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FACULDADE EDUCACIONAL ARAUCÁRIA ROGERIO GIRARDELLO LEO MESQUITA AULAS PRÁTICAS DE QUÍMICA Trabalho de aulas práticas de química apresentado a Professora Patrícia Ribeiro S. do Curso de Química Aplicada a Engenharia Civil da Faculdade Educacional de Araucária. ARAUCÁRIA 2016 INTRODUÇÁO Aula pratica 01. Indicadores e papel de PH Indicadores são substâncias que mudam de cor na presença de íons H+ e OH- livres em uma solução, e justamente por esta propriedade são usados para indicar o pH, ou seja, como o próprio nome já diz, os indicadores indicam se uma solução é ácida ou básica. Os indicadores ácido-base são substâncias orgânicas que ao entrar em contato com um ácido ficam com uma cor e ao entrar em contato com uma base ficam com outra cor. Assim, para saber se uma substância é um ácido ou uma base, podemos utilizar um indicador orgânico para identificar a função química. Aula 02. Reações de precipitação A precipitação é a formação de um sólido durante a reação química. O sólido formado na reação química é chamado deprecipitado. Isso pode ocorrer quando a substância insolúvel, o precipitado, é formado na solução devido a reação química ou quando a solução foi super saturada por um composto. A formação do precipitado é um sinal de mudança química. Na maioria das vezes, o sólido formado "cai" da fase, e se deposita no fundo da solução (porém ele irá flutuar se ele for menos denso do que o solvente, uma suspensão). Essa reação é útil em muitas aplicações industriais e científicas pelo qual a reação química pode produzir um sólido que será coletado da solução por filtração, decantação ou centrifugação. Aula 03. Pilhas Eletroquímicas As pilhas são sempre formadas por dois eletrodos e um eletrólito. O eletrodo positivo é chamado de cátodo e é onde ocorre a reação de redução. Já o eletrodo negativo é o ânodo e é onde ocorre a reação de oxidação. O eletrólito é também chamado de ponte salina e é a solução condutora de íons. Para você entender como isso gera corrente elétrica, veja o caso de uma das primeiras pilhas, a pilha de Daniell, em que havia um recipiente com uma solução de sulfato de cobre (CuSO4(aq)) e, mergulhada nessa solução, estava uma placa de cobre. Em outro recipiente separado, havia uma solução de sulfato de zinco (ZnSO4(aq)) e uma placa de zinco mergulhada. As duas soluções foram ligadas por uma ponte salina, que era um tubo de vidro com uma solução de sulfato de potássio (K2SO4(aq)) com lã de vidro nas extremidades. Por fim, as duas placas foram interligados por um circuito externo, com uma lâmpada, cujo acendimento indicaria a passagem de corrente elétrica Pilhas ou célula voltaicas são dispositivos que transformam energia química em energia elétrica por meio de um sistema apropriado e montado para aproveitar o fluxo de elétrons provenientes de uma reação química de oxirredução. A pilha de Daniell é um exemplo deste sistema. OBJETIVO Aula pratica 01. Indicadores e papel de PH Os principais objetivos da prática foram: produzir um indicador natural ácido-base; detectar a zona de viragem do indicador; analisar as distintas cores das soluções e determinar a função de cada solução. Mostrar as várias técnicas de medição do pH de soluções de diferentes tipos como básicas, acidas ou alcalinas. Aula 02. Reações de precipitação Produzir um ou mais precipitados através de uma reação química de metátese, ou seja, dupla troca a partir de alguns compostos disponíveis. Avaliar o precipitado formado e identificá-lo, relatando a pratica por escrito ao final. Aula 03. Pilhas Eletroquímicas Por intermédio do estudo do experimento clássico da Pilha de Daniell, estudar e entender a eletroquímica como resultado da tendência das substâncias em receber ou doar elétrons, formando íons e culminando na criação de corrente e outros fenômenos elétricos. MATERIAIS E METODOS Aula pratica 01. Indicadores e papel de PH Alaranjado de metila Vermelho de metila Azul de bromotimol Vermelho de fenol Fenolftaina Timolftaeina Pissete com agua destilada NaCl 1 mol/L HCl 1 mol/L Solucao de pH desconhecido Papel tornassol Tubos de ensaio Bastao de vidro NaOH 1 mol/L Dividi-los em duas sequencias de 6 tubos Adicionar 3 ml de agua destilada em cada tubo Adicionar 1 gota de NaOH 1 mol/L nos 6 tubos da primeira sequencia e 1 gota de HCl 1 mol/L aos tubos de segunda sequencia Adicionar uma gota vermelho de metila ao 1 tubo da 1 sequencia e da 2 sequencia Nos próximos tubos repetir o procedimento do item anterior com os demais indicadores Tabelar os resultados obtidos, avaliando a mudança de coloração para cada indicador Aula 02. Reações de precipitação Tubo de ensaio Estante para tubo Pipeta Pera Solução NaOH 0,1mol/L Solução de Ca(OH)2 01 mol/L Solucao de Mg(NO3)2 0,1 mol/L Solucao de Na2CO3 0,1 mol/L Solucao de CuSO4 0,1 mol/L Enumerar os tubos de ensaio de 1 aq 10 e realizar as misturas especificadas abaixo, colocando cerca de 3ml de cada solução e agitando posteriormente. Tubo 01: Hidroxido de sodio + Sulfato de cobre Tubo 02: Hidroxido de sodio +Carbonato de sódio Tubo 03: Hidroxido de sodio + Nitrato de magnésio Tubo 04: Hidroxido de sodio + Hidroxido de cálcio Tubo 05: Hidroxido de cálcio + Sulfato de Cobre Tubo 06 Hidroxido de cálcio +Carbonato de sódio Tubo 07 Hidroxido de cálcio +Nitrato de magnésio Tubo 08 Nitrato de magnésio+ Sulfato de cobre Tubo 09 Nitrato de magnésio+ Carbonato de sódio Tubo 10 Carbonato de Sodio + Sulfato de Cobre Aula 03. Pilhas Eletroquímicas Bequer de 100 ml e de 250 ml Tubo de vidro em U Pipeta de 10 ml Voltímetro Placas de Cu Fe e Zn Lixas Solucao de CuSO4 0,001 mol;L e 01 mol L Solucao de Fe So4 1,0 mol L Solucao de NaCl 3% Solucao de ZnSO4 1,0 mol L Limpar as placas de Cu , Zn e Fe, com lixa Mergulhar a lamina do metal na solução correspondente, cada sitema deste corresponde a uma semi pilha Preparar uma ponte salina, adicionar a solução salina no tubo U, ate completar o volume, fechar as pontas com algodão, cuidar com bolhas. Coloque as extremidades da ponte salina interligando sistemas Ligar o terminal negativo na placa Zn e positivo em outra placa Trocas os terminas de placas. Inverta os terminas e remova a ponte salina. Repita o procedimento para outras duas pilhas seguintes. Pilha 01 Zn(S) Zn SO4 1 mol L, CuSO4 1 mol L Pilha02 Fe(S), FeSO4 1 mol L, CuSO4 1 mol L, Cu (S) Pilha 03 Zn(s), ZnSO4, FeSO4 1 mol L, Fe(s) RESULTADOS Aula pratica 01. Indicadores e papel de PH Agua destilada – fita azul e rosa – não houve coloração Cloreto de sódio – 2 fita azul ficou rosa Hidroxido de Sodio – 3 fita azul ficou azul, e rosa ficou azul Base quando a fita rosa fica azul seu pH esta acima de 8, Abaixo de 6 acido, e 7 neutro. Questões de apoio Conclui-se que pH refere-se a uma medida que indica se uma solução líquida é ácida (pH < 7), neutra (pH = 7), ou básica/alcalina (pH > 7). O papel tornassol pode se apresentar em três diferentes cores: vermelha, azul ou neutra. Tornassol vermelho é usado para testar bases, tornassol azul para testar ácidos e tornassol neutro para testar os dois. O papel tornassol muda de cor ao entrar em contato com uma determinada solução. Exemplo: O papel tornassol azul, em presença de uma solução ácida, muda da cor azul para a vermelha. Isso ocorre porque os íons reagem mudando o arranjo dos átomos presentes no indicador. O papel tornassol vermelho, em contato com uma base, muda da cor vermelha para a azul. O papel neutro, em contato com ácidos, torna-se vermelho; em contato com bases, torna-se azul. Aula 02. Reações de precipitação Tubo 01: Hidroxido de sodio + Sulfato de cobre – COLORACAO AZUL Tubo 02: Hidroxido de sodio +Carbonato de sódio – NÃO HOUVE NADA Tubo 03: Hidroxido de sodio + Nitrato de magnésio – BRANCO E MISTRURA Tubo 04: Hidroxido de sodio + Hidroxido de cálcio – BRANCO Tubo 05: Hidroxido de cálcio + Sulfato de Cobre – AZUL Tubo 06 Hidroxido de cálcio +Carbonatode sódio – BRANCO Tubo 07 Hidroxido de cálcio +Nitrato de magnésio – BRANCO Tubo 08 Nitrato de magnésio+ Sulfato de cobre – AZUL Tubo 09 Nitrato de magnésio+ Carbonato de sódio – BRANCO Tubo 10 Carbonato de Sodio + Sulfato de Cobre – AZUL - FLOTOU Quando o reagente fica em cima - FLOTOU Quando fica em Flocos Mistura – DECANTOU Formou pó – PRECIPITOU Um precipitado pode ser formado ao misturarmos duas soluções aquosas na forma iônica. O precipitado sólido é formado quando a concentração destes íons, em solução, tiver uma quantidade suficiente para superar o produto de solubilidade do precipitado que se formará. Na verdade, a reação de precipitação é o inverso da dissolução de um sal pouco solúvel (precipitado) que apresenta um produto de solubilidade bastante baixo. Aula 03. Pilhas Eletroquímicas Sulfato de Cobre – 40 ml Sulfato de Ferro – 40 ml Sulfato de Zinco – 40 ml Voltimetro – 1,10V Zn-+Cu+ Cu+Fe = 0,64 Zn + Fe – 0,31 No procedimento 1 foi feita a verificação qualitativa de tabela de potencial de redução. Ao mergulhar o Zn na solução de Cu(II), verificou-se que uma camada avermelhada de cobre sólido se depositou sobre o Zn, concluindo-se que foi uma reação espontânea. Fato que já era esperado, pois o potencial padrão de redução do ferro é menor que do cobre significando que o ferro tem maior tendência a se oxidar que o cobre, logo a reação deveria ocorrer. No segundo procedimento, executou-se a montagem da pilha de cobre e zinco, também chamada de pilha de Daniell. De acordo com o esperado, o multímetro deveria indicar uma voltagem de +1,10V, ocorrendo desgaste do eletrodo de zinco e aumento do eletrodo de cobre e descolorimento da solução azul de sulfato de cobre (II). O desgaste e aumento dos eletrodos não foram vistos devido ao curto tempo em que os eletrodos permaneceram na solução, assim como o descolorimento não teve efeito significativo. Porém, observou-se, no multímetro uma voltagem de +0,97V. Essa voltagem tem um valor menor que o esperado provavelmente devido à concentração das soluções não ser mais de 1 mol/L (concentração em que os potencias padrão de redução foram determinados.