Ácido clorídrico 3mol/L (HCl) E - HCl 0,1mol/L F - Hexano(C6H14) - Usando a montagem fornecia, teste a condutividade elétrica das substâncias relacionadas, pelo contato dos eletrodos com as mesmas. OBS: Não tocar nos eletrodos. Lave os eletrodos com água destilada e seque com papel toalha antes de usá-los novamente. Anote suas observações na tabela abaixo, atribuindo (0) para o não condutor, (1) para condutor. Tabela 1 – Taxas de condutividade obtidas para as substâncias em teste Substância Taxa de condutividade A – Água destilada B – NaCl sólido C – NaCl 1mol/L D - HCl 3 mol/L E - HCl 0,1 mol/L F - Hexano(C6H14) 12 OBS: Os resíduos obtidos desta prática devem ser acondicionados da seguinte forma: -soluções de sódio: no contêiner 004; soluções ácidas: no contêiner 018; Hexano: no contêiner 011; resíduos sólidos: no contêiner para resíduos sólidos perigosos (saco laranja). B) Classificação de substâncias pelos seus pontos de fusão Uma determinada substância, sob a ação de diferentes temperaturas pode apresentar-se nos 3 estados físicos. Temos como exemplo a água, que abaixo de 0°C é sólida e acima de 100°C ocorre no estado gasoso. Esta mesma substância pode ser caracterizada por suas propriedades físicas, que se relacionam com as transformações físicas das substâncias, como é o caso do ponto de fusão, ponto de solidificação, ponto de ebulição, ponto de condensação, densidade, calor específico e solubilidade. - Prepare 5 cadinhos de porcelana e adicione uma ponta de espátula dos seguintes reagentes em cada um: Cadinho 1: sacarose (C12H22O11) Cadinho 2: sal de cozinha (NaCl) Cadinho 3: enxofre sólido (S8) Cadinho 4: sulfato de cobre hidratado (CuSO4.5H2O) Cadinho 5: sulfato de alumínio [Al2(SO4)3] - Aquecer os cadinhos sob chapa de aquecimento a 300ºC; - Classifique cada uma das substâncias utilizadas; OBS: evite a inalação dos vapores que podem ser produzidos durante o experimento, por isso trabalhe em local ventilado. Os resíduos devem ser acondicionados no contêiner para resíduos sólidos perigosos (saco laranja).. RESPONDER e ENTREGAR PRÒXIMA AULA 1a.Indique o tipo de ligação (iônica ou covalente) e a polaridade das substâncias: -Água destilada -Cloreto de sódio sólido (NaCl) - Ácido clorídrico (HCl) - Hexano b.Quais as substâncias conduzem a corrente elétrica? Justifique sua resposta 2. Pesquise em livros ou internet o ponto de fusão das substâncias: sacarose (C12H22O11); sal de cozinha (NaCl); enxofre sólido (S8); sulfato de cobre hidratado (CuSO4.5H2O) e sulfato de alumínio [Al2(SO4)3] Classifique as substâncias acima em quanto ao tipo de ligação (iônica ou covalente 3. Classifique as substâncias abaixo quanto ao tipo de ligação (iônica ou covalente) e indique quais são solúveis entre si. água + CaSO4. água + de KCl. água + enxofre sólido. água+ de sacarose. 4. Pesquise sobre o coeficiente de solubilidade de água, CaSO4, KCl, enxofre sólido e de sacarose. 13 OBS: Não esqueça de colocar referência bibliográfica no seu trabalho. 4. POLARIDADE DAS SUBSTÂNCIAS COVALENTES Objetivo: Constatar, experimentalmente, evidências de que algumas substâncias covalentes são polares, enquanto que outras são apolares. Os compostos covalentes podem apresentar polos elétricos (moléculas polares) ou não apresentar estes polos (moléculas apolares). As moléculas apolares não sofrem desvios por ação de campos elétricos. As moléculas polares são desviadas pela ação de campos elétricos. Procedimento Experimental: A) Ação de um campo elétrico: - Montar 3 buretas nos suportes, colocando abaixo