Baixe o app para aproveitar ainda mais
Prévia do material em texto
INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DO TRIÂNGULO MINEIRO Campus Ituiutaba Rua Belarmino Vilela Junqueira, s.nº - B. Novo Tempo 2 - Tel. 3271-4000 Ituiutaba-MG PRÁTICAS DE QUÍMICA GERAL EXPERIMENTAL CURSO: TECNOLOGIA EM PROCESSOS QUÍMICOS Prof. Henrique de Araujo Sobreira Prof.ª Dayane Fonseca Soares QUÍMICA GERAL EXPERIMENTAL 2 CONTATO: dayane@iftm.edu.br AVALIAÇÃO: A distribuição de notas para o semestre: * 2 Provas escritas – 25,0 pontos cada * Prova prática – 20,0 pontos * Relatórios – 50 pontos. A nota final dos relatórios será calculada pela média aritmética simples. Conteúdo EXPERIMENTO 01: INTRODUÇÃO ÀS TÉCNICAS DE LABORATÓRIO. NORMAS DE SEGURANÇA ............ 7 EXPERIMENTO 02: MEDIÇÕES DE VOLUME E TÉCNICAS DE TRANSFERÊNCIA DE REAGENTES .......... 18 EXPERIMENTO 03: TÉCNICAS DE PESAGEM E DE FILTRAÇÃO....................................................................... 23 EXPERIMENTO 04: CALIBRAÇÃO DE VIDRARIAS .............................................................................................. 29 EXPERIMENTO 05: TRANSFORMAÇÕES DA MATÉRIA ...................................................................................... 32 EXPERIMENTO 06: TESTE DE CHAMA ................................................................................................................... 38 EXPERIMENTO Nº 07: TESTE DE CONDUTIVIDADE DOS MATERIAIS ............................................................ 41 EXPERIMENTO Nº 08: DESTILAÇÃO SIMPLES ..................................................................................................... 43 EXPERIMENTO Nº 09: POLARIDADE MOLECULAR E SOLUBILIDADE DE SUBSTÂNCIAS ......................... 44 EXPERIMENTO 10: PREPARO DE SOLUÇÕES ....................................................................................................... 46 EXPERIMENTO 11: TITULAÇÃO DE UM ÁCIDO FORTE COM UMA BASE FORTE ........................................ 52 EXPERIMENTO 12: DETERMINAÇÃO DO pH DE SOLUÇÕES DE SAIS ............................................................. 54 QUÍMICA GERAL EXPERIMENTAL 3 ORIENTAÇÕES PARA ELABORAÇÃO DE UM RELATÓRIO 01. INTRODUÇÃO Um dos objetivos de ensino de uma disciplina experimental introdutória é ensinar a redigir relatórios. A elaboração de relatórios é um procedimento bastante corriqueiro durante o exercício de qualquer profissão técno-científica e, em certos casos, esta habilidade chega a ser usada como uma medida de capacidade profissional. Ser um bom profissional envolve também saber transmitir a outros os resultados de um trabalho. A seguir, são dadas algumas orientações sobre a redação de relatórios científicos, que devem ser seguidas na elaboração dos relatórios referentes às diferentes experiências realizadas. 02. ESTILO IMPESSOAL E NECESSIDADE DE CLAREZA É praxe redigir relatórios de uma forma impessoal, utilizando-se a voz passiva no tempo passado, pois se relata algo que já foi feito. Assim, por exemplo, para relatar a determinação da massa de algumas amostras sólidas, pode-se escrever: • “A massa das amostras sólidas maciças foi determinada utilizando-se uma balança...”; • “Determinou-se a massa das amostras sólidas maciças utilizando-se uma balança...”. Outro aspecto importante é ter sempre em mente que as pessoas que eventualmente lerão o relatório poderão não ter tido nenhuma informação prévia sobre aquilo que está sendo relatado. Isto significa que o relato do que foi feito deve ser detalhado, cuidadoso e meticuloso, de modo que qualquer pessoa que leia o relatório consiga efetivamente entender o que foi feito e como foi feito. 03. AS PARTES DE UM RELATÓRIO Em geral, um relatório é composto de seis partes: título, introdução, procedimento experimental, resultados e discussões, conclusões e referências bibliográficas. 3.1. Título Através de um título, que pode ser o mesmo já contido no material referente à experiência, deve-se explicar o problema a ser resolvido através da experiência realizada. 3.2 Introdução Nesta seção, deverá se explicitado, de forma clara e breve, qual foi o objetivo da experiência (o problema a ser resolvido através da experiência), qual o método (ou métodos) utilizado(s) para resolvê-lo e quais os princípios fundamentais em que esse(s) método(s) se baseia(m). 3.3. Procedimento Experimental Esta seção dever conter relatos exatos e claros de como foi feita a experiência, de modo que, baseada nestes relatos, qualquer pessoa possa repeti-la. Deve-se descrever, passo a passo, como a experiência foi realizada. Note que não basta copiar o procedimento experimental contido no material referente à experiência, pois, na melhor das hipóteses, toda a forma da redação terá de ser mudada. Lembre-se que a forma deverá ser impessoal, usando voz passiva no tempo passado. Além disso, há necessidade de se especificar claramente cada equipamento utilizado. Por exemplo: “O volume de cada amostra foi determinada utilizando-se uma proveta de 10,00 mL. Inicialmente, com o auxílio de um frasco lavador, colocou-se água na proveta até aproximadamente (...). Cada amostra foi pesada, utilizando-se uma balança de plataforma.” QUÍMICA GERAL EXPERIMENTAL 4 OBS.: NÃO INCLUA NO PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL OS DADOS COLETADOS NO LABORATÓRIO. 3.4. Resultados e Discussões Nesta seção do relatório, devem ser colocados os dados coletados durante a experiência, os cálculos realizados e as equações utilizadas. Os resultados finais obtidos devem ser discutidos, comentando-se possíveis explicações e fontes de erro experimental. Quando possível, devem ser feitas comparações entre os resultados e os reportados na literatura, e as discrepâncias encontradas devem ser comentadas. Quando for o caso, as limitações e/ou vantagens do método utilizado devem se discutidas, incluindo-se, se possível, sugestões ao mesmo e comparações com outros métodos. Uma maneira rápida e eficiente de se registrar dados em um relatório é sob a forma de tabelas. Em geral, uma tabela é composta de: um título, um cabeçalho, uma coluna indicadora, se necessário, e um corpo (veja os exemplos a seguir: Tabelas 1 e 2). Tabela 1: Algumas características dos estados da matéria Estados da Matéria Compressibilidade Fluidez ou Rigidez Densidade Relativa Gasoso Alta Fluído Baixa Líquido Muita Baixa Fluído Alta Sólido Muito Baixa Rígido Alta Tabela 2: Valores da densidade de algumas substâncias simples mais comuns (a 20°C, a menos que outro valor seja indicado). * Substância ρ (g.cm-3) Substância ρ (g.cm-3) Alumínio 2,699 Gálio (29,6°C) 5,878 Bário 3,5 Manganês 7,20 a 7,43 Carbono (diamante) 3,14 a 3,52 Níquel (25°C) 8,876 Carbono (grafita) 1,9 a 2,3 Paládio 12,00 Estrôncio 2,54 Tungstênio 19,3 Ferro 7,860 Zircônio 6,494 *FONTE: WEAST, Robert Cm. (Ed.) Handbook of Chemistry and Physics. 57ª ed. Cleveland (OH), CRC Press, 1976. P. B-5 a B-60 e F-5. Uma maneira de se detectar visualmente como varia uma quantidade (y) à medida que uma segunda quantidade (x) também varia é através de um gráfico salvo raras exceções, para montar um gráfico, utiliza-se papel milimetrado. Um gráfico, normalmente, tem dois eixos onde são representados os valores de cada quantidade. No eixo horizontal (representado na base do papel – vide figura 1), denominado abscissa,é praxe representar a variável independente, isto é, aquela cujo valor é controlado pelo experimentador, no eixo vertical (representado à esquerda do papel – vide figura 1), denominado ordenada, é praxe representar a variável dependente, isto é, aquela cujo valor é medido experimentalmente (se valor depende daquele fixado para a variável independente). Quando as duas quantidades são medidas experimentalmente, pode-se representar qualquer uma delas em qualquer dos eixos. Para que um gráfico possa ser o mais útil possível, é importante que os pontos sejam observados a montá-lo: a) Devem-se utilizar na ordenada e na abscissa, escalas suficientemente expandidas de modo a ocupar a maior porção possível do papel milimetrado. A origem da escala de cada eixo não precisa necessariamente aparecer no gráfico; a escala deve ser iniciada tomando-se um valor ligeiramente QUÍMICA GERAL EXPERIMENTAL 5 abaixo do valor mínimo, medido e terminado num valor um pouco acima do valor máximo medido. Por exemplo, suponha que se tenha feito medidas de temperatura cujos valores deveriam começar em 70,0 °C ou 75,0 °C e terminar em 130,0 °C ou 135,0 °C. b) Deve-se indicar, junto aos eixos, os símbolos das grandezas correspondentes divididos por suas respectivas unidades; isto porque os valores representados nos eixos devem ser número puros, isto é, adimensionais. Toda grandeza é igual ao produto entre um valor numérico e uma unidade. Grandeza = valor numérico x unidade Portanto, o valor numérico representando o eixo deve ser igual ao quociente grandeza/unidade. c) Deve-se indicar o que será representado no gráfico através de um título ou de uma legenda. d) Devem-se marcar os valores da escala em cada eixo de forma clara; não se devem colocar setas para indicar o sentido de crescimento das quantidades em cada eixo. e) Deve-se indicar cada ponto de cada curva lançada no gráfico por meio de pequenos círculos, quadrados, triângulos, etc., usando, para cada curva, um único tipo de representação para os pontos. Cada curva deve ser traçada com distintas convenções (linhas contínuas, tracejadas, pontilhadas, etc.). f) Ao se traçar uma curva, deve-se traçá-la de modo a representar a tendência média dos pontos (procedimento conhecido como interpolação); não se deve, a menos que assim solicitado, unir os pontos através de segmentos de retas (isto resulta num histograma). A figura 1 mostra um gráfico obedecendo a estas convenções. Figura 1 – Gráfico que estabelece as convenções 3.5. Conclusões Esta seção do relatório deve conter uma correlação entre objetivos propostos e as discussões dos resultados, com base nas considerações teóricas. 