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SUMÁRIO Apresentação ....................................................................................................................................................... 3 Estrutura de um relatório para as atividades práticas ................................................................................... 4 Noções básicas de laboratório: Segurança, equipamentos e vidrarias .......................................................... 6 Roteiro para Aulas Experimentais do 1º Ano do Ensino Médio Prática 01: Determinando a Densidade ............................................................................................................ 14 Prática 02: Lei da Conservação da Massa ...................................................................................................... 15 Prática 03: Processos para a Separação de Misturas ...................................................................................... 17 Prática 04: Simulando a Chuva Ácida ............................................................................................................. 19 Prática 05: Compostos Iônicos e Moleculares .................................................................................................. 20 Prática 06: Identificação de Ácidos e Bases Utilizando Indicadores Químicos ............................................ 22 Prática 07: Extratos de Pigmentos de Vegetais Usados como Indicadores de Ácidos e Bases .................... 24 Prática 08: Reações Químicas ........................................................................................................................... 26 Prática 09: Simulando o Tratamento de Água ................................................................................................. 27 Prática 10: Reação de Neutralização ................................................................................................................ 29 Prática 11: Identificação de Metais pelo ensaio da Chama ............................................................................. 30 Prática 12: Simulador de Bafômetro ................................................................................................................ 32 Prática 13: Extraindo Álcool do Vinho ............................................................................................................. 33 Prática 14: Propriedades dos Óxidos ................................................................................................................ 34 Prática 15: Resolução de Problemas e Método Científico............................................................................... 36 Prática 16: Estequiometria das Reações ........................................................................................................... 37 3 APRESENTAÇÃO O presente manual foi elaborado a partir de uma coletânea de atividades práticas, instrumentais disponibilizados à disciplina de Química, com base em diversas bibliografias, nas propostas curriculares do Plano de Ação do docente e dentro da realidade do Laboratório Interdisciplinar de Ciências da Escola Estadual de Educação Profissional Adriano Nobre Os experimentos propostos possuem um nível didático, com o objetivo de facilitar a compreensão da parte teórica na referida disciplina, aprimorando o conhecimento e, consequentemente, melhorando o aprendizado, tornando-o mais significativo. Além do vínculo pedagógico, também acentuamos a importância da vivência no ambiente laboratorial para a aquisição de novos saberes, já que os avanços das ciências são colocados à nossa disposição. Enfim, é através da interação com esse ambiente de aprendizagem e a partir da fundamentação básica, que se pode despertar para o mundo da pesquisa científica. Portanto, este manual dará suporte pedagógico, orientando o docente na complementação de sua prática e no cumprimento da carga horária exigida pelo Sistema Estadual de Educação. 4 ESTRUTURA DE UM RELATÓRIO PARA AS ATIVIDADES PRÁTICAS 1- CAPA 2- FOLHA DE ROSTO (opcional) 3- SUMÁRIO OU ÍNDICE (opcional) 4- INTRODUÇÃO/APRESENTAÇÃO 5- OBJETIVOS 6- MATERIAIS UTILIZADOS 7- PROCEDIMENTOS EXPERIMENTAIS 8- RESULTADOS E DISCUSSÃO 9- CONCLUSÃO 10- ANEXOS (opcional) 11- BIBLIOGRAFIA ITENS NECESSÁRIOS 1- CAPA É a identificação do relatório e do(s) autores. Deve conter: Nome da escola; disciplina; série; turma; turno; nome/equipe; título; local; data. Deve ser padronizado e formal. Escola Disciplina Professor Turma e Turno TÍTULO DA PRÁTICA Nome/Equipe ITAPAJÉ 09 DE MARÇO-2012 2. INTRODUÇÃO/APRESENTAÇÃO É a síntese do conteúdo pesquisado e da prática realizada, de forma ampla e objetiva. É o convite a leitura do relatório. 3. OBJETIVO(S) É o motivo/intuito da realização da prática que pode ser fornecido ou não para os alunos. Pode servir de feed- back ao professor que deseja saber se os alunos captaram os objetivos da prática. 5 4. MATERIAIS UTILIZADOS É a listagem de todos os equipamentos, vidrarias, reagentes, materiais etc. utilizados durante a realização da prática. É muito importante para que o aluno saiba identificar e associar a função dos materiais utilizados. 5. PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL Devem ser fornecidos pelo professor para a realização da prática, de forma objetiva e clara, com intuito de facilitar o entendimento e ação dos alunos durante a realização da prática. No relatório, é cobrado o procedimento fornecido pelo professor acrescido de um embasamento teórico (pesquisa) para reforçar o experimento realizado, os métodos e técnicas usadas no trabalho experimental. 6. RESULTADOS E DISCUSSÃO É uma das partes mais importantes do relatório, pois é onde o aluno expõe os resultados obtidos da prática realizada, questiona o experimento e relata as facilidades e dificuldades enfrentadas. É onde o professor detecta as expectativas dos resultados versus resultados adquiridos. 7. CONCLUSÃO As conclusões são feitas com base nos resultados obtidos; são deduções originadas da discussão destes. São afirmativas que envolvem a ideia principal do trabalho. 8. ANEXOS É a parte onde estão anexados: questionário proposto, esquemas, gravuras, tabelas, gráficos, fotocópias, recortes de jornais, revistas etc. É onde se colocam aditivos que enriquecem o relatório, mas que não são essenciais. 9. BIBLIOGRAFIA A bibliografia consultada deve ser citada. A citação dos livros ou trabalhos consultados deve conter nome do autor, título da obra, número da edição, local da publicação, editora, ano da publicação e as páginas: Autor. Título e subtítulo; Edição (número); local: Editora. Data. Página. Exemplo: GONDIM, Maria Eunice R.; GOMES, Rickardo Léo Ramos. Práticas de Biologia; Fortaleza: Edições Demócrito Rocha. 2004.1-122p. REGRAS BÁSICAS PARA FORMATAÇÃO Papel A4 branco, impresso em preto (exceto as ilustrações); Fonte Arial ou Times New Roman, tamanho 12; Espaçamento entrelinhas duplo; Alinhamento justificado; Margens superior e esquerda de 3 cm; Margens inferior e direita de 2 cm; Numeração das páginas a partir da introdução; 6INTRODUÇÃO Em laboratórios é primordial que os analistas tenham os devidos cuidados para que possam executar suas tarefas com tranquilidade, eficiência e segurança. Uma pequena negligência e a falta de informações sobre os perigos de certas atividades experimentais podem resultar em graves acidentes. Além disso, é necessário conhecer o funcionamento dos equipamentos para que não ocorram acidentes, tais como choques ou descargas elétricas. OBJETIVOS Compreender a importância das normas de segurança para a prevenção de acidentes no trabalho em laboratórios; Conhecer a simbologia de risco (pictogramas) dentro do laboratório que alertam o utilizador acerca do perigo proveniente dos produtos que o ambiente contém; Identificar e diferenciar os materiais e equipamentos do laboratório bem como assimilar sua função e método de utilização; Capacitar o aluno a estar no ambiente laboratorial. NORMAS DE SEGURANÇA Observe a disposição dos instrumentos, aparelhagem, portas, chuveiro de emergência e extintor de incêndio (leia as instruções e familiarize-se com o seu uso); Use jaleco de mangas compridas, longo até os joelhos e sapatos fechado; Não fume e nem converse desnecessariamente; Comidas e bebidas não devem ser ingeridas no recinto do laboratório; Evite o contato de sua pele, boca, olhos e ouvidos com substâncias químicas; Usar óculos de segurança: evite o uso de lentes de contato no laboratório; Cuidado ao manusear substâncias ácidas ou básicas muito fortes, soluções e frascos aquecidos; Materiais sólidos não