de cada uma um copo de Becker; - Carregar a primeira bureta com água, a segunda com álcool e a terceira com n-hexano, identificando-as; - Abrir a torneira da bureta com água de forma a deixar correr um fio de água, mais fino possível (um fio e não gota a gota) de uma altura de aproximadamente 10 cm entre a ponta da bureta e o copo de Becker; - Agora, atritar uma caneta esferográfica contra o cabelo e aproxime-a do fio de água, sem encostar; - Repetir o experimento para a bureta com álcool e depois para a bureta com hexano; NÃO DESCARTAR OS SOLVENTES: ELES SERÁO UTILIZADOS NOS PROCEDIMENTOS POSTERIORES. - Anotar as observações. OBS: Os resíduos de Hexano devem ser acondicionados no contêiner 011 e os resíduos de álcool devem ser acondicionados no contêiner 020. B) Solubilidade x Polaridade Pegar 6 tubos de ensaio e rotular como 1,2,3,4,5,6 Utilizando os solventes que restaram nas buretas, acrescentar água e hexano nos tubos seguindo a seguinte ordem: No tubo 1 adicionar 2 mL de água + 1 ponta de espátula de naftalina No tubo 2 adicionar 2 mL de hexano + 1 ponta de espátula de naftalina No tubo 3 adicionar 2 mL de água + 1 ponta de espátula de sacarose. No tubo 4 adicionar 2 mL de hexano + 1 ponta de espátula de sacarose . No tubo 5 adicionar 2 mL de água + 1 bolinha de iodo No tubo 6 adicionar 2 mL de hexano + 1 bolinha de iodo. Agitar bem e anotar os resultados. OBS: os resíduos deverão ser acondicionados de seguinte forma: tubos 1 e 2: contêiner 057, tubo 3: frasco escrito água + sacarose, tubo 4: contêiner 011, tubos 5 e 6: contêiner 013, RESPONDER e ENTREGAR PRÒXIMA AULA 1.Com relação a atividade prática quais as substâncias que sofreram ação de um campo magnético? Justifique sua resposta. 2. Com relação as substâncias : água, naftalina, hexano, sacarose, iodo. 14 Escrever as fórmulas moleculares dos compostos acima. Classificar as substâncias em polares e apolares. Indique quais tubos quais substâncias que são solúveis, justificando sua resposta. OBS: Não se esqueça de colocar referência bibliográfica no seu trabalho. 5. REAÇÕES QUÍMICAS Objetivo: Relacionar os fundamentos teóricos dos tipos de ligações químicas à prática. Uma reação química é o processo de conversão de uma ou mais substâncias em outras substâncias. Reagentes → Produtos Principais evidências da ocorrência de uma reação: - Saída de gases - Formação de precipitado - Mudança de cor - Alterações de calor Tipos de reações: Reação de Síntese ou Combinação Direta é a reação onde duas ou mais substâncias se combinam diretamente para formar um novo composto químico. Fórmula Geral: A + B → AB Exemplo: Fe + S → FeS Reação de Decomposição é a reação onde um composto químico se quebra (decompõe) em duas ou mais substâncias. Se a decomposição requer uma fonte de calor, a mesma é chamada decomposição térmica.Fórmula Geral: AB → A + B Exemplo: ZnCO3 → ZnO + CO2 Reação de Simples Troca é a reação onde um elemento substitui outro em um composto químico para produzir um novo composto e o elemento deslocado. Para que este tipo de reação ocorra, C deve ser mais forte que A para que ocorra reação com B: Fórmula Geral: A + BC → AC + B Exemplo: Fe + CuSO4 → FeSO4 + Cu Reação de Dupla Troca é a reação onde dois compostos químicos trocam seus radicais para formar dois novos compostos. Fórmula Geral: AB + CD → AD + CB Exemplo: KCl + AgNO3 → KNO3 + AgCl Uma reação deste tipo ocorre quando AB e CD estão em solução e quando as duas soluções são misturadas: Para que a reação efetivamente ocorra, os produtos devem ser mais estáveis