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INSTITUTO LATINO-AMERICANO DE TECNOLOGIA, INFRAESTRUTURA E TERRITÓRIO (ILATIT) Curso: Engenharia Química – Bacharelado Disciplina: Química Geral Experimental (EQI0058) Professora: Marcela Boroski RELATÓRIO DA PRÁTICA 2 “MEDIDAS DE VOLUME, PESAGEM E O CONCEITO DE MOL”. Estudantes: Carlos Henrique Martins Marques Luiz Eduardo Caetano da Silva Henrique Eiji Aoyama Marcos Vinícius Konopka Foz do Iguaçu, 2 de abril de 2018 2 1. Introdução É muito importante o conhecimento das técnicas de medidas para o ser humano, pois no cotidiano as medições efetuam papéis importantíssimos, e sem elas as grandezas ficariam restritas a pequenos conceitos e nada amplos. Desse modo existem inúmeras formas de medir, e na Química é importante demais conhecer as formas de medir usadas nas práticas de laboratório, para assim chegar ao máximo no resultado esperado. Com isso, é possível determinar, por exemplo, qual vidraria usada é mais precisa e qual possui maior exatidão. O conceito de precisão consiste nas diferenças obtidas das medidas das repetições dos experimentos de determinado método, e quando os resultados possuem valores próximos, há maior precisão. Já a exatidão se refere ao valor medido referente à proximidade do valor real, sendo esse valor real o valor obtido por meio de um valor provável que na maioria das vezes professores ou técnicos de laboratório determinam (Araujo e Amaral, 2012). E para melhor medição deve se fazer a escolha de vidrarias que sejam mais exatas para o experimento, e assim evitarem maiores erros. Entretanto erros na medição podem ocorrer mesmo assim, sendo causados por calibração imperfeita de aparelhos, dilatações do líquido provocadas por variações na temperatura ambiente e pelo mal posicionamento do observador afetando sua linha de visão (erro de paralaxe). É necessário levar em consideração em todo experimento a temperatura que o local se encontra e com isso outras coisas são influenciadas, como a densidade das substâncias usadas. A densidade se refere à massa da amostra dividida pelo seu volume (Atkins, Jones, 2012). E de acordo com a temperatura do ambiente o volume varia e consequentemente a densidade também varia. Por esse motivo deve se levar em conta o valor real da densidade naquela temperatura. Para a compreensão de medidas na química é utilizado uma grandeza especifica, o mol. “O mol é o análogo da dúzia dos atacadistas. Uma dúzia poderia ser definida com o número de latas de refrigerante em uma caixa de 12, vendido pelo atacadista. Mesmo sem abrir a embalagem para contar o número de latas que há dentro, você poderia determinar o que significa uma dúzia de latas pesando a caixa e dividindo a massa total pela massa de uma lata” (Atkins, Jones, 2012, p. F37). É uma unidade de medida de quantidade de matéria definida como constante de Avogadro pela União Internacional de Química Pura Aplicada (IUPAC), e estabelece a igualdade entre a quantidade de matéria e o número de entidades (átomos, moléculas, íons, fórmulas, etc.), tendo como valor de 6,02x10 23 (Lenzi et al., 2012). Pois não seria prático usar grandezas sem a constante de Avogadro, pois se trata de números muito grandes. 3 2. Objetivos O objetivo da Prática dois é o aprendizado de manuseio de vidrarias e equipamentos do laboratório de química, e se habituar ao cotidiano dentro do laboratório. E com as atividades realizadas, observar como são os métodos para pesagem de substâncias e compreender melhor o conceito de mol. 4 3. Materiais e Métodos 3.1 VIDRARIAS Béquer de 50 mL Béquer de 250 mL (4) Proveta de 10 mL Pipeta Volumétrica de 10 mL Balança Analítica Pesa filtro Termômetro Pissete com água destilada Pinça Conta gotas 3.2 REAGENTES Grãos de feijão Sulfato de Cobre (sólido) Cloreto de Sódio (sólido) Água (líquida) Ferro (sólido) 3.3 MÉTODOS Na primeira parte foi pesado o béquer vazio na balança analítica e anotado o valor de seu peso, em seguida medido na proveta com auxílio do conta gotas 10 mL de água e transferido para o béquer, foi medida sua massa novamente e anotada. Feito triplicatas do procedimento. Depois o béquer foi seco e medido novamente sua massa e em seguida transferido com uma pipeta volumétrica 10 mL de água. Feito a medição da massa do béquer com água, foi anotado o valor e feito triplicatas do procedimento. Em seguida novamente o béquer foi seco e medido sua massa, depois colocado a água diretamente no béquer, sendo utilizado a medida de 10 mL da própria graduação dele, e depois medida a massa do béquer com a água. Feito triplicatas do procedimento. Na segunda parte foi tarado na balança analítica o pesa filtro e em seguida com auxílio da pinça foram colocados seis grãos de feijão, feito triplicatas e anotado os valores. Na terceira parte foi colocado o equivalente a 1 mol de cada substância (Sulfato de Cobre, Cloreto de Sódio, Ferro sólido e Água), uma em cada béquer e observado os valores das massas. 5 4. Resultados e Discussões Na Tabela 1 está os valores obtidos a partir das triplicatas dos procedimentos da primeira parte com o objetivo de saber qual das vidrarias possui maior precisão e exatidão. Primeiramente foram usadas as massas e com a ajuda de um termômetro foi verificado a temperatura da água e averiguado qual é a densidade equivalente a aquela temperatura e assim calculado através da fórmula de densidade (Equação 1), o volume está em cm 3 . Em seguida através dos valores de volume da água foi calculado a Média (Equação 2), Desvio padrão (Equação 3), Coeficiente de variância (Equação 4) e Erro Relativo (Equação 5). Tabela 1. Dados obtidos a partir das pesagens com cada vidraria em relação ao volume. Vidrarias Média Desvio padrão Coeficiente de variância (%) Erro Relativo (%) Proveta 9,89 0,036 0,36% 1,10% Pipeta Volumétrica 9,96 0,031 0,31% 0,40% Béquer 9,26 0,884 9,54% 7,40% Na Tabela 2 contém os valores obtidos a partir da pesagem de seis grãos de feijão de acordo com as triplicatas. Tabela 2. Dados obtidos a partir da pesagem em gramas dos seis grãos de feijão Média Desvio padrão Coeficiente de variância (%) Valor pesado 1,3823 0,029 2,10% Quando falávamos sobre o conceito de mol, duas questões foram levantadas. A primeira é qual é o tempo em anos para se produzir a quantidade de um mol de grãos de feijão considerando que a produção anual a nível nacional em 2017 tenha sido de 25.750.000 toneladas de feijão. E a segunda questão, quantos séculos corresponde a esse valor? Para melhor entendimento do conceito de mol, um grupo da turma, mediu a quantidade em gramas equivalente á um mol das seguintes substâncias: Sulfato de cobre (CuSO4), Cloreto de Sódio (NaCl), Ferro sólido (Fe) e Água (H2O). Na Tabela 3 possui os valores a respeito dessas substâncias de acordo com o que foi feito no laboratório. Tabela 3. Dados das substâncias que foram utilizadas para melhor visualização do conceito de mol. Substância Formula Química (g/mol) Massa Molecular (g/mol) Massa específica (g/cmᶾ) Volume aproximado (cmᶾ) Sulfato de Cobre (sólido) CuSO4 159,6 3,6 48,33 Cloreto de Sódio (sólido) NaCl 58,44 2,16 27,04 Água (líquida) a 25 ⁰C H2O 18,02 0,997 18,07 Ferro (sólido) Fe 55,85 7,9 7,06 6 5. Conclusão A partir das práticas realizadas no laboratório de química, é possível concluir que há varias formas de medição e para uma melhor precisão e exatidão, deve se escolher a vidraria com melhor graduação de medidas. E através dos cálculos desenvolvidos é notórioafirmar que a vidraria com maior precisão e maior exatidão dentre as utilizadas no experimento foi a Pipeta Volumétrica, que possui um pequeno valor de Coeficiente de variância e pequeno Erro relativo. Por seguinte a vidraria com Erro relativo acima dos 5% e com maior Coeficiente de variância entre as vidrarias utilizadas é o béquer, sendo a vidraria menos recomendada par medição de volumes com precisão e exatidão. Com a prática de se pesar os feijões na balança analítica é possível observar que sempre existirão os erros sistemáticos, que são os erros dos próprios aparelhos, e que são muito difíceis de serem evitados. Concluem-se através do Cálculo 1, que para produzir 1 mol de grãos de feijão levariam 5,40x10 9 anos, ou seja, 5,40x10 7 séculos. O conceito de mol é muito diferente das medidas que estamos habituados em nosso dia a dia, e podemos visualizar isso na Imagem 1. Portanto concluímos que o conceito de mol se refere ao numero de moléculas de uma substancia, ou qualquer objeto, e ela sempre será visualmente diferente por conta da densidade de cada elemento. 7 6. Referências Bibliográficas ARAUJO, M. B. C. de; AMARAL, S. T. Química Geral experimental. Exatidão e precisão de uma medida. I. ed. Porto Alegre: Editora da UFRGS, 2012, 312p. JONES, L.; ATKINS, P. Princípios de química: questionando a vida moderna e o meio ambiente. Ricardo Bicca de Alencastro. 5. ed. Porto Alegre: Bookman, 2012, 1.026p LENZI, E.; FAVERO, L. O. B; TANAKA, A. S.; FILHO, E. A. V.; SILVA, M. B; GIMENES, M. J. G. Química geral experimental. Medida de uma grandeza e sua representação. 2. ed. Rio de Janeiro: Editora Freitas Bastos, 2012. 8 7. Anexos Equação 1 densidade = massa volume Equação 2 x̅ = ∑ xn n Equação 3 DP = √ ∑(𝑥𝑖 − �̅�)2 𝑛 − 1 Equação 4 CV(%) = 𝐷𝑃 �̅� × 100 Equação 5 Erro Relativo(%) = | 𝑣𝑎𝑙𝑜𝑟 𝑒𝑥𝑝𝑒𝑟𝑖𝑚𝑒𝑛𝑡𝑎𝑙 − 𝑣𝑎𝑙𝑜𝑟 𝑟𝑒𝑎𝑙 𝑣𝑎𝑙𝑜𝑟 𝑟𝑒𝑎𝑙 | × 100 Imagem 1 1 mol de cada substância da imagem
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