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CURSO: LICENCIATURA EM QUÍMICA – S2 DISCIPLINA: LABORATÓRIO DE QUÍMICA GERAL PROFESSOR: LEE MARX GOMES DE CARVALHO CALIBRAÇÃO DE EQUIPAMENTOS VOLUMÉTRICOS AUTORA: CAMILA MARIA DO NASCIMENTO ARACATI MARÇO - 2019 RESUMO . Palavras chaves: SUMÁRIO 1. INTRODUÇÃO Uma solução é uma mistura homogênea de duas ou mais substâncias. O soluto é a substância presente em menor quantidade e o solvente é a substância presente em maior quantidade. Uma solução pode ser gasosa (como o ar), sólida (como uma liga metálica) ou líquida (água do mar, por exemplo) (Chang, 2013). Em reações de combinação, duas ou mais substâncias reagem para formar um produto. Por exemplo, o magnésio metálico brilha intensamente ao ser queimado, produzindo o óxido de magnésio. Essa reação é utilizada para produzir a chama brilhante gerada por foguetes de sinalização e alguns fogos. Em uma reação de decomposição, uma substância sofre uma reação produzindo duas ou mais substâncias. Por exemplo, muitos carbonatos de metais, quando aquecidos, decompõem-se para formar óxidos de metal e dióxido de carbono. Reações de combustão são reações rápidas que produzem uma chama. A maioria das reações de combustão que observamos envolve o O2 presente no ar como reagente (Brown, 2016). Para duas substâncias reagirem quimicamente, é necessário que: a) suas moléculas sejam postas em contato do modo mais eficaz possível. É por isso que uma reação no estado gasoso é, em geral, mais fácil e rápida que no estado líquido; e neste, em geral, mais fácil e rápida que no estado sólido. Entre sólidos a reação é normalmente muito difícil, pois falta “contato” entre suas moléculas; daí, o costume de “pulverizar” os reagentes sólidos, ou o que é, em geral, melhor: procurar dissolver os sólidos na água ou em outro solvente apropriado; b) os reagentes tenham uma certa afinidade química, ou seja, uma certa tendência a reagir. Embora seja fácil constatar que existem reagentes mais reativos e outros menos reativos, devemos avisar que o estudo da reatividade e da afinidade química é bastante complexo. Entretanto, para as reações comuns, podemos indicar certos critérios que permitem prever quais serão os produtos formados, a partir de determinados reagentes (Freire, 2004). A adição de solutos a solventes pode originar três tipos de sistemas – soluções, suspensões e colóides. A diferença fundamental entre uma solução e uma suspensão é o tamanho das partículas dispersas. Existem também misturas cujas partículas dispersas são muito menores do que aquelas que podem ser vistas a olho nu, mas muito maiores que moléculas individuais. Tais partículas são denominadas partículas coloidais e, em água, formam os colóides ou suspensões coloidais. O tamanho das partículas de um colóide permite-lhes atravessar um filtro, mas não uma membrana semipermeável. Essas partículas são suficientemente grandes para refletir e dispersar a luz. Essa dispersão da luz é conhecida pelo nome de efeito Tyndall (Usberco, 2002). Um dos tipos mais comuns de reações que ocorrem em solução aquosa é a reação de precipitação, que é caracterizada pela formação de um produto insolúvel, ou precipitado. Um precipitado é um sólido insolúvel que se separa da solução. As reações de precipitação envolvem geralmente compostos iônicos (Chang, 2013). 1.1 OBJETIVO Aplicar os princípios básicos sobre reações químicas. Reconhecer na prática os conceitos de massa de fórmula, massa molecular e mol, e mostrar a relação entre eles. Comprovar algumas leis da química. Efetuar cálculos estequiométricos e utilizar as unidades de concentração. Utilizar evidências experimentais para concluir sobre a ocorrência de reações químicas; Reconhecer tipos de precipitados; Sintetizar pigmentos inorgânicos por reações de precipitações em meio aquoso. 