que os reagentes: Quando um dos produtos for um sal insolúvel (reação de precipitação); Íon Regra geral Exceções NO3 - , CH3COO - solúveis - Cl - , Br -, I - solúveis Sais de Ag + , Pb +2 , Cu + , Hg2 +2 , HgI2 15 SO4 -2 solúveis Sais de Ca +2 , Sr +2 , Ba +2 , Pb +2 CO3 -2 insolúveis Sais de metais alcalinos e amônio PO4 -3 insolúveis Sais de metais alcalinos e amônio S -2 insolúveis Sais de metais alcalinos, alcalinos terrosos e amônio OH - insolúveis Hidróxidos de amônio, metais alcalinos e de Ca +2 , Sr +2 , Ba +2 Todo sais de metais alcalinos e de amônio são solúveis Se for um gás ele se desprenderá da solução (borbulhas) e também permanecerá com suas moléculas agrupadas; Se um dos produtos for um ácido mais fraco ou base mais fraca (% ionização/dissociação menor) que o reagente; Se um dos produtos for a água (reação de neutralização). Procedimento experimental: A) Reações de síntese: - Colocar 2mL de água de cal (CaO) em um tubo de ensaio; - Em seguida, com um canudinho de refrigerante, soprar dentro do líquido do tubo de ensaio por 30 segundos. Observar o que ocorre. Equacionar a reação ocorrida. OBS: os resíduos deverão ser acondicionados no contêiner 004 . B) Reações de simples troca ou deslocamento: - Colocar em um tubo de ensaio um pequeno pedaço de zinco metálico previamente limpo com bombril e após, adicionar 10 gotas de HCl 2mol/L. Observar o que ocorre. Equacionar a reação ocorrida. OBS.: o resíduo deve ser acondicionado no contêiner 002. C) Reações de decomposição ou análise: - Em um tubo de ensaio colocar 2mL de água oxigenada e após acrescentar um pedaço de batata descascada. Observar o que ocorre. Equacionar a reação ocorrida. OBS.: o resíduo deve ser acondicionado no contêiner 038. D) Reações de dupla troca: Este experimento reproduz um processo importante realizado nas estações de tratamento de água, ou mesmo em piscinas (floculação), através de uma reação de dupla troca. - Adicione 30mL de água suja em um copo de Becker de 150mL; - Acrescente 4 pontas de espátula de Al2(SO4)3 e agite até dissolução; - Acrescente 2 pontas de espátula de Ca(OH)2. - Agite e aguarde 10 minutos. Observe, anote e explique. OBS.: o resíduo deve ser acondicionado no contêiner 001. E) Reação de oxirredução Colocar em um tubo de ensaio um pequeno pedaço de bombril e após, adicionar 2mL de CuSO4. Observar o que ocorre. Equacionar a reação ocorrida. OBS.: o resíduo deve ser acondicionado no contêiner 001. ATIVIDADE: Entregar na próxima aula. Escrever as reações químicas e as observações realizadas na atividade prática quanto à liberação de gases, mudança de cor, precipitado. 16 6. REAÇÕES DE OXI-REDUÇÃO E POTENCIAIS DE OXI-REDUÇÃO Objetivo: Relacionar os fundamentos teóricos das reações de oxirredução à prática. As reações de oxidação são reações que ocorrem com transferência de elétrons. Neste experimento um prego (Fe) é imerso numa solução de sulfato de cobre II (CuSO4). Observa-se que o prego fica recoberto de uma camada de cobre metálico. A reação ocorrida foi: Fe° + CuSO4(aq) → FeSO4 (aq) + Cu° Como os sais em água apresentam-se dissociados, podemos escrever: Fe° + Cu +2 (aq) + SO4 -2(aq) → Fe+2 (aq) + SO4 -2 (aq) + Cu° Como nada ocorre com os íons sulfato, a equação da reação acima fica: Fe° + Cu +2 (aq) → Fe+2 (aq) + Cu° (I) Observa-se que a reação consistiu na transferência de dois elétrons do ferro para o íon cobre da solução, o qual passando à forma metálica se deposita sobre o prego. Por outro lado, quando uma barra de cobre é imersa numa solução de sulfato de ferro