devem ser descartados na pia; Os experimentos que liberam vapores ou gases tóxicos e irritantes devem ser conduzidos em câmara de exaustão (capela); Não deixe próximo ao fogo, substâncias químicas inflamáveis; Ao diluir um ácido, adicione-o lentamente sobre a água, agitando a solução. NUNCA adicione a água sobre o ácido concentrado; Ao aquecer um tubo de ensaio não o oriente em direção a você ou ao colega pode ocorrer projeções e respingos da solução; Não pipete soluções com a boca; Não cheire diretamente um frasco contendo qualquer produto químico. Os vapores desprendidos do frasco devem ser deslocados com a mão, em direção ao nariz; Evite derramar reagentes sobre a bancada de trabalho; Abra os frascos o mais longe possível do rosto e evite aspirar ar naquele exato momento; Mantenha o rosto sempre afastado do recipiente onde esteja ocorrendo uma reação química; Sempre após a manipulação de substâncias químicas e antes de deixar o laboratório lavar as mãos; Nunca volte a colocar no frasco um produto químico retirado em excesso e não usado. Ele pode ter sido contaminado; Se tiver cabelos longos, leve-os presos ao realizar qualquer experiência no laboratório; Não abra qualquer recipiente antes de reconhecer seu conteúdo pelo rótulo. Informe-se sobre os símbolos que nele aparecem; Ao término da aula, desligar todos os equipamentos, fechar pontos de água e registro de gás; Antes de iniciar o trabalho prático, leia as instruções referentes ao experimento. NOÇÕES BÁSICAS DE LABORATÓRIO: SEGURANÇA, EQUIPAMENTOS E VIDRARIAS. VIDRARIAS. 7 PICTOGRAMAS DE PERIGO INFLAMÁVEL: quando visualizá-lo em um frasco de reagente, tome cuidado para não expor o produto perto de chamas ou de lugares quentes (abafados). CORROSIVO: símbolo presente em frascos de ácidos fortes (como ácido sulfúrico, ácido clorídrico, etc.). Tome cuidado para que o ácido não respingue em você, o contato com a pele causa sérias queimaduras. RADIOATIVIDADE: identifica os produtos químicos radioativos, estes são perigosos em contato com a pele, para manuseá-los é preciso um intenso cuidado (luvas e macacão de segurança). POSSIBILIDADE DE CHOQUE ELÉTRICO: o local marcado com este aviso é perigoso por conter eletricidade exposta, se não tomar cuidado o choque elétrico pode ser inevitável. TÓXICO: pode causar danos variáveis, podendo provocar a morte. Não se deve permitir o contato com a pele ou roupa. Não ingerir ou respirar os vapores. Usar luvas durante o manuseio. EXPLOSIVO OU INSTÁVEL: evitar choques ou colisões. Movimentar com cuidado, com adequada proteção dos olhos, pele e vestuário. Manter afastado de chama PERIGOSO PARA O AMBIENTE: substância que provoca danos ao meio ambiente. Deve ser conveniente neutralizada ou tratada antes de descartá-la. NOCIVO (Xn) e IRRITANTE (Xi): provoca danos na saúde, quer em contatos casuais e em contatos prolongados. Não se deve permitir o contato com pele ou roupa, ingerir ou inalar. Deve ser usada máscara protetora. OXIDANTE OU COMBURENTE: substância que em contato com uma fonte de ignição permite o início ou a intensificação de uma combustão. Manter afastado de chamas. EQUIPAMENTOS DE SEGURANÇA E DE PROTEÇÃO INDIVIDUAL (EPI) Avental, jalecos ou roupas de proteção Luvas Proteção facial/ocular e proteção respiratória Chuveiro de emergência Caixa de primeiros socorros Lavador de olhos Extintor de incêndio com área sinalizada Capela para a exaustão de gases e vapores Porta com abertura para a parte externa (emergência) 8 ACIDENTES E PRIMEIROS SOCORROS NO LABORATÓRIO ACIDENTE PROCEDIMENTO Cortes Remover estilhaços,lavar com água corrente, desinfectar e proteger o local. Queimaduras químicas Devem ser lavadas com grande quantidade de água fria por pelo menos 10 minutos. A água fria reduz a velocidade da reação e dilui o reagente diminuindo o dano causado à pele. Na queimadura por ácido lave com solução de bicarbonato de sódio e a seguir novamente com água. No caso de ingestão de ácidos, bochechar vigorosamente com água dando-se a seguir água para beber e em casos mais severos, leite de magnésia. Na queimadura por álcalis, após lavagem abundante, tratar com solução de ácido acético 1% e novamente com água. No caso de ingestão, além da lavagem inicial, dê água seguida de vinagre para beber ou ainda grande quantidade de suco de lima. Procure orientação médica. Respingos químicos nos olhos A lavagem deve ser feita com grandes quantidades de água mantendo os olhos abertos com os dedos. Se o respingo por ácido, aplicar a seguir solução de bicarbonato de sódio a 1% e se for básico, solução de ácido bórico a 1%. Queimaduras por chamas ou objetos aquecidos A primeira providência a ser tomada no caso de queimadura com o fogo é abafar as chamas, envolvendo a vítima em cobertor. Se as roupas estiverem aderidas à superfície da pele, não se deve tentar removê-las e sim, cortá-las cuidadosamente ao redor da área queimada. Se houver necessidade de bandagens, estas devem ser colocadas firmemente, nunca apertadas. No caso de queimaduras graves, o ferimento deve ser coberto com gaze esterilizada umedecida com solução aquosa de bicarbonato de sódio a 5%. Intoxicação por gases Remover a vítima para um ambiente arejado, deixando-a descansar. 9 EQUIPAMENTOS BÁSICOS DE LABORATÓRIO VIDRARIAS TUBO DE ENSAIO Utilizado principalmente para efetuar reações químicas em pequena escala, principalmente em testes de reações.BÉQUER Utilizado para o preparo de soluções, aquecimento de líquido, recristalização, pesagem, etc. ERLENMEYER Frasco utilizado para aquecer líquidos e para efetuar titulações. KITASSATO Frasco de paredes espessas, munido de saída lateral e usado em conjunto para filtração sob sucção (a vácuo). FUNIL DE VIDRO Utilizado na transferência de líquidos e em filtrações simples. O funil com colo longo de estrias é chamado de funil analítico. . BURETA Usada para medir volumes precisos de líquidos e em análises volumétricas (titulações). BALÃO VOLUMÉTRICO Recipiente destinado a conter um determinado volume de líquido; utilizado no preparo de soluções de concentração definidas. PROVETA OU CILINDRO GRADUADO Destinado a medidas aproximadas de volumes de líquidos. PIPETA GRADUADA Usada para medir volumes variáveis de líquidos. 10 PIPETA VOLUMÉTRICA Usada para escoar volumes fixos de líquidos. BASTÃO DE VIDRO Utilizado para ajudar na dissolução de substâncias, na agitação e transferência de líquidos. DESSECADOR Utilizado no armazenamento de substâncias quando se necessita de uma atmosfera com baixo teor de umidade. Também pode ser utilizado para manter as substâncias sob pressão reduzida. CONDENSADOR Equipamento destinado à condensação de vapores, em destilações ou aquecimentos sob refluxo. FUNIL DE SEPARAÇÃO Equipamento para separar líquidos não miscíveis. BALÃO DE FUNDO CHATO Frasco destinado a aquecer líquidos ou para efetuar reações com desprendimento de gases. BALÃO DE FUNDO REDONDO Utilizado para aquecimento de soluções em destilações e aquecimentos sob refluxo. VIDRO DE RELÓGIO Usado para cobrir béqueres em evaporações, pesagens e fins diversos. 11 MATERIAL EM PORCELANA FUNIL DE BUCHNER Utilizado em filtração por sucção, devendo ser acoplado a um kitassato. CÁPSULA Usada para evaporar líquidos em soluções. ALMOFARIZ E PISTILO Destinados à pulverização de sólidos. 12 EQUIPAMENTOS BALANÇA Utilizado para quantificar medidas precisas de substâncias. . ESTUFA Equipamento empregado na secagem de materiais, por aquecimento, em geral até 200ºC. MANTA ELÉTRICA Utilizada no aquecimento de líquidos inflamáveis, contidos em balão de fundo redondo. AGITADOR MAGNÉTICO Utilizado para agitar soluções. CENTRÍFUGA Instrumento que serve para acelerar a sedimentação de sólidos em suspensão em líquidos. BICO DE BUNSEN (gás) Sistema de fornecimento de energia na forma de calor. pHMETRO Utilizado para identificar o nível de acidez e basicidade de uma substância ou sistema. 13 MATERIAIS DIVERSOS ANEL METÁLICO Usado para apoiar funis durante filtrações. . ESPÁTULA Utilizado para manipulação de sólidos em pequena quantidade. . GARRAS Usado em conjunto com o suporte universal para suspender vidrarias ou equipamentos. . PINÇA PARA TUBO DE ENSAIO Usado para manusear tubos de ensaio durante certas reações, em especial as de aquecimento. . SUPORTE UNIVERSAL Utilizado para a suspensão de vidrarias e equipamentos. . TELA DE AMIANTO Permite o aquecimento de substâncias em vidrarias impedindo o contato direto com a chama do bico de Bunsen. É utilizado em conjunto com o tripé. TRIPÉ Suporte utilizado com a grade de amianto e o bico de Bunsen no aquecimento de sistemas. . PÊRA Utilizado em conjunto com a pipeta para realizar a sucção de líquidos. 