2. PARTE EXPERIMENTAL Foram utilizados os seguintes materiais e reagentes na prática realizada no Laboratório de Química do IFCE Campus Aracati: 2.1 MATERIAS E REAGENTES Tubos de ensaio Estante de tubos de ensaio pipetas graduadas 2.2 PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL 2.2.1 MUDANÇA DE COR 1. Misturou-se em um tubo de ensaio, as soluções Permanganato de sódio (0,1 g/L) e uma solução de açúcar. Observou-se os reagentes antes e após a mistura. Anotou-se todas as observações; 2. Colocou-se 1 mL em um tubo de ensaio as soluções nas seguintes ordem 1º CaCl2 (0,1 g/L), 2º fenolftaleína anotou-se a cor da mistura, logo em seguida adicionou-se NaOH; 3. Misturou-se em um tubo de ensaio, as soluções 0,2 mol/L de CuSO4 e 0,2 mol/L de Fe2(SO4)3. Observou-se os reagentes antes e após a mistura. Anotou-se todas as observações; 4. Repitiu-se o procedimento 03 com CuSO4 0,2 mol/L e NH4OH 0,3 mol/L. 2.2.2 TIPOS DE PRECIPITADOS Observou-se e comparou-se os precipitados obtidos com os sistemas abaixo, deixou-se de lado enquanto prossegue antes e após a mistura. Anotou-se todas as observações. 1ª Reação: Misturou-se em um tubo de ensaio, as soluções HCl (1 mol/L) + AgNO3 (0,1 mol/L); 2ª Reação: Misturou-se em um tubo de ensaio, as soluções BaCl2 (0,1 mol/L) + H2SO4 (1 mol/L); 3ª Reação: Misturou-se em um tubo de ensaio, as soluções MgCl2 (1 mol/L) + NaOH (3 mol/L); 4ª Reação: Misturou-se em um tubo de ensaio, as soluções Na2S2O3 (0,1 mol/L) + H2SO4 (1 mol/L). 2.2.3 LIBERAÇÃO DE GÁS Adicionou-se em um tubo de ensaio, e observaram-se as mudanças ocorridas nas reações a seguir: 1ª Reação: NaHCO3 (0,1 mol/L) + HCl (1 mol/L); 2ª Reação: Mg(s) + HCl (1 mol/L). 2.2.4 PROPRIEDADES QUÍMICAS DE UM COMPOSTO Realizou-se uma série de testes para analisar as propriedades químicas de sulfato de cobre (CuSO4), dicromato depotássio (K2Cr2O7), cloreto de magnésio (MgCl2), hidróxido de sódio (NaOH) e carbonato de sódio (Na2CO3) com os reagentes ácido sulfúrico (H2SO4) e hidróxido de amônio (NH4OH) procedendo-se de acordo com os itens abaixo. 1. Adicionou-se 1 mL de cada uma das substâncias que serão investigadas, cada uma em um tudo de ensaio e acrescentou-se a todas 1 mL de H2SO4 (1 mol/L). 2. Adicionou-se 1 mL de cada uma das substâncias que serão investigadas, cada uma em um tudo de ensaio e acrescentou-se a todas 1 mL de NH4OH (3 mol/L). Verificaram-se as mudanças ocorridas. 3. RESULTADOS E DISCUSSÕES 3.1 Mudança de cor KMnO4 + C12H22O11 → K2CO3 + MnO2 + CO2 + H20 Ao misturar-se Permanganato de potássio (KMnO4) e açúcar (C12H22O11) obteve-se uma molécula de carbonato de potássio (K2CO3 ), uma de dióxido de manganês (MnO2 ), uma de dióxido de carbono (CO2 ) e uma de água (H20) CaCl2 + fenolftaleína ( C20H14O4) Um indicador ácido-base muda de cor com o pH porque ele é um ácido fraco que tem uma cor uma forma de ácido e outra na forma de base conjugada. Um indicador comum é a fenolftaleína. A forma do ácido desta molécula orgânica é incolor e a forma da base conjugada é cor-de-rosa. A estrutura da forma básica da fenolftaleína permite que os elétrons se delocalizam pelos três anéis semelhantes ao benzeno e o aumento de delocalização é, em parte, a causa da mudança de cor (Atkins, 2012). Para a fenolftaleína o intervalo de pH (zona de transição) é de 8,2 a 10,0 onde ocorre uma mudança de cor de incolor para vermelho. O CaCl2 (cloreto de