3.6. Referências Bibliográficas Finalmente, sempre se deve mencionar, no relatório, as fontes bibliográficas consultadas. Para tal, recomenda-se a utilização das normas para citações bibliográficas recomendadas pela QUÍMICA GERAL EXPERIMENTAL 6 Associação Brasileira de Normas Técnicas – ABNT, que para o caso de livros e manuais são as seguintes: SOBRENOME DO AUTOR, iniciais do nome completo. Título do livro: subtítulo. Tradutor. Nº. de edição. Local de publicação, casa publicadora, ano de publicação. Páginas consultadas. Por exemplo: RUSSEL, J. B., Química Geral. Volume 1. trad. de Divo Leonardo Sanioto et ali. São Paulo. McGraw-Hill, 1981. 04. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 1. SILVA, R. R.; BOCCHI-FILHO, R. C. introdução à Química Experimental. São Paulo, McGraw- Hill, 1990. 2. ROCHA-FILHO, R. C. Grandezas e unidades de medida. São Paulo, Ática, 1988. Texto retirado do material apostilado “Roteiros de Aulas Práticas” do prof. Dr° Daniel Pasquini/UFU. QUÍMICA GERAL EXPERIMENTAL 7 EXPERIMENTO 01: INTRODUÇÃO ÀS TÉCNICAS DE LABORATÓRIO. NORMAS DE SEGURANÇA 1. OBJETIVO: Apresentar o laboratório; aprender algumas normas de segurança; aprender a apresentar os resultados e a fazer operações aritméticas os usando algarismos significativos; manusear alguns equipamentos básicos de laboratório. 2. NORMAS DE SEGURANÇA A ocorrência de acidentes em laboratório, infelizmente, não é tão rara como possa parecer. Com a finalidade de diminuir a frequência e a gravidade desses eventos, torna-se absolutamente imprescindível que durante os trabalhos realizados em laboratório se observe uma série de normas de segurança. 1. O laboratório é um local de trabalho sério. Trabalhe com atenção, método e calma. 2. Prepara-se para realizar cada aula, lendo antes os conceitos referentes ao assunto a ser dado, o roteiro de prática e informe-se sobre cada reagente a ser utilizado (características, manuseio e decarte). 3. Faça apenas experiências indicadas nos roteiros das práticas. Não faça misturas de reagentes por sua própria iniciativa. Consulte o professor sempre que tiver dúvida quanto ao uso de algum reagente. 4. Use sempre avental (bata ou jaleco), de preferência de algodão, longo e de mangas longas. 5. Não use saias, bermudas ou calçados abertos. Pessoas que tenham cabelos longos devem mantê- los preso enquanto estiverem no laboratório. 6. Se algum ácido ou qualquer outro produto químico for derramado, lave o local imediatamente com bastante água. Evite circular com eles pelo laboratório. 7. Evite contato de qualquer substância com a pele (evite passar os dedos na boca, nariz, olhos e ouvidos). Se alguma substância cair na sua pele, lavar imediatamente com bastante água. Seja particularmente cuidado quando manusear substâncias corrosivas como ácidos e bases concentrados. 8. Não se deve comer ou beber em um laboratório, pois há o risco de ingestão de substâncias tóxicas. Também não se deve fumar, pois existe a possibilidade de provocar incêndio. 9. Nunca tente sentir o sabor de algum produto químico ou solução. 10. Quando for testar um produto químico pelo odor (por exemplo: amônia) não coloque seu rosto diretamente sobre o recipiente que o contém. Em vez disso, com a sua mão, desloque um pouco dos vapores que se desprendem do recipiente em direção ao seu nariz. 11. Não trabalhe com material imperfeito. 12. Não deixe vidro quente em local que possam pegá-lo inadvertidamente. 13. Os tubos de ensaio contendo líquidos devem ser aquecidos pela parte do meio e não pelo fundo. Utilize pinça de madeira para esta finalidade. Quando aquecer uma substância num tubo de ensaio não direcione a extremidade aberta do mesmo para si ou para uma pessoa próxima. 14. Só deixe sobre a mesa o bico de gás aceso quando estiver sendo utilizado. Ao término dos trabalhos onde haja aquecimento feche com cuidado as torneiras de gás a fim de evitar escapamento. 15. Tenha cuidado com os reagentes inflamáveis. Não os manipule em presença de fogo. 16. Dedique especial atenção a qualquer operação que necessite de aquecimento prolongado ou que desenvolva grande quantidade de energia. 17. Certifique-se da tensão de trabalho da aparelhagem antes de conectá-la à rede elétrica. 18. Todas as experiências que envolvem a liberação de gases ou vapores tóxicos devem ser realizadas na câmara de exaustão (capela). 19. Sempre que for diluir um ácido concentrado, adicione-o lentamente e sob agitação, sobre a água e nunca faça o contrário. QUÍMICA GERAL EXPERIMENTAL 8 20. Leia com atenção o rótulo de frasco do reagente antes de usá-lo a fim de certificar-se que apanhou o frasco certo. Segure o frasco pelo lado que contém o rótulo, evitando assim que o reagente escorra sobre este. 21.Quando qualquer frasco de reagente for aberto, deve-se colocar sua tampa, sobre a mesa, virada para cima ou segurá-la entre os dedos a fim de evitar contaminação. Após seu uso fechar novamente o frasco. 22. Não retorne reagentes aos frascos originais, mesmo que não tenham sido usados. O aluno deverá aprender a estimar a quantidade que necessita, para evitar desperdícios, retirando dos frascos apenas o necessário. 23. No caso de reagentes sólidos: uma espátula usada para retirar um reagente de um frasco só poderá ser usada, para manipulação de outro reagente, após estar perfeitamente lavada e seca. 24. No caso de reagentes líquidos: não introduzir pipetas, conta-gotas, etc. nos frascos que os contêm. Verter o reagente líquido a ser medido no recipiente em que ele será usado ou então em um béquer limpo e seco, para ser transferido ou pipetado. 25. Armazenagem: não estoque líquidos voláteis em locais que recebem luz. Pesquise sobre a estocagem de produtos químicos, assegurando que reagentes incompátiveis sejam estocados separadamente. 26. Lixo laboratorial: não jogue nenhum material sólido dentro da pia ou nos ralos e sim nos cestos de lixo. Isto depende do material, pois alguns precisam ser tratados antes de desprezado. Os resíduos aquosos ácidos ou básicos devem ser neutralizados na pia antes do descarte, e só então descartados. Para o descarte de metais pesados, metais alcalinos e de outros resíduos, consulte antecipadamente a bibliografia adequada. 27. Localize os extintores de incêndio e familiarize-se com o seu uso. 28. Certifique-se do bom funcionamento dos chuveiros de emergência. 29. Sempre que possível, trabalhe com óculos de proteção. 30. Ao se retirar do laboratório, verifique se não há torneiras (água ou gás) abertas. Desligue todos os aparelhos, deixe todo o equipamento limpo e nos seus devidos lugares e lave as mãos. QUÍMICA GERAL EXPERIMENTAL 9 SÍMBOLOS IMPORTANTES E SEUS SIGNIFICADOS Símbolo: C Indicações de perigo: Corrosivo Precauções: Evitar contato com os olhos, pele e roupa mediante medidas protetoras especiais. Não inalar os vapores! Em caso de acidente ou mal estar, procurar imediatamente um médico. Símbolo: E Indicações de perigo: Explosivo Precauções: Evitar choques, fricção, faíscas, fogo e calor Símbolo: Xn Indicações de perigo: Nocivo Precauções: Evitar o contato com o corpo humano. Em caso de substâncias sob suspeitas de serem cancerígenas, mutagênicas ou tóxicas para a reprodução, ver indicações especiais. Símbolo: T Indicações de perigo: Toxico Precauções: Evitar qualquer contato com o corpo humano. Em caso de mal estar procurar imediatamente um médico. No caso de substâncias cancerígenas, mutagênicas ou tóxicas, ver indicações especiais. Símbolo: Xi Indicações de perigo: Irritante Precauções: Evitar o contato com os olhos e a pele. Não inalar os vapores. QUÍMICA GERAL EXPERIMENTAL 10 Símbolo: N Indicações de perigo: Perigoso para o Meio Ambiente Precauções: Segundo o potencial de perigo, evitar que alcancem a canalização, o solo ou o meio ambiente. Símbolo: E Indicações de perigo: Explosivo Precauções: Evitar choques, fricção, faíscas, fogo e calor. Símbolo: F Indicações de perigo: Facilmente Inflamável Precauções: Manter longe de chamas, faíscas e fontes de calor. Símbolo: F+ Indicações de perigo: Extremamente Inflamável Precauções: Manter longe de chamas, faíscas e fontes de calor. Símbolo: O Indicações de perigo: Oxidante Precauções: Evitar todo contato com substâncias combustíveis. Perigo de inflamação: podem favorecer incêndios e dificultar sua extinção QUÍMICA GERAL EXPERIMENTAL 11 3. EQUIPAMENTOS BÁSICOS DE LABORATÓRIO A execução de qualquer experimento na Química envolve geralmente a utilização de uma variedade de equipamentos de laboratório, com finalidades específicas. A seguir são apresentados alguns equipamentos básicos e as situações mais freqüentes em que eles são usados: 3.2. MATERIAIS DE VIDRO: 1. Tubo de ensaio: utilizado principalmente para efetuar reações químicas em pequena escala. 