II (FeSO4) nada ocorre, isto significa que a reação inversa não ocorre espontaneamente: Fe +2 (aq) + Cu° →v Fe° + Cu+2 (aq) (II) Voltando a reação entre o ferro e o sulfato de cobre II, esta pode ser escrita sob forma de duas semi equações. Fe° → Fe+2 +2e- (aq) perda de elétrons - reação parcial de oxidação Cu +2 (aq) + 2e - → Cu° ganho de elétrons - reação parcial de redução Fe° + Cu +2 (aq) → Cu° + Fe+2 (aq) transferência de elétrons - reação redox As reações de oxidação-redução consistem na transferência de elétrons, a qual é determinada pela diferença de potencial de natureza eletroquímica que se estabelece entre as fases: Cu +2 (aq) e Fe°. Os elétrons são transferidos espontaneamente do maior para o menor potencial de oxidação. Isto explica porque a reação (I) ocorre espontaneamente e a reação (II) não ocorre espontaneamente. O sentido espontâneo da reação de um sistema redox pode ser determinado teoricamente a partir dos potenciais normais de oxidação-redução dos elementos que o constituem. O sistema: Feº + Cu +2 (aq) ↔ Fe+2 (aq) + Cuº representa o próprio quimismo de uma pilha constituída de eletrodos de ferro e cobre, cujo potencial (Ep) é dado pela soma dos potenciais de oxidação e redução dos metais que constituem os eletrodos. Ep= E ânodo + E cátodo (invertendo o sinal da tabela de potenciais) ↓ ↓ Ep = EFe + ECu oxidação redução Ep= E cátodo - E ânodo (mantendo os sinais da tabela de potenciais) ↓ ↓ Ep = ECu - EFe redução oxidação As equações parciais, escritas no sentido da redução, (como estabelecem as normas da IUPAC), apresentam os potenciais: Fe +2 + 2e - → Fe° ; EFe = -0,44V Cu +2 + 2e - → Cu° ; ECu = +0,34V Assim para o sistema: I Feº + Cu ++ (aq) ↔ Fe++(aq) + Cuº II o sentido I representa a reação I, cujo Ep: Fe sofre oxidação EFe = + 0,44V (agente redutor) Cu sofre redução ECu = + 0,34V (agente oxidante) Ep = 0,44 + 0,34 = 0,78V sentido II representa a reação II, cujo Ep: 17 Fe sofre redução EFe= - 0,44V (agente oxidante) Cu sofre oxidação ECu = -0,34V (agente redutor) Ep= -0,44 + (- 0,34) = -0,78V Logo Ep > 0 sentido espontâneo da reação Ep < 0 sentido não espontâneo da reação Neste experimento será constatado experimentalmente e teoricamente o sentido espontâneo de quatro sistemas redox: Procedimento experimental: Em 8 tubos de ensaio adicionar 2mL de solução, segundo o esquema: CuSO4 (aq) Tubo 1 CuSO4(aq) Tubo 2 ZnSO4(aq) Tubo 3 Mg(NO3)2(aq) Tubo 4 FeSO4(aq) Tubo 5 Mg(NO3)2(aq) Tubo 6 CuSO4(aq) Tubo 7 ZnSO4(aq) Tubo 8 Introduzir nestas soluções os metais abaixo especificados: Tubo 1 – Fe° Tubo 2 - Mg° Tubo 3 - Cu° Tubo 4 - Zn°Tubo 5 - Cuº Tubo 6 - Cuº Tubo 7 - Znº Tubo 8 - Mg° Deixar as reações se processarem durante o intervalo de tempo necessário para que possam visualizar os produtos formados. A partir destas observações, faça as semi reações de oxidação e redução e calcule o potencial da pilha: Semirreação redução E red Semirreação de oxidação E ox Ep Espontaneidade da reação Tubo 1 Tubo 2 Tubo 3 Tubo 4 Tubo 5 Tubo 6 Tubo 7 Tubo 8 OBS.: -o resíduo do tubo 1, 2 e 5 deverá ser acondicionado no contêiner 001; -o resíduo do tubo 3, 7 e 8 deverá ser acondicionado no contêiner 002; -o resíduo do tubo 4 e 6 deverá ser acondicionado no contêiner 007. POTENCIAIS DE ELETRODOS PADRÃO Potencial de Oxidação E° (V) Reação do Eletrodo Potencial de Redução E° (V) +3,045 Li + + e → Li - 3,045 +2,925 K + + e → K - 2,925 +2,925 Rb + + e → Rb - 2,925 +2,89 Sr 2+ + 2e → Sr - 2,89 +2,87 Ca 2+ + 2e → Ca - 2,87 +2,714 Na + + e →Na - 2,714 +2,37 Mg 2+ + 2e → Mg - 2,37 + 