14 INTRODUÇÃO Já lhe ocorreu de, ao pegar um objeto, este parecer mais pesado do que devia? Ou mais leve? Você já parou para pensar por que algumas substâncias são mais pesadas do que outras? Por que um copo de vidro é mais pesado do que um copo de plástico? Será que é devido ao material do qual ele é feito? Certos materiais têm algumas propriedades que os tornam mais pesados ou mais leves. Isso acontece porque substâncias diferentes têm quantidades de matéria diferentes por unidade de volume. Você pode perceber que existe uma relação constante entre a massa e o volume de um mesmo material. Por ser uma constante, essa relação é uma propriedade característica da matéria, chamada de densidade. OBJETIVOS Reconhecer a relação entre densidade e volume; Determinar a densidade de diferentes materiais através de medidas da massa e volume de cada um. FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA Massa e volume são propriedades gerais da matéria, ou seja, são propriedades que qualquer material tem em função da quantidade. A razão entre a massa e o volume de um objeto depende do material do qual ele é feito, sendo uma propriedade específica de cada material a qual denomina-se densidade. A densidade dos materiais é uma medida experimental, feita normalmente a 20ºC e 1 atm, variando com a temperatura. MATERIAL NECESSÁRIO Reagentes e Soluções Vidraria e Instrumental Placas (alumínio, zinco, cobre, ferro) Bolas (isopor e de gude) Água Álcool etílico Proveta Balança PROCEDIMENTO Determine a massa de cada um dos pedaços dos metais. Anote o resultado. Com o auxílio de uma pisseta, coloque 20 mL de água na proveta. Adicione separadamente as amostras dos materiais. Meça a diferença entre o volume inicial e o volume final, esta medida fornecerá o volume da amostra. Com os resultados obtidos acima, calcule a densidade da amostra. Repita a operação para as demais amostras, utilizando o álcool etílico. PÓS-LABORATÓRIO Alumínio Zinco Cobre Ferro Bola de gude Isopor Massa Volume Densidade Por que alguns materiais elevam mais o nível da água que os outros? Descreva o que acontece com a bola de isopor e com a bola de gude. E o que aconteceu quando se utilizou o etanol? REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS COELHO, AUGUSTO LEITE; AMORIM, ANTÔNIA FÁDIA VALENTIM DE; BRANCO, FRANCISCO FÁBIO CASTELO; MORAIS, SELENE MAIA DE; COSTA, SÔNIA OLIVEIRA. Práticas de Química: de Lavoisier ao biodiesel. Coleção Programa de Formação Continuada em Serviço na Área de Ciências da Natureza, Matemática e suas Tecnologias. SAINT'PIERRE, TATIANA DILLENBURG. Densidade. Sala de Leitura. Disponível em http://web.ccead.puc- rio.br/condigital/mvsl/.../SL_densidade.pdf. Acessado 09/02/2012. PRÁTICA 01: DETERMINANDO A DENSIDADE 15 INTRODUÇÃO Antoine Laurent Lavoisier, considerado pai da química moderna, era um químico francês que em 1785 descobriu a Lei de Conservaçãodas Massas, enunciada das seguintes formas: “Na Natureza nada se cria e nada se perde, tudo se transforma” “Numa reação química que ocorre em sistema fechado, a massa total antes da reação é igual à massa total após a reação” “Numa reação química a massa se conserva porque não ocorre criação nem destruição de átomos. Os átomos apenas se rearranjam. Os agregados atômicos das substâncias reagentes são desfeitos e novos agregados atômicos são formados” OBJETIVOS Verificar experimentalmente a Lei de Lavoisier, ou seja, que a soma das massas dos reagentes é igual à soma das massas dos produtos em uma reação química; Mostrar ao aluno que a massa em uma reação química se conserva, porém, se a reação envolver substâncias gasosas, para que a conservação da massa seja percebida, o sistema deve ser fechado. FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA Preocupado em utilizar métodos quantitativos, Lavoisier tinha a balança como um de seus principais instrumentos em atividades experimentais. Uma dessas atividades consistia em pesar as substâncias participantes de uma reação química, antes e depois que ela ocorresse. Queimando-se magnésio, cientistas anteriores a Lavoisier observavam um aumento de massa, enquanto que, queimando enxofre, notavam uma perda de massa. Coube a Lavoisier esclarecer que as diferenças de massas eram devidas à absorção ou liberação de gases durante as reações. Lavoisier verificou que a massa total do sistema permanecia inalterada quando a reação ocorria num sistema fechado, sendo assim, concluiu que a soma total das massas dos reagentes é igual a soma total das massas dos produtos, ou seja, num sistema fechado a massa total permanece constante. Esta observação foi confirmada ao longo dos tempos, não se verificando qualquer exceção. MATERIAL NECESSÁRIO Reagentes e Soluções Vidraria e Instrumental Bicarbonato de sódio Água Vinagre Proveta Pipeta Balança Espátula Garrafa PET pequena Tubo de ensaio Béquer Pinça PROCEDIMENTO Adicione uma espátula de bicarbonato de sódio dentro da garrafa PET. Adicione 40 mL de água dentro da garrafa, dissolvendo todo o bicarbonato. Coloque 5 mL de ácido acético em um tubo de ensaio. Coloque o tubo de ensaio dentro da garrafa PET e feche o recipiente. Pese o recipiente e seu conteúdo, sem permitir que os líquidos se misturem. Anote a massa obtida. PRÁTICA 02: LEI DA CONSERVAÇÃO DA MASSA 16 Incline o frasco estabelecendo o contato entre os reagentes. Observe se existe a evidência de reação química. Pese novamente o recipiente e seus conteúdos. PÓS-LABORATÓRIO Equacione a reação química envolvida no procedimento, informando a nomenclatura e a função química das substâncias envolvidas na atividade prática. O peso antes e depois da reação apresentou diferença? Explique o resultado obtido. Classifique as substâncias em compostas ou simples, informando os elementos químicos presentes em cada uma. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS COELHO, AUGUSTO LEITE; AMORIM, ANTÔNIA FÁDIA VALENTIM DE; BRANCO, FRANCISCO FÁBIO CASTELO; MORAIS, SELENE MAIA DE; COSTA, SÔNIA OLIVEIRA. Práticas de Química: de Lavoisier ao biodiesel. Coleção Programa de Formação Continuada em Serviço na Área de Ciências da Natureza, Matemática e suas Tecnologias. FELTRE, RICARDO. Química Geral: componente curricular. 6ª Edição. São Paulo. Editora Moderna – 2004. Volume 1. 17 INTRODUÇÃO A separação de misturas é tarefa essencial em laboratórios químicos como em várias atividades humanas relacionadas com a obtenção de materiais. Em nosso dia a dia é corriqueiro realizarmos separações de misturas, como por exemplo: ao passarmos o café, observamos que a borra (a parte sólida) é retida no coador, e a parte líquida que nos interessa, contém a cafeína. No entanto, é necessário o conhecimento sobre o que são misturas, sua classificação e como podemos separá-las. OBJETIVOS Realizar processos de separação de misturas; Conhecer métodos de separação de misturas; Identificar os equipamentos mais comuns em um laboratório de Química. FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA Na natureza, raramente encontramos substâncias puras. Geralmente, as substâncias estão presentes na formação dos vários tipos de mistura, que são associações de duas ou várias substâncias diferentes sem necessariamente serem definidas proporções e que também suas moléculas ou íons permaneçam inalterados. De acordo com o tipo de mistura e dependendo da natureza dos seus componentes, utilizamos um conjunto de processos para o controle de matérias-primas, análise e obtenção das substâncias que deram origem à mistura. MATERIAL NECESSÁRIO Reagentes e Soluções Vidraria e Instrumental Enxofre Sulfato de cobre Ácido acético Álcool etílico Água Leite Hidróxido de amônio Almofariz e pistilo Béquer Tubo de ensaio Balança Papel de filtro Bastão de vidro Espátula Centrífuga Funil de vidro Vidro de relógio Canetas: preta, verde, vermelha. PROCEDIMENTOS Experimento 1: Separação da mistura de enxofre e sulfato de cobre Pese 1 g de enxofre e 2 g de sulfato de cobre em cápsulas diferentes. Macere os sólidos. Coloque em um béquer o sulfato de cobre e adicione 5 mL de água até a total dissolução. Acrescente a massa de enxofre e misture com o bastão de vidro. Filtre a mistura contida no béquer, lavando a substância retida no papel de filtro. Abra o papel de filtro e deixe secar a substância por ele retida. Experimento 2: Separação do Leite Coloque 5 mL de leite em um tubo de ensaio e acrescente 20 gotas de ácido acético Agite com o bastão. Coloque a solução em um tubo de ensaio e centrifugue-a por 3 minutos. Experimento 3: Corrida de cores Pegue duas tiras de papel (de forma retangular com 4 cm de largura e 10 cm de altura) e em cada uma delas, marque três pontos com cores diferentes. Os pontos devem ser desenhados a um dedo da extremidade do papel. Prenda o papel no palito, e coloque-o dentro de um béquer com água e outra no béquer com álcool, de forma que o papel fique tocando a fase móvel sem tocar as cores. Tampe com o vidro de relógio. PÓS-LABORATÓRIO Classifique a mistura nos procedimentos acima. Qual o método utilizado para fazer a separação dos componentes dos experimentos 1, 2 e 3? A água dissolve o enxofre ou o sulfato de cobre? Qual a substância retida no papel de filtro? Após centrifugar a mistura de leite e ácido acético, quais os componentes obtidos em cada fase? PRÁTICA 03: PROCESSOS PARA A SEPARAÇÃO DE MISTURAS 18 Pesquise três tipos de mistura: classifique-as, informe o número de fases, componentes e indique o método de separação adequado. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS COELHO, AUGUSTO LEITE; AMORIM, ANTÔNIA FÁDIA VALENTIM DE; BRANCO, FRANCISCO FÁBIO CASTELO; MORAIS, SELENE MAIA DE; COSTA, SÔNIA OLIVEIRA. Práticas de Química: de Lavoisier ao biodiesel. Coleção Programa de Formação Continuada em Serviço na Área de Ciências da Natureza, Matemática e suas Tecnologias. LOPES, DANIEL RICARDO XIMENES; ROCHA, DANIEL VASCONCELOS; FILHO, FERNANDO BARROS DA SILVA; TEÓFILO, JOSÉ WELLINGTON LEITE; FELIPE, RICARDO ARAÚJO; FILHO, TARGINO MAGALHÃES DE CARVALHO. Manual de Práticas Laboratoriais: Química. Comissão de Formação e Pesquisa da SEFOR. Fortaleza – Ceará, 2010. MORTIMER, EDUARDO FLEURY; MACHADO, ANDRÉA HORTA. Química para o ensino médio.São Paulo. Editora Scipione – 2002. Volume único. 19 INTRODUÇÃO Entre os vários problemas ambientais consequentes da Revolução Industrial está a chuva ácida. A chuva contém um pequeno grau natural de acidez, que por sua vez, não agride o meio ambiente. No entanto, esse processo é intensificado em virtude do grande lançamento de gases poluentes na atmosfera, fenômeno esse, que ocorre principalmente nas cidades industrializadas, com grande quantidade de veículos automotores e em locais onde estão instaladas usinas termoelétricas. Entretanto, em função das correntes atmosféricas, as chuvas ácidas podem ser desencadeadas em locais distantes de onde os poluentes foram emitidos. OBJETIVOS Reproduzir em laboratório o fenômeno que acontece na atmosfera quando óxidos diversos reagem com a água provocando o surgimento de ácidos; Possibilitar ao aluno reconhecer e compreender de forma integrada e significativa às transformações químicas que ocorrem no processo natural da atmosfera. FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA Pode-se dizer que as chuvas "normais" são ligeiramente ácidas, pois apresentam um valor de pH próximo de 5,6. Essa acidez natural é causada pela dissociação do dióxido de carbono em água, formando um ácido fraco, conhecido como ácido carbônico. A chuva propriamente ácida possui um valor de pH inferior a 4,5 e ocorre quando existe na atmosfera um número muito grande de óxidos (SO2, NO, NO2, N2O5) que, quando combinam-se com o hidrogênio presente na atmosfera em forma de vapor, formam os ácidos nítrico ou sulfúrico. Ao caírem na superfície, alteram a composição química do solo e das águas, atingem as cadeias alimentares, destroem florestas e lavouras, atacam estruturas metálicas, monumentos e edificações. MATERIAL NECESSÁRIO Reagentes e Soluções Vidraria e Instrumental Enxofre Água Solução de caráter básico (amoníaco) Fenolftaleína Recipiente de vidro com tampa rosqueável Proveta Bico de Bunsen Fio de cobre ou arame PROCEDIMENTO Coloque 50 mL água no frasco de vidro e adicione 1,0 mL da solução básica. Acrescente 2 gotas da solução alcoólica de fenolftaleína ou extrato de repolho roxo (solução alcoólica) no frasco até que haja uma mudança de cor. Fixe o enxofre no fio de cobre e leve ao fogo. Assim que o enxofre sofrer a queima, transfira-o para o frasco de vidro. Ao observar a formação dos gases, tampe o frasco rapidamente. Agite lentamente e o frasco para dissolver os gases na água. PÓS-LABORATÓRIO Mostre as equações presentes na reação de formação da chuva ácida. Informe a nomenclatura e a função química de cada participante da reação. O que acontece do ponto de vista químico, após a agitação do frasco tampado? Como deve ser o pH no frasco antes e depois da reação? REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS RODRIGUES, PEDRO STIPPE. Portal do Professor. Aula prática: Chuva ácida em laboratório. Disponível em http://portaldoprofessor.mec.gov.br/fichaTecnicaAula.html?aula=909. Acessado 02/02/2012 PRÁTICA 04: SIMULANDO A CHUVA ÁCIDA 20 INTRODUÇÃO Os átomos raramente podem ser encontrados isolados. Observa-se que a maioria dos elementos estão combinados com outros elementos e se assim não fosse como seriam formadas as inúmeras substâncias que conhecemos? Substâncias essenciais à vida como água e gás oxigênio, compostos úteis em nosso cotidiano: aço, cloreto de sódio, sacarose e etanol. Como você pode perceber, ao nosso redor estão presentes diversas substâncias, cada qual com uma composição química distinta, sendo formadas por átomos de elementos químicos que se encontram combinados. Portanto, para a existência dessas substâncias é necessário que os átomos possuam afinidade para unirem-se por meio das forças existentes, denominadas de ligações químicas. OBJETIVO Distinguir substâncias iônicas de substâncias moleculares pelo ponto de fusão e solubilidade. FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA As ligações químicas são uniões estabelecidas entre átomos para formarem as substâncias ou compostos. Porém, essa união não ocorre de qualquer forma, deve haver condições apropriadas, tais como: afinidade (relacionada às configurações eletrônicas), contato, energia etc. Os sistemas tendem a adquirir a maior estabilidade possível, é por isso que essa união existe, ocorrendo interações entre os átomos instáveis em busca da estabilidade. As ligações químicas podem ocorrer através da doação e recepção de elétrons entre os átomos: ligação iônica, através do compartilhamento de elétrons: ligação covalente, existe também a ligação metálica onde os elétrons passam a se movimentar livremente entre os átomos criando uma força de atração que mantém os átomos metálicos unidos. MATERIAL NECESSÁRIO Reagentes e Soluções Vidraria e Instrumental Água Etanol Parafina Cloreto de sódio ou açúcar Enxofre Iodo Carbamida (uréia) Acetato de potássio Balança Chapa aquecedora Espátula Tubo de ensaio Estante para tubo de ensaio Béquer Bastão de vidro Marcador de vidro Proveta Pipeta Funil de vidro PROCEDIMENTO Cubra uma tela de amianto com folha de papel alumínio. Pese massas iguais de cada um dos reagentes e coloque-as a uma pequena distância do centro em posições eqüidistantes uma das outras e do centro, formando um quadrado. Acenda o bico de Bunsen e verifique se a chama está exatamente no centro do círculo da tela de amianto. Observe os materiais durante o aquecimento e anote na tabela a ordem em que entram em fusão. Indique com “n” na tabela a substância que não fundiu. Coloque 10 mL de água em quatro tubos de ensaio e acrescente amostras dos reagentes. Coloque 10 mL de álcool etílico nos quatro tubos restantes e acrescente amostras dos reagentes. Observe e registre a solubilidade dos reagentes nos diferentes solventes. DADOS Composto Características Ordem de fusão Solubilidade em H2O Solubilidade em álcool PRÁTICA 05: COMPOSTOS IÔNICOS E MOLECULARES 21 PÓS-LABORATÓRIO Relacione as principais diferenças entre compostos iônicos e moleculares. Com o auxílio da tabela periódica, faça a distribuição eletrônica para os elementos presentes nas substâncias da uréia, iodo e cloreto de sódio. Em seguida, esquematize as fórmulas de Lewis, estrutural, molecular e informe o tipo de ligação dessas substâncias. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS APOSTILA DO CURSO LABORATÓRIO. BC0307 – Transformações Químicas. Universidade Federal do ABC. Santo André – 2011. 