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ROTEIRO DE ESTUDOS ORIENTADOS – REO3 DADOS DO COMPONENTE CURRICULAR Código e nome: GQI161 – Química experimental Docentes Responsáveis: Guilherme Max Dias Ferreira, Katia Júlia de Almeida, Mário César Guerreiro, Evanise Silva Penido Período do REO: 18/01/2021 a 31/01/2021 1. O que vamos estudar? Nesse REO, estudaremos as técnicas de preparo de soluções por processos de solubilização de sólido e de diluição. Abordaremos o preparo de soluções de ácidos e bases fortes, discutindo algumas propriedades dessas soluções. Os temas abordados neste roteiro encontram-se na prática 5 da apostila (Pag . 50) [referência 1]. 2. O que já sabemos e por que precisamos aprender? As soluções, isto é, misturas homogêneas, podem se apresentar em diferentes estados físicos e possuir diferentes concentrações dos componentes que as formam. No caso das soluções líquidas, as concentrações podem ser expressas em diferentes unidades, havendo formas distintas de se preparar uma solução de concentração desejada. No último roteiro de estudos vocês foram convidados a relembrar algumas formas de expressar a concentração de uma solução [referência 2 – link 1 – Capítulo 6, seção 6.5]. Neste roteiro, exploraremos especificamente o preparo de soluções em concentração molar (mol L-1), estendo o raciocínio para outras concentrações expressas por unidade de volume da solução. Conhecer e aplicar os cálculos para o preparo de soluções com concentrações específicas, bem como as técnicas de preparo delas, é de extrema importância para o trabalho de laboratório em diversos tipos de procedimento: calibração de equipamentos, titulação de amostras desconhecidas para determinação quantitativa de analitos de interesse, modulação de polaridade de mistura de solventes, dentre outras aplicações. 3. O que devemos fazer para aprender? Para esse roteiro, você deverá ler detalhadamente a prática 5 da apostila. Lembre-se de que, como não seremos capazes de ir para o laboratório, a familiaridade com as técnicas e vidrarias se dará apenas por meio dos esquemas e vídeos. Para cada seção procedimental da prática 5, um vídeo foi elaborado. A partir da leitura da apostila e dos vídeos, vocês deverão resolver as questões propostas nas seções A-D a seguir. Num primeiro momento, vocês farão uma leitura e reflexão, de forma individual, do roteiro de aprendizagem. Vocês verão que em cada seção há um conjunto de questões norteadoras e elas motivarão as discussões nos fóruns de discussões no Campus Virtual. Ao final do período de realização dessas discussões, as questões desse REO ROTEIRO DE ESTUDOS ORIENTADOS – REO3 deverão ser entregues, na forma de um documento em PDF via campus virtual, um por cada equipe. Os detalhes sobre o que fazer seguem resumidos na Tabela 1. Tabela 1. Tarefas e datas importantes a se observar para realização do REO4.* Dia Importante Participação 18/01/2021 a 20/01/2021 Leitura e reflexão do REO, preparando-se para o fórum de discussão Individual 21/01/2021 a 24/01/2021 Participação no Fórum de discussão – Revisão dos conceitos Individual – Alunos respondem alunos e professor é mediador Segunda semana – Vídeo aula gravada Vídeo Aula Preparo de soluções Todos – a aula ficará gravada e o link disponibilizado no campus virtual Até 31/01/2021 Enviar um documento com as respostas às questões do REO Grupo – o mesmo definido no REO1 *veja seção 4 (avaliações) para mais esclarecimentos sobre avaliações. A) Preparo de 100 mL de uma solução de KOH 0,10 molL-1 O preparo das soluções de solutos que se apresentam na forma de um reagente sólido exige alguns cuidados, a começar pelo cálculo da massa necessária para se obter uma determinada concentração. A1) Considerando a pureza do hidróxido de potássio aproximadamente 86% (m/m), determine a massa, em gramas, de KOH necessária para a preparar