2. Béquer: recipiente com ou sem graduação, utilizado para o preparo de soluções, aquecimento de líquidos, recristalizações. 3. Erlenmeyer: frasco utilizado para aquecer líquidos ou para efetuar titulações. 4. Kitasato: frasco de paredes espessas, munido de saída lateral e usado em filtrações sob vácuo. 5. Balão volumétrico: recipiente calibrado, de precisão, destinado a conter um determinado volume de líquido, a uma dada temperatura; utilizado no preparo de soluções de concentrações definidas. 6. Proveta: frasco com graduações, destinado a medidas aproximadas de volume de líquidos. 7. Bureta: equipamento calibrado para medida precisa de volume de líquidos. Permite o escoamento do líquido e é muito utilizada em titulações. Pipeta: equipamento calibrado para medida precisa de volume de líquidos. Existem dois tipos de pipetas: pipeta graduada (8) e pipeta volumétrica (9). A primeira é utilizada para escoar volumes variáveis e a segunda para escoar volumes fixos de líquidos. Figura 1: Vidrarias 10. Funil: utilizado na transferência de líquidos de um frasco para outro ou para efetuar filtrações simples. 11. Vidro de relógio: usado geralmente para cobrir béqueres contendo soluções e finalidades diversas. 12. 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. Existem vários tipos. 13. Pesa-filtro: recipiente destinado à pesagem de sólidos. 14. Bastão de vidro: usado na agitação e transferência de líquidos. 15. Funil de separação: equipamento para separar líquidos não miscíveis. Existem vários modelos. QUÍMICA GERAL EXPERIMENTAL 12 Figura 2: Vidrarias Condensador: Equipamento destinado à condensação de vapores, em destilações ou aquecimento sob refluxo. Existem três tipos básicos, condensador reto ou liso (16), de bola (17) e espiral (18). O condensador de bolas é usado para refluxo, enquanto os outros modelos são mais utilizados em destilações. 19. Termômetro: Usado para medidas de temperatura. Figura 4: Vidrarias 3.3. Materiais de porcelana 20. Funil de Büchner: utilizado em filtrações por sucção, devendo ser acoplado a um kitasato. 21. Cápsula de porcelana: usada para efetuar evaporação de líquidos. 22. Cadinho: usado para calcinação de substâncias. 23. Almofariz (gral) e pistilo: destinados à pulverização de sólidos. Além de porcelana, podem ser feitos de ágata, vidro ou metal. QUÍMICA GERAL EXPERIMENTAL 13 Figura 5: Materiais de Porcelana 3.4. Materiais metálicos Suporte (24), mufa (25) e garra (26): peças metálicas usadas para montar aparelhagens em geral. Grampos: peças de vários tipos, como Mohr (27) e Hoffmann (28), cuja finalidade é impedir ou reduzir o fluxo de líquidos ou gases através de tubos flexíveis. Pinça Casteloy (29): usada para segurar objetos aquecidos. Figura 6: Tipos de Pinça 30. Tela de amianto: tela metálica, contendo amianto, utilizada para distribuir uniforme-mente o calor, durante o aquecimento de recipientes de vidro à chama de um bico de gás. 31. Triângulo de ferro com porcelana usado principalmente como suporte em aquecimento de cadinhos. 32. Tripé: usadocomo suporte, principalmente de telas e triângulos. 33. Bico de gás (Bunsen): fonte de calor destinado ao aquecimento de materiais não inflamáveis. Para acender um bico de gás, procede-se da seguinte maneira: a) fecha-se completamente a entrada de ar no bico; b) abre-se lentamente a válvula de alimentação de gás e se aproxima lateralmente a chama de um fósforo, obtendo-se assim uma chama amarelada grande e luminosa; QUÍMICA GERAL EXPERIMENTAL 14 c) abre-se lentamente a entrada de ar até que a chama fique completamente azul. 34. Banho de água ou banho-maria: utilizado para aquecimento até cerca de 100C. Existem vários modelos. Figura 7: Materiais e equipamentos Figura 8: Modelo de um bico de Bunsen e Regiões da chama. 35. Argola: usada como suporte para funil de vidro ou tela metálica. 36. Espátula: usada para transferir substâncias sólidas. Existem vários modelos. 37. Furador de rolhas: utilizado na perfuração de rolhas de cortiça ou borracha. QUÍMICA GERAL EXPERIMENTAL 15 Figura 9: Materiais Laboratoriais 3.5 Materiais diversos 38. Suporte para tubos de ensaio. Existem vários modelos de diversos tamanhos e materiais. 39. Pinça de madeira: utilizada para segurar tubos de ensaio. 40. Pisseta: frasco geralmente contendo água destilada, álcool ou outros solventes, usado para efetuar a lavagem de recipientes ou materiais com jatos do líquido nele contido. 41. Trompa de água: dispositivo para aspirar o ar e reduzir a pressão no interior de um frasco; muito utilizado em filtrações por sucção. 42. Estufa: equipamento empregado na secagem de materiais, por aquecimento, em geral até 200C. Figura 10: Materiais Laboratoriais QUÍMICA GERAL EXPERIMENTAL 16 4. MEDIÇÕES DE VOLUMES DE LÍQUIDOS Ao se colocar um determinado líquido em um recipiente para efetuar a medida de seu volume, a linha divisória entre o líquido e o ar denomina-se menisco, e é utilizada como referência para a leitura do volume. Para a maioria dos líquidos, o menisco apresenta um mínimo na região central do aparelho de medida. Isto ocorre, devido à superioridade das forças adesivas (líquido-recipiente) em relação às forças coesivas (líquido-líquido). Se o líquido for transparente, deve-se utilizar o ponto de mínimo para efetuar a leitura. Se for opaco, utiliza-se a parte superior. No caso em que as forças coesivas são maiores que as forças adesivas, o menisco apresenta um ponto de máximo, o qual deve ser utilizado como referência para a leitura. Para efetuar a leitura do volume de um líquido procure sempre posicionar-se de modo que a sua linha de visão fique horizontal à superfície do líquido. Este procedimento evita erros de leitura decorrentes de um mau posicionamento de seu olho em relação à altura do menisco do líquido. (A) (B) Figura 11 – (A) Modo correto de se ler o volume de um líquido: LINHA DE VISÃO HORIZONTAL À SUPERFÍCIE DO LÍQUIDO; (B) Visão expandida de parte da escala de uma proveta de 100 mL. 5. LIMPEZA E SECAGEM DE MATERIAL DE VIDRO 5.1 Limpeza Recomenda-se limpar o material com solução de detergente, enxaguá-lo várias vezes com água de torneira e depois com jatos de água deionizada (utilizar o pissete). Verifica-se a limpeza, Leia sempre pela parte inferior do menisco QUÍMICA GERAL EXPERIMENTAL 17 deixando escoar a água, isto é, se a película líquida inicialmente formada nas paredes escorre uniformemente, sem deixar gotículas presas, a superfície está limpa. Caso seja necessária uma limpeza mais rigorosa, existem soluções especiais para esse objetivo No caso da Química Geral, a lavagem com detergente é suficiente. Os materiais volumétricos devem estar perfeitamente limpos, para que os resultados das medidas possam ser os mais confiáveis. 5.2 Secagem Para secagem do material, pode-se utilizar: - Secagem comum – por evaporação à temperatura ambiente. - Secagem rápida – pode ser obtida, após enxaguar o material, com álcool ou acetona. - Secagem em corrente de ar – ar aspirado por meio de uma bomba de vácuo ou trompa d’água. - Estufa – aquecimento em estufa em temperatura um pouco superior a 100 ºC. No caso da estufa, não se pode secar material volumétrico (buretas e pipetas), pois o mesmo nunca deve ser aquecido, o que comprometerá a calibração feita em sua confecção. Caso não se disponha de tempo para secar buretas ou pipetas, deve-se enxaguá-las repetidas vezes com pequenas porções do líquido que será usado para enchê-las (este processo recebe o nome de rinsagem). LEITURA DE RÓTULOS Um hábito que deve ser adquirido em trabalhos de laboratório é a leitura do rótulo do reagente que se irá manusear. Este hábito evitará acidentes e o uso indevido dos mesmos, como por exemplo, a troca de reagentes em um experimento. No caso dos reagentes vindos de fábrica, os rótulos contêm informações a respeito da fórmula da substância, sua pureza, densidade, massa molecular, além de símbolos que indicam se o reagente é inflamável, irritante, venenoso, etc. Estes reagentes são normalmente chamados de P.A. (pró – análise) quando possuem um alto grau de pureza. No caso de soluções preparadas a partir de reagentes P.A., os frascos deverão conter o nome e a fórmula do reagente, assim como a concentração da solução (relação soluto /solvente). 6. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS SILVA, R.R.; BOCCHI, N.; ROCHA_FILHO, R. C., Introdução à Química Experimental. São Paulo, Mc Graw-Hill, 1990. PEQ – PROJETOS DE ENSINO DE QUÍMICA. Experiências de Química. São Paulo. Ed. Moderna, 1979. RUSSEL, J. B., Química Geral. Tradução de Divo Leonardo Sanioto et ali. São Paulo, Mc Graw- Hill, 1982. Modificação do material apostilado “Roteiros de Aulas Práticas” do prof. Dr° Daniel Pasquini/UFU. QUÍMICA GERAL EXPERIMENTAL 18 EXPERIMENTO 02: MEDIÇÕES DE VOLUME E TÉCNICAS DE TRANSFERÊNCIA DE REAGENTES 1. OBJETIVO: Conhecer equipamentos e técnicas de medidas de volume e transferência de reagentes em laboratórios. 2. INTRODUÇÃO Ao se colocar um determinado líquido em um recipiente para efetuar a medida de seu volume, a linha divisória entre o líquido e o ar denomina-se menisco e esta é utilizada como referência para a leitura do volume. Para a maioria dos líquidos, o menisco apresenta um mínimo na região central do aparelho de medida. Isto ocorre, devido a superioridade das forças adesivas (líquido-recipiente) em relação as forças coesivas (líquido-líquido). Se o líquido for transparente, deve-se utilizar o ponto mínimo para efetuar a leitura. Se for opaco, utiliza-se a parte superior. Em alguns casos, as forças coesivas (líquido-líquido) são maiores que as forças adesivas (líquido-recipiente) daí o menisco apresenta um máximo, o qual deve ser utilizado como referência para a leitura. Para efetuar a leitura do volume de um líquido, procure sempre se posicionar de modo que a sua linha de visão fique alinhada em relação a superfície do líquido, como ilustrado na figura 1. Este procedimento evita erros de leitura decorrentes de mal posicionamento de seu olho em relação à altura do menisco do líquido. Figura 1: Modo correto de leitura do menisco. QUÍMICA GERAL EXPERIMENTAL 19 Na figura 2 é ilustrada uma parte da escala de uma proveta de 100mL, cuja menor divisão é 1 mL, onde o menisco está localizado entre 90 e 91 mL.Figura 2: Visão expandida de parte da escala da proveta de 100mL. O volume poderia ser expresso, por exemplo, como 90,1mL ou 90,3mL, dependendo da escolha aleatória de cada um. Nota-se então que não se tem certeza sobre o real valor do último algarismo. Em consequência disto, o último algarismo é chamado de algarismo duvidoso e sua avaliação, através de subdivisões imaginárias varia de pessoa para pessoa e caracteriza um erro associado à medida. 2.1 – Algarismos significativos Chamamos de algarismos significativos todos os algarismos de uma medida conhecida com certeza mais o algarismo duvidoso, não importando a posição da vírgula. No exemplo acima, se você acha que o volume indicado é mais bem descrito como 90,2 mL, o seu resultado possui 3 algarismos significativos. Os dígitos nove e zero são conhecidos como certeza e o dois é o duvidoso (aquele que foi estimado). Isto porque somente são significativos os algarismos indispensáveis para a incerteza na medida. O algarismo duvidoso está sempre na casa decimal em que está o limite de erro do aparelho de medida utilizado. Como o limite de erro de uma proveta corresponde à metade de sua menor divisão, no caso do exemplo mencionado, este limite é de 0,5 mL; por isso que no valor 90,2 mL, o dígito 2 corresponde ao algarismo duvidoso. Dessa forma, um volume de “20 mL” deve ser expresso como: a) 20,00 mL, se a menor divisão da proveta for 0,1 mL (lembre-se que consideramos como limite de erro, a metade da menor divisão). b) 20,0 mL, se a menor divisão da proveta utilizada for 1 mL. Já no caso de uma massa igual a 6,374 g, medida numa balança cujo limite de erro é 0,001 g, os dígitos seis, três e sete são conhecidos com certeza e o quatro é o algarismo duvidoso. 90 80 QUÍMICA GERAL EXPERIMENTAL 20 2.2 – Operações com algarismos significativos Adição e Subtração Quando duas ou mais quantidades são adicionadas ou subtraídas, a soma ou diferença deverá conter tantas casas decimais quantas existirem no componente com o menor número delas. Por exemplo: m1 = 6,3 g e m2 = 4,17 g 6,3 + 4,17 = 10,47 O resultado a ser tomado deverá ser 10,5 g uma vez que o número, 3 tem a menor ordem decimal. Assim existem duas regras bem simples para o procedimento do arredondamento de algarismos significativos, a saber: - Quando o algarismo imediatamente seguinte ao último algarismo a ser conservado é inferior a 5, o algarismo a ser conservado permanecerá sem ser modificado. - Se o algarismo imediatamente seguinte ao último a ser conservado for igual ou superior a 5, o último algarismo a ser conservado aumenta de uma unidade. Multiplicação e Divisão Nestes casos, o resultado deverá conter tantos algarismos significativos quantos estiverem expressos no componente com o menor número de significativos. Exemplo: 13,428 x (6,2/90,14356) = 13,428 x 0,069 = 0,93 Ou 13,428 x (6,2/90,14356) = 0,923566 = 0,92 Note que no segundo caso o arredondamento só foi feito após a realização de todas as operações, mostrando que o resultado final depende de como a operação foi feita e da realização ou não de arredondamento(s) a cada etapa do cálculo. Assim, para fins de padronização, os arredondamentos deverão ser feitos somente para o resultado final. 2.3 – Precisão e exatidão Em metrologia os termos “exatidão” e “precisão” são considerados como características do processo de medição. A exatidão está associada à proximidade do valor verdadeiro e a precisão está associada à dispersão dos valores resultantes de uma série de medidas. Precisão (repetibilidade): significa a aptidão de um instrumento de medição fornecer indicações muito próximas, quando se mede o mesmo mensurando, sob as mesmas condições. Define o quanto um instrumento é capaz de reproduzir um valor obtido numa medição, mesmo que ele não esteja correto. A precisão é definida pelo desvio padrão de uma série de medidas de uma mesma amostra ou um mesmo ponto. Quanto maior o desvio padrão, menor é a precisão. A precisão está relacionada com as incertezas aleatórias da medição e tem relação com a qualidade do instrumento. Exatidão é a aptidão de um instrumento para dar respostas próximas ao valor verdadeiro do mensurando. É a capacidade que o instrumento de medição tem de fornecer um resultado correto. Um equipamento exato é aquele que, após uma série de medições, nos fornece um valor médio que é próximo ao real, mesmo que o desvio padrão seja elevado, ou seja, apresente baixa precisão. QUÍMICA GERAL EXPERIMENTAL 21 A exatidão está relacionada às incertezas sistemáticas da medição. A exatidão pode ser avaliada através da calibração do instrumento. Então, um equipamento preciso e inexato é capaz de fornecer resultados reprodutivos, mas incorretos, e um equipamento exato e impreciso, é capaz de fornecer resultados corretos, mas com uma grande variação entre as medidas. Isto significa que, neste caso, seria necessário um grande número de medições para se ter um resultado médio confiável e, estatisticamente, válido. Os termos PRECISÃO e EXATIDÃO possuem significados diferentes Observemos o exemplo abaixo: a - Grande dispersão de resultados. Erros fortuitos elevados. Existência de erros sistemáticos: resultado não preciso e não exato. b - Baixa dispersão de resultados. Erros fortuitos pequenos. Existência de erros sistemáticos: resultado preciso, mas não exato. c - Grande dispersão de resultados. Erros fortuitos elevados. Não existência de erros sistemáticos: resultado não preciso, mas exato. d - Baixa dispersão de resultados. Erros fortuitos pequenos. Não existência de erros sistemáticos: resultado preciso e exato. Por exemplo, se um objeto tem a sua massa 25,0 gramas e a sua determinação encontramos para três medidas efetuadas os valores 18,4 gramas; 18,3 gramas e 18,6 gramas; estaremos diante de uma determinação precisa (os valores concordam entre si), porém inexata (os valores obtidos estão distantes do valor real do objeto). 3. PARTE EXPERIMENTAL 3.1 – Materiais utilizados: Pisseta com água destilada; Béquer, erlenmeyer e proveta graduada – todos de 250mL. Bureta de 50mL. Pipeta volumétrica de 20mL. QUÍMICA GERAL EXPERIMENTAL 22 Pipeta graduada de 20mL. 5 tubos de ensaio. Balão volumétrico de 100mL. 3.2 – Procedimento: 1. Medir 50mL de água em um béquer e transferir para o erlenmeyer. Compará-los. 2. Transferir para a proveta graduada e comparar com o item 1. 3. Medir 50mL de água na proveta e transferir para o béquer. Comparar. 4. Transferir para o erlenmeyer. (Comparar colocando-os em ordem crescente de precisão) 5. Pipetar 20mL de água usando a pipeta volumétrica. Transferir para a proveta e compará-los. 6. Pipetar com uma pipeta graduada (transferindo para diferentes tubos de ensaio) 1mL; 2mL; 2,7mL; 3,8mL e 4,5mL. 7. Encher uma bureta com água e transferir o volume para o erlenmeyer. Comparar a precisão dos dois. 8. Encher um balão volumétrico com água, transferir para uma proveta e compará-los. 4. EXERCÍCIOS 1. Diga quantos algarismos significativos há em cada um dos seguintes resultados de medidas: a) 4,96 b) 0,0030 c) 123,54 d) 1,00 e) 36 f) 4,0x102 g) 0,0003 2. Num béquer pesando 45,3261 g foram colocados, sucessivamente, cada um dos seguintes materiais: a) 0,0031 g de sal b) 1,197 g de água c) 27,45 g de açúcar d) 38 de leite e) 88 g de xarope Diga qual o peso depois de cada adição. 