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DISCIPLINA: Práticas de Química Orgânica Módulo 4: Instrumentos laboratoriais em Práticas Química Orgânica Nome do Professor: Milena Barbosa de Melo Nome da Disciplina: Práticas de química orgânica (FCE) – São Paulo – 2018. Guia de Estudos – Módulo 4: Instrumentos laboratoriais em Práticas Química Orgânica Faculdade Campos Elíseos SUMÁRIO 1. ASPECTOS GERAIS SOBRE INSTRUMENTOS LABORATÓRIAIS 2. INSTRUMENTOS DE LABORATÓRIO 2.1 VIDRARIAS; 2.2 TIPOS DE VIDRARIAS; 2.3 VIDRARIAS DE LABORATÓRIA 2.4 EQUIPAMENTOS DE FERRO 2.5 EQUIPAMENTOS DE OUTROS MATERIAIS 3. MANUSEIO, LIMPEZA E ESTERILIZAÇÃO DE VIDRARIAS 4CONSIDERAÇÕES FINAIS 4. BIBLIOGRAFIA 5. LEITURA COMPLEMENTAR 6. VÍDEOS COMPLEMENTARES 7. QUESTIONÁRIO 8. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS MÓDULO 4: Instrumentos laboratoriais em Práticas Química Orgânica Conversa Inicial Este módulo é voltado para o estudo de tópicos específicos sobre contextos gerais que giram em torno da química experimental. Parte da Química que se preocupa em estudar os aspectos práticos do estudo das substancias, a fim de buscar a compreensão concreta sobre as suas interações. De forma específica, no presente módulo trataremos sobre as considerações gerais que giram em torno da química experimental, nomeadamente, sobre instrumentos de laboratório, cuidados experimentais, e produção de relatórios, dentro outros estudos. Esperamos que você sinta-se contagiado por essa temática tão interessante, e se interesse por expandir seus conhecimentos, aplicando os conceitos básicos da química orgânica como forma de interconectar seus estudos e aprendizados nesse curso! Bons estudos! 1 ASPECTOS GERAIS SOBRE INSTRUMENTOS LABORATÓRIAIS O laboratório de química é um dos locais mais fascinantes e surpreendentes para alguns alunos, principalmente para aqueles que o visitam pela primeira vez. Por meio dele, o aprendizado se dá de forma prática e é mais fácil observar como a Química é útil para o bem-estar da sociedade. A estrutura do Laboratório Apesar do espaço físico limitado, o laboratório conta com uma estrutura que abriga atividades de ensino e pesquisa. Dentre os equipamentos, podemos contar com capelas de exaustão, autoclaves, estufas, geladeiras, entre outros. Além de diversos reagentes, meios de cultura e vidrarias. (Gavett. 2013) Todos os armários possuem identificação sobre seus conteúdos, e alguns deles possuem informações adicionais em seu interior sobre as variedades e quantidades do que abrigam. (Gavett. 2013) Os equipamentos também possuem identificação do laboratório a que pertencem, e identificação da voltagem, assim como nas tomadas em paredes e bancadas. (Gavett. 2013) Nos laboratórios, os profissionais dessa área – professores de química ou de ciências, pesquisadores, químicos industriais, técnicos de nível médio e engenheiros químicos – realizam diversas análises, reações químicas e outros processos que são facilitados por meio do uso de alguns equipamentos, aparelhos e dispositivos criados especialmente para essas atividades. Existem vários tipos de equipamentos presentes em laboratórios de química. É verdade que a qualidade e a quantidade desses aparelhos dependem da instituição e do investimento feito em cada laboratório. 2 INSTRUMENTOS DE LABORATÓRIO 2.1 VIDRARIAS Vidrarias refere-se a uma grande variedade de equipamentos de laboratório que tradicionalmente são feitos de vidro, mas também podem ser plásticos. Em geral são utilizados em análises e experimentos científicos, principalmente nas áreas de química e biologia. Contudo o vidro ainda é muito utilizado devido a sua transparência, resistência ao calor e por ser praticamente um material inerte. (Gavett. 