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Química Geral e Experimental I Material Teórico Responsável pelo Conteúdo: Prof.ª Me. Marina Garcia Resende Braga Revisão Textual: Prof. Esp. Claudio Pereira do Nascimento Química Experimental: Noções Básicas de Segurança e Técnicas Utilizadas em Laboratório • Introdução; • Noções Básicas de Segurança em Laboratório; • Simbologia de Risco de Produtos Químicos; • Incêndios – Classes e como Combatê-los; • Equipamentos de Laboratório; • Exemplos de Experimentos; • Relatório de um Experimento. · Apresentar conceitos importantes de química experimental, como práticas de segurança em laboratórios de química. OBJETIVO DE APRENDIZADO Química Experimental: Noções Básicas de Segurança e Técnicas Utilizadas em Laboratório Orientações de estudo Para que o conteúdo desta Disciplina seja bem aproveitado e haja maior aplicabilidade na sua formação acadêmica e atuação profissional, siga algumas recomendações básicas: Assim: Organize seus estudos de maneira que passem a fazer parte da sua rotina. Por exemplo, você poderá determinar um dia e horário fixos como seu “momento do estudo”; Procure se alimentar e se hidratar quando for estudar; lembre-se de que uma alimentação saudável pode proporcionar melhor aproveitamento do estudo; No material de cada Unidade, há leituras indicadas e, entre elas, artigos científicos, livros, vídeos e sites para aprofundar os conhecimentos adquiridos ao longo da Unidade. Além disso, você também encontrará sugestões de conteúdo extra no item Material Complementar, que ampliarão sua interpretação e auxiliarão no pleno entendimento dos temas abordados; Após o contato com o conteúdo proposto, participe dos debates mediados em fóruns de discus- são, pois irão auxiliar a verificar o quanto você absorveu de conhecimento, além de propiciar o contato com seus colegas e tutores, o que se apresenta como rico espaço de troca de ideias e de aprendizagem. Organize seus estudos de maneira que passem a fazer parte Mantenha o foco! Evite se distrair com as redes sociais. Mantenha o foco! Evite se distrair com as redes sociais. Determine um horário fixo para estudar. Aproveite as indicações de Material Complementar. Procure se alimentar e se hidratar quando for estudar; lembre-se de que uma Não se esqueça de se alimentar e de se manter hidratado. Aproveite as Conserve seu material e local de estudos sempre organizados. Procure manter contato com seus colegas e tutores para trocar ideias! Isso amplia a aprendizagem. Seja original! Nunca plagie trabalhos. UNIDADE Química Experimental: Noções Básicas de Segurança e Técnicas Utilizadas em Laboratório Introdução Um dos melhores lugares para aprender e realizar vários experimentos de Química é o laboratório. No entanto, para fazer bom uso dele, é necessário que você tenha vários conceitos importantes em mente, desde os principais equipamentos utilizados até questões de segurança. Nesta unidade, você terá a oportunidade de entrar em contato com estes conceitos e conhecer um pouco melhor como funciona um laboratório de Química. Vamos lá? Noções Básicas de Segurança em Laboratório Ao entrar em um laboratório de química, você deve seguir as seguintes regras principais: 1. Não faça brincadeiras dentro de um laboratório de química. Todos os experimentos devem ser feitos com muita seriedade, pois qualquer negligência pode levar à ocorrência de acidentes perigosos; 2. Tome cuidado ao manusear os equipamentos e compostos em geral, principalmente substâncias tóxicas e corrosivas. É preciso realizar cursos especiais para manusear estas substâncias; 3. Sempre que tiver qualquer dúvida, peça auxílio ao professor ou técnico responsável; 4. Cuidado ao manusear equipamentos quentes. Sempre use luvas específicas e, caso tenha que mantê-los aquecidos, deixe um recado para que outras pessoas não os peguem e se queimem sem querer; 5. Sempre use uma roupa específica para trabalhar em laboratório. Geralmente, é necessário um jaleco. Dependendo do experimento, óculos e luvas também podem ser necessários; 6. Jamais fume dentro de um laboratório; 7. Evite fazer refeições no laboratório; 8. Nunca prove nenhuma solução que vir no laboratório. Para saber o que há nela, faça outro tipo de experimento; 9. Também não cheire diretamente nenhuma substância ou solução. Com a mão, leve um pouco de vapor da substância até o nariz. 