a solução desejada. Assista ao vídeo disponibilizado no link https://youtu.be/Xsqauc9aB-A que mostra o procedimento de pesagem da massa de KOH necessária para o preparo da solução de interesse e faça o que se pede: A2) Registre a massa pesada pelo professor. Levante hipóteses: por que a massa obtida não foi exatamente a massa desejada para o preparo da solução? A3) Seria possível retirar o excesso da massa pesada de dentro do béquer para alcançar a massa desejada? Discuta as implicações desta operação. A4) Considerando que a massa de reagente utilizada no preparo da solução não teve alteração durante o processo de medida (devido a absorção de água, por exemplo), determine a concentração molar esperada de KOH na solução preparada. Assista ao vídeo disponibilizado no link https://youtu.be/Blmap_S85gw que mostra o procedimento de preparo da solução de KOH e responda às questões a seguir: https://youtu.be/Xsqauc9aB-A https://youtu.be/Blmap_S85gwq ROTEIRO DE ESTUDOS ORIENTADOS – REO3 A5) Descreva, de forma detalhada, todas as etapas realizadas no preparo da solução de hidróxido de potássio. Inclua o nome de todas as vidrarias utilizadas. A6) Por que é necessário realizar a completa solubilização do reagente no béquer antes de transferi-lo para dentro do balão? A7) No caso de preparo de soluções muito concentradas é necessário realizar a homogeneização da solução antes de completar o volume do balão. Por que isso é necessário? B) Teste de pH da solução básica Bases podem reagir com espécies ácidas, determinando uma série de importantes aplicações. Dentre as propriedades dessas soluções que têm papel fundamental na ocorrência de processos químicos está o potencial hidrogeniônico (pH). Você estudou esse parâmetro na disciplina de química geral e pode recordá-lo no capítulo 8 (seções 8.7 e 8.8) da referência 2 (link 2). Diante desses conceitos, responda: B1) O que é o pH? Em que faixa de pH uma solução é dita básica? A resposta de diferentes indicadores de pH frente à solução de KOH pode ser acompanhada no vídeo disponível no link https://youtu.be/9pst2c7n684. A partir da leitura do procedimento 6.3.2.A2 da apostila e do vídeo assistido, você deverá analisar e responder às seguintes questões: B2) Construa uma tabela mostrando as diferentes transformações observadas para cada um dos indicadores ácido-base quando em contato com a solução da base. B3) Explique o fundamento químico de funcionamento de cada um dos indicadores utilizados. B4) A resposta de algum dos indicadores utilizados frente à adição da solução da base seria diferente se a concentração de KOH fosse alterada? Explique cada caso. B5) Utilizando a resposta do item A4, qual seria o valor teórico de pH previsto para a solução preparada? Apresente os cálculos. O valor de pH obtido pela escala de papel universal está de acordo com aquela prevista pelo cálculo teórico? C) Preparo de 100 mL de uma solução a 0,1 mol L-1 de HCl O preparo de soluções de ácidos inorgânicos pode ser perigoso em virtude da capacidade de corrosão e possibilidade de reagir violentamente com diferentes substâncias, devendo-se ter muito cuidado na manipulação desses reagentes. É por causa desses riscos que não é aconselhável utilizar uma balança para medir a massa de ácido concentrado necessária para preparar uma solução de concentração específica. É mais seguro realizar o preparo de solução por meio de diluição por volume, no interior de uma capela de exaustão. C1) O ácido clorídrico, por exemplo, é comercializado como uma solução aquosa concentrada cujo teor de HCl é de 37%(m/m) e a densidade é igual a 1,19 g/mL. https://youtu.be/9pst2c7n684 ROTEIRO DE ESTUDOS ORIENTADOS – REO3 Determine o volume desse reagente necessário para preparar 1,00 L de solução com concentração igual a 1 mol/L. Apresente todos cálculos. C2) Qual o volume da solução de HCl 1 mol/L necessária para preparar uma segunda solução, de volume igual a 100,0 mL e concentraçãoigual a 0,1 mol/L? Assista ao vídeo disponibilizado no link https://youtu.be/25IYEZu0eTg que mostra o procedimento de preparo da solução de KOH: A3) Descreva, de forma detalhada, todas as etapas realizadas no preparo da solução de HCl a partir do processo de diluição. Inclua o nome de todas as vidrarias utilizadas. A4) Há alguma outra vidraria que poderia ser utilizada para realizar a transferência da solução para dentro do balão? Explique o critério de escolha de vidrarias com a finalidade sob discussão. D) Teste de pH da solução ácida De acordo com o que foi discutido na sessão B, responda: B1) Em que faixa de pH uma solução é dita ácida? A resposta dos diferentes indicadores de pH frente à solução de HCl pode ser acompanhada nos vídeos disponíveis nos links https://youtu.be/ISHll_361b4 e https://youtu.be/4AE-JowCwUw. A partir da leitura do procedimento 6.3.2.B2 da apostila e do vídeo assistido, você deverá analisar e responder às seguintes questões: B2) Construa uma tabela mostrando as diferentes transformações observadas para cada um dos indicadores ácido base quando em contato com a solução do ácido. B4) A resposta de algum dos indicadores utilizados frente à adição da solução do ácido seria diferente se a concentração de HCl fosse alterada? Qual? Explique cada caso. B5) Qual seria o valor teórico de pH previsto para a solução preparada? O valor de pH obtido pela escala de papel universal está de acordo com aquela prevista pelo cálculo teórico? E) Questões complementares E1) Qual a massa de cloreto de sódio necessária para preparar 250,0 mL de uma solução com concentração igual a 0,125 mol/L, sabendo que o reagente apresenta uma pureza de 98%? E2) Qual a concentração, em mol/L, de uma solução preparada pela dissolução de 2,035g de nitrato de prata, de pureza igual a 97%, em 100,00 mL de solução? 4. Que produtos devem ser gerados e como serão avaliados? Como produto de avaliação, vocês deverão participar dos fóruns de grupo de discussão que envolverão as questões desse REO. Esses fóruns consistirão em perguntas que o professor deixará como norteadoras para a discussão. A partir das discussões realizadas, cada equipe deverá enviar um documento com as respostas das questões do REO até o dia 31/01/2021. Esse documento deve ser enviado via Campus Virtual, em local específico para isso, seguindo as instruções dadas em momento oportuno – https://youtu.be/25IYEZu0eTg https://youtu.be/ISHll_361b4 https://youtu.be/4AE-JowCwUw ROTEIRO DE ESTUDOS ORIENTADOS – REO3 cabe ressaltar que o documento deve estar devidamente formatado, contendo tanto as perguntas quanto as respostas do REO, e ser enviado na extensão .pdf. Este roteiro tem valor total de 10% da nota do semestre, sendo 2% destinados para a participação no Fórum de Discussão e 8% para o documento contendo as respostas às questões desse REO. 5. Referências [1] – Apostila de Química Geral Experimental – Universidade Federal de lavras - Semestre 2020/1 – Disponível no Campus Virtual. [2] - Farrell, Frederick A. Bettelheim; William H. Brown; Mary K. Campbell; Shawn O. Introdução à química geral: Tradução da 9ª edição norte-americana. Cengage Learning Brasil, 2016-10-25. [Minha Biblioteca]. OBS: Para acessar o Link da referência 3, primeiro entre em MINHA BIBLIOTECA com seu login institucional e depois copie e cole o link (link 1 :https://integrada.minhabiblioteca.com.br/#/books/9788522126354/pageid/181 e link 2: https://integrada.minhabiblioteca.com.br/#/books/9788522126354/pageid/245) na barra de endereços do seu navegador. http://www.biblioteca.ufla.br/pergamum/biblioteca_s/php/login_usu.php?flag=minhabiblioteca_redirect.php https://integrada.minhabiblioteca.com.br/#/books/9788522126354/pageid/181
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