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Universidade Federal do Oeste da Bahia PRÁTICA IV – Condutividade Fundamentos de Química Geral Docente: Cristiane Nunes Discentes: Adriano Barbosa Ítalo Martins Pablo Mundel Raissa Nunes Barreiras – BA 19 de Fevereiro de 2014 2 Sumario 1. Introdução.................................................................................................03 2. Procedimento experimental......................................................................04 2.1 Materiais e Reagentes...................................................................04 2.2 Procedimentos...............................................................................04 3. Analises e discussões...............................................................................05 4. Conclusão.................................................................................................08 5. Referencias bibliográficas.........................................................................09 6. Anexo........................................................................................................10 3 1. INTRODUÇÃO O teste de condutividade elétrica tem como objetivo medir a capacidade que uma substância tem de conduzir cargas entre os íons. Classificando-as em eletrólito forte, eletrólito fraco ou não eletrólito. Corrente elétrica é o fluxo ordenado de elétrons ou de cargas elétricas em movimento.[1] Dessa forma, pode-se induzir que a condução de corrente elétrica só é possível quando existem cargas elétricas se movimentando. Em 1887, o químico Sueco Svante August Arrhenius denominou eletrólito todas as substâncias capazes de conduzir a corrente elétrica em solução aquosa e não-eletrólito as substâncias que não são capazes de conduzir a corrente elétrica em solução aquosa.[1] Um eletrólito forte conduz eletricidade. Como exemplo CuCl2 se dissocia completamente em íons Cu2+ e Cl-. Um eletrólito fraco conduz mal a eletricidade porque há muito poucos íons em solução. Um não-eletrólito não conduz eletricidade porque não há íons presentes na solução.[2] A condutividade foi medida através de um sistema de condução de corrente elétrica com lâmpada. Essa é diretamente proporcional à concentração de partículas com cargas presentes na solução, ou seja, quanto mais íons, maior a capacidade de conduzir corrente elétrica. O objetivo do experimento foi analisar a condutividade elétrica de diferentes compostos e relaciona-los com dados da literatura. 4 2. PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL 2.1 Materiais e reagentes MATERIAIS REAGENTES Béquer de 50 ml Solução de ácido Clorídrico 10 ml Copos de café descartável Solução de Hidróxido de Sódio 10 ml Sistema de condução de corrente elétrica com lâmpada Solução de Bicarbonato de Sódio 10 ml Pissete Solução de Cloreto de Sódio 10 ml Solução de Sacarose 10 ml Solução de Ácido 10 ml Vinagre Comercial 10 ml Água Destilada 10 ml Água de Torneira 10 ml NaCl Sólido (Uma colher de sopa) 2.2 Procedimentos Conferiu-se o sistema de condutividade, em seguida lavou-se os terminais desencapados com água destilada. Colocou-se em copos descartáveis de café 10 ml de cada reagente (Ácido clorídrico, Solução de hidróxido de sódio, Bicarbonato de sódio, Cloreto de sódio, Sacarose, Ácido acético, Vinagre comercial, Água destilada, Água de torneira e NaCl sólido) respectivamente. Verificou-se a lâmpada do sistema de condução de corrente elétrica se acendia, anotando sua intensidade (Intensidade: fraco, médio e forte). Adicionou-se em um béquer de 50 ml, 10 ml de água destilada e testou- se a condutividade, acrescentou-se 5 ml de ácido acético e verificou-se sua condutividade, posteriormente acrescentou-se 10ml, 15 ml e 10 ml respectivamente do mesmo ácido, repetindo o passo anterior. 5 3. ANÁLISES E DISCUSSÕES A tabela 01 relaciona a intensidade do brilho da lâmpada com os respectivos reagentes. Tabela 01 – Intensidade da condutividade de reagentes Intensidade observada Reagentes Intensidade descrita na literatura [2] Não Conduz Cloreto de Sódio (Sólido) Água Destilada Sacarose Não Há Condutividade Fraco Água de Torneira Ácido Acético Vinagre Baixa Condutividade Médio Bicarbonato de Sódio Condutividade Forte Ácido Clorídrico (HCl) Cloreto de Sódio (NaCl) Hidróxido de Sódio (NaOH) Alta Condutividade A dissociação é o processo de separação dos íons de um eletrólito enquanto que a ionização é a formação de um íon a partir de um átomo ou molécula pela perda de um elétron. Uma solução de um eletrólito conduz melhor a eletricidade do que o solvente puro. Eletrólitos são substancias cujas soluções aquosas conduzem eletricidade e todos os compostos iônicos que são solúveis em água são eletrólitos. Eletrólitos podem ser classificados como fortes ou fracos[2]. Eletrólitos fortes são as substancias que formam soluções nas quais o soluto esta presente quase totalmente como íons. Estas soluções tem boa capacidade de conduzir eletricidade[2]. Eletrólitos fracos dissociam-se apenas parcialmente em íons tornando assim a substancia um mal condutor[2]. Quando a substancia não dissocia íons, não é possível conduzir eletricidade e este tipo de substancia é classificado como não eletrólito[1]. 