22 INTRODUÇÃO Desde os tempos dos alquimistas, observou-se que certas substâncias apresentavam comportamentos peculiares quando dissolvidos na água. Entre tais propriedades destacavam-se: o sabor azedo, adstringente, a formação de soluções aquosas condutoras de eletricidade,a efervescência, quando em contato com o calcário e a mudança de cor na presença de substâncias indicadoras ácido-base. De um modo geral, são substâncias tóxicas e corrosivas, portanto deve-se evitar contato com a pele, ingerí-los ou respirá-los. OBJETIVOS Identificar as soluções de caráter ácido, neutro e básico; Observar a viragem de cor dos indicadoresde acordo com a escala de pH. FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA A medida de acidez ou alcalinidade de uma solução pode ser realizada através do uso de indicadores ácido- base e também através da medida do pH da solução, denominado potencial hidrogeniônico. O pH é uma escala que vai de 0 a 14 e fundamenta-se na quantidade de íons hidrogênio que estão contidos numa solução. Um indicador ácido-base é uma substância que apresenta uma determinada coloração em meio ácido e outra em meio básico. Há diversos indicadores que podem nos dizer sobre a acidez ou sobre a alcalinidade de uma solução. MATERIAL NECESSÁRIO Reagentes e Soluções Vidraria e Instrumental Ácido clorídrico Hidróxido de sódio Água Hidróxido de amônio Ácido acético Tubo de ensaio Pipeta graduada e Pasteur Estante para tubo de ensaio PROCEDIMENTO Coloque 5 mL de água, 5 mL de ácido clorídrico, 5 mL de hidróxido de sódio, 5 mL de hidróxido de amônio e 5 mL de ácido acético em diferentes tubos de ensaio. Repita a etapa anterior. Adicione 1 gota de fenolftaleína em cada sistema (1ª etapa). Adicione 1 gota de azul de bromotimol em cada sistema (2ª etapa). Anote as cores dos sistemas na tabela. Fenolftaleína Azul de bromotimol Água Ácido clorídrico Hidróxido de sódio Ácido acético Hidróxido de amônio PÓS-LABORATÓRIO Através das colorações obtidas, informe se as substâncias analisadas apresentam comportamento ácido, básico ou neutro. PRÁTICA 06: IDENTIFICAÇÃO DE ÁCIDOS E BASES UTILIZANDO INDICADORES QUÍMICOS 23 Informe a fórmula molecular dos reagentes analisados e em quais substâncias do nosso cotidiano podem ser encontrados. Com o auxílio das fitas indicadoras de pH, faça a leitura numérica aproximada do potencial hidrogeniônico dessas amostras. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS CÉSAR, PAULO. Portal Estudos de Química. Ácidos, Bases e Medidas de Acidez. Disponível em http://www.profpc.com.br/medidas_acidez.htm Acessado 16/02/2012. LOPES, DANIEL RICARDO XIMENES; ROCHA, DANIEL VASCONCELOS; FILHO, FERNANDO BARROS DA SILVA; TEÓFILO, JOSÉ WELLINGTON LEITE; FELIPE, RICARDO ARAÚJO; FILHO, TARGINO MAGALHÃES DE CARVALHO. Manual de Práticas Laboratoriais: Química. Comissão de Formação e Pesquisa da SEFOR. Fortaleza – Ceará, 2010. 24 INTRODUÇÃO Costumeiramente lembrados como substâncias químicas perigosas, corrosivas, capazes de dissolver metais como se fossem comprimidos efervescentes, os ácidos e as bases atuam em nosso cotidiano continuamente e bem menos agressivos do que se imagina. São componentes usuais de refrigerantes, alimentos, remédios, produtos de higiene e cosméticos, matérias- primas indispensáveis em um vasto universo de aplicações industriais. De um modo geral, e dependendo do seu uso, são substâncias tóxicas e corrosivas, portanto deve-se ter o cuidado e saber como utilizá-las de maneira adequada. OBJETIVOS Preparar extratos de produtos naturais; Investigar as propriedades ácidas e básicas de produtos do cotidiano, utilizando como indicador ácido-base o extrato de repolho roxo; Estabelecer escalas de pH com indicadores naturais. FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA Muitos indicadores são pigmentos com fórmulas complexas que são sintetizados através de reações que também são complexas. Alguns indicadores, contudo, são facilmente retirados de plantas comuns, seja de flores ou da casca de seus frutos ou de hortaliças. As substâncias responsáveis pela coloração destes tecidos vegetais, são as antocianinas, principais cromóforos encontrados nas flores vermelhas, azuis e púrpuras. MATERIAL NECESSÁRIO Reagentes e Soluções Vidraria e Instrumental Solução de repolho roxo Leite de magnésia Detergente Suco de limão Água sanitária Creme dental Leite Shampoo Ácido muriático Amoníaco Solução de sabão Tubo de ensaio Pipeta Estante para tubo de ensaio Marcadores para vidro PROCEDIMENTO Preparação da solução indicadora natural Em um béquer de 500 mL adicione algumas folhas trituradas de repolho roxo, adicione água e submeta a aquecimento até que você perceba o ganho de coloração pela água. Filtre a solução e distribua cerca de 50 mL dessa solução para cada bancada. . Preparação da escala de pH Adicione 5 mL de cada uma das soluções em tubos de ensaio diferentes. Acrescente 5 mL do extrato de repolho roxo a cada uma dessas soluções. Observe a cor, compare com a escala da fita indicadora de pH e atribua um valor numérico. PRÁTICA 07: EXTRATOS DE PIGMENTOS DE VEGETAIS USADOS COMO INDICADORES ÁCIDOS-BASES 25 Identificando a acidez e basicidade de soluções através da análise de coloração Identifique os tubos de ensaio e a cada um deles adicione 5 mL de cada uma das amostras. Em seguida, acrescente a cada tubo a mesma medida do extrato de repolho. Observe a cor e anote na tabela. Amostra Repolho roxo Propriedades pH PÓS-LABORATÓRIO O que é um indicador? Através das colorações obtidas, indique na tabela se as substâncias analisadas apresentam comportamento ácido, básico ou neutro. Informe o componente químico presente nessas substâncias que lhes conferem caráter ácido e básico. Com o auxílio das fitas indicadoras de pH, faça a leitura numérica aproximada do potencial hidrogeniônico dessas amostras. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS CÉSAR, PAULO. Portal Estudos de Química. Ácidos, Bases e Medidas de Acidez. Disponível em http://www.profpc.com.br/medidas_acidez.htm Acessado 16/02/2012. COELHO, AUGUSTO LEITE; AMORIM, ANTÔNIA FÁDIA VALENTIM DE; BRANCO, FRANCISCO FÁBIO CASTELO; MORAIS, SELENE MAIA DE; COSTA, SÔNIA OLIVEIRA. Práticas de Química: de Lavoisier ao biodiesel. Coleção Programa de Formação Continuada em Serviço na Área de Ciências da Natureza, Matemática e suas Tecnologias. LOPES, DANIEL RICARDO XIMENES; ROCHA, DANIEL VASCONCELOS; FILHO, FERNANDO BARROS DA SILVA; TEÓFILO, JOSÉ WELLINGTON LEITE; FELIPE, RICARDO ARAÚJO; FILHO, TARGINO MAGALHÃES DE CARVALHO. Manual de Práticas Laboratoriais: Química. Comissão de Formação e Pesquisa da SEFOR. Fortaleza – Ceará, 2010. 26 INTRODUÇÃO Você já percebeu como as reações químicas estão presentes em nosso dia a dia? Sabemos que para o carro entrar em movimento devemos colocar gasolina. Esse combustível através de uma reação química com o oxigênio do ar produz dióxido de carbono, água e a energia que é utilizada para fazer que o carro se mova. Certamente você também já ouviu falar em “cálculos renais”, popularmente conhecidos como pedras nos rins. Infelizmente é mais um exemplo de reação química que ocorre no organismo humano pelo excesso, principalmente do oxalato de cálcio e do fosfato de cálcio, substâncias muito pouco solúveis e, que dependendo de suas concentrações são acumuladas nos rins ou nos canais urinários ocasionando a formação das pedras. OBJETIVOS Reconhecer as evidências para a ocorrência das reações químicas; Realizar reações químicas e classificá-las; Representar as reações químicas através das equações químicas. FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA Uma reação química ocorre quando determinadas substâncias sofrem transformações em relação ao seuestado inicial, aparecendo novas substâncias. As ligações entre os átomos e moléculas devem ser rompidas e devem ser restabelecidas de outra maneira. A ocorrência de reações químicas geralmente são bem visíveis, mas em certas situações os reagentes se encontram com impurezas e as reações não acontecem com total aproveitamento. Para a representação de uma reação química, fazemos uso da equação química correspondente. Essa equação descreve as composições de reagentes e produtos e a relação de igualdade entre as quantidades de seus elementos químicos. MATERIAL NECESSÁRIO Reagentes e Soluções Vidraria e Instrumental Estante para tubos de ensaio Tubos de ensaio Pipeta Bico de Bunsen Espátula Pinça Lâmina de ferro Sulfato de cobre Dicromato de amônio Magnésio em fitas Hidróxido de amônio PROCEDIMENTO Coloque um pedaço do metal ferro em um tubo de ensaio contendo cerca de 3 mL da solução de sulfato de cobre II. Aguarde alguns minutos e registre suas observações. Adicione a um tubo de ensaio uma espátula de dicromato de amônio. Aquecer e registrar o ocorrido. Com o auxílio de uma pinça, leve algumas fitas de magnésio à chama do bico de Bunsen. Anote as observações. Recolha a cinza esbranquiçada resultante em um tubo de ensaio; A este tubo, adicionar 3 mL de água e duas gotas de fenolftaleína. Agitar e observar atentamente o que ocorre. Adicione 4 mL da solução de sulfato de cobre II a um tubo de ensaio e acrescentar 3 mL de hidróxido de amônio. Registre o ocorrido. PÓS-LABORATÓRIO Como podemos constatar a ocorrência de reações químicas? Equacione, classifique e efetue o balanceamento das