3. Faça as operações aritméticas indicadas, admitindo-seque cada número é o resultado de uma medida experimental: a) 1,46 + 4,12 = b) 12,641 – 1,4 = c) (26,92 – 1,07) x (4,33 + 5,6) = d) (1,000 + 436) / 2,0 = 4. Quando deve ser usada uma pipeta volumétrica? E uma graduada? 5. Entre bureta, proveta e o béquer, qual é a vidraria mais precisa? Justifique sua resposta. 5. BIBLIOGRAFIA O’CONNOR, R. – Fundamentos de Química, São Paulo, Harper & Row do Brasil, 1977. SILVA, R. R; BOCCHI, N.;ROCHA-FILHO, R. C., Introdução à Química Experimental, São Paulo, McGraw-Hill, 1990. QUÍMICA GERAL EXPERIMENTAL 23 EXPERIMENTO 03: TÉCNICAS DE PESAGEM E DE FILTRAÇÃO 1. OBJETIVO: Aprender técnicas de pesagem e filtração e suas aplicações 2. INTRODUÇÃO A pesagem e filtração são operações importantes nos laboratórios de Química. No processo de pesagem, a massa de um corpo é determinada por comparação com massas conhecidas, utilizando-se balanças. Na filtração é a operação de um sólido de um líquido ou fluido no qual está suspenso, pela passagem do líquido ou fluido através de um meio poroso capaz de reter as partículas sólidas. 2.1 – PESAGEM 2.1.1 – Erros de pesagem As principais causas de erro são: Modificações nas condições em que se encontra o recipiente e/ou substância, entre pesadas sucessivas. Empuxo diferente do ar sobre o corpo e os pesos. Inexatidão nos pesos. Efeitos da temperatura. Absorção de umidade e/ou gás carbônico do ar – as substâncias absorvidas também serão pesadas, causando erro. Como solução deve-se secar a substância antes da pesagem, deixá-la esfriar num dessecador e pesá-la num pesa-filtro. Película de água aderida à superfície dos corpos – correspondente ao teor do vapor de água contido na atmosfera ambiente. Quanto mais baixa for a temperatura do corpo em relação à temperatura ambiente, tanto maior a espessura dessa película. Assim, um corpo frio aparentará maior peso do que um corpo quente. A solução nesse caso consiste em só pesar o objeto após o mesmo ter adquirido a temperatura ambiente. 2.1.2 – Cuidados gerais com as balanças Balanças não são sensíveis apenas a vibrações, mas reagem também a oscilações rápidas de temperatura e a correntes de ar. Por estes motivos, na instalação das mesmas devem ser evitados locais com incidência de sol e correntes de ar, assim como mesas ou bancadas que sofram trepidações facilmente. No caso das balanças ditas “analíticas”, de grande sensibilidade e exatidão, é conveniente a construção de uma sala exclusiva para elas. Em virtude do que foi dito, alguns cuidados devem ser tomados no manuseio de balanças, seja qual for o seu tipo: A balança deve ser mantida sempre limpa. Os reagentes não devem ser colocados diretamente sobre o prato da balança. Devem ser utilizados recipientes apropriados (vidro de relógio, béquer, etc.). Terminada a pesagem, todos os recipientes devem ser retirados dos pratos e os botões e massas aferidas recolocados à posição inicial (zero). Quando o objeto a ser pesado é colocado ou retirado do prato, a balança deve estar travada, para evitar desgastes nas peças da balança. QUÍMICA GERAL EXPERIMENTAL 24 Os objetos a serem pesados não devem ser seguros com a mão, mas com uma pinça ou tira de papel, evitando assim que haja aumento da massa do objeto pela gordura das mãos. Esta preocupação somente é necessária quando se utilizam balanças denominadas analíticas, muito sensíveis, que são capazes de determinar massas até o décimo de miligrama. Os recipientes e reagentes a serem utilizados devem encontrar-se à temperatura ambiente. O operador (ou outra pessoa) não deve apoiar-se na bancada da balança durante a pesagem, para evitar oscilações na balança. 2.1.2 – Tipos de pesagem Direta: consiste na determinação da massa de um objeto compacto ( vidro de relógio, béquer, etc.). Por adição: consiste na determinação da massa de substâncias, adicionando-as a um recipiente (vazio) cuja massa foi previamente determinada. Por diferença: consiste na determinação da massa de substâncias que se alteram em contato com o ar (absorção de umidade, de gás carbônico, substâncias voláteis, etc.). A substância é colocada num recipiente adequado (pesa-filtro), provido de tampa, e o conjunto é pesado. A quantidade necessária da substância é retirada do recipiente e sua massa determinada pesando-se novamente o conjunto. 2.2 – FILTRAÇÃO 2.2.1 – Filtração Qualitativa e Quantitativa Numa filtração qualitativa e dependendo do caso, o meio poroso poderá ser uma camada de algodão, tecido, polpa de fibras quaisquer, que não contaminem os materiais, mas o caso mais frequente é papel de filtro qualitativo. Para as filtrações quantitativas, usa-se geralmente papel de filtro quantitativo, ou placas de vidro sinterizado, ou porcelana sinterizada. 2.2.2 – Tipos de filtração 2.2.2.1 – Filtrações comuns de laboratório: são efetuadas na aparelhagem indicada na figura 1, onde os elementos fundamentais são papel filtro quantitativo e funil comum. Figura 1: Aparelhagem para filtração comum QUÍMICA GERAL EXPERIMENTAL 25 2.2.2.2 – Filtração Analítica: é usada em análise quantitativa. O funil é o funil analítico, munido de um tubo de saída longo, que, cheio de líquido “sifona”, acelerando a operação de filtração. Os papéis filtro para fins quantitativos diferem dos qualitativos, principalmente por serm quase livres de cinzas (na calcinação). Eles existem no mercado na forma de discos (Ø = 5,5; 7,0; 9,0; 11,0; 12,5; 15,0 e 18,5) e com várias porosidades. Na figura 2 mostra a disposição do papel de filtro dentro de um filtro comum. Os papeis de filtro devem ser dobrados e adaptados ao funil analítico conforme mostra a figura 2. Figura 2: Sequência de dobras do papel de filtro Na figura 2, percebe-se um corte, que é efetuado para que haja uma melhor aderência do papel de ao funil. A filtração (de precipitados) é feita conforme a figura 3. O precipitado que fica retido no béquer, é removido conforme a figura 4. . Figura 3: Técnica de filtração Figura 4: Filtração de precipitado retido no béquer QUÍMICA GERAL EXPERIMENTAL 26 2.2.2.3 – Filtração com funil de Buchner: é efetuada com sucção com auxílio de uma trompa de vácuo e kitassato (Figura 5). No fundo do funil, sobre a placa plana perfurada é adaptado o disco do papel filtro molhado, aderido devido à sucção. A sucção acelera a filtração, especialmente para precipitados gelatinosos. Quando o precipitado é francamente gelatinoso, esta operação pode ser melhorada substituindo-se o papel por polpa de papel de filtro, que pode ser misturada ao precipitado. Um esquema da trompa de vácuo é mostrado na figura 5. Figura 5: Sistema de filtração da vácuo 2.2.2.4 – Filtração em funis de Buchner com placas porosas de vidro ou porcelana: neste caso, o cadinho já possui o meio filtrante fundido ao corpo do funil (Figura 6). Figura 6: Funil de Buchner de placa porosa 2.2.2.5 – Filtração à quente: quando a solubilidade permitir, a filtragem à quente é preferível, por reduzir a viscosidade do líquido. Nas filtrações à quente, evita-se o contato do papel de filtro com as paredes do funil que resfriam o conjunto filtrante. Por isso, após feito o cone do papel, suas paredes são dobradas em pregas e aquece-se previamente o conjunto com água quente. Há também filtros QUÍMICA GERAL EXPERIMENTAL 27 com camisa de vapor e neste caso o papel filtro é adaptado como nos casos comuns. A figura 7 mostra como é feita a dobra de um papelfiltro para filtrações à quente. Figura 7: Dobras do papel de filtro pregueado 3. PARTE EXPERIMENTAL 3.1 – Materiais utilizados: 3.1.1 – Pesagem Vidro de relógio Béquer de 50 mL Carbonato de sódio NaCℓ comercial Areia 3.1.2 – Filtração Suporte universal Funil comum Béquer Pisseta Kitassato Funil de Buchner (com rolha) Funil de Buchner com placa porosa Trompa de vácuo Papel de filtro qualitativo Papel quantitativo Bico de bunsen QUÍMICA GERAL EXPERIMENTAL 28 Tela de amianto Precipitado de BaSO4 em suspensão contendo CuSO4 Solução NaOH 0,5 N Solução FeCℓ3 (1%) Solução NH4OH (1:1) Solução de Aℓ2(SO4)3 (3%) 3.2 – Procedimento: 3.2.1. Pesagem 1. Determinar a massa de um vidro de relógio, anotando seu valor. Pesar, por adição, em torno de 1,2 g de carbonato de cálcio. Anotar o resultado encontrado, levando em conta a exatidão da balança. 2. Determinar a massa de um béquer de 50 mL contendo sal de cozinha até aproximadamente a metade. Pesar, por diferença, em torno de 5,5 g de sal, anotando o valor encontrado, levando em conta a exatidão da balança. Não esqueça de levar um béquer para junto da balança para recolher o sal pesado. 3. Coloque na balança um béquer de 50 mL, tarando-o. Pesar cerca de 8,6 g de areia, anotando o valor encontrado, levando em conta a exatidão da balança. 3.2.2 – Filtração 1. Proceder a uma filtração comum. Filtrar 50 mℓ de precipitado de BaSO4 em suspensão contendo CuSO4. 2. Proceder a uma filtração analítica. Filtrar 50 mℓ de precipitado de BaSO4 em suspensão contendo CuSO4. 