2013) 2.2 TIPOS DE VIDRARIAS Existem no mercado vários tipos de pipetas para descarte de líquidos nos laboratórios químicos, que muitas das vezes não são usados de forma correta, causando, desta forma, erros em sua medição. Este trabalho visa a alertar os laboratórios da importância de se utilizar vidrarias construídas de acordo com as normas de fabricação. Para um técnico experimentado, vidrarias normalizadas são, de maneira geral, mais fáceis e mais rápidas de se medir, uma vez que os métodos de medição já são amplamente conhecidos e as planilhas de cálculo já foram desenvolvidas. (LIMA. 2005) Em uma vidraria não normalizada, a calibração tende a demorar mais, uma vez que o técnico desconhece o manuseio do equipamento e erros sistemáticos, entre outros. Sendo assim, ele deve desenvolver um procedimento de medição e fazer, quando necessário, modificações na planilha de cálculo. São mostradas neste estudo pipetas volumétricas, graduadas ou de tempo especificado. (LIMA. 2005) É preciso frisar a necessidade de se conhecer melhor o instrumento que está sendo usado, e assim, minimizar certos erros cometidos na medição. Será apontada aos técnicos de laboratório a melhor forma de manuseio do equipamento para que se tenha maior confiabilidade nos resultados. O Laboratório de Fluidos do INMETRO está procurando ajudar na melhoria da qualidade dos laboratórios, podendo ser acreditados ou não à rede brasileira de calibração (RBC), eliminando dúvidas acerca de calibração ou uso de pipetas. (LIMA. 2005) Geralmente a vidraria de laboratório apresenta graduações e marcas volumétricas em suas paredes. Essa marcação pode ser de maior ou de menor precisão conforme o tipo de vidraria e sua função. (Gavett. 2013) Em alguns casos, a vidraria não apresenta marcação. As vidrarias também podem apresentar cores e materiais diferenciados: Vidro cristal: vidro de alta qualidade e transparência, geralmente denominado vidro boro que possui maios resistência a choques térmicos, mecânicos e químicos. Vidro âmbar: é o vidro escurecido, utilizado na maioria das vezes para diminuir o efeito da luz no armazenamento de compostos fotossensíveis. Plástico: Atualmente alguns equipamentos estão sendo fabricados com plástico, em sua maioria por razões econômicas, porém sem apresentar muitas das qualidades do vidro. Imagens disponíveis em: https://www.infoescola.com/materiais-de-laboratorio/ Outros materiais: porcelana, borrachas, metais, entre outros também podem ser encontrados entre os materiais que compõem as vidrarias de laboratórios. Além das marcações, da precisão e do tipo de material, a função da vidraria também é determinada pelo seu formato. Alguns equipamentos tem formato específico para algumas vidrarias (ex. algumas mantas aquecedoras), e da mesma forma algumas vidrarias tem formatos específicos para o equipamento (ex. tubos falcon). https://www.infoescola.com/materiais-de-laboratorio/ 2.3 VIDRARIAS DE LABORATÓRIA Disponível em: https://www.infoescola.com/materiais-de-laboratorio/tubos-de-ensaio/ ➢ Balão de fundo chato: dissolve substâncias por meio de agitação, preparando, dessa forma, soluções; aquece líquidos e realiza reações com desprendimento de gases; ➢ Balão de fundo redondo: semelhante ao anterior, mas é usado principalmente em processos de destilação; https://www.infoescola.com/materiais-de-laboratorio/tubos-de-ensaio/ ➢ Balão volumétrico: por possuir uma medida exata de volume ele é usado para diluir e preparar soluções que exigem um volume com maior precisão. Existem vários tamanhos de balões volumétricos, sendo que cada um possui uma única graduação que é mostrada por um traço de aferição no gargalo; ➢ Proveta ou cilindro graduado: usado para medir e transferir líquidos e soluções, sem muita precisão; ➢ Bureta: escoa líquidos e mede volumes com precisão. É usadaprincipalmente em titulações; ➢ Pipeta graduada: mede e transfere volumes pequenos de líquidos e soluções com maior precisão que a proveta. Podem ser volumes variáveis, pois ela possui uma escala; ➢ Pipeta volumétrica: sua função é semelhante à anterior, porém ela é bem mais precisa. Os volumes medidos nela são fixos, pois ela não possui uma escala, mas sim um traço fixo; ➢ Bastão de vidro: é usado para misturar ou agitar soluções; ➢ Funil: usado em filtrações simples; ➢ Béquer: usado para os mais diversos fins, tais como: realizar misturas, reações químicas, dissoluções, ganhar líquidos e soluções. Pode-se até medir volumes pequenos, porém, a precisão é mínima; ➢ Tubo de ensaio: testar reações com pequenas quantidades de reagentes; ➢ Erlenmeyer: usado para preparar e guardar soluções; ➢ Vidro de relógio: é usado para tampar béqueres, para evaporar e para pesar pequenas quantidades de material. 