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FACULDADE DE TECNOLOGIA SENAI ROBERTO MANGE CURSO DE TECNOLOGIA EM PROCESSOS QUÍMICOS COMPONENTE CURRICULAR: TÉCNICAS DE LABORATÓRIO PROF. FERNANDO AFONSO Aula no 05 Aferição de Aparelhos Volumétricos Acadêmicos: Thaisa Alves Silva Anápolis, 18 de fevereiro de 2019 1. INTRODUÇÃO A precisão de um instrumento mede a maior ou menor dispersão das medidas feitas com este instrumento ao redor do seu melhor valor. A precisão reflete os erros estatísticos ou erros casuais ou também chamados erros fortuitos da medida, os quais não têm como evitá-los. Eles, ora são negativos e ora são positivos. A exatidão de um instrumento mede o quanto as medidas, ou melhor, os valores feitos com este instrumento se afastam do verdadeiro valor da medida (LENZI, 2004). A calibração de equipamentos volumétricos, nesse aspecto, se torna uma etapa imprescindível na medição da quantidade real de volume que está contido ou é transferido por um instrumento. Esse processo é feito medindo-se a massa de água contida no aparelho e depois utilizando a fórmula da densidade (d = m/v) calcula-se o volume real de água contido no recipiente. O cálculo desse volume real é bastante relativo, pois depende de fatores como a expansão térmica da água e da vidraria em função da variação da temperatura do laboratório. Para isso, a densidade da água deve ser cuidadosamente escolhida para o cálculo do volume de acordo com a temperatura do procedimento (HARRIS, Daniel C. ano de 2005). Uma correta aplicação dos conceitos de estatística é fundamental para uma análise mais minuciosa dos dados colhidos. “Não é possível medir-se o valor real do que quer que seja. O melhor que se pode fazer numa análise química é aplicar cuidadosamente a técnica de experiência indicada como sendo a mais confiável” (HARRIS, 2005). Instrumentos volumétricos graduados. Estes instrumentos apresentam formas cilíndricas de diâmetro variáveis com aferições ao longo do cilindro indicando o volume correspondente de cada parte do cilindro. Apresentando divisões em termos de unidades de volume, possibilitando a leitura de um volume qualquer (LENZI, 2004). 2. OBJETIVO Este experimento tem como objetivo verificar a calibração de vidrarias volumétricas de laboratório, com o intuito de melhorar a exatidão das medidas, obter noções básicas de laboratório: segurança, descarte de produtos químicos e caderno de notas, leitura de menisco de buretas, pipetas ou balões volumétricos e tratamento de dados experimentais. 3. MATERIAIS 3.1. EQUIPAMENTOS Balança analítica Béquer de 50 mL Bureta de 50 mL Erlenmeyer de 125 mL Papel absorvente Pipetas volumétricas de 5,0; 10,0 e 25,0 mL Pisseta com água destilada Termômetro 3.2. REAGENTES Água destilada 4. PROCEDIMENTOS EXPERIMENTAIS 4.1. PARTE I – AFERIÇÃO DE PIPETAS 1-Mediu-se a temperatura da água destilada antes de iniciar a aferição (ti - temperatura inicial e após o término do processo, tf – temperatura final) e verificou se o valor tabelado da sua densidade, na temperatura. 2- Pesou-se um béquer de 50,0 mL, o qual estava seco, e pipetou-se a água em equilíbrio térmico com o ambiente, transferiu-a para o béquer, que após esta operação foi novamente pesado. Por diferença das pesagens se obteve a massa da água escoada pela pipeta. 3- Repetiu-se este procedimento mais duas vezes. 4- Calculou-se a massa de água escoada e verificou-se a sua densidade na temperatura encontrada de acordo a densidade absoluta da água, Calcule-se então o volume da pipeta. 4.2. PARTE II – AFERIÇÃO DA BURETA 1-Verificou-se a temperatura da água destilada e a temperatura ambiente. 2- Adicione-se água destilada na bureta e verificou-se se não havia vazamento, assim como vazão normal. 3- Encheu-se a bureta com água destilada um pouco acima do traço correspondente ao zero, verificou-se se na parte inferior não havia bolhas de ar. Caso houvesse bolhas de ar, deveria ter aberto rapidamente a torneira para que as mesmas fossem eliminadas. Acertou-se o zero na bureta. 4- Enxugou-se a ponta da bureta com papel absorvente. 5- Pesaram-se com o auxílio de um papel absorvente, um erlenmeyer de 125 mL previamente limpo, seco e tarado em balança analítica anotou-se a massa. 6- Deixou-se escoar lentamente, exatamente 5,0 mL de água da bureta para o erlenmeyer de 125 mL. 7- Pesaram-se o conjunto (erlenmeyer + 5,0 mL de água). 8- Transferiu-se mais 5,0 mL de água da bureta para o erlenmeyer e efetue-se uma nova pesagem. 9- Repetiu-se o processo para os próximos intervalos de 5,0 mL (10,0 a 15,0; 15,0 a 20,0; 20,0 a 25,0) e efetuou-se a pesagem em cada intervalo. 10- Efetuaram-se os cálculos e repetiu-se a aferição até que o erro obtido estivesse na faixa de 3/1000. 