1,66 Al 3+ + 3e → Al - 1,66 18 +1,18 Mn 2+ + 2e → Mn - 1,18 +0,763 Zn 2+ + 2e → Zn - 0,763 +0,74 Cr 3+ + 3e→ Cr - 0,74 +0,44 Fe 2+ + 2e→ Fe - 0,44 +0,41 Cr 3+ + e →Cr2+ - 0,41 +0,403 Cd 2+ + 2e → Cd - 0,403 +0,277 Co 2+ + 2e → Co - 0,277 +0,25 Ni 2+ + 2e →Ni - 0,25 +0,136 Sn 2+ + 2e →Sn - 0,136 +0,126 Pb 2+ + 2e → Pb - 0,126 0,000 2H + + 2e →H2 0,000 - 0,15 Sn 4+ + 2e → Sn2+ +0,15 - 0,153 Cu 2+ + e → Cu+ +0,153 - 0,337 Cu 2+ + 2e → Cu +0,337 - 0,521 Cu + + e → Cu +0,521 - 0,536 I2 + 2e → 2I- +0,536 - 0,771 Fe 3+ + e → Fe2+ +0,771 - 0,789 Hg2 2+ + 2e → 2Hg +0,789 - 0,799 Ag + + e → Ag +0,799 - 0,80 Rh 3+ + 3e → Rh +0,80 - 0,92 2Hg 2+ + 2e → Hg2 2+ +0,92 - 0,987 Pd 2+ + 2e → Pd +0,987 - 1,065 Br2 + 2e → 2Br- +1,065 - 1,360 Cl2 + 2e → 2Cl- +1,360 - 1,50 Au 3+ + 3e → Au +1,50 - 1,70 Au + + e → Au +1,70 - 1,77 Co 3+ + e → Co2+ +1,77 -2,65 F2 + 2e→ 2F- +2,65 7. DETERMINAÇÃO DO POTENCIAL DE UMA CÉLULA GALVÂNICA Objetivo: Montar uma célula galvânica, determinar o seu potencial e comparar ao potencial teórico. Uma típica célula galvânica consiste de dois eletrodos imersos em soluções eletrolíticas, na qual um eletrodo imerso em um eletrólito constitui uma meia pilha ou meia célula. Duas meia - células: uma anódica e outra catódica compõem uma pilha galvânica. O funcionamento de uma célula galvânica baseia-se no fato de que durante uma reação de oxirredução há transferência de elétrons de uma espécie química para outra. Esta transferência de elétrons é possível porque se desenvolve uma diferença de potencial entre os eletrodos (f.e.m.). Na prática, para ser satisfatório, um eletrodo simples não pode ser, termodinamicamente, reversível. O potencial de um eletrodo simples não pode ser medido experimentalmente, mas quando dois eletrodos formam uma célula completa, o potencial relativo de um deles para o outro pode ser medido. Este potencial relativo (fem.) pode ser determinado através de um voltímetro ligado aos eletrodos. É interessante ressaltar que o fluxo de elétrons do circuito externo dá-se no sentido do eletrodo de maior potencial para o eletrodo de menor potencial. Consideremos a seguinte pilha: Zn° | Zn +2 (aq) || Cu +2 (aq) | Cu° 19 Ânodo (oxidação): Zn° → Zn+2(aq)+ 2e- Cátodo (redução): 2e - + Cu +2 (aq) → Cu° Onde a f.e.m. é dada por: ddp = V red (cátodo) - V oxi (ânodo) (1) Procedimento experimental: - O sistema a ser montado é o seguinte: Figura 1 - Célula de Daniell 1.Pegar dois copos de Becker de 50mL; 2.Colocar em um deles 30mL de uma solução de CuSO4 1mol/L; 3.Colocar no outro, 30mL de uma solução de ZnSO4 1mol/L; 4.Introduzir na solução de sulfato de cobre um eletrodo de cobre (placa de cobre); 5.Introduzir na solução de sulfato de zinco um eletrodo de zinco (placa de zinco); 6.O contato elétrico entre as soluções é feito através de uma ponte salina, que é constituída de um tubo em U contendo uma solução saturada de cloreto de potássio (KCl); fechado nas extremidades com algodão; 7.Mergulhar este tubo em U nas soluções contendo os eletrólitos, como indica a Figura 1; 8.Ligar um voltímetro em série nos eletrodos da bateria em estudo, para determinar a força eletromotriz da bateria; 9.Determinar qual o borne que deve ser ligado a cada eletrodo; 10.Fazer 3 leituras de f.e.m. da bateria. Para isso, o circuito deverá ser interrompido antes de cada leitura. OBS.: os resíduos resultantes da prática deverão ser acondicionados da seguinte forma: soluções contendo CuSO4: contêiner 001; soluções contendo ZnSO4: contêiner 002; soluções contendo KCl: contêiner 004. 