3. Proceder a vácuo, usando o sistema da figura 5, usando o funil de Buchner. Filtrar 50 mℓ de precipitado de BaSO4 em suspensão contendo CuSO4. 4. Proceder a vácuo, usando o sistema da figura 5, usando o funil de Buchner de porosa. Colocar um béquer, 10 mL de solução de Aℓ2(SO4)3. Adicionar 20 mL de solução de NH4OH. Forma-se um precipitado gelatinoso de hidróxido de alumínio. 5. Filtrar a filtração a quente. Colocar num béquer, 10 mL de solução de FeCℓ3. Adicionar 20 mLde solução de NaOH. Forma-se o Fe(OH)3 que é um precipitado que deve ser filtrado a quente. 6. Dobrar o papel de filtro em pregas e adaptá-lo num funil analítico. Aquecer a mistura, que contém o precipitado de Fe(OH)3, para diminuir a viscosidade. Aquecer o sistema (papel filtro+ funil) antes da filtração, com água destilada em ebulição. 4. EXERCÍCIOS 1. Se quisermos separar areia de um precipitado bastante solúvel, que técnicas ou sequências de operação podemos usar? 5. BIBLIOGRAFIA O’CONNOR, R. – Fundamentos de Química, São Paulo, Harper & Row do Brasil, 1977. SILVA, R. R; BOCCHI, N.;ROCHA-FILHO, R. C., Introdução à Química Experimental, São Paulo, McGraw-Hill, 1990. TRINDADE, D. F et al. Química - básica experimental. São Paulo: Cone, 1998. QUÍMICA GERAL EXPERIMENTAL 29 EXPERIMENTO 04: CALIBRAÇÃO DE VIDRARIAS 1. OBJETIVO Calibrar vidrarias utilizando o trato estatístico necessário. 2. INTRODUÇÃO As propriedades dos materiais são agrupadas em químicas e físicas. As propriedades químicas descrevem uma transformação química, tal como a interação de uma substância com outra, ou a transformação de uma substância em outra. As propriedades físicas não envolvem qualquer mudança na composição ou identidade da substância, isto é, são propriedades que podem ser observadas e medidas sem modificação de sua composição. A densidade absoluta () de uma substância é definida como a relação entre a sua massa e o seu volume: V m A densidade absoluta é também uma propriedade específica, isto é, cada substância pura tem uma densidade própria, que a identifica e a diferencia das outras substâncias. A densidade relativa de um material é a relação entre a sua densidade absoluta e a densidade absoluta de uma substância estabelecida como padrão. o d No cálculo da densidade relativa de sólidos e líquidos, o padrão usualmente escolhido é a densidade absoluta da água, que é igual a 1,000 kg dm -3 (equivalente a 1,000 g cm -3 ) a 4°C, dado por: )4,( 2 COH oo No caso de gases, a densidade relativa é tomada em relação ao ar ou ao hidrogênio. Tabela 1 - Grandezas, símbolos e unidades. Nome da grandeza Símbolo Nome da Unidade Símbolo Densidade quilograma por metro cúbico kg m -3 Densidade relativa d adimensional ---- Massa m quilograma kg Volume V metro cúbico m 3 Temperatura T kelvin K Pressão P pascal Pa A densidade é uma propriedade física importante e pode ser utilizada para distinguir um material puro de um impuro (ou de ligas desse metal), pois a densidade dos materiais que não são puros (misturas) é uma função da sua composição. Ela também pode ser utilizada na identificação e no controle de qualidade de um determinado produto industrial, bem como ser relacionada com a concentração de soluções. QUÍMICA GERAL EXPERIMENTAL 30 A densidade dos líquidos pode ser determinada analogamente à densidade dos sólidos, medindo-se a sua massa e determinando-se o seu volume. Entretanto, no caso dos líquidos, uma alteração relativamente pequena na temperatura pode afetar consideravelmente o valor da densidade, enquanto que a alteração de pressão tem que ser relativamente alta para que o valor da densidade seja afetado. Tabela 2 - Densidade absoluta da água. T/ o C d/(g cm -3 ) T/ o C d/(g cm -3 ) 10 0,999700 20 0,998203 11 0,999605 21 0,997992 12 0,999498 22 0,997770 13 0,999377 23 0,997538 14 0,999244 24 0,997296 15 0,999099 25 0,997044 16 0,998943 26 0,996783 17 0,998774 27 0,996512 18 0,998595 28 0,996232 19 0,998405 29 0,995944 Atenção: Utiliza-se geralmente água para a calibração dos instrumentos utilizados em densimetria, porém as medida de densidade são afetadas pela variação da temperatura. Para a água à temperatura ambiente, a densidade decresce cerca de 0,03% por °C de aumento de temperatura. Para maior precisão dos resultados desejados dentro de um laboratório, é necessário que se use aparelhos volumétricos apropriados a cada situação. Este deve ser escolhido de modo a minimizar ao máximo o erro de uma medição. Periodicamente se faz necessária a calibração de alguns instrumentos como, pipetas, buretas, balões volumétricos, provetas. Deve-se tomar um grande cuidado durante as pesagens, de modo que a manusear a balança corretamente. A Calibração é a operação em que se estabelece uma correspondência entre as leituras de um instrumento e valores de uma grandeza física que é medida direta ou indiretamente pelo instrumento. O procedimento de calibração é necessário para se garantir a qualidade dos procedimentos de laboratório, para efetuá-lo é necessário que as vidrarias estejam perfeitamente limpas e secas antes do procedimento de calibração. Garantida a limpeza e secagem da vidraria é só estabelecer uma relação da massa referente à quantidade máxima de líquido da vidraria, com a densidade do líquido utilizado. Para tanto, faz-se uso do líquido água a qual possui os seguintes valores de densidade: Para minimizar erros faz-se “n” medidas e com isso é possível fazer o cálculo da média, do desvio padrão e da incerteza tipo A e, assim, ganha-se credibilidade na calibração. 3. PARTE EXPERIMENTAL 3.1 – Materiais utilizados: • Pisseta com água destilada. • Termômetro. • 02 Béquer de 250mL. • Pipeta volumétrica de 20mL. • Balão volumétrico de100mL. • Balança analítica. QUÍMICA GERAL EXPERIMENTAL 31 3.2 – Procedimento: Atenção! Toda vidraria que você recebeu já está devidamente limpa e seca, não a molhe! 1. Pesar o béquer vazio e anotar sua massa. 2. Completar o volume de uma pipeta (20mL) com água destilada, transferir para o béquer, pesar e após pesar medir a temperatura, anotar a massa do conjunto. Repetir o procedimento 4 vezes, anotando cada resultado. 3. Pesar o balão volumétrico (100mL) vazio e anotar a massa do mesmo. 4. Completar o volume do balão com água destilada, pesar e medir a temperatura. Anotar a massa do conjunto. Repetir o procedimento 4 vezes, anotando cada resultado. 4. Resultados Vidraria Massa do recipiente vazio/g Massa do conjunto/g Massa de água Média da massa de água Volume real Desvio padrão Pipeta – medida 1 Pipeta – medida 2 Pipeta – medida 3 Pipeta – medida 4 Pipeta – medida 5 Balão – medida 1 Balão – medida 2 Balão – medida 3 Balão – medida 4 Balão – medida 5 Temperatura Ambiente (°C) _________ 4. REFERÊNCIA Documentos Necessários para Acreditação de Laboratórios de Calibração e de Ensinos segundo requisitos da NBR ISSO/IEC 17025-DOQ-CGRE-003. Link do arquivo: http://www. Inmetro.gov.br/SidoqQArquivos/CGCRE/DOQ/DOQ-CGRE-3_02.pdf. QUÍMICA GERAL EXPERIMENTAL 32 EXPERIMENTO 05: TRANSFORMAÇÕES DA MATÉRIA 1. OBJETIVO: O problema a ser resolvido nesta experiência é o da verificação do tipo de transformação (química ou física) que ocorre quando diferentes substâncias são aquecidas e/ou misturadas. 2. INTRODUÇÃO 2.1 - Transformações da Matéria: A matéria encontra-se em permanente transformação. Sob o fornecimento de energia (calorífica, luminosa, etc.) por agentes externos, as substâncias podem sofrer alterações diversas, modificando-se, não raramente, de forma discreta, perceptível apenas com o auxílio de sofisticados instrumentos. Entretanto, é possível em muitos casos, evidenciar tais alterações e até identificar suas origens. Certas transformações conduzem a variações drásticas na composição química das espécies por meio de ruptura e/ou formação de ligações entre os átomos, geralmente acompanhadas de trocas energéticas com o ambiente. Este processo, quando fornece nova(s) espécie(s) diferente(s) da(s) inicial(ais), é denominado transformação química, que é descrito através de equações químicas e especificamente denominado reação química. Em outras palavras, as mudanças químicas originam substâncias (produtos), cujas propriedades intensivas são diferentes das características das substâncias originais (reagentes). Transformações que também envolvem ruptura e/ou formação de ligações, mas que não alteram a composição química da(s) espécie(s) envolvida(s), são conhecidas como transformações físicas. As transformações físicas são principalmente observadas nas mudanças de estado das substâncias, representadas por exemplo, pela fusão, ebulição, sublimação, condensação e solidificação. Diferentes arranjos de uma mesma espécie química, que possuam as mesmas propriedades químicas, podem ser obtidos por transformações físicas. 