Apostila Quimica Geral Experimental - 2011

UNIVERSIDADE DO OESTE DE SANTA CATARINA - UNOESC Joaaba REA DE CINCIAS EXATAS E DA TERRA

QUIMICA GERAL EXPERIMENTAL

Joaaba - SC Julho - 2011

Laboratrio de Qumica UNOESC - JBA

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SUMRIO

ITEM PGINA Segurana e normas de trabalho no laboratrio de qumica 3 Procedimento nas aulas de qumica geral experimental 5 Avaliaes 5 Elaborao do relatrio 6 Avaliao do relatrio 8 Descrio e uso das vidrarias utilizadas 9 1 experincia Medidas 13 2 experincia - Temperatura de fuso de uma substncia 20 3 experincia - Polaridade molecular e solubilidade de substncias 26 4 experincia- Oxidao reduo e estrutura da matria 33 5 experincia - Titulao cido base 39 6 experincia Termoqumica 44 7 experincia - Fenmenos qumicos e fsicos 52 Referncias 53


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SEGURANA E NORMAS DE TRABALHO NO LABORATRIO DE QUIMICA

O primeiro passo para se evitar um acidente saber reconhecer as situaes que podem desencade-lo e a partir da h uma srie de regras bsicas de proteo individual e coletiva que devem ser conhecidas e aplicadas. Nas pginas seguintes voc encontrar algumas recomendaes; segui-las no somente contribuir para seu bem estar pessoal como tambm para sua formao profissional.

Embora no seja possvel enumerar aqui todas as causas de possveis acidentes num laboratrio, existem certos cuidados bsicos, decorrentes do uso de bom senso, que devem ser observados:

1) Consulte o professor antes de fazer qualquer modificao no andamento da experincia e na quantidade de reagentes a serem usados. 2) Utilize sempre JALECO, SAPATOS FECHADOS, CALAS COMPRIDAS e quando necessrio culos de proteo. No se deve usar lentes de contato durante o trabalho em laboratrio. 3) No brinque em servio; lembre-se que o laboratrio lugar de trabalho srio. 4) No fume, no coma ou beba no laboratrio. 5) No prove, cheire, nem molhe as mos com produtos qumicos ao menos que o professor autorize. 6) Caso tenha cabelo comprido, mantenha-o preso durante a realizao dos experimentos. 7) No coloque sobre a bancada de laboratrio bolsas, agasalhos ou qualquer material estranho ao trabalho que estiver realizando. 8) Se alguma soluo ou reagente respingar na pele ou nos olhos, ou derramar na bancada ou cho, limpar imediatamente o local. QUALQUER ACIDENTE DEVE SER COMUNICADO AO PROFESSOR. 9) Nunca trabalhe sozinho no laboratrio: conveniente faz-lo durante o perodo de aulas e ou na presena de outra pessoa. 10) Leia atentamente os rtulos dos frascos dos reagentes; antes de utiliz-los, fazer a leitura, pelo menos duas vezes, a fim de evitar enganos. 11) No jogue nas pias materiais slidos ou lquidos que possam contaminar o meio ambiente. 12) Para evitar contaminao dos reagentes, nunca devolva reagentes para o frasco de origem, mesmo quando no foi usado. 13) Ao preparar solues aquosas diludas de um cido, coloque o cido concentrado na gua, nunca o contrrio.


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14) Jamais aquea um frasco fechado. A elevao da presso interna poder causar exploses. 15) Nunca empregue equipamento de vidro trincado ou quebrado. No jogue vidro quebrado no lixo comum. Deve haver um recipiente especifico para fragmentos de vidro. 16) No esquea e nem transfira solventes inflamveis (acetona, lcool, ter, por exemplo) de um frasco a outro prximo chama direta. 17) Nunca deixe frascos contendo solventes inflamveis expostos ao sol. 18) Abra frascos o mais longe possvel do rosto e evite aspirar ar naquele exato momento. 19) Nunca pipete lquidos custicos ou txicos com a boca, utilize pipetadores. 20) Todas as experincias que envolvem a liberao de gases e/ou vapores txicos devem ser realizadas na cmara de exausto (capela). 21) Nunca aquea o tubo de ensaio, apontando sua extremidade aberta para um colega ou para si mesmo. 22) Dedique especial ateno a qualquer operao que necessite aquecimento prolongado ou que libere grande quantidade de energia. 23) Cuidado ao aquecer vidro em chama: o vidro quente tem exatamente a mesma aparncia do frio. 24) Apague sempre os bicos de gs que no estiverem em uso. 26) Saiba a localizao e como utilizar o chuveiro de emergncia, extintores de incndio e lavadores de olhos. 27) Ao se retirar do laboratrio, verifique se no h torneiras (gua ou gs) abertas. Desligue todos os aparelhos, deixe todo o equipamento limpo e lave as mos. 28) Lubrifique tubos de vidro, termmetros, etc., antes de inseri-los em rolhas e proteja sempre as mos com um pano.