10. Toque sem luvas apenas as substâncias que forem autorizadas pelo professor ou técnico; 11. Observe como ocorre o descarte de substâncias no laboratório. Respeite as regras. Nunca jogue nada diretamente na pia ou em lixo comum; 8 9 12. Caso haja algum acidente, comunique imediatamente ao técnico ou professor responsável; 13. Cuidado ao aquecer líquidos, pois podem haver explosões; 14. Lave todo o material que utilizar e separe bem os materiais sujos dos limpos, de acordo com as regras de cada laboratório; 15. Mantenha por perto telefones e contatos de emergência. Importante! Acima de tudo, atente-se sempre às regras de segurança fornecidas em cada laboratório e tenham sempre muito cuidado nestes ambientes. Importante! Simbologia de Risco de Produtos Químicos Caso observe algum dos símbolos a seguir em frascos ou em outros lugares dentro do laboratório, tenha cuidado. Veja o que cada um significa. Tóxico ou altamente tóxico – caso veja este símbolo, tome muito cuidado, pois a substância pode causar séria intoxicação. Caso haja algum acidente com esse tipo de substância, vá direto ao médico. Inflamável – neste caso, o símbolo indica que a substância se inflama (popularmente, pega fogo) facilmente, o que pode levar a incêndios. Muito cuidado ao manusear estas substâncias. Explosivo – estes tipos de substâncias facilitam a ocorrência de combustão e devem ser guardadas longe de substâncias inflamá- veis, pois o contato das duas pode levar a explosões e incêndios. Corrosivo – são substâncias que apresentam riscos de corrosão, tanto a materiais quanto à própria pele humana. Devem ser ma- nuseadas adequadamente e com muito cuidado. Figuras 1 a 4 Fonte: Adaptado de iStock/Getty Images 9 UNIDADE Química Experimental: Noções Básicas de Segurança e Técnicas Utilizadas em Laboratório O diagrama de Hommel (também chamado de diamante de segurança, perigo ou risco) exprime graus de periculosidade relacionados à riscos à saúde, inflamabilidade, reatividade e outros riscos específicos. É representado por um losango dividido em quatro quadrados de diferentes cores, cada qual representando um risco diferente. Está representado na Figura 6. Figura 6 – Diagrama de Hommel Fonte: Acervo do Conteudista Cada quadrado pode ser preenchido com um número de 0 a 4, dependendo do produto químico. As cores e números seguem a seguinte classificação (VAL et al., 2008): • Azul – riscos à saúde 0 = Não apresenta risco à saúde ou apresenta um risco mínimo. 1 = Perigo leve. 2 = Perigo moderado. 3 = Muito perigoso. 4 = Letal. • Vermelho – Inflamabilidade 0 = Substâncias não-inflamáveis. 1 = Se aquecidos, tornam-se combustíveis. 2 = Ponto de fulgor entre 38°C e 98°C. Radioatividade – símbolo que indica materiais radioativos ou de- pósito dos mesmos. Não fique muito tempo perto de substâncias que apresentem essa simbologia. Figura 5 Fonte: iStock/Getty Images 10 11 3 = Ponto de fulgor menor que 38°C. 4 = Produto muito inflamável. • Amarelo – Reatividade 0 = Material estável, não reage à temperatura ambiente. 1 = Em contato com a água pode reagir, mas de forma moderada. 2 = Reage com a água de forma violenta. 3 = Reage ao contato com água, choques ou calor. 4 = À temperatura ambiente, é explosivo. • Branco – Riscos específicos Air = reage em contato com o ar. OXY = produto oxidante. P = produto polimerizável. PO = peroxidável. Importante! Segundo Dufrayer e Carrim (2014, p. 2), “o ponto de fulgor (...) estabelece a temperatura mínima das substâncias que emitem vapores infl amáveis. O Ponto de Fulgoré o parâmetro mais importante utilizado para determinar o potencial dos perigos de fogo ou explosão de um líquido.” Trocando ideias... Incêndios – Classes e como Combatê-los O perigo de ocorrência de incêndios é relativamente alto em laboratórios de química, principalmente devido à quantidade de substâncias que podem provocá- los. De acordo com o Corpo de Bombeiros do Estado de São Paulo, existem quatro classes de incêndios: • Classe A: combustíveis sólidos – madeira, papel, pano, borracha; • Classe B: líquidos inflamáveis – gasolina, álcool, óleos, entre outros; • Classe C: equipamentos elétricos – motores, computadores, etc.; • Classe D: metais combustíveis – metais combustíveis pirofóricos como zinco e sódio, por exemplo. Para cada classe, existe um extintor correspondente, conforme a Tabela 1. 