2.2 Reações Químicas: As reações químicas são mudanças ou transformações que envolvem rearranjos dos átomos dos reagentes para formar os produtos, acompanhada da absorção ou liberação de energia. Para que uma reação química ocorra entre duas substâncias, os íons ou moléculas que constituem os reagentes devem entrar em contato uns com os outros. Por esta razão, a velocidade com a qual uma reação ocorre depende de quão facilmente as espécies reagentes são capazes de se misturar. Por exemplo, ao se misturar cristais de NaCl e AgNO3, não se observa nenhuma transformação química. Todavia, se NaCl e AgNO3, forem dissolvidos em água e misturados, observa-se a formação de um sólido branco, cuja fórmula é AgCl. Aqui, a formação de cloreto de prata requer que íons prata e cloreto se encontrem. Ao se misturar os dois sólidos, isto não ocorre, exceto na superfície onde os cristais se tocam. Em virtude da natureza homogênea das soluções, as substâncias dissolvidas estão intimamente misturadas a nível molecular ou iônico e as transformações químicas podem ocorrer rapidamente. Há muitas reações químicas que ocorrem sem alterações evidentes no sistema. Há outras, no entanto, que apresentam evidências macroscópicas que permitem perceber o que está acontecendo. As principais evidências de reações são: desprendimento de gases, mudança de coloração do produto em relação aos reagentes, alteração da temperatura do sistema onde ocorre a reação e a formação de precipitados. Nos casos em que não existem sinais que evidenciam a reação, podem ser usados os chamados indicadores, que são substâncias químicas que mudam de cor no momento em que uma determinada reação chega ao fim. QUÍMICA GERAL EXPERIMENTAL 33 Uma classificação simples e muito útil para os principais tipos de reações químicas, em solução aquosa, é dada pela bibliografia: RUSSELL, John B. Química geral. Vol 1. 2ª Ed. São Paulo: Makron Books. 1994. 578p. E esquematicamente temos: 3. PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL: 3.1. 1ª Parte: Aquecimento de substâncias Substâncias Sólidas: 3.1.1. Material Necessário: • Dicromato de amônio • Cloreto de sódio • Nitrato de potássio • Iodo (ATENÇÃO!) • Magnésio • Tubos de ensaio • Pinça de madeira • Pinça metálica • Espátulas • Bico de Bunsen 3.1.2. Procedimento: 1. Para observar o que ocorre quando diferentes substâncias são aquecidas, inicialmente, anote as características da substância (estado físico, cor, odor, aspecto, …). 2. A seguir, coloque uma pequena quantidade (uma espátula rasa) da mesma em um tubo de ensaio limpo e seco. QUÍMICA GERAL EXPERIMENTAL 34 3. Ajuste o bico de Bunsen e, com o auxílio de uma pinça de madeira, aqueça o extremo inferior do tubo de ensaio que contém a amostra. Anote tudo o que ocorre durante o aquecimento e o estado final do sistema aquecido. 4. Repita o procedimento acima para todas as substâncias sólidas disponíveis, EXCETO PARA O MAGNÉSIO E O DICROMATO DE AMÔNIO: o magnésio deve ser aquecido diretamente na chama com o auxílio de uma pinça metálica, e para o dicromato de amônio, em um tripé com uma tela de amianto deve ser colocada uma placa metálica s sobre a placa deve ser colocado o dicromato de amônio e coberto por um béquer. Feito isso o sistema é aquecido com um bico de Bunsen. 5. Anote todas as observações no quadro do item 4.1 deste roteiro. OBS: Os gases desprendidos pelo aquecimento do iodo são venenosos e atacam a pele. Para o aquecimento desta substância, use um cristal pequeno e faça na capela o procedimento, para evitar a inalação dos gases. Não aponte o tubo de ensaio, durante o aquecimento, para si ou para o colega. Durante o aquecimento do dicromato de amônio, atente para o fato da reação ser muito extérmica e rápida. Ao se aquecer uma substância qualquer, deve ser levada em conta a natureza da substância e o tipo de aquecimento desejado. Se a substância for inflamável, então é proibido usar qualquer tipo de chama. Se a substância for desconhecida, também não se deve usar chama. Pode-se utilizar banho-maria (se a temperatura de aquecimento for abaixo de 373K) ou banho de óleo (para temperatura de aquecimento acima de 373K) ou manta de aquecimento. Somente se a substância não for inflamável, pode-se utilizar o bico de gás. 3.2. 2ª Parte: Misturando diferentessubstâncias 3.2.1. Material Necessário: • Tubos de ensaio • Provetas • Béquer • Espátula de plástico • Estante para tubos • Sonrisal • Pipeta graduada de 5mL • Bombril ou similar • Fenolftaleína • Conta-gotas • NaOH em lentilhas • NaOH 0,1 mol/L • NaCl 0,1 mol/L • HCl concentrado • HCl 0,1 mol/L • AgNO3 0,1 mol/L • CuSO4.5H2O 0,2 mol/L 3.2.2. Metodologia: 1. Observe qual a composição química de um comprimido de sonrisal e anote no item 4.2 do roteiro. 2. Coloque aproximadamente 5 mL de água destilada em um béquer e acrescente o comprimido. Há alguma evidência de que esteja ocorrendo uma reação química? Qual? Responda tudo isso no item 4.2 do roteiro. QUÍMICA GERAL EXPERIMENTAL 35 2. Faça uma bolinha fofa de bombril e mergulhe-a em um béquer contendo aproximadamente 5 mL de solução de sulfato de cobre (II) pentaidratado. Aguarde alguns minutos e observe se há evidências de reação química. Continue observando até o final da aula para responder as questões do item 4.3 do roteiro. 3. Coloque 1 mL de solução de NaOH 0,1 mol/L em um tubo de ensaio. Em outro, coloque 1 mL de solução de HCℓ 0,1 mol/L. Derrame, aos poucos, o HCℓ sobre o NaOH, até perceber que a reação terminou. Há evidências de que esteja ocorrendo uma reação química? Responda no item 4.4 do roteiro. 4. Coloque 1 mL de solução de NaOH 0,1 mol/L em um tubo de ensaio e junte a ela, com agitação, 4 gotas do indicador fenolftaleína. Com o auxílio de uma pipeta graduada zerada, acrescente, aos poucos e com agitação, HCl 0,1 mol/L, até perceber que a reação terminou. Há evidência de que esteja ocorrendo uma reação química? É possível perceber agora quando a reação termina? Qual a quantidade de HCl gasta para reagir com 1 mL de NaOH o,1 mol/L? Responda no item 4.5 do roteiro. 5. Promova a seguinte reação na capela e com o exaustor ligado. Coloque num béquer, 1 lentilha de NaOH, usando para isto, espátula de plástico ou de porcelana. Depois disso, avalie sensorialmente a temperatura em que se encontra o béquer. Com o auxílio de um conta-gotas, acrescente ácido clorídrico concentrado sobre a lentilha, até que ela desapareça. Neste momento, avalie novamente a temperatura do béquer. Há evidências de que ocorreu uma reação química? Responda, justifique e escreva a equação química correspondente no item 4.6 deste roteiro. 6. Coloque 1 mL de solução de nitrato de prata 0,1 mol/L em um tubo de ensaio e acrescente, aos poucos e com agitação, 1 mL de solução de cloreto de sódio 0,1 mol/L. Centrifugue e observe. Responda as questões no item 4.7 do roteiro. 7. Coloque 1 mL de solução de sulfato de cobre (II) pentaidratado 0,2 mol/L em um tubo de ensaio e acrescente, aos poucos e com agitação, 2 mL de solução de hidróxido de sódio 0,1 mol/L. Deixe em repouso na estante para tubos de ensaio e observe até o final da aula. Responda as perguntas no item 4.8 do roteiro. 4. EXERCÍCIOS: 4.1. Com o aquecimento das substâncias sólidas no item 3.1, houve transformação física ou transformação química? Justifique. Caso tenha ocorrido transformação química pesquise as equações. Complete o quadro abaixo: QUÍMICA GERAL EXPERIMENTAL 36 4.2. a) Composição química do comprimido de SONRISAL: b) Qual a evidência de que está ocorrendo reação química? c) Consulte a literatura e escreva a equação correspondente à reação química que é evidenciada. 4.3. a) Qual a cor da solução de sulfato de cobre (II) pentaidratado? b) Qual a cor das bolinhas de bombril? c) Consulte a literatura e escreva a equação correspondente à reação química que é evidenciada. 4.4. a) Qual a evidência de que está ocorrendo reação química? b) Como saber se a reação chegou ao final? 4.5. a) Quais as evidências de que ocorreu uma reação química? b) Escreva a equação correspondente. c) Qual a quantidade de HCl usada para reagir com os 1 mL de NaOH? Que se pode concluir disso? 4.6. a) Quais as evidências de que ocorreu uma reação química? b) Escreva a equação correspondente. QUÍMICA GERAL EXPERIMENTAL 37 4.7. a) Quais as evidências de que ocorreu uma reação química? b) Escreva a equação correspondente. 4.8. a) Quais as evidências de que ocorreu uma reação química? b) Escreva a equação correspondente. Referências bibliográficas • QUAGLIANO, J. V. & VALLARINO, L. M., Química, trad. Ainda Espínola, Rio de Janeiro, Guanabara Dois, 1970. • BRADY, J. E. & HUMISTON, G. E., Química Geral, 2ª ed., Rio de Janeiro, LTC, 1986. • SILVA, R. R., BOCCHI,N. & ROCHA FILHO, R. C., Introdução à Química Experimental, McGraw- Hill, São Paulo, 1990. • PEQ – PROJETOS DE ENSINO DE QUÍMICA. Experiências de Química. São Paulo. Ed. Moderna, 1979. • RUSSEL, J. B., Química Geral. Tradução de Divo Leonardo Sanioto et ali. São Paulo, Mc Graw- Hill, 1982. • ALMEIDA, P. G. V., Química Geral (Práticas fundamentais). 