8. ÁCIDOS, BASES E INDICADORES Objetivo: Constatar experimentalmente as propriedades funcionais dos ácidos e bases e utilizar corretamente os indicadores ácido-base mais comuns. Ácidos e Bases A definição mais tradicional para ácidos e bases foi desenvolvida no final do século 19, por Svante Arrhenius, um químico sueco, que estabeleceu os ácidos como substâncias que - em solução aquosa - liberam íons hidrogênio (H + ), enquanto as bases, também em solução aquosa, liberam hidroxilas (OH - ). 20 Uma outra definição para ácidos e bases foi dada pelo dinamarquês Johannes N. Bronsted e pelo inglês Thomas Lowry, independentemente, ficando conhecida como definição protônica. Segundo os dois, ácido é uma substância capaz de ceder um próton a uma reação, enquanto base é uma substância capaz de receber um próton. A definição de Bronsted-Lowry é mais abrangente que a de Arrhenius, principalmente pelo fato de nem todas as substâncias que se comportam como bases liberarem uma hidroxila OH - , como é o caso da amônia (NH3). Além disso, a definição protônica não condiciona a definição de ácidos e bases à dissolução em meio aquoso. Já o norte-americano Gilbert Newton Lewis se voltou para os elétrons ao desenvolver sua definição: ácidos são substâncias que, numa ligação química, podem receber pares eletrônicos, enquanto as bases são aquelas que cedem estes pares. Identificação dos ácidos e bases Os ácidos possuem sabor azedo, como o encontrado nas frutas cítricas ricas no ácido de mesmo nome. Já as bases possuem gosto semelhante ao do sabão (sabor adstringente). Mas, felizmente, há modos mais eficazes e seguros de identificar ácidos e bases do que o paladar. A acidez ou basicidade de uma solução está relacionada à sua concentração hidrogeniônica e uma maneira simples de representar esta concentração é através do seu pH. É possível medir a concentração de hidrogênio iônico em uma solução a partir de uma escala logarítmica inversa, que recebeu o nome de potencial hidrogeniônico, ou simplesmente, escala de pH. Esta escala vai de zero a 14, sendo o pH 7 considerado neutro. Os valores menores que sete classificam a solução medida como ácida e os maiores que sete, como alcalinos (bases). Para se medir o pH, usam-se combinações de substâncias indicadoras, que mudam de cor conforme a posição da substância testada na escala acima. Indicadores são substâncias orgânicas que apresentam coloração característica de acordo com o meio onde se encontram. Estas substâncias têm a propriedade de mudar de cor dentro da zona de transição do indicador, com as variações de pH do meio.Geralmente os indicadores são ácidos ou bases fracas que ao se unirem aos íons H + ou OH - mudam de cor devido uma alteração em sua configuração eletrônica. Os principais indicadores usados em laboratório são: Indicador em solução ácida em solução básica tornassol vermelho azul fenolftaleína incolor vermelho (8, 0 - 10, 0) metilorange vermelho amarelo (3, 1 - 4, 4) vermelho de metila vermelho amarelo (4, 4 - 6, 2) 21 Existe também o indicador universal, que é uma mistura de vários indicadores. Também podem ser usados instrumentos como os medidores de pH por eletrodo indicador, que medem as diferenças de potencial elétrico produzidas pelas concentrações de hidrogênio e indica o resultado dentro da escala de 0 a 14. A) Comportamento de ácidos e bases em presença de indicadores em papel: Enumere 2 tubos de ensaio. No tubo 1 adicionar 1mL de uma solução de NaOH Aplicar esta solução, com auxílio de bastão de vidro, em um pedaço de papel tornassol