11 UNIDADE Química Experimental: Noções Básicas de Segurança e Técnicas Utilizadas em Laboratório Tabela 1 – Classes de incêndio e tipo de extintor específico Classe de incêndio Tipo de extintor Classe A Extintor de água Classe B Extintor de pó químico seco Classe C Extintor que contém CO2 Classe D Extintor específico para cada material Fonte: Corpo de Bombeiros do Estado de São Paulo Para saber mais sobre como combater e o que fazer no caso de incêndios, acesse o seguinte link: https://goo.gl/jXRsJP, desenvolvido pelo Corpo de Bombeiros do Estado de São Paulo.Ex pl or Equipamentos de Laboratório Nesta unidade, conheceremos alguns dos principais equipamentos utilizados em um laboratório de química. Vamos lá? Tubo de ensaio Uma das vidrarias mais utilizadas em laboratório é o tubo de ensaio (Figura 7). Muito usado, principalmente, quando são realizados testes de reações químicas com reagentes em pequenas quantidades. São guardados, geralmente, em estantes específicas, que permitem aos equipamentos permanecerem na posição vertical. Se o equipamento estiver quente, pode ser utilizada uma pinça de madeira para movimentá-lo, assim evita-se a ocorrência de queimaduras nas mãos. Figura 7 – Diversos tubos de ensaio Fonte: pixabay.com 12 13 Balões Existem diversos tipos deste equipamento em um laboratório de química. A Figura 8 mostra vários balões do tipo volumétricos. Este balão é utilizado quando é necessária uma maior precisão no volume da solução. Muito utilizado em diluições e na preparação de soluções diversas. Outros tipos de balões presentes em laboratório são os seguintes (TRINDADE et al., 2013, p. 17): • Balão de fundo chato: utilizado para preparação de soluções, aquecimento e armazenamento de substâncias líquidas; • Balão de destilação: como o próprio nome já diz, é utilizado quando há pro- cessos de destilação, possuindo uma saída lateral; • Balão de fundo redondo: usos semelhantes aos do balão de fundo chato, inclusive utilizado em reações nas quais há desprendimento de gases. Figura 8 – Balões volumétricos com volumes diversos Fonte: Wikimedia Commons Béquer O béquer (Figura 9), assim como o tubo de ensaio, é bastante utilizado em laboratórios de química. Pode ser utilizado para o preparo de soluções, dissoluções, reações em pequena escala, misturas etc. Também pode ser utilizado para realizar medições, no entanto, a precisão é muito pequena. Para misturar soluções, geralmente utiliza-se um bastão de vidro. 13 UNIDADE Química Experimental: Noções Básicas de Segurança e Técnicas Utilizadas em Laboratório Figura 9 – Béquer Fonte: Wikimedia Commons Erlenmeyer Assim como o béquer, o erlenmeyer (Figura 10) também é utilizado no preparo de soluções. Além disso, também é usado em titulações e armazenamento de soluções e misturas. Figura 10 – Béquer Fonte: Wikimedia Commons 14 15 Placa de Petri A placa de Petri (Figura 11) é um equipamento muito utilizado, principalmente, em laboratórios de bioquímica, para a cultura de microorganismos. É um recipiente achatado, podendo ser de vidro, plástico ou metal. Figura 11 – Placa de Petri de vidro Fonte: Wikimedia Commons Proveta Também chamada de cilindro graduado, a proveta (Figura 12) pode ser usada para medidas aproximadas de líquidos e também transferência de soluções. Sua precisão é menor que a das pipetas. Logo, para medir volumes de líquidos com maior precisão, é preferível o uso das pipetas. Figura 12 – Proveta ou cilindro graduado Fonte: Wikimedia Commons 15 UNIDADE Química Experimental: Noções Básicas de Segurança e Técnicas Utilizadas em Laboratório Bureta Este equipamento possibilita o escoamento e a medição de líquidos. Muito utiliza- da em titulações. A Figura 13 mostra uma bureta colocada na vertical e seu suporte. Figura 13 – Bureta e seu suporte Fonte: Wikimedia Commons Kitasato O Kitasato (Figura 14) é uma vidraria muito utilizada em filtrações à vácuo ou sob pressão reduzida, juntamente com o funil de Büchner. Possui também uma saída lateral. Figura 14 – Kitasato Fonte: Wikimedia Commons 16 17 Pipeta É um instrumento utilizado para medir volumes de líquidos e também os transferir de um recipiente a outro. Existem vários tipos de pipetas: volumétricas (Figura 15), graduadas, automáticas, eletrônicas, entre outras. Pipetas volumétricas são mais precisas que pipetas graduadas. Figura 15 – Pipeta volumétrica Fonte: pixabay.com Funil de Büchner Juntamente com o kitasato, o funil de Büchner (Figura 16) é utilizado em filtra- ções à vácuo ou sob pressões reduzidas. Figura 16 – Funil de Büchner sobre um kitasato Fonte: pixabay.com 17 UNIDADE Química Experimental: Noções Básicas de Segurança e Técnicas Utilizadas em Laboratório Bico de Bunsen O bico de Bunsen (Figura 17) é utilizado para aquecimento em laboratórios de química (TRINDADE et al., 2013, p 17). Para que a chama não atinja diretamente a vidraria e haja perigo de quebrá-la, geralmente utiliza-se um tripé de ferro com uma tela de amianto acima da chama. Esta tela permite que o calor se distribua uniformemente ao longo da mesma. Figura 17 – Bico de Bunsen Fonte: pixabay.com Pisseta A pisseta (Figura 18) é um utensílio utilizado para lavar recipientes, vidrarias e filtros, através de um jato d’água. Geralmente armazena água destilada, mas também pode armazenar outros líquidos como álcool etílico, por exemplo. Figura 18 – Pissetas contendo álcool etílico e água destilada, respectivamente Fonte: Wikimedia Commons 18 19 Agora, observe o rótulo da pisseta que contém álcool etílico, na Figura 18. Nele, há um diagrama de Hommel. Através dele, podemos concluir que o conteúdo da pisseta (álcool etílico, no caso): • Não apresenta riscos significativos à saúde (número 0 na cor azul); • É uma substância relativamente estável (número 0 na cor amarela); • É um líquido inflamável e possui ponto de fulgor menor que 38°C (número 3 na cor amarela). O caráter inflamável do álcool também é indicado pela figura de fogo, logo abaixo do diagrama de Hommel, simbologia que você aprendeu também anteriormente nesta unidade; • Não apresenta nenhuma outra informação especial significativa (sem informações na cor branca). Agora que já conhecemos algumas noções básicas de segurança e os principais equipamentos utilizados em um laboratório de química, vejamos alguns experimentos que podem ser realizados no laboratório ou até mesmo em casa e em sala de aula. Exemplos de Experimentos Geralmente, um roteiro de um experimento a ser realizado em um laboratório de química possui as seguintes etapas principais (TRINDADE et al., 2013): • Objetivos: nesta parte, são apresentados os principais objetivos do experi- mento, a razão pela qual ele está sendo feito; • Introdução teórica: etapa na qual é inserida uma breve introdução sobre o tema principal do experimento; • Materiais e reagentes: são apresentados todos os materiais que serão ne- cessários para realização do experimento, bem como todas as quantidades: volumes, massas etc., de cada um; • Procedimento experimental: nesta parte, são descritas, detalhadamente, to- das as etapas a serem seguidas durante o experimento;• Referências: contém todas as referências bibliográficas utilizadas para o de- senvolvimento do roteiro. Ao final do roteiro, pode ser que também haja um questionário, que você deverá responder. Não se esqueça de anotar tudo o que ocorre em cada etapa do procedimento experimental. Veja, a seguir, dois exemplos de experimentos simples. Exemplo 1: Título: Densidade Objetivos: Verificar quais materiais são mais ou menos densos que a água. 19 UNIDADE Química Experimental: Noções Básicas de Segurança e Técnicas Utilizadas em Laboratório Introdução teórica: A densidade é uma propriedade específica de qualquer substância e se refere à massa da substância sobre o volume que ela ocupa. Geralmente é medida em g/cm3. A introdução teórica pode ser bem maior do que a descrita. Aqui, ela foi resumida apenas para facilitar o entendimento. O mesmo ocorrerá no Exemplo 2. Materiais e reagentes: • 1 béquer de 500 ml; • 300 ml de água; • 3 cubos de gelo; • 1 barra de ferro de 30 g. Procedimento experimental: 1. Coloque os 300 ml de água no béquer. 2. Coloque os 3 cubos de gelo no béquer com a água. Observe e anote o que acontecer. 3. Retire os cubos de gelo da água. 4. Coloque a barra de ferro no béquer com a água. Observe e anote o que acontecer. 