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PROCEDIMENTO NAS AULAS DE QUIMICA GERAL EXPERIMENTAL

1) No ser permitido ao aluno efetuar aulas prticas em turmas diferentes daquela para a qual foi designado. 2) Todo o aluno, ao findar a aula, dever deixar o local de trabalho to limpo como o encontrou. Enxge com gua destilada. 3) Os reagentes de uso coletivo devem ser mantidos em seus devidos lugares. Observando-se a ordem numrica, a fim de facilitar o trabalho dos demais grupos. 4) Toda a requisio de material dever ser feita ao professor. 5) Leia toda a experincia antes de execut-la, para evitar enganos. 6) Ao final da apostila de cada experincia, existe um espao apropriado para a anotao dos resultados, clculos e observaes feitas em aula prtica. Cada grupo dever entregar uma cpia destes dados ao professor no final da aula.

AVALIAES

A disciplina ser avaliada pela elaborao e entrega dos RELATRIOS das aulas prticas selecionadas. Cada relatrio valer uma nota de G1.

Na 9 aula ser realizada uma G2, terica, englobando o contedo visto nas aulas prticas.


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ELABORAO DO RELATRIO

Uma vez terminada a experincia, esta ser descrita pelo aluno na forma de relatrio.

Os relatrios de atividades de laboratrio sero entregues em grupo. No sero admitidas cpias.

Os relatrios devem ser entregues at na aula seguinte a data de concluso da experincia ou a critrio do professor. FORMATAO DAS PGINAS.

Usar sempre papel tamanho A4; Pginas numeradas (exceo da folha de rosto); Margem esquerda: 3,0cm . Outras margens: 2,5cm.

ORGANIZAO DO RELATRIO: CAPA:

UNIVERSIDADE DO OESTE DE SANTA CATARIANA - UNOESC Joaaba, rea de Cincias Exatas e da Terra, Curso, Titulo da experincia, (*), nome do(s) autor(es), cidade, estado, ms e ano.

(*) Relatrio apresentado como parte das exigncias da disciplina ...., sob orientao do professor ...

1. INTRODUO:

A introduo de uma publicao deve ser completa e concisa, contendo uma breve explicao sobre o tema e objetivos do relatrio. 2. REVISO DE LITERATURA

A reviso de literatura um levantamento bibliogrfico (exame dos estudos j feitos), englobando tudo o que j foi publicado no assunto, ou relacionado ao assunto. Selecionar as publicaes mais relevantes, por autor, por contedo e, principalmente, por grau de detalhamento da parte experimental.

A citao do autor das obras descritas no texto devem ser feitas utilizando o ltimo nome do autor, em letra maiscula, seguida o ano de publicao. Exemplos:

A arte de colorir acompanha o homem desde a mais remota antiguidade. Dados arqueolgicos afirmam que desde 40.000 a 10.000 a.C. eram encontradas peas de vesturios e utenslios coloridos (WEINTZ, 1993).

Uma pesquisa realizada por MASCARENHAS et al. (1999), apontou que existem 35 indstrias produtoras de corantes no Brasil.

No deve ser simplesmente uma cpia da teoria dos experimentos descrita nesta apostila.

No sero aceitos artigos da INTERNET!!!

3. OBJETIVOS: Texto curto indicando as metas a serem alcanadas. Pode ser uma cpia dos

objetivos propostos na apostila de trabalho


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4. PARTE EXPERIMENTAL

A Parte Experimental deve conter uma descrio dos experimentos realizados compreendendo os procedimentos experimentais e mtodos de clculo.

No deve ser uma cpia do texto experimental deste guia. Usar o pretrito perfeito dos verbos. Por exemplo: pesou-se, colocou-se, etc. ou colocamos, pesamos.