2.4 EQUIPAMENTOS DE FERRO: Disponível em: https://www.infoescola.com/materiais-de-laboratorio/ ➢ Bico de Bunsen: é um aquecedor a gás de produtos não inflamáveis; ➢ Tela de aquecimento: esse trançado de fios de ferro, com um material no centro adequado para aquecimento, é usado exatamente para que o material a ser aquecido não receba diretamente a chama do bico de Bunsen. Além disso, ela tem a função de distribuir o calor para que o equipamento de vidro que está sendo aquecido não quebre; ➢ Tripé: apoio para a tela de amianto e outros equipamentos; ➢ Suporte universal, garras e argolas de ferro: servem para montagem e sustentação de aparelhos de laboratório. 2.5 EQUIPAMENTOS DE PORCELANA: https://www.infoescola.com/materiais-de-laboratorio/ ➢ Cadinho: usado em aquecimento de sólidos submetidos a altas temperaturas; ➢ Almofariz e pistilo: usados para triturar sólidos; ➢ Cápsula de porcelana: usada na concentração e secagem de soluções; ➢ Triângulo de porcelana: suporte para cadinhos ao serem aquecidos pela chama de gás. 2.6 EQUIPAMENTOS DE OUTROS MATERIAIS: Disponível em: https://www.infoescola.com/materiais-de-laboratorio Pisseta: contém normalmente água, mas pode conter outros líquidos, como álcool. É usada para lavar recipientes com jatos de água; ➢ Pinça de madeira: é usada para segurar tubos de ensaio enquanto são aquecidos; ➢ Estante:acondiciona os tubos de ensaio antes e após sua utilização. 3 MANUSEIO, LIMPEZA E ESTERILIZAÇÃO DE VIDRARIAS https://www.infoescola.com/materiais-de-laboratorio Toda a vidraria empregada em laboratório deve ser perfeitamente limpa e livre de substâncias estranhas, afim de não afetar os resultados de análises e preparações de soluções. Marcações com caneta, resíduos químicos, resíduos biológicos, sujidades, tudo dever ser removido da vidraria durante o processo de limpeza. Para isso, podemos utilizar várias técnicas, específicas ou não. Lavagem Deve-se lavar a vidraria imediatamente após o uso, caso uma lavagem completa não for possível, o procedimento é colocar a vidraria de molho em água. Caso isso não seja feito, a remoção dos resíduos poderá se tornar impossível. (Gavett. 2013) Ao lavar um recipiente pode-se usar sabão, detergente ou pó de limpeza, não permitindo que ácidos entrem em contato com recipientes recém-lavados antes de enxaguá-los muito bem e se certificar que o sabão (ou detergente) foi completamente removido, pois se isso acontecer, uma camada de graxa poderá se formar. A remoção de todo e qualquer resíduo de sabão, detergente e outros materiais de limpeza faz-se absolutamente necessária antes da utilização dos materiais de vidro. Após a limpeza, os aparatos precisam ser completamente enxaguados com água de torneira. Enchem-se os frascos com água, agitando bem e esvaziando logo em seguida, repetindo este procedimento por cinco ou seis vezes para a remoção de qualquer resíduo de sabão ou outro material de limpeza. (Gavett. 2013) Então enxaguar os aparatos com três ou quatro porções de água destilada. Banho ácido Trata-se de uma metodologia indicada para a limpeza de vidrarias impregnadas pela análise de metais, ou no preparo de frascos para coleta de amostras para análise de metais. A vidraria e submersa em uma solução de ácido nítrico 1:1, onde permanece por até 12 horas. Não é recomendável expor vidrarias ao banho ácido por períodos demasiadamente prolongados, devido ao desgaste de marcas e graduações originais. Esterilização por temperatura Pode ser feita em autoclave ou estufa, onde a vidraria é exposta a altas temperaturas por um determinado período de tempo. (Gavett. 2013) Vidrarias para medidas precisas não devem passar por esse processo, pois o aquecimento do vidro faz com que ele perca sua calibração. Manuseio Toda vidraria requer um cuidado especial com o manuseio e o transporte. Frascos, béqueres e outras vidrarias nunca devem ser seguros pela parte superior ou pelo gargalo. O correto é segurar pela lateral e pelo fundo ao mesmo tempo para dar firmeza. (Gavett. 