5. Retire a barra de ferro da água. 6. Descarte a água na pia e higienize o béquer. Exemplo 2: Título: Fenômenos físicos e fenômenos químicos Objetivos: Verificar se os fenômenos que ocorrem durante o experimento são físicos ou químicos. Introdução teórica: Quando temos um fenômeno físico, não há alteração na composição química da matéria. Quando temos um fenômeno químico, há alteração na composição química da matéria e, geralmente, formação de novas substâncias. Materiais e reagentes: • 2 béqueres de 500 ml • 1 L de água • 100 g de cloreto de sódio (sal de cozinha) • 1 bastão de vidro • 3 comprimidos efervescentes 20 21 Procedimento experimental: 1. Adicione 500 ml de água em cada béquer. 2. Em um dos béqueres, adicione os 100 g de cloreto de sódio e agite a solução com o bastão de vidro. Observe e anote o que acontece. 3. No outro béquer, adicione os 3 comprimidos efervescentes. Observe e anote o que acontece. Questionário: a) Tendo em vista o que ocorreu no béquer com a solução de cloreto de sódio e água, você consideraria este um fenômeno físico ou um fenômeno químico? Justifi que. b) E o que ocorreu com os comprimidos efervescentes na água? Você consideraria um fenômeno físico ou químico? Justifi que. A seguir, veremos as partes principais que devem estar contidas em um bom relatório de um experimento de química. Relatório de um Experimento Para fazer um bom relatório de química, antes de qualquer coisa, você deverá prestar muita atenção em seu experimento. Faça o máximo de anotações e rascu- nhos possíveis, pois isso lhe ajudará muito no momento de desenvolver seu relatório. Um relatório de química deve conter, principalmente: • Capa; • Resumo; • Introdução; • Objetivos; • Materiais e reagentes; • Procedimento experimental; • Resultados e discussão; • Conclusões; • Referências. Geralmente, em artigos científi cos, as etapas “Materiais e reagentes” e “Procedimento ex- perimental” constituem apenas um tópico, denominado “Materiais e Métodos”. Você tam- bém pode juntar as duas etapas e nomear o tópico dessa maneira em seus futuros relatórios. Ex pl or 21 UNIDADE Química Experimental: Noções Básicas de Segurança e Técnicas Utilizadas em Laboratório Você também pode adicionar elementos estruturais opcionais em seu relatório, como: folha de rosto, sumário ou índice, anexos, entre outros. Algumas dicas para escrever um bom relatório de química: • Seja sempre direto, claro e objetivo; • Não expresse opiniões pessoais no relatório; • Sempre baseie suas conclusões e observações em fatos e teorias científicas; • Não se esqueça de fazer as devidas citações (diretas ou indiretas) de acordo com as regras da ABNT. Nunca copie diretamente de uma fonte sem dar os devidos créditos, pois isso pode ser considerado plágio; • Às vezes, você pode obter resultados inesperados, mesmo depois de repetir o experimento várias vezes. Lembre-se que procedimentos experimentais estão sempre sujeitos a erros. Não se esqueça que esta unidade é apenas uma breve introdução à Química Experimental. Para trabalhar em um laboratório é necessário que você faça cursos específicos ou, em casos acadêmicos, esteja sempre sob supervisão de um professor ou técnico responsável. Tenha sempre muita atenção e cuidado! Bons estudos! 22 23 Material Complementar Indicações para saber mais sobre os assuntos abordados nesta Unidade: Leitura Apostila de Química Geral Experimental https://goo.gl/Vdd5Pk Experimentos de Química Geral https://goo.gl/Sn34Rn Manual de Produtos Perigosos http://bit.ly/1VyYd4h Segurança em Laboratório Químico https://goo.gl/xFY4nG 23 UNIDADE Química Experimental: Noções Básicas de Segurança e Técnicas Utilizadas em Laboratório Referências DUFRAYER, C. R.; CARRIM, A. J. I. Modelo teórico para determinação do ponto de fulgor de misturas binárias de solventes orgânicos em água. Revista eletrôni- ca de educação da faculdade Araguaia, Goiânia - GO, v. 6, p. 1-10, 2014. Disponível em: <https://www.fara.edu.br/sipe/index.php/renefara/article/view- File/206/188>. Acesso em: 06 nov. 2017. TRINDADE, Diamantino Fernandes et al. Química básica experimental. 5. ed. São Paulo - SP: Ícone, 2013. 175 p. VAL, A. M. G. do; NASCENTES, C. C.; MACHADO, J. C. Segurança e técnicas de laboratório I. [S.l.: s.n.], 2008. 154 p. Disponível em: <http://www.ufjf.br/ quimicaead/files/2013/09/TecnicasBasicasSegLab_I_final_editora-_130409. pdf>. Acesso em: 12 nov. 2017. 24
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