azul e tornassol vermelho e papel indicador universal; - Observar e anotar na tabela a cor que os indicadores adquiriram; Reservar a solução; - No tubo de ensaio 2 ,colocar 1mL de uma solução de vinagre . - Aplicar esta solução, com auxílio de bastão de vidro, em um pedaço de papel tornassol azul , tornassol vermelho e papel indicador universal; - Observar e anotar na tabela a cor que os indicadores adquiriram; - Reservar a solução. Solução pH (papel indicador universal) Papel tornassol azul Papel tornassol vermelho NaOH vinagre B) Comportamento de ácidos e bases em presença de indicadores em solução: Utilizando os tubos de ensaio do experimento anterior (tubo 1 com NaOH e tubo 2 com vinagre) Enumere mais 2 tubos de ensaio tubo 3 - Colocar 1mL de uma solução de NaOH no tubo de ensaio tubo 4 - Colocar 1mL de uma solução de vinagre no tubo de ensaio. Acrescentar 2 gotas de fenolftaleína nos tubos 1 e 2 e nos tubos 3 e 4 acrescentar 2 gotas de metilorange; - Observar as colorações das soluções; - Anotar na tabela. Solução Coloração Fenolftaleína Coloração Metilorange NaOH vinagre C) Identificar ácidos e bases através do uso de indicadores: - Enumere 6 tubos de ensaio: tubo 1 - Colocar 1mL de uma solução A tubo 2 - Colocar 1mL de uma solução A. tubo 3 - Colocar 1mL de uma solução B. tubo 4 - Colocar 1mL de uma solução B. tubo 5 - Colocar 1mL de uma solução C. tubo 6 - Colocar 1mL de uma solução C. Aplicar a solução A, B e C , com auxílio de bastão de vidro, em um pedaço de papel tornassol azul , tornassol vermelho; e papel universal Acrescentar 2 gotas de fenolftaleína nos tubos 1 , 3 e 5 e nos tubos 2,4,6 acrescentar 2 gotas de metilorange; 22 - Completar a tabela abaixo para determinar a classificação das substâncias A, B e C. Solução Papel tornassol azul Papel tornassol vermelho Coloração com Fenolftaleina Coloração com Metilorange Classe da substância A B C OBS.: Os resíduos resultantes da prática deverão ser acondicionados da seguinte forma: soluções ácidas: contêiner 018; soluções básicas: contêiner 019; amostra C: contêiner 004. 9. FUNÇÕES QUÍMICAS Verificar algumas reações químicas características das funções químicas. Equacionar todas as reações químicas e denominar os compostos: 1. Obtenção de um óxido básico: 1. Segurar um pedaço de magnésio com uma tenaz (ou pinça metálica). 2. Introduzir a ponta do mesmo na chama do bico de Bunsen para provocar a sua combustão. 3. Recolher o produto em uma cápsula de porcelana. 4. Adicionar um pouco de água ao produto formado da combustão do magnésio. 5. Agitar. 6. Testar a solução obtida com uma gota de fenolftaleína. 7. Observar. e anotar. 8. Através da coloração do indicador, indicar a que função química pertence a solução testada. 9. Equacionar a reação que ocorreu entre a água e o produto da combustão do magnésio. OBSERVAÇÃO: o resíduos devem ser acondicionados no contêiner 004. 2. Obtenção de um óxido ácido e de um ácido oxigenado (chuva ácida): 1. Fazer em uma das extremidades de um fio de cobre um pequeno anel. 2. Adicionar cuidadosamente, sobre o anel, uma pequena quantidade de enxofre 3. Colocar em contato direto com a chama do bico de Bunsen para provocar a sua combustão. 4. Recolher em um Erlenmeyer de 50mL, quando iniciar a combustão do enxofre, o gás liberado durante a mesma. 5. Tapar com uma rolha. 6. Adicionar ao Erlenmeyer uma pequena quantidade de água. 7. Agitar bem. 8. Testar a solução obtida com um pedacinho de papel de tornassol. 9. Medir pH com papel indicador universal. 