A parte experimental NO deve conter resultados ou discusso dos mesmos!!!!

5. RESULTADOS E DISCUSSO: Inicialmente deve-se fazer a apresentao de todas as observaes colhidas em

laboratrio ou resultantes de clculos de dados obtidos a partir destas. Mostrar como foram efetuados os clculos. Sempre que possvel, os resultados devem ser apresentados na forma de grficos, tabelas etc, de forma a facilitar a sua visualizao, como nos exemplos abaixo: Exemplo 1: Tabela 1 Comprimentos de onda de mxima absoro dos extratos corantes estudados

Corante Comprimento de onda mximo (nm) Norbixina 452 Curcumina 425 Clorofilina cprica 407 Exemplo 2:

Extrato corante de clorofilina cprica

y = 0,0167x - 0,0021R2 = 0,9994

0

0,1

0,2

0,3

0,4

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22Concentrao, mg/Kg

Abs

orb

ncia

Figura 1 Curva de calibrao do corante clorofilina cprica.

Aps a apresentao dos resultados deve ser feita a discusso, que uma

argumentao sobre os dados obtidos levando-se em conta a teoria pertinente ao assunto; sempre comparando-se com os dados disponveis na literatura. Pode se apresentar textos de autores citados na reviso bibliogrfica, para comprovar ou justificar os resultados obtidos e mtodos utilizados.

Discutir como os problemas encontrados no laboratrio afetaram os resultados obtidos. A experincia deu certo? Os resultados eram esperados? Quais as possveis fontes de erro?

A discusso a parte mais importante do relatrio e exige maior reflexo do estudante.

6. CONCLUSES:

De forma concisa concluir se a hiptese proposta nos objetivos e na introduo foi confirmada e coment-la.


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7. REFERNCIAS:

a relao dos livros e artigos consultados para escrever o relatrio. H diversas normas para apresentar a bibliografia. Qualquer que seja a norma adotada, ela dever ser usada para todas as citaes. Abaixo fornecida uma sugesto de norma para citao de bibliografia.

Publicaes em peridicos: autor(es), ttulo da publicao, nome do peridico abreviado segundo as normas do Chem. Abstr., volume em negrito (ano entre parnteses) pgina inicial e final.

Livros: autor(es), "nome do livro", volume (se houver mais de um), edio (se houver mais de uma), editora, cidade onde foi editado , ano de publicao.

Captulos de livros: autor(es), ttulo do captulo, in "nome do livro", volume (se houver mais de um), editor seguido de ed., editora, cidade onde foi editado, ano de publicao, pgina ou nmero do captulo.

Comunicaes em congressos: autor(es), ttulo da comunicao, nome do congresso, cidade onde ocorreu o congresso (s citar o pas se o nome da cidade no for suficiente para localiz-la), ano, nmero da comunicao ou pgina nos Anais ou Proceedings (abrevia-se Proc.).

Teses e dissertaes: Autor, ttulo da Tese, grau (Doutorado, PhD, ou Mestrado, MSc) nome da universidade por extenso, cidade, ano da defesa. Deve-se evitar a citao de Teses se os resultados j tiverem sido publicados.

Patentes: autor(es), ttulo, Patente (nacionalidade), ano, nmero de registro. Catlogos de produtos: nome comercial do produto seguido do smbolo ou ,

nome da empresa, local e ano de impresso do catlogo.

Para mais informaes sobre a formatao de trabalhos cientficos da Unoesc consulte a apostila abaixo:

LUCKMANN, L.C.; ROVER, A. VARGAS, M. Diretrizes para elaborao de trabalhos cientficos. Metodologia do trabalho cientifico. Caderno 1 . Joaaba: Editora Unoesc, 2007.

AVALIAO DO RELATRIO

ITEM PONTUAO Capa, Introduo, Objetivos, Referncias 10% Reviso de literatura 20% Materiais e mtodos 10% Resultados e discusso 40% Concluses 20%


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DESCRIO E USO DAS VIDRARIAS UTILIZADAS

1.

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1 EXPERINCIA

MEDIDAS

1. OBJETIVOS: Ao final desta experincia o estudante dever ser capaz de: - Usar e ler termmetros, balanas, provetas e pipetas. - Utilizar algarismos significativos. - Distinguir o significado de preciso e exatido.