cálcio) é um sal de ácido forte (HCl) e uma base forte por esse motivo ocorreu a mudança de cor de incolor para roxo. CuSO4 + 2 NH4OH → (NH4)2SO4 + Cu(OH)2 Para a mistura de reagente Sulfato de Cobre e hidróxido de amônio observou-se a formação dos seguintes produtos: sulfato de amônio ((NH4)2SO4) e hidróxido de cobre (II). Não se notou nenhuma mudança significativa após a reação. CuSO4 + Fe2(SO4)3 Para os regentes Sulfato de Cobre e Sultato Ferroso Amonialcal não foi observado nenhum tipo de mudança visível. O fato de não ser notado quase nenhuma mudança em algumas reação podeser explicado pela baixa concentração dos reagentes ou imperícia dos analistas ao conduzir com a análise. Na tabela 01 são dispostos os resultados obtidos na primeira parte das análises. Reação Antes Depois Permanganato de potássio + açúcar Rosa Rosa claro CaCl2 + fenolftaleína ( C20H14O4) Incolor Roxo CuSO4 + Fe(NH4)2 (SO4)2.6H2O Azul Azul claro CuSO4 + NH4OH Azul claro Azul claro Tabela 01. Resultados obtidos nas reações de mudança de cor. 3.2 Tipos de precipitado Reações de precipitação ocorrem quando pares de íons com cargas opostas se atraem tão fortemente que formam um sólido iônico insolúvel. Essas reações são muito comuns no oceano, e até mesmo nos respiradouros (Brown, 2016). HCl + AgNO3 → HNO3 + AgCl Ocorreu uma reação de dupla troca onde o nitrato de prata (sal) e o ácido clorídrico reagiram-se formando ácido nítrico e cloreto de prata. O cloreto de prata (AgCl) forma um sólido, observado como precipitado. BaCl2 + H2SO4 → BaSO4 + 2 HCl MgCl2 + 2 NaOH → Mg(OH)2 + 2 NaCl H2S2O4 + H2SO4 → Na2S2O3 + H2O + SO2 Reação Antes Depois Formou precipitado? Tipo de reação Tempo da reação HCl + AgNO3 Incolor Branco Sim Endotérmica Imediata BaCl2 + H2SO4 Incolor Branco Sim Endotérmica Imediata MgCl2 + NaOH Incolor Branco gelatinoso Sim Endotérmica Imediata Na2S2O3 + H2SO4 Branco Esverdeado Não Endotérmica Lenta 3.3 Liberação de Gás NaHCO3 + HCl → NaCl + H2O + CO2 Mg + 2HCl → MgCl2 + H2 Reação Houve liberação de gás? Tipo de reação Tempo da reação NaHCO3+HCl Não Endotérmica Imediata Mg+HCl Sim Exotérmica Imediata 3.4 Propriedades químicas de um composto Antes H2SO4 CuSO4 Azul Azul K2Cr2O7 Laranja Laranja MgCl2 Incolor Incolor* NaOH Incolor Incolor Na2CO3 Incolor Incolor * Liberação de gás CuSO4 + H2SO4 → CuO3 + 2 SO2 + H2O K2Cr2O7 + H2SO4 → 2CrO3 + K2SO4 + H2O H2SO4 + MgCl2 → MgSO4 + 2 HCl 2 NaOH + H2SO4 → Na2SO4 + 2 H2O Na2CO3 + H2SO4 → H2O + CO2 + Na2SO4 Antes NH4OH CuSO4 Azul claro Azul escuro* K2Cr2O7 Laranja Laranja MgCl2 Incolor Esverdeado NaOH Incolor Branco Na2CO3 Incolor Incolor * Houve formação de precipitado CuSO4 + 2 NH4OH → [Cu(NH3)2](OH)2 + H2SO4 K2Cr2O7 + 2NH4OH = Cr2O3 + N2 + 2KOH + 4H2O Tipo de reação: dupla troca NH4OH + NaOH(aq) → NH3(g) + H2O(l) + NaOH MgCl2 + NH4OH → NH4Cl2 + MgOH NaCO3 + NH4OH = NaOH + NH4CO3 4. CONCLUSÃO Feito o experimento, ficou claro o conceito de reação química. Ao longo do experimento aprendemos a identificar reações através de mudança de cor.. 5. REFERÊNCIAS BROWN, Theodore L.; LEMAY JUNIOR, H. Eugene; BURSTEN, Bruce E. Química: Ciência central. 9. ed. São Paulo: Pearson Prentice Hall, 2016. CHANG, Raymond. GOLDSBY, Kenneth. Química. 11 ed. AMGH. Porto Alegre, 2013. FREIRE, Ricardo. Química geral. 6 Ed. Moderna, São Paulo, 2004. ATKINS, P.; JONES, L. Princípios de química: questionando a vida moderna e o meio ambiente. 5ª Ed. Bookman. Porto Alegre, 2012. USBERCO, João.; SALVADOR, Edgard. Química – volume único. 5 ed. São Paulo: Saraiva, 2002. 6. ANEXOS 6.2 QUESTIONÁRIO
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