5. RESULTADOS E DISCUSSÃO A aferição de pipeta é feita pela passagem da quantidade de água que dela é escoada, portanto foi feita calibração de pipeta volumétrica e da bureta, analisando as interferências da densidade da água que é definida como uma propriedade física que caracteriza a concentração de massa num determinado volume, e da temperatura. No procedimento de aferição volumétrica a temperatura inicial (ti) e final (tf) da água foi de 21°C, que de acordo com a densidade absoluta equivale a um valor de 0,997992 g/cm3. Foram realizados procedimentos de limpeza dos instrumentos utilizados antes de se iniciar as coletas dos valores e também após cada pesagem antes de fazer novamente a pesagem do próximo volume de água destilada. Para descobrirmos o volume da água escoada da pipeta utilizamos as seguintes equações: d= Densidade (g/cm3) V= Volume (mL) m= Massa (g) Tabela 1: Média dos dados da aferição da pipeta Vol. Pipeta (mL) Temperatura (ºC) Massa do béquer vazio (g) Massa do béquer mais água (g) Massa da água (g) Vol. da pipeta Experimental (mL) 5 21°C 50.226 55.231 5.005 5.015 10 21°C 50.227 60.239 10.013 10.033 15 21°C 50.226 74.666 24.730 24.723 Para uma aferição precisa para cada volume de pipeta foram efetuadas pesagem em triplicata para minimizar erros e usado a média dos três valores, nota-se na tabela 01 que os volumes experimentais obtidos pelos cálculos se diferem em um valor relativamente baixo da escala indicando uma baixa descalibração. Tabela 2: dados de aferição da pipeta de 5mL. Temperatura (ºC) Massa do Béquer vazio(g) Massa do béquer mais água (g) Massa da água (g) Volume ta pipeta (mL) 21ºC 52,226 55,224 4,998 5,008 21ºC 52,226 55,239 5.013 5,023 21ºC 52,226 55,231 5,005 5,015 Tabela 3: dados de aferição da pipeta de 10mL. Temperatura (ºC) Massa do Béquer vazio(g) Massa do béquer mais água (g) Massa da água (g) Volume ta pipeta (mL) 21ºC 50,227 60, 234 10,007 10,027 21ºC 50,227 60,246 10,019 10,039 21ºC 50,227 60,239 10,012 10,032 Tabela 4: dados de aferição da pipeta de 25mL. Temperatura (ºC) Massa do Béquer vazio(g) Massa do béquer mais água (g) Massa da água (g) Volume ta pipeta (mL) 21ºC 52,226 74,408 24,682 24,731 21ºC 52,226 74,635 24,609 24,658 21ºC 52,226 74,956 24,730 24,779 Na calibração da pipeta volumétrica de 5mL, da tabela 2, observou-se um desvio de –0,002mL na primeira calibração, 0,013mL na segunda e 0,005mL na terceira. Podendo ter uma variação de 1%, sendo 0,05mL. Como todos os valores foram dentro da especificação,e a média foi uma diferença de 0,016mL, ou seja, de 0,32%, aprovando a calibração da vidraria. Durante a calibração da pipeta de 10mL, na tabela 3, foi obtido nas três calibrações os seguintes resultados: Primeira com uma diferença de 0,007mL, na segunda de 0,019mL, na terceira de 0,012mL, e com uma média de variação de 0,0126mL como a variação pode ser de 1%, sendo 0,10mL, o desvio foi de 0,12% com isso a vidraria foi aprovada. Por fim foi feita calibração da pipeta de 25mL, como descrita na tabela 4, em que se obteve diferença de –0.318mL na primeira pesagem, na segunda – 0,391 mL e por fim na terceira diferença de –0,270mL com média de variação de –0,326mL, sabe-se que a variação não pode elevar o valor de 1%, sendo 0,25mL, o desvio foi de 1,3%, implicando assim uma vidraria com elevação de variação, Há muitos fatores que podem interferir no resultado. Existem algumas possíveis causas que podem ocorrer no momento de aferir uma pipeta, por isso deve-se atentar a alguns cuidados entre eles curvatura do menisco, se destaca, pois, uma visualização incorreta pode interferir diretamente nos resultados, o erro que ocorre pela observação errada na escala de graduação causada por um desvio óptico no ângulo de visão do observador, o momento de transferência de reagentes, e limpeza de vidrarias também são fatores influenciáveis em uma aferição correta. Tabela 4: Média dos dados da aferição da pipeta Vol. Pipeta (mL) Temperatura (ºC) Massa do béquer vazio (g) Massa do béquer mais água (g) Massa da água (g) Vol. da pipeta Experimental (mL) 5 21°C 50.226 55.231 5.005 5.015 10 21°C 50.227 60.239 10.013 10.033 15 21°C 50.226 74.666 24.730 24.723 Tabela 5 – Dados experimentais da aferição da bureta de 50,0 mL Leitura (mL) Volume Aparente Erlenmeyer + água (g) Massa da água (g) Volumes verdadeiro s Cor. parcial Correção total Soma 0,0 mL 0,0 132,027 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 5 mL 5 136,958 4,931 4,941 -0,059 -0,059 4,941 10 mL 5 141,895 4,937 4,947 -0,053 -0,112 9,888 15 mL 5 146,836 4,941 4,951 -0,049 -0,161 14,839 20 mL 5 151,837 5,001 5,011 0,011 -0,172 19,828 25 mL 5 156,822 4,985 4,995 0,005 -0,177 24,823 Para a calibração da