2. INTRODUO:

A qumica uma cincia quantitativa. Muitas relaes qumicas somente so expressas satisfatoriamente em linguagem matemtica. UNIDADES MTRICAS

Medidas so essenciais para todas as cincias. As propriedades fundamentais mais utilizadas so comprimento (metro), massa

(quilo), tempo (segundos) e temperatura (Kelvin). Outras propriedades da matria como volume, densidade ou velocidade so quocientes ou produtos de propriedades fundamentais. Assim, unidade de volume metro cbico (m3), unidades de densidade so massa/volume (kg/m3), e unidades de velocidade so comprimento/tempo (m/s).

O sistema SI (Sistema Internacional de Unidades) que o antigo sistema mtrico expandido, um sistema decimal no qual os prefixos utilizados indicam fraes e mltiplos de dez. Os mais comuns em qumica so:

Mega - M 106 kilo - K 103 deci - d 10-1 centi - c 10-2 mili - m 10-3 micro - 10-6 nano - n 10-9 pico - p 10-12

MEDIDAS, EXATIDO E PRECISO Os nmeros podem ser exatos ou aproximados. Nmeros exatos so aqueles com nenhuma incerteza. Por exemplo: um nmero de pessoas numa sala de aula, e uma dzia de ovos so nmeros exatos. Por outro lado, a maioria dos nmeros obtidos numa medida no so exatos. Nmeros aproximados no so comuns, resultam de medidas diretas ou indiretas e apresentam algum grau de incerteza. Dois so os termos que descrevem a confiana de uma medida numrica: a exatido e a preciso. EXATIDO refere-se to prxima uma medida concorda com o valor correto (ou mais correto). PRECISO refere-se to prximo diversos valores de uma medida esto entre si (ou seja, menor o desvio mdio, maior a reprodutibilidade, maior a preciso). O ideal que as medidas sejam exatas e precisas. Nenhuma medida totalmente sem erros, e o erro de uma medida muitas vezes limitado pelo equipamento que utilizado. Medidas podem ser precisas e no serem exatas


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devido a algum erro sistemtico, que um erro que se repete e cada medida. (Uma balana defeituosa, por exemplo, pode produzir um erro sistemtico).

A mdia de varias determinaes geralmente considerado melhor valor para uma medida do que uma determinao nica. Por exemplo, imagine um lpis de 22 centmetros. O comprimento do lpis medido com um dispositivo que permite aproximaes de 0,01cm. Seis medidas foram realizadas, e o valor mdio calculado. Os valores medidos so:

20,14 cm 20,17 cm 20,12 cm 20,16 cm 20,15 cm 20,12 cm

Mdia = 20,14 cm Embora estes nmeros oscilem em torno da mdia, nenhuma medida est prxima do verdadeiro valor do comprimento do lpis (22 cm). Como a reprodutibilidade do comprimento medido (20,14cm) boa nenhuma mdia difere mais de 0,03cm do valor mdio, sua preciso considerada alta. Mas os nmeros individualmente (e sua mdia) no esto prximos do verdadeiro comprimento do lpis, e portanto a exatido do resultado considerada baixa. ALGARISMOS SIGNIFICATIVOS

Suponha a medida de temperatura indicada no termmetro

direita voc poderia escrever 25,6 ou 25,7. Na tentativa de medir a temperatura com preciso at uma casa depois da vrgula voc teve que fazer uma estimativa desse ltimo algarismo.

Existe a certeza de que a temperatura maior do que 25C e menor do que 26C, mas o ltimo algarismo duvidoso. O valor da temperatura medida com esse termmetro possui, portanto trs algarismos significativos e incorreto acrescentar um quarto algarismo, como em 25,63, pois se o algarismo 6 j duvidoso no faz sentido o acrscimo do algarismo 3.

Com um termmetro mais preciso uma medida com maior nmero de algarismos pode ser obtida.

O termmetro ao lado possui divises do 0,1C, assim voc poder obter o valor da temperatura com quatro algarismos significativos, 25,67C ou 25,68C sendo o ltimo algarismo duvidoso.