2013) O transporte em quantidade deve ser feito em bandejas de forma organizada e equilibrada. Para evitar quebras durante a fixação de materiais de vidro a suportes, o metal não deve entrar diretamente em contato com o vidro, e deve-se tomar cuidado com a força empregada para não parti-lo ou deixa-lo frouxo. Trabalhos com altas temperaturas devem ser realizados em vidraria adequada (que suporta variações de temperatura, e que não descalibram), e mesmo assim deve-se evitar choques térmicos e o aquecimento do vidro vazio. (Gavett. 2013) CONSIDERAÇÕES FINAIS O papel da experimentação no ensino das Ciências é historicamente reconhecido por filósofos desde o século XVIII (…). A consolidação da experimentação como estratégia de ensino, no entanto, deu-se de forma significativa nas escolas somente na segunda metade do século XX (SANTOS, 2010). Por ter um papel importante na construção dos conceitos, teorias e leis da Química, a experimentação também possui papel de destaque no processo de ensino-aprendizagem desta disciplina em sala de aula. Contudo, frequentemente observa-se nos livros didáticos, roteiros de experimentos cuja única finalidade é de apenas confirmar a teoria previamente apresentada, relegando essa importante ferramenta de aprendizagem a um segundo plano. (GIORDAN, 1999). REFERÊNCIAS BIBLIOGRAFICAS COLLI, Valter. Manual de segurança para proteção química microbiológica e radiológica. USP, 2004. DIAS, Diogo Lopes. Química orgânica. Brasil escola, disponível no endereço < https://brasilescola.uol.com.br/quimica/quimica-organica.htm> acesso em 28 de agosto de 2018. FÁTIMA. Ângelo; ALVES, Rosemeire Brondi. Química orgânica experimental II.UFMG, 2009. FERREIRA, L. H., HARTWING, D. R., OLIVEIRA, R. C. Ensino Experimental de Química: Uma Abordagem Investigativa Contextualizada. QNEsc. Vol. 32, n°2, Maio 2010. FOGAÇA. Jennifer Rocha Vargas. Equipamentos usados no Laboratório de Química. Disponível em: < https://alunosonline.uol.com.br/quimica/equipamentos-usados-no- laboratorio-quimica.html > . Acessado em 06 de setembro de 2018. GAVETTI. Sandra Mara Vieira de Camargo. Guia para utilização de laboratórios químicos e biológicos. UNESP. 2013 GIORDAN, M. O papel da experimentação no ensino de ciências. QNEsc. Nº 10, novembro 1999. GUIMARÃES, C. D. Experimentação no Ensino de Química: Caminhos e Descaminhos Rumo à Aprendizagem Significativa. QNEsc. Vol. 31, nº 3, agosto 2009. HANNAFORD, Vogels, Quimica analitica qualitativa I; Editora KaPELUSZ; HELLER, K. and Heller, P., Mechanics Laboratory I, 1998, School of Physics and Astronomy, University of Minnesota, 1998. MAAR, J. H. Pequena História da Química: primeiraparte: dos primórdios a Lavoisier – Florianópolis: Editora Papa-Livro, 1999. https://brasilescola.uol.com.br/quimica/quimica-organica.htm https://alunosonline.uol.com.br/quimica/equipamentos-usados-no-laboratorio-quimica.html https://alunosonline.uol.com.br/quimica/equipamentos-usados-no-laboratorio-quimica.html LIMA, Leandro Santos. A importância de utilizar vidrarias de laboratórios normalizadas. In: ENCONTRO PARA A QUALIDADE DE LABORATÓRIOS, 5., 2005, São Paulo. SANTOS, Wildson L.P; MALDANER, Otavio A. (organizadores). Ensino de Química em foco. Rio Grande do Sul. Unijuí, 2010. VAITMAN, Delmo S. Ensaios Químicos Qualitativos, Rio de Janeiro; Interciência,1995. VOGEL, A. Química Analítica Qualitativa, São Paulo; Editora Mestre Jou, 1981. LEITURA COMPLEMENTAR: 2 LEITURAS COMPLEMENTARES: http://www.vidrariadelaboratorio.com.br/vidrarias-de-laboratorio-2/ https://www.infoescola.com/quimica/material-de-laboratorio/ SUGESTÃO DE VÍDEOS https://www.youtube.com/watch?v=mIxzcfPTKVo; https://www.youtube.com/watch?v=kl31TTq6LBw http://www.vidrariadelaboratorio.com.br/vidrarias-de-laboratorio-2/ https://www.infoescola.com/quimica/material-de-laboratorio/ https://www.youtube.com/watch?v=mIxzcfPTKVo https://www.youtube.com/watch?v=kl31TTq6LBw
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