3ª ed. Viçosa: Editora UFV. 1998. • LEE, J. D., Química Inorgânica não tão concisa. Tradução 5ª edição inglesa. São Paulo, Editora Edgard Blucher Ltda., 1999. QUÍMICA GERAL EXPERIMENTAL 38 EXPERIMENTO 06: TESTE DE CHAMA 1. OBJETIVOS Identificação de alguns metais alcalinos e alcalinos terrosos pela cor emitida na chama de um bico de gás. 2.MATERIAIS E REAGENTES Materiais Reagentes Bico de Bunsen Béquer de 250 mL Termômetro (-10 a 110°C) Fio de Níquel – Cromo HCℓ Concentrado Água Soluções aquosas de: LiF, NaCl, KCl, CaCl2, SrCl2, BaCl2 e CuSO4 3. PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL: 3.1.1. USO DOBICO DE BUNSEN a. Acendendo o Bico de Bunsen 1. Feche a válvula de controle do gás do bico de Bunsen. 2. Conecte o tubo de gás no orifício do queimador. 3. Conecte o tubo no distribuidor de gás. 4. Abra o distribuidor de gás (neste momento nenhum gás deve estar na sala). Como a válvula de controle no bico de Bunsen é lentamente aberta acenda um palito de fósforo ou isqueiro próximo ao tubo de saída do queimador. Ocasionalmente o gás apagará o fósforo. Se o palito for apagado feche a válvula de controle enquanto um novo palito é aceso. b. Ajustando o Bico de Bunsen 1. Ajuste a altura da chama abrindo ou fechando a válvula de controle de gás. A chama apropriada será a menor chama necessária para executar a tarefa. Uma chama que tem em torno de 5 a 8 cm de altura é suficiente para a maioria das tarefas no laboratório. 2. Ajuste o controle de ar até que a chama do bico esteja azul e contenha dois ou mais cones distintos. Chamas amarelas são resultados de pouco oxigênio na mistura gasosa. O fluxo de oxigênio pode ser incrementado (ou reduzido) na mistura do gás ajustando o controlador da entrada de ar. Nota: quando ajustar a entrada de ar, tome cuidado para não extinguir a chama ou desrosquear completamente o tubo do bico. 3. Gire o anel inferior para um lado e para o outro. Observe a chama com o anel. Com o anel fechado a chama se assemelha com uma lamparina, já com o anel aberto se parece com a chama de um fogão a gás. Responda as questões abaixo: Qual a função do anel? Em que situação o combustível é queimado totalmente? c. Apagando a Chama Apague a chama na ordem inversa na qual ela foi acesa. 1. Feche a válvula de controle do bico de Bunsen. 2. Feche a válvula do distribuidor. Desligue o gás no distribuidor. Certifique-se de fechar completamente o fornecedor de gás para prevenir o acúmulo de metano no laboratório - uma faísca e há uma explosão perigosa. QUÍMICA GERAL EXPERIMENTAL 393.2.1. TESTE DE CHAMA 1. Mergulhe o fio de níquel-cromo no ácido clorídrico concentrado e a seguir leve-o a zona redutora da chama, que pode ser observada na Figura 1. Repita esta operação até que o fio, perfeitamente limpo, não mais transmita coloração à chama. Figura 1. Partes de um bico de gás e regiões da chama. 2. Mergulhe o fio de níquel-cromo em uma das soluções saturadas, e leve-o à zona oxidante da chama. Observe a cor da chama e anote no quadro de resultados. Repita o procedimento anterior até que você tenha utilizado todas as soluções propostas neste experimento. Tabela 1. Espectro contínuo das radiações eletromagnéticas na região do visível. QUÍMICA GERAL EXPERIMENTAL 40 4. RESULTADOS 5. BIBLIOGRAFIA SILVA, R. R.; BOCCHI, N.; ROCHA FILHO, R. C., Introdução à Química Experimental. São Paulo, McGraw-Hill, 1990. VOGEL, A. I., Química Qualitativa. Trad. De Antonio Gimeno. 5 ed, São Paulo, Mestre Jou, 1981. QUÍMICA GERAL EXPERIMENTAL 41 EXPERIMENTO Nº 07: TESTE DE CONDUTIVIDADE DOS MATERIAIS 1. OBJETIVO Observar a condutividade de diferentes materiais e agrupá-los conforme suas propriedades. 2. PARTE EXPERIMENTAL 2.1. Materiais utilizados: -condutivímetro; - testador de condutividade; - 8 béqueres. 2.2. Substâncias utilizadas: 1- Cloreto de sódio (NaCℓ); 5- Sulfato de cobre (CuSO4); 2- Ácido clorídrico (0,1M); 6- ácido sulfúrico (0,1M); 3- Sacarose (C12H22O11); 7- Prego; 4- Etanol; 8- Placa de zinco. 2.3 – Procedimento: 1. Numere os 08 béqueres; 2. Coloque em cada um dos béqueres uma quantidade de cada reagente; 3. Utilizando o testador de condutividade elétrica faça o teste em cada uma das substâncias sólidas e anotar os resultados observados na Tabela. 4. Adicionar água destilada nos béqueres contendo sólidos em pó (1, 3 e 5) agitando um pouco a mistura. 5. Utilizando o condutivímetro realize o teste de condutividade para os béqueres contendo soluções aquosas e anotar os resultados obtidos na Tabela . Preencher a Tabela abaixo : Reagentes Material puro conduz eletricidade? Material líquido conduz eletricidade? Condutividade do material dissolvido/misturad o em água (μs/cm) 1- Cloreto de sódio Sim Não Sim Não 2- Ácido clorídrico Sim Não Sim Não 3- Sacarose Sim Não Sim Não 4- Etanol Sim Não Sim Não 5 - Sulfato de cobre Sim Não Sim Não 6 – Ácido Sulfúrico Sim Não Sim Não 7 - Prego Sim Não Sim Não xxxxxxxxxxxxxx 8 – Placa de zinco Sim Não Sim Não xxxxxxxxxxxxxx QUÍMICA GERAL EXPERIMENTAL 42 3. Questionário (responder e entregar na próxima aula de laboratório) 1. Agrupe os metais em grupos: GRUPO 1: substâncias que conduzem corrente elétrica no estado líquido mas não no estado sólido; GRUPO 2: materiais que conduzem corrente elétrica no estado sólido; GRUPO 3: materiais que não conduzem corrente elétrica no estado sólido e nem no líquido. 2. Explique o porquê de cada resultado observado (ou seja, por que cada grupo apresentou o resultado observado). 3. Por que os ácidos apresentaram o resultado observado. 4. REFERÊNCIA MAIA, D. Práticas de Química para Engenharias. Campinas, SP: Editora Átomo, 2008. QUÍMICA GERAL EXPERIMENTAL 43 EXPERIMENTO Nº 08: DESTILAÇÃO SIMPLES 1. OBJETIVO Efetuar a destilação de uma solução de cloreto de sódio, NaCℓ, 5%. 2. PARTE EXPERIMENTAL 2.1. Procedimento: Destilar uma solução de NaCℓ 5%, testar a condutividade do destilado bem como testar com solução de AgNO3 0,1 mol/L. 3. Questionário (responder e entregar na próxima aula de laboratório) 1. Em que se baseia o princípio da destilação simples e em que tipos de amostra ela pode ser usada? 2. Por que a entrada de água é feita na extremidade final do condensador? 3. Equacione a reação do NaCℓ com AgNO3. 4. O que ocorreu ao testar o destilado (com o condutivímetro e com AgNO3) o que pode ser concluído? De acordo com o teor de sua conclusão sugira uma forma de contornar o fato observado. 5. Qual a função das pedras de ebulição? 6. Cite e comente um exemplo prático (a nível industrial) do uso da destilação (simples ou fracionada). QUÍMICA GERAL EXPERIMENTAL 44 EXPERIMENTO Nº 09: POLARIDADE MOLECULAR E SOLUBILIDADE DE SUBSTÂNCIAS 1. OBJETIVO Distinguir substâncias polares de apolares. Verificar a solubilidade de alguns compostos. 2. INTRODUÇÃO Polaridade é o deslocamento do par eletrônico da ligação devido à diferença de eletronegatividade entre os átomos, dando origem à formação de cargas entre esses átomos. Logo, uma molécula é polar quando apresenta uma região com maior densidade de carga positiva e outra com maior carga negativa, estando essas regiões da molécula separadas por uma certa distância. As moléculas que não apresentam essas regiões de cargas opostas são apolares ou não polares, ou seja, não formam dipolos eletrônicos. No caso de moléculas diatômicas, aquelas que envolvem átomos iguais serão apolares e aquelas que envolvem átomos diferentes serão polares (desde que haja diferença de eletronegatividade entre os átomos). Já as moléculas poliatômicas (com mais de dois átomos) serão apolares aquelas em que a soma dos vetores referentes às ligações for igual a zero e serão polares aquelas em que a soma desses vetores for diferente de zero. As substâncias iônicas são as formadas por íons, ou seja, são os compostos que apresentam partículas com carga elétrica positiva (cátions) e partículas com carga elétrica negativa (ânions). Estas partículas são ligadas entre si por forças de natureza elétrica (é a força de Coulomb). Interações Intermoleculares são forças de atração entre os pólos opostos de moléculas diferentes. As mais importantes são: Interação dipolo permanente-dipolo permanente (que ocorre entre moléculas polares), Interação dipolo instantâneo-dipolo induzido (Ou Forças de London - que ocorre entre moléculas apolares, que por indução polarizam sua nuvem eletrônica, criando um dipolo momentâneo, o que provoca certa atração entre as moléculas) e Ligação de Hidrogênio (é uma atração dipolo-dipolo muito forte que ocorre quando o hidrogênio está ligado covalentemente a um elemento eletronegativo muito pequeno, como o F, O e N). Ação de Campos Elétricos: as moléculas polares são desviadas por ação de campos elétricos e as apolares não são desviadas. O processo de Dissolução: Tanto no estado sólido como no estado líquido, as moléculas (ou íons) são mantidas unidas umas as outras por meio de vários tipos de forças intermoleculares. Durante o processo de dissolução de um composto (sólido ou líquido), denominado soluto, em um líquido, denominado solvente, as interações soluto-soluto e solvente-solvente são substituídas por interações soluto-solvente. Em resumo: substâncias que exibem forças de atrações intermoleculares semelhantes tendem a ser solúveis umas nas outras.
Compartilhar