10. Anotar o que ocorreu 11. Tratamento: Correção do pH. Colocar 5mL de água de cal na solução. 12. Medir o pH. 13. Comentar. OBSERVAÇÃO: os resíduos devem ser acondicionados no contêiner 004. 3. Reação entre um óxido básico e um ácido: 1. Colocar em um tubo de ensaio uma ponta de espátula rasa de óxido de cálcio. 2. Adicionar lentamente ácido nítrico concentrado até que por agitação desapareça o sólido branco. (fazer na capela) 3. Observar. 4. Equacionar a reação OBSERVAÇÃO: os resíduos devem ser acondicionados no contêiner 004. 4. Reação entre dois sais: 23 1. Adicionar 5 gotas de solução de Pb(NO3)2 0,1mol/L em um tubo de ensaio e 5 gotas de solução de KI 0,1mol/L. 2. Observar. 3. Equacionar a reação. OBSERVAÇÃO: os resíduos devem ser acondicionados no contêiner 002. 5. Reação entre um sal e um ácido: 1. Colocar 5 gotas de solução de BaCl2 1% em um tubo de ensaio 2. Acrescentar 5 gotas de solução de H2SO4 0,1mol/L. 3. Observar. 4. Equacionar a reação. OBSERVAÇÃO: os resíduos devem ser acondicionados no contêiner 005. 6. Uso do pH-metro -Observar e identificar as partes que formam um pH-metro -Calibrar os eletrodos. -Fazer leitura de uma solução ácida e uma básica. -Fazer a limpeza dos eletrodos. OBS: O resíduo ácido deve ser acondicionado no contêiner 018 e o resíduo básico deve ser acondicionado no contêiner 019. 10. DETERMINAÇÃO DA DUREZA TOTAL O ácido etileno diamino tetracético (EDTA) é também chamado pelo nome TITRIPLEX II (marca comercial Merck). HOOCCH CH2COOH N-CH2-CH2-N HOOCCH2 CH2COOH Este produto é dificilmente solúvel em água e com facilidade em álcalis. O EDTA se comporta, na realidade, como um ácido dibásico forte. O sal dihidrogeno acetilenodiaminotetracetato de dissódico (Na2H2Y) em solução aquosa, fornece o íon H2Y -2 (este sal se dissolve facilmente em água, com reação ácida). HOOCCH2 CH2COONa N-CH2-CH2-N + 2H2O HOOCCH2 CH2COONa Na titulação do cátion metálico com solução padrão de Na2H2Y2, é necessário, adicionar à solução contendo o metal uma mistura tampão, a fim de ajustar o pH do meio a um valor conveniente para o caso, bem como, impedir uma acidificação da solução como resultado de liberação de íons H + durante a titulação. Reação Fundamental CaIN - + H2Y -2 ↔ CaY-2 + HIN -2 + H+ vermelho azul MgIn - + H2Y -2 ↔ MgY-2 + HIn-2 + H+ vermelho azul Classificação da água quantoà dureza: 0 - 40 ppm 40 - 80 ppm 80 - 120 ppm muito branda branda semi dura 24 120 - 180 ppm acima de 180 ppm dura muito dura Procedimento experimental - em duplicata 1. Pipetar 10mL da amostra 1; 2. Transferir para um Erlenmeyer de 125mL; 3. Determinar o pH utilizando papel indicador universal (acondicionar o papel usado no contêiner para resíduo sólido perigoso – saco laranja); 4. Caso o pH seja inferior a 10, adicionar 2mL da solução tampão pH 10; 5. Adicionar uma pitada de indicador Negro de Eriocromo T; 6. Montar a aparelhagem para titulação; 7. Titular com solução de EDTA-Na 0,01mol/L até o ponto de viragem (azul); 8. Anotar o volume gasto: V=_________ e V=__________; 9. Calcular a dureza da água das amostras utilizando as seguintes relações: 1mL de sol. EDTA-Na 0,01mol/L → 100 mg/L CaCO3 1ppm ≡ 1 mg/L 10. Repetir o procedimento para a amostra 2; 11. Anotar o volume gasto: V=_________ e V=__________; 12. Classificar cada amostra quanto à dureza; OBS: Solução tampão pH 10: 54 g de cloreto de amônio p.a 350mL de amoníaco concentrado e completa-se para um litro com água destilada. OBS.: os resíduos da aula prática deverão ser acondicionados no contêiner 004.
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