reações químicas observadas em cada um dos itens do procedimento. Informe a função química de cada substância envolvida nas reações. PRÁTICA 08: REAÇÕES QUÍMICAS 27 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS COELHO, AUGUSTO LEITE; AMORIM, ANTÔNIA FÁDIA VALENTIM DE; BRANCO, FRANCISCO FÁBIO CASTELO; MORAIS, SELENE MAIA DE; COSTA, SÔNIA OLIVEIRA. Práticas de Química: de Lavoisier ao biodiesel. Coleção Programa de Formação Continuada em Serviço na Área de Ciências da Natureza, Matemática e suas Tecnologias. MORA, NORA DÍAZ; SIHVENGER, JOÃO CARLOS; LUCAS, JULIANA FENNER R. Caderno de Práticas de Laboratório de Química Geral. Universidade Estadual do Oeste do Paraná. Campus de Foz do Iguaçu. Centro de Engenharias e Ciências Exatas. LAMAT-Laboratório de Materiais. Foz do Iguaçu-2006. INTRODUÇÃO A água desempenha um papel essencial nas funções do corpo humano, como por exemplo: digestão, absorção, respiração, transporte de nutrientes, excreção de substâncias, eliminando as toxinas através da urina e da transpiração, auxilia na regulação da temperatura do corpo humano, além de estar presente no plasma sanguíneo, nas articulações e até nos ossos. Na sua falta, o sistema natural de limpeza e desintoxicação do organismo fica sempre muito prejudicado, contribuindo para o aparecimento das mais inúmeras doenças. Portanto, a água é uma das substâncias mais importante e necessária aos organismos vivos. É o principal componente das células e um solvente biológico universal. Diante dessas propriedades e em virtude de sua grande necessidade, devemos evitar o desperdício, exigir a preservação dos recursos hídricos e contribuir para a manutenção de vidas no planeta. OBJETIVOS Realizar as etapas do tratamento primário de água e relacioná-las com os processos de separação de mistura; Reproduzir um processo realizado nas estações de tratamento de água; Conscientizar para o uso racional da água. FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA A água é um composto integrado por moléculas formadas por um átomo de oxigênio e dois de hidrogênio, unidos por meio de ligações químicas. É o único composto do planeta que, na natureza pode ser encontrada em três estados físicos: sólido (geleiras), líquido (oceanos e rios), e gasoso (vapor d’água na atmosfera). Incolor, inodora e insípida, a água é um composto de grande estabilidade, podendo ser obtida também pela combustão dos alimentos. É uma molécula polar e que apresenta geometria angular (104,45°). Em nosso organismo, as reações químicas ocorrem em sua presença. Provavelmente, sem esta substância não existiria vida no planeta, a água é o componente biológico essencial à manutenção da vida animal e vegetal. MATERIAL NECESSÁRIO Reagentes e Soluções Vidraria e Instrumental Sulfato de alumínio Solução de Hidróxido de cálcio Solução de Hipoclorito de sódio Água usada Proveta Béquer Bastão de vidro Erlenmeyer Funil de vidro Papel de filtro PROCEDIMENTO Separe em um béquer 50 mL de água suja. Acrescente com uma espátula duas medidas de sulfato de alumínio. Agite com o bastão, até a total dissolução. Com uma espátula acrescente uma medida de hidróxido de cálcio. Agite a mistura. Deixe em repouso por alguns minutos, observe, anote e explique. Filtre a mistura no erlenmeyer. Em seguida adicione duas gotas de hipoclorito de sódio. PÓS-LABORATÓRIO Informe as principais etapas que ocorrem em uma Estação de Tratamento de Água (ETA) e relate o objetivo de cada uma. Do ponto de vista químico, o que aconteceu quando foram acrescentados o sulfato de alumínio e o hidróxido PRÁTICA 09: SIMULANDO O TRATAMENTO DE ÁGUA 28 de cálcio? Quais as doenças causadas por água contaminada? E você, quais suas ações responsáveis com o uso da água? Pesquise as fórmulas dos compostos químicos utilizados no tratamento da água e a função de cada uma. Quais as análises comumente realizadas para um melhor diagnóstico da qualidade da água? REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS COELHO, AUGUSTO LEITE; AMORIM, ANTÔNIA FÁDIA VALENTIM DE; BRANCO, FRANCISCO FÁBIO CASTELO; MORAIS, SELENE MAIA DE; COSTA, SÔNIA OLIVEIRA. Práticas de Química: de Lavoisier ao biodiesel. Coleção Programa de Formação Continuada em Serviço na Área de Ciências da Natureza, Matemática e suas Tecnologias. STEFANELLI, EDUARDO J. Molécula de Água. Disponível em http://www.stefanelli.eng.br/webpage/p-molecula- agua.html Acessado 17/02/2012. 29 INTRODUÇÃO Quem nunca sentiu aquela incômoda sensação de acidez estomacal, a chamada azia? Ela se explica pela ação do ácido clorídrico (HCl), componente do suco gástrico, presente no estômago. Após a ingestão de alimentos calóricos, o nosso organismo se vê obrigado a liberar mais quantidade de HCl para auxiliar na digestão pesada, provocando esse desconforto estomacal. E para neutralizar essa desagradável sensação, necessitamos ingerir um antiácido estomacal, o conhecido leite de magnésia, cujo princípio ativo desse medicamento nada mais é do que a base Mg(OH)2 – hidróxido de magnésio. Ela tem a função de neutralizar o meio ácido de seu estômago, daí o alívio imediato. OBJETIVOS Identificar e conceituar uma reação de neutralização; Entender as reações de ácido com base (reação de neutralização) como um caso especial de reação de dupla troca. FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA As reações envolvendo ácidos e bases são denominadas reações de neutralização ou salificação. Dependendo das quantidades de ácido e de base misturados haverá uma neutralização total ou parcial desses reagentes, produzindo sais que serão classificados em normal, ácidos e básicos. MATERIAL NECESSÁRIO Reagentes e Soluções Vidraria e Instrumental Ácido acético Ácidoclorídrico Hidróxido de sódio Hidróxido de amônio Fenolftaleína Azul de bromotimol Béquer Tubo de ensaio Estante para tubos de ensaio Pipeta PROCEDIMENTO Em um tubo de ensaio adicione 1 mL de hidróxido de sódio e 2 gotas de fenolftaleína. Reserve em um béquer 1 mL de ácido clorídrico e acrescente-o gota a gota ao tubo de ensaio até observar a alteração. Em um segundo tubo de ensaio adicione 1 mL de hidróxido de amônio e 2 gotas do azul de bromotimol. Reserve em um béquer 1 mL de ácido clorídrico e acrescente-o gota a gota ao tubo de ensaio até observar a alteração. No terceiro tubo de ensaio adicione 1 mL de hidróxido de sódio e 2 gotas de fenolftaleína. Reserve no tubo de ensaio menor 1 mL de ácido acético e acrescente-o gota a gota ao tubo de ensaio até observar a alteração. PÓS-LABORATÓRIO Equacione as reações descritas nos procedimentos. Classifique os sais obtidos. Pesquise reações de neutralização com a obtenção de sal neutro, hidrogeno-sal e hidróxi-sal, informando a nomenclatura de reagentes e produtos. PRÁTICA 10: REAÇÃO DE NEUTRALIZAÇÃO 30 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS FELTRE, RICARDO. Química Geral: componente curricular. 6ª Edição. São Paulo. Editora Moderna – 2004. Volume 1. SILVA, WESLEY PEREIRA DA. Portal do Professor. Aula prática: Reações de Neutralização. Disponível em http://portaldoprofessor.mec.gov.br/fichaTecnicaAula.html?aula=2389 Acessado 27/02/2012 INTRODUÇÃO A luz emitida por um elemento químico, ocorre no retorno do elétron ao seu orbital de origem. Quando átomos são aquecidos ou submetidos a uma descarga elétrica, esse fenômeno pode ser observado, por exemplo, como um vermelho intenso nos luminosos de néon que é ocasionado pela excitação dos átomos de neônio pela eletricidade, outro exemplo é observado nos fogos de artifício. OBJETIVOS Identificar, por meio da cor produzida na chama, alguns cátions; Observar o fenômeno de emissão luminosa por excitação e correlacionar com o Modelo Atômico de Bohr; Verificar a distribuição eletrônica dos elementos; FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA Uma das mais importantes propriedades dos elétrons é que suas energias são "quantizadas", isto é, um elétron ocupa sempre um nível energético bem definido e não um valor qualquer de energia. Se, no entanto um elétron for submetido a uma fonte de energia adequada (calor, luz, etc.), pode sofrer uma mudança de um nível mais baixo para outro de energia mais alto (excitação). O estado excitado é um estado metal-estável (de curtíssima duração) e, portanto, o elétron retorna imediatamente ao seu estado fundamental. A energia ganha durante a excitação é então emitida na forma de radiação visível do espectro eletromagnético que o olho humano é capaz de detectar. Como o elemento emite uma radiação característica, ela pode ser usada como método analítico. Em geral, os metais, sobretudo os alcalinos e alcalinos terrosos são os elementos cujos elétrons exigem