Algarismos significativos so dgitos que servem para determinar o valor (tamanho) do nmero, e no para indicar meramente a posio no nmero decimal. Quando um nmero escrito corretamente, o ltimo algarismo ( direita) aquele que pode ser apresentar uma certa incerteza ou dvida. Os nmeros posteriores a este nmero no so mostrados porque so completamente desconhecidos. Quando se expressou o comprimento do lpis como sendo 20,14cm, a incerteza est no valor do ltimo nmero, avaliado como aproximadamente 4. Na determinao do nmero de algarismos significativos de um nmero, seus dgitos so contados, inicialmente pelo primeiro digito diferente de zero esquerda. Por exemplo:


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Nmero Nmero de algarismos significativos 7 1

7,4 2 7,40 3 7,04 3 7,000 4 0,007 1

0,00700 3 0,00746 3 700,007 6

Quando os dgitos no so algarismos significativos? Os zeros usados em nmeros menores do que um com a nica finalidade de posicionar a vrgula e aqueles zeros que algumas vezes so colocados a esquerda da virgula dos mesmos nmeros no so algarismos significativos. Quando um nmero escrito em notao exponencial, seu nmero de algarismos significativos determinado somente pelos dgitos do coeficiente. Exemplo:

Nmero decimal Nmero convencional Nmero de algarismos significativos

7 x 10-3 0,007 1 7,46 x 10-3 0,00746 3

7 x 10-5 0,00007 1 7,00 x 10-3 0,00700 3

7,00007 x 102 700,007 6

OPERAES COM ALGARISMOS SIGNIFICATIVOS:

Na adio ou subtrao o nmero de dgitos direita da vrgula no resultado calculado deve ser o mesmo do nmero com menos dgitos dos nmeros somados ou subtrados.

35,27 11,3 102,192 148,762 = 148,8

Na multiplicao ou diviso mantenha o nmero de algarismos significativos da

menor medida que tiver. 3,94 x 2,122345 = 8,36

1,473 / 2,6 = 0,57 ARREDONDAMENTOS A reduo do nmero de dgitos de um nmero por um arredondamento obedece s seguintes regras: 1) Se o digito a ser eliminado maior do que 5, o digito precedente aumentado de uma unidade (27,76 = 27,8);


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2) Se o digito a ser eliminado menor do que 5, o digito precedente mantido (27,74 = 27,7); 3) Se o nmero final 5, uma prtica comum, a da manuteno do ltimo digito, quando for um nmero par (27,65 = 27,6) e o arredondamento para cima se o nmero for impar (27,75 = 27,8) MEDIDAS DE VOLUME

Na leitura do volume de gua em um frasco cilndrico como uma proveta ou uma bureta voc notar que a superfcie da gua no plana e forma um fenmeno chamado de menisco. Leia sempre o ponto mais baixo do menisco. A Figura 1 ilustra como deve ser feita a leitura em equipamento para medir volumes.

Figura 1 Leitura em equipamentos de medir volumes. Para se evitarem erros na leitura do volume, em razo do efeito de paralaxe, sempre necessrio que a leitura seja feita com o aparelho na posio vertical e na altura dos olhos do observador. 3. MATERIAL: Bquer (500, 250, 100, 50 ml) Proveta 25 ml Termmetro Balana Basto de vidro Conta-gotas Rolha Gelo Pipeta volumtrica 20 ml Cloreto de sdio (sal de cozinha) Frasco de pesagem (vidro de relgio) Cadinho de porcelana

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4. PROCEDIMENTO: A) Medidas de Temperaturas:

1. Coloque cerca de 200 ml de gua de torneira em um bquer de 500 ml e mea a temperatura utilizando o termmetro fornecido.

Obtenha o valor da temperatura como nmero mximo de algarismos significativos que for possvel. Obs: Durante a medida mantenha o bulbo do termmetro totalmente imerso na gua, porm no tocando o vidro. 2. (a) Em um bquer de 100 ml prepare uma mistura gelo e gua (2-3 cubos de gelo e complete com gua at cerca de 20 ml). Depois de agitar (devagar) como basto de vidro mea a temperatura da mistura.

(b) Adicione 5 g de cloreto de sdio (sal de cozinha) da mistura gelo e gua e agite. Mea a temperatura da mistura.

ATENO: No esquea de colocar o sinal negativo para a temperatura abaixo de zero.