6 A tabela abaixo mostra quais íons são formados após reagir algumas substancias com água. Usando estas informações é possível relacionar as intensidades encontradas em cada solução, assim como os íons formados, posteriormente classificar como eletrólitos ou não, e caso sejam, definir se são eletrólitos fortes ou eletrólitos fracos. Tabela 02 – Tipo de eletrólitos e a dissociação. Substância Fórmula Íons dissociados Tipos de eletrólitos Acido clorídrico HCl H+ + Cl- Forte Hidróxido de sódio NaOH Na+ + OH- Forte Bicarbonato de sódio NaHCO3 Na + + H2O + CO2 Fraco Água de torneira H2O + alguns sais H2O + alguns íons Fraco Água destilada H2O H2O Não eletrólito Cloreto de sódio NaCl Na+ + Cl- Forte Sacarose C11H22O11 C11H22O11 Não eletrólito Ácido acético CH3CO2H CH3CO2 - + H+ Fraco Vinagre comercial CH3CO2H + outras substancias CH3CO2H + outras substancias e íons Fraco Cloreto de sódio (solido) NaCl Não eletrólito As substancias que apresentaram eletrólitos fortes tais como HCl, NaOH e NaCl tiveram maior liberação de íons após a dissociação em água. Os que apresentaram eletrólitos fracos, tais como NaHCO3, agua de torneira e CH3CO2H tiveram menor liberação de íons após a dissociação em água. Por fim, as substâncias que não conduziram corrente elétrica, tais como H2O, C11H22O11 e NaCl sólido, não apresentaram eletrólitos e portanto não dissociaram nenhum íon na solução. 7 A tabela 03 relaciona a intensidade do brilho da lâmpada com o acréscimo do reagente de Ácido Acético, em 10 ml de água destilada. Intensidade observada Concentração de Ácido Acético Intensidade descrita na literatura [2] Fraco 05 ml Com o aumento da concentração, aumenta-se também a intensidade luminosa. Fraco/ Médio 15 ml Médio 30 ml Médio/ Forte 40 ml Dessa forma pode-se perceber que o ácido acético, mesmo sendo um eletrólito fraco, apresenta variaçãona condutividade, assim, com o aumento da sua concentração há também maior intensidade da luz emitida (uma vez que aumenta a quantidade de íons dissociados). 8 4. CONCLUSÃO Com base nos objetivos do trabalho é possível concluir que o experimento foi procedido com êxito, visto que as substâncias reagiram conforme está descrito nas pesquisas realizadas. De acordo com os resultados obtidos, e comparações, provou-se os princípios da condutividade elétrica que consistem em especificar a capacidade que a substância tem de conduzir fluxos de cargas entre íons, podendo ser esta, muito condutiva, pouco condutiva ou não condutiva, dependendo do tipo de soluto, do solvente, da concentração utilizada e também da posição em que os eletrodos se encontram. A água destilada, a sacarose e o cloreto de sódio não conduziram corrente elétrica. Assim como, cloreto de sódio, o acido clorídrico, o hidróxido de sódio, bicarbonato de sódio, água de torneira, ácido acético e vinagre comercial conduziram corrente elétrica com intensidades diferentes. 9 5. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS [01] <http://www.proenc.iq.unesp.br/index.php/quimica/132-condutividade-eletrica> Acesso em 17 de fevereiro de 2014. [02] John C. Kotz e Paul M. Treichel, Jr. Química Geral e Reações Químicas Vol.1 Tradução da 5ª edição Norte-Americana. Pagina 310. SCHIEL, Diethich. Et. Al. Apoio ao estudo de físico – química no ensino fundamental e médio. Eletrólitos e não- eletrólitos. USP, São Carlos SP. Disponível em <http://educar.sc.usp.br/quimapoio/eletrolitos> Acesso em 14 de fevereiro de 2014. 10 6. ANEXO Questões 1. Analisando a tabela da etapa A o que se pode concluir das substâncias testadas? Para que um reagente conduza eletricidade, deve liberar e apresentar íons imobilizados na solução. 2. Analisando a tabela da etapa B o que se pode concluir das amostras testadas? Como a quantidade de água eram constante, à medida que adicionava ácido acético, aumentava a concentração da solução, que por sua vez apresentava cada vez mais íons dissociados para a condução de energia. 3. Explique o fato do sal puro não ter acendido a lâmpada enquanto sua solução sim? O sal puro (sólido) não conduz eletricidade porque não possui íons dissociados, mas quando está em solução apresenta íons livres e assim conduz eletricidade e permiti a lâmpada ser acesa. 4. Como os íons conduzem corrente elétrica? Apresente se possível um esquema explicativo. Para que um reagente conduza eletricidade, deve liberar e apresentar íons mobilizados na solução. Quando há dissolução, íons são retirados do reticulo cristalino pelos dipolos de água. Por isso a solução resulta num conteúdo com íons, que estão rodeados por um conglomerado de moléculas de água hidratantes.
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