menor energia para serem excitados. O teste da chama está fundamentado nos princípios do Modelo Atômico de Bohr, ficando estabelecido que os átomos possuem regiões específicas disponíveis para acomodar seus elétrons – as chamadas camadas eletrônicas. MATERIAL NECESSÁRIO Reagentes e Soluções Vidraria e Instrumental Sais (cloreto de cálcio, cloreto de lítio, cloreto de bário, cloreto de sódio, cloreto de potássio e sulfato de cobre) Solução de HCl concentrado Béquer Fios de níquel-cromo ou platina Vidro de relógio Espátula Bico de Bunsen PROCEDIMENTO Acenda o bico de gás até obter uma chama quente de cor azul clara. Limpe os fios metálicos, mergulhando- os em solução de HCl concentrado, previamente colocada no vidro de relógio, e em seguida, aqueça-os na chama do bico de Bunsen. Mergulhe o fio limpo na amostra em estudo e observe a coloração da chama. Limpe cuidadosamente os fios metálicos e repita o processo com as outras amostras. AMOSTRA COR DA CHAMA OBSERVADA COR DA CHAMA ESPERADA METAL PRÁTICA 11: IDENTIFICAÇÃO DE METAIS POR ENSAIO DE CHAMA 31 PÓS-LABORATÓRIO Quais os postulados de Bohr? Estes testes são conclusivos para identificar um elemento? Pode ser aplicado a todos os metais ? Quando uma espécie não apresenta coloração ao ser colocada na chama, podemos afirmar que não está ocorrendo transição eletrônica? Justifique . Pesquise sobre o efeito colorido dos fogos de artifícios. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS COELHO, AUGUSTO LEITE; AMORIM, ANTÔNIA FÁDIA VALENTIM DE; BRANCO, FRANCISCO FÁBIO CASTELO; MORAIS, SELENE MAIA DE; COSTA, SÔNIA OLIVEIRA. Práticas de Química: de Lavoisier ao biodiesel. Coleção Programa de Formação Continuada em Serviço na Área de Ciências da Natureza, Matemática e suas Tecnologias. MAIA, D. Práticas de Química para Engenharias. Campinas, SP: Editora Átomo, 2008. SHRIVER, D. F E ATKINS P. W. Química Inorgânica. 3ª edição. Tradução: Maria Aparecida B. Gomes. São Paulo. Ed. Bookman. 2003. 32 INTRODUÇÃO O consumo exagerado de bebidas alcoólicas tem se tornando um grande problema. A ingestão habitual de grandes quantidades de álcool, pode causar sérios danos. A fiscalização de trânsito usa de recursos para desvendar se um motorista está ou não embriagado e um deles é o bafômetro. O bafômetro, denominação técnica “etilômetro”, é um aparelho que permite determinar a concentração de bebida alcoólica, analisando o ar exalado dos pulmões de uma pessoa. Todos os tipos de bafômetros são baseados em reações químicas, precisamente reações redox (oxidação-redução). OBJETIVOS Consolidar o conceito de número de oxidação (Nox); Identificar a variação de Nox em reações de oxi-redução; Conceituar oxidante e redutor; Relacionar o funcionamento do bafômetro com a variação do número de oxidação. FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA As reações de óxido-redução são aquelas em que a formação de produtos está vinculada a uma transferência de elétrons entre determinados átomos ou íons das substâncias reagentes fazendo com que o número de oxidação (Nox) de uma substância aumente enquanto o de outra substância diminui. Para se determinar qual espécie de uma reação química oxidou ou reduziu precisamos determinar a variação do NOX dos átomos na reação sabe-se que oxidação e redução ocorrem juntas na mesma reação química. Podemos dizer então que em uma reação a substância que perde elétrons e sofre oxidação é designada agente redutor enquanto a substância que ganha elétrons e sofre redução é designada agente oxidante. MATERIAL NECESSÁRIO Reagentes e Soluções Vidraria e Instrumental Dicromato de potássio Álcool etílico Água Ácido sulfúrico Tubo de ensaio PROCEDIMENTO Comece preparando a solução ácida: dissolva 5g de dicromato de potássio em 50 mL de água e acrescente 24 mL de ácido sulfúrico (com bastante cuidado). Adicione 5 mL desta solução em um tubo de ensaio. Acrescente gota a gota o álcool etílico ao tubo de ensaio contendo a solução de dicromato (até que a cor laranja torne-se verde). PÓS-LABORATÓRIO Equacione a reação que ocorre no bafômetro? Determine o número de oxidação de cada elemento e identifique o agente redutor e oxidante. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS SILVA, WESLEY PEREIRA DA. Portal do Professor. O Bafômetro e o Número de Oxidação. Disponívelem PRÁTICA 12: SIMULADOR DE BAFÔMETRO 33 http://portaldoprofessor.mec.gov.br/fichaTecnicaAula.html?aula=273 Acessado 01/03/2012. INTRODUÇÃO Qual a diferença entre uma bebida destilada e uma fermentada? Tudo se baseia no processo de produção, onde a bebida poderá ser preparada pelo processo de destilação ou de fermentação. Mas independentemente deste processo, o composto orgânico que faz com que uma bebida seja classificada como alcoólica é o Etanol. E para obtermos o teor alcoólico nesta bebida faz-se uso de uma Destilação, operação utilizada quer a nível laboratorial quer industrial, para purificar as matérias primas ou produtos. OBJETIVOS Separar o álcool do vinho; Conhecer as vidrarias necessárias a uma destilação simples. FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA A destilação é a separação de uma mistura que se baseia na diferença de temperatura de ebulição dos componentes dos materiais. Durante o aquecimento, as substâncias entram em ebulição de acordo com a temperatura atingida e, então evaporam, depois por refrigeração, voltam ao estado inicial e podem ser recolhidas. O álcool pode extrair-se do vinho por destilação (álcool vínico ou espírito do vinho) ou de qualquer substância fermentada. Há outros álcoois que se extraem da aguardente do bagaço (álcool propílico) ou da beterraba (álcool butílico). MATERIAL NECESSÁRIO Reagentes e Soluções Vidraria e Instrumental Vinho Suporte metálico Manta aquecedora Balão de destilação Mangueiras de borracha Garras metálicas Condensador Erlenmeyer Termômetro Béquer PROCEDIMENTO Monte a aparelhagem para a destilação. Coloque o vinho no balão de destilação. Abra com cuidado a entrada de água para o condensador, e depois inicie o aquecimento do balão. Colete o destilado em um béquer. Anote a temperatura durante a destilação. PÓS-LABORATÓRIO Qual a temperatura de ebulição do vinho nesta destilação? Ela é constante durante a ebulição? Justifique. A temperatura de ebulição da substância álcool será a mesma? Justifique. Qual a finalidade da passagem da água no condensador? PRÁTICA 13: EXTRAÍNDO O ÁLCOOL DO VINHO 34 Qual a propriedade física utilizada, para separar substâncias por meio da destilação? Diferencie destilação simples de destilação fracionada. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS COELHO, AUGUSTO LEITE; AMORIM, ANTÔNIA FÁDIA VALENTIM DE; BRANCO, FRANCISCO FÁBIO CASTELO; MORAIS, SELENE MAIA DE; COSTA, SÔNIA OLIVEIRA. Práticas de Química: de Lavoisier ao biodiesel. Coleção Programa de Formação Continuada em Serviço na Área de Ciências da Natureza, Matemática e suas Tecnologias. INTRODUÇÃO Você pode ficar muitas horas sem beber água. Pode também ficar até alguns dias sem comer. Mas não agüentará ficar por mais de algumas dezenas de segundos sem o precioso ar. O desagradável é que de todas as poluições que vivemos nos tempos atuais, a pior é e será sempre a do ar. Somos dependentes do oxigênio contido no ar para respirar, mas este ar está cheio de poluentes que o contaminam, gerados principalmente pela queima dos combustíveis fósseis (usinas elétricas a carvão e automóveis movidos à gasolina e a diesel). OBJETIVOS Fazer experiências com óxidos para determinar se eles são ácidos, básicos ou anfóteros; Inferir sobre as características ácidas ou básicas de óxidos pela sua posição na tabela periódica; Assimilar os conceitos e propriedades dos óxidos. FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA Óxidos são compostos binários, onde um dos elementos é obrigatoriamente o oxigênio. Os óxidos ácidos são formados geralmente por ametais (sendo neste caso compostos geralmente gasosos) ou por metais com número de oxidação elevado, apresentando-se como compostos moleculares e, em geral, solúveis em água. Os óxidos básicos na maioria são formados por metais e, portanto, são compostos iônicos. Certos óxidos possuem caráter intermediário entre o iônico e o covalente, possuem comportamento ambíguo, são os óxidos anfóteros e existem os que não reagem com água formando ácido ou base, os óxidos neutros. MATERIAL NECESSÁRIO Reagentes e Soluções Vidraria e Instrumental Álcool etílico Azul de bromotimol Hidróxido de sódio Fenolftaleína Água destilada Óxido de magnésio Óxido de cálcio Erlenmeyer Proveta Béquer Canudo Tubo de ensaio Estante para tubo de ensaio Balança PROCEDIMENTO Experimento 1 Meça 25 mL de álcool etílico e transfira para o erlenmeyer. Adicione 4 gotas do azul de bromotimol e 1 gota de solução 1 mol/L de hidróxido de sódio. Soprar a solução contida no erlenmeyer. Anote suas observaçãoes. Experimento 2 Coloque 10 mL de água destilada em dois tubos de ensaio. No tubo 1, adicione 1g de MgO e agite, posteriormente adicione 2 gotas de fenolftaleína em ambos os tubos e PRÁTICA 14: PROPRIEDADES DOS ÓXIDOS 35 observe. Em dois outros tubos, coloque 10 mL de água destilada. No tubo 3, adicione 1g de CaO e agite, posteriormente adicione 2 gotas de fenolftaleína em ambos os tubos e observe. Experimento 3 Coloque em um béquer cerca de 20 ml de solução aquosa de hidróxido de cálcio. Adicione a esta solução 2 ou 3 gotas de fenolftaleína; Com a ajuda de um canudo sopre para a solução e observe. PÓS-LABORATÓRIO Qual a cor observada quando foi adicionado o azul de bromotimol à solução do erlenmeyer? Qual a cor apresentada quando foi injetado gás carbônico à solução do erlenmeyer? Equacione as reações dos procedimentos 2 e 3, informando o nome das substâncias envolvidas e suas propriedades ácidas ou básicas. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS MORA, NORA DÍAZ; SIHVENGER, JOÃO CARLOS; LUCAS, JULIANA FENNER R. Caderno de Práticas de Laboratório de Química Geral. Universidade Estadual do Oeste do Paraná. Campus de Foz do Iguaçu. Centro de Engenharias e Ciências Exatas. LAMAT-Laboratório de Materiais. Foz do Iguaçu-2006. THUMS, GILMAR C. Sopro Mágico. Disponível em http://professorgilmarthums.blogspot.com/ Acessado 05/03/2012. 36 INTRODUÇÃO O método científico é uma poderosa ferramenta de trabalho que foi paulatinamente sendo desenvolvida pelos cientistas, tendo em vista simplificar a abordagem do trabalho investigativo, facilitando o trabalho do pesquisador, procurando racionalizar a utilização de recursos humanos, técnicos e financeiros. Na verdade, o método científico apresenta aplicação universal ao processo de resolução de um problema qualquer, mas com certeza é mais amplamente utilizado por investigadores, tecnólogos, engenheiros, técnicos e outros profissionais mais vinculados à área científica, que o aplicam para a resolução de problemas práticos. OBJETIVOS Identificar as etapas que rege o funcionamento da investigação científica. FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA O método científico é constituído de etapas, colocados numa ordem que acaba por permitir seu uso sem alterações para quase todas as questões a serem investigadas. MATERIAL NECESSÁRIO Reagentes e Soluções Vidraria e Instrumental Refrigerante de sabor limão ou outro que não contenha corante Palha de aço Solução de H2O2 (10 volumes) Béquer Pipeta Fita indicadora de pH PROCEDIMENTO Meça o pH inicial do refrigerante por meio do papelindicador de pH. Adicione a palha de aço no refrigerante e a partir daí, acompanhe a evolução visual do experimento. Após 20 minutos, adicione o peróxido de hidrogênio, por meio da pipeta, no fundo do béquer. PÓS-LABORATÓRIO Anote todos os pensamentos que surgiram durante a atividade prática. Informe as etapas necessárias à investigação científica e associe-as as suas conclusões observadas durante o procedimento da atividade. Quando você ouve num anúncio de televisão a expressão “cientificamente comprovado”, o que você pensa a respeito? Você pensa que o que está sendo afirmado é inquestionável ou apenas que os resultados foram obtidos através da aplicação do método científico? Ou você levanta ainda a hipótese de que o locutor está se utilizando de um blefe, tentando vender o seu produto? REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS MOBILAB – Manual de Química –Laboratório Interdisciplinar – 2004. PRÁTICA 15: RESOLUÇÃO DE PROBLEMAS E MÉTODO CIENTÍFICO 37 INTRODUÇÃO A previsão de reações químicas nos diversos processos industriais é de vital importância na rentabilidade e na sobrevivência de uma indústria ou até mesmo em nosso cotidiano. Nas indústrias, nota-se a preocupação de se otimizar produtos e processos para que se tenha a melhor relação custo/benefício possível. No nosso cotidiano, na maioria das vezes, não atentamos para esse conceito, mas ele fica claro, por exemplo, ao fazermos um bolo. Normalmente seguimos uma receita, escrita ou que já esteja gravada em nossa memória. Estes procedimentos que, basicamente, consistem na mensuração e cálculo de quantidade de substâncias envolvidas em reações químicas é chamado de estequiometria que deriva do grego stoichea = partes mais simples e metreim = medida Na relação da quantidade das substâncias é importante que se conheça as fórmulas, os elementos e a proporção entre esses elementos e substância. OBJETIVOS Montar a equação da reação que rege o fenômeno em estudo; Efetuar o acerto dos coeficientes estequiométricos; Identificar as partes envolvidas no cálculo estequiométrico; Efetuar as transformações de grandezas e unidades quando necessário; Efetuar os cálculos estequiométricos. FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA Estequiometria é o cálculo das quantidades de reagentes e/ ou produtos das reações químicas em mols, em massa, em volume, número de átomos e moléculas, realizado com base na lei da conservação das massas, na lei das proporções definidas e na lei das proporções múltiplas. As reações químicas ocorrem sempre obedecendo a uma proporção constante que equivale ao coeficiente estequiométrico das equações. Assim se um dos reagentes possuir uma quantidade acima da proporção estequiométrica, esse reagente estará em excesso, logo o outro será o reagente limitante. O reagente em excesso não participa dos cálculos estequiométricos. Sabemos que por diversos motivos na maioria das vezes nem todo reagente se transforma em produto. A quantidade percentual de material transformado é denominada rendimento da reação. O rendimento teórico de uma reação é sempre 100%. MATERIAL NECESSÁRIO Reagentes e Soluções Vidraria e Instrumental Cloreto de sódio + Nitrato de prata Água Cromato de potássio + cloreto de bário Béquer Pipeta Papel de filtro Funil de vidro Vidro de relógio Estufa Balança Bastão de vidro Proveta PRÁTICA 16: ESTEQUIOMETRIA DAS REAÇÕES 38 Bico de Bunsen PROCEDIMENTO Experimento 1 Pese em um béquer, 0,3 g de cloreto de sódio e dissolva esta amostra em 5 mL de água. Pese em um béquer 0,3 g de nitrato de prata e dissolva esta amostra em 5 mL de água. Adicione a solução de cloreto de sódio ao béquer que contém o nitrato de prata. Observe. Filtre o precipitado usando um papel de filtro previamente tarado. Coloque o papel de filtro com o precipitado obtido em um vidro de relógio (também tarado) e deixe secar na estufa. Pese o produto. Anote o seu resultado. Experimento 2 Pese 0,80 g de cromato de potássio, transfira para um béquer e adicione 100 mL de água destilada. Agite com bastão de vidro até a completa dissolução. Aqueça a solução até iniciar a fervura. Pese 0,60 g de cloreto de bário, transfira para um béquer e adicione 50 mL de água destilada. Agite com bastão de vidro até completa dissolução. Adicione a solução de cloreto de bário à de cromato de potássio. Agite a mistura com o bastão. Pese um papel de filtro. Adapte o papel de filtro ao funil. Adapte um anel de ferro num suporte e nele coloque um funil de filtração. Faça a filtração manejando com cuidado para que não haja perda de precipitado. Lave o béquer e o bastão de vidro com água destilada para remover qualquer resíduo de precipitado. Lave o precipitado no funil com água destilada. Após completa decantação retire o papel de filtro e coloque-o sobre um vidro de relógio. Despreze o filtrado. Leve o precipitado para secar em estufa à 150ºC, por quinze minutos. Retire o precipitado seco da estufa e coloque-o para resfriar num dessecador. Depois de frio, pese o papel de filtro com o precipitado. Anote o peso obtido. PÓS-LABORATÓRIO Escreva a equação química correspondente a cada procedimento. Qual o produto que precipitou e quanto foi obtido? Qual o rendimento desta sua preparação? Qual foi o reagente limitante? Seu rendimento foi de 100%? Caso contrário, explique por que não obteve um rendimento de 100%. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS BRASILINO, MARIA DAS GRAÇAS AZEVEDO. Aulas Práticas de Química Geral I. Rendimento de uma Reação de Precipitação. Universidade Federal da Paraíba – UFPB. Disponível em www.quimica.ufpb.br/monitoria/.../geral1_todas_as_praticas.pdf Acessado 08/03/2012 RODRIGUES, MÁRIO SÉRGIO. Operações Unitárias. Disponível em www.professormariosergio.com.br/arquivos/Ateneu/ApOpUnrev2.pdf Acessado 08/03/2012
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