bureta de 50,0 mL os desvios apresentados deveriam ter todos os valores dentro da faixa de 1% a cada intervalo de 5 mL ou seja no máximo uma variação de 0,5 mL para que a pipeta graduada fosse aprovada, de acordo com os valores observados na tabela 4 em nenhum intervalo o valor excedeu o permitido, indicando apenas baixas variações. Variações que podem ser justificadas por algumas falhas no processo de calibração e também pela má utilização da balança, já que a mesma estava faltando uma tampa lateral interferindo diretamente no valor obtido, ou também como na pipeta volumétrica uma má observação do menisco pode então ser considerado um passo crítico, tanto na calibração como na medição de volume de qualquer instrumento volumétrico utilizado em laboratório devendo então ser observado de forma correta para se evitar erros de leitura do operador. 6. CONCLUSÃO Baseado nos resultados da tabela 01 e 02 pode se afirmar que na pratica o volume de uma calibração não é 100% seguro, pois alguns fatores afetam essa operação, como por exemplo, as bolhas presentes nas vidrarias, o procedimento de pesagem, a forma de visualização do menisco, a etapa de transferência de uma vidraria para a outra, a rugosidade do material, entre outros. Percebemos que a temperatura é algo que deve ser controlado, pois com o aumento da temperatura o vidro pode dilatar-se ou contrair-se. A temperatura também interfere no volume de um liquido já que a massa dele depende da temperatura. No experimento realizado a temperatura da água era de 21ºC e a maioria das vidrarias são calibradas para 25 ºC. Os pequenos desvios observados podem estar associados aos erros de determinação de massa na balança. Pois a balança também deve estar devidamente calibrada. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS HARRIS, Daniel. C. Analise Química Quantitativa. 2º Ed., Distrito Federal DF: LTC-ano 2005. LENZI, Ervim et al. Química geral experimental. Rio de Janeiro: Freitas Bastos, 2004. ANEXOS (QUESTÕES) Pré-Laboratório 1- Pode-se considerar que será escoado o mesmo volume ao se usar frascos com as siglas TC e TD para transferência de líquidos? Justifique. Resposta: Não. Os com siglas TC sempre escoara um volume menor, se usado numa transferência. E com as siglas TD tem seus volumes corrigidos escoarão o volume indicado, se usado numa transferência. 2- Relacione os fatores que interferem na quantidade de liquido escoado um equipamento de medida de volume. Resposta: Qualquer frasco volumétrico apresenta o problema de aderência o fluido nas paredes internos mesmo estando limpo e seco. Por isto um frasco construído para contar um determinado volume de liquido (TC) sempre escoaram volume menor, se usado numa transferência. Os equipamentos volumétricos (TD) têm seus valores corrigidos, com respeito à aderência de fluido, e por essa razão escoarão o volume indicado, se usarmos numa transferência. Ainda assim é necessário saber a quantidade de liquido escoado por estes instrumentos dependera principalmente de sua forma, da limpeza de sua superfície interna. 3- Em que situações você usaria o pipetador de borracha? Resposta: O uso de pipetadores é desnecessário quando se pipetas substâncias inofensivas à saúde, por exemplo, água. Entretanto, como precaução, deve-se usar pipetadores nas aulas de laboratórios, para sugar e escoar líquidos. 4- Relacione cinco cuidados ao usar uma bureta. Justifique-os. Resposta: • Verificar se está limpa. Para não houver alteração. • Encher a bureta e verificar se nenhuma bolha de ar ficou retida o seu interior. • Se for procedimento alternativo consiste em lavar três ou quatro vezes, para não ter reação contraria. • Titular lentamente, para não ter erro. • Secar a bureta. Pós-Laboratório 1- Porque a aferição da bureta é feita de 5,0 mL e não pelo volume total? Resposta: Ele e um aparelho de graduação, então a aferição são feitas de acordo com a graduação, com isso não pode ser uma pressão total. 2- Caso durante a pesagem de um dos intervalos de 5,0 mL, a bureta, por qualquer motivo vazar, podemos acerta no volume desejado e continuar a aferição? Justifique. Reposta: Não. Tem que iniciar a parti do intervalo que houve o vazamento. 3- A temperatura da sala e da água foi constante durante o processo? Em caso de resposta negativa verifique se a aferição e significativas. Resposta: A temperatura foi a mesmo durante todo o procedimento, 21ºC. 4- A bureta que foi aferida pode ser aceita para os trabalhos de rotina. Resposta: Pode sim, ela é uns dos equipamentos mais utilizado dentro do de um laboratório. FACULDADE DE TECNOLOGIA SENAI ROBERTO MANGE CURSO DE TECNOLOGIA EM PROCESSOS QUÍMICOS
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