Transforme os valores de temperatura obtidas de graus Celsius para Kelvin. T (K) = t (oC) + 273,16

B) Medidas de Massa:

1. Trs objetos, uma rolha de borracha, um cadinho de porcelana e um frasco de pesagem, encontram-se em sua bancada.

Antes de pes-los, pegue cada objeto e tente estimar qual o mais pesado e qual o mais leve, e complete a tabela no final da apostila. Pese os objetos e compare com a estimativa do grupo.

2. Pese um bquer pequeno (50 ml). Tare o peso do bquer. Adicione ento 50 gotas de gua destilada com um conta-gotas e pese o conjunto. Determine o nmero aproximado de gotas em mililitro (mL) e o volume de uma gota de gua.

C) Volume, Exatido e Preciso:

- Pese um bquer seco de 100 ml at uma casa depois da vrgula. - Mea 20 ml de gua destilada com sua proveta. - Coloque os 20 ml no bquer e pese-o novamente. - Mea novamente mais 20 ml de gua e adicione no mesmo bquer e anote o peso final. - Faa isso mais uma vez, ou seja, mea mais 20 ml e adicione no bquer e anote o peso. O volume final deve ser 60 mL. - Descarte a gua, seque o bquer e novamente, pese o bquer seco de 100 ml. - Coloque gua at a marca de 100 ml em um bquer de 250 ml. - Lave uma pipeta volumtrica de 20 ml e succione com a pra a gua destilada que voc colocou no bquer at o menisco - Transfira os 20 ml para o bquer de 100 ml que foi pesado. Aps toda a gua escorrer haver ainda uma pequena quantidade na ponta da pipeta. No tente escorrer tambm essa


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quantidade de lquido, pois a pipeta j foi calibrada para que sobre esta poro de gua que fica na ponta. - Pese o bquer com os 20 ml de gua. - Repita o procedimento com mais 20 ml e pese o bquer com os 60 ml de gua, e assim mais uma vez e anote tambm o peso do bquer com os 60 ml de gua. - Ao terminar, lave o material e seque sua bancada.

5. Exerccios tericos:

1. Qual a leitura da proveta da direita?

2. possvel para um instrumento de medida ser mais preciso, porm menos

exato do que um outro? Explique sua resposta. 3. A massa de 6,000g de uma pea de ferro medida trs vezes em duas

diferentes balanas com os seguintes resultados:

Pesagem Balana 1 (gramas) Balana 2 (gramas) 1 2 3

6,01 5,99 6,02

5,97 5,88 5,91

- Calcule o desvio mdio para cada conjunto de medidas em cada balana. - Que balana mais precisa? Explique sua resposta. - Que balana mais exata? Explique sua resposta. -

4) Explique as observaes no item A-2b do procedimento.

5) Como voc poderia medir ml de gua com o equipamento utilizado no item B-2, e conhecida a densidade da gua (1,0 g/ml)?

6) Na avaliao da massa de 20,00 ml de gua (item C do procedimento) foram utilizadas uma proveta e uma pipeta volumtrica. Qual dos dois possui melhor preciso? Explique sua resposta.

7) 20,00 ml de gua a 20C possui uma massa de 19,966 g. Comparando os resultados que voc obteve no item C do procedimento, foi a proveta ou a pipeta que deu um resultado mais prximo do valor, (ou qual dos dois o mais exato)? Explique sua resposta.


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EXPERINCIA N 1

Equipe:............................................................................................:........................................ Turma: ..................................................N da bancada: .......................................................... Data:...../...../.....

A Temperaturas:

1. Temperatura da gua da torneira: ......................C 2. gua com gelo: a) Depois de agitada: ........................C b) Com sal adicionado: .......................C

B - Massas:

1. Segure em suas mos os trs materiais relacionados abaixo e avalie qual o mais pesado e qual o mais leve. Numere de 1 a 3, (1 = o mais pesado).

Materiais Ordem de massa

(estimada) Massa medida

Ordem atual (medida)

Rolha de borracha Frasco de pesagem Cadinho de porcelana

2. Massa do bquer pequeno (50 ml): ..............g Massa do bquer + 50 gotas de gua: ...............g Massa de 50 gotas de gua: ................g

Determine o volume de uma gota: Determine o nmero de gotas em 1 mL.

C - Volume: Massa do bquer antes da adio da gua: ..............g Proveta Pipeta Massa do bquer aps a 1 adio de 20 ml Massa do bquer aps a 2 adio de 20 ml Massa do bquer aps a 3 adio de 20 ml Massa do 1 20 ml Massa do 2 20 ml Massa do 3 20 ml Mdia das trs medidas Desvio de cada medida com relao mdia Soma dos desvios Mdia dos desvios


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2 EXPERINCIA

TEMPERATURA DE FUSO DE UMA SUBSTNCIA

1. OBJETIVOS:

No final desta experincia o aluno dever ser capaz de: - Determinar pontos de fuses usando o mtodo grfico da curva de resfriamento. - Fazer o grfico de um fenmeno no linear. - Identificar compostos e determinar suas purezas usando pontos de fuses. 2. INTRODUO:

Identificar um composto desconhecido pode ser uma tarefa tediosa. Ao identificar um composto, um qumico freqentemente mede vrias propriedades fsicas e observa umas poucas propriedades qumicas deste composto. A razo para se determinar vrias propriedades fsicas e qumicas dos compostos devido possibilidade de dois compostos diferentes terem algumas propriedades qumicas e fsicas em comum; mas altamente improvvel que dois compostos tenham quase todas as propriedades qumicas e fsicas idnticas.

Propriedades Fsicas so as propriedades que podem ser observadas ou podem ser medida sem mudana da composio da substncia.

Propriedades fsicas teis que freqentemente so utilizadas por qumicos na identificao de compostos incluem cor, odor, estado fsico, ponto de fuso (P.F.), densidade (d), ponto de ebulio (P.E.), ndice de refrao (nD), espectro na regio do infravermelho (IV), espectro de ressonncia magntica nuclear (RMN) e espectro na regio do ultravioleta (UV).

Constantes fsicas so valores numricos medidos no momento em que se observa uma certa propriedade fsica. Como as propriedades fsicas so determinadas sob condies padres (temperatura, presso, etc.), elas so invariveis ajudando a determinar a identidade de substncias desconhecidas.

Existem diversas obras de referncia contendo tabelas de propriedades e constantes fsicas de compostos que so extremamente teis para identificar compostos desconhecidos. Uma de uso comum o Handbook of Chemistry and Physics publicado pela Chemical Rubber Company (CRC). Se as propriedades fsicas de um composto desconhecido so idnticas s propriedades fsicas de um composto listado nas tabelas, os dois compostos sero provavelmente o mesmo.

Entretanto, no possvel prever exatamente as propriedades fsicas de compostos sintetizados ou isolados recentemente. Portanto, tabelas de propriedades fsicas s so teis para identificar compostos previamente conhecidos.

Na prtica, a maioria dos pontos de fuso so determinados como pontos de fuso capilares, que podem ser feitos rapidamente com uma pequena quantidade de amostra. Um ponto de fuso capilar definido como a faixa de temperatura na qual uma pequena quantidade de um slido em um tubo de parede capilar inicialmente amolece (primeira gota de lquido) e ento se liquefaz completamente. Pontos de fuso registrados em obras de referncia so pontos de fuso capilares a menos que seja declarado o contrrio.

Um slido tem uma fuso bem definida se a faixa de ponto de fuso obtida varia em torno de 0,51,0 C. Um slido puro apresenta uma fuso bem definida porque as foras de atrao entre suas partculas so as mesmas. Entretanto, a presena de uma impureza numa matriz cristalina interrompe a sua estrutura uniforme e enfraquece as foras de atrao. Um slido impuro funde em uma temperatura mais baixa e em uma faixa mais ampla.


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Assim, o ponto de fuso de um slido til tanto na identificao de uma substncia como tambm uma indicao de sua pureza.

Assim, se um composto A suposto fundir a 65C mas experimentalmente encontra-se que durante o aquecimento ele comea a fundir a 57C e fica totalmente lquido a 62C, dizemos que a amostra de A tem um intervalo de fuso de 57-62C e bastante impuro.

O fato de que a contaminao diminui os pontos de fuses possibilita a distino entre dois compostos com o mesmo ponto de fuso. Suponha que no laboratrio haja dois frascos rotulados A e B, e um terceiro sem rtulo. Os slidos nos trs frascos possuem o mesmo ponto de fuso (por exemplo 65C). Agora, se misturarmos o composto desconhecido com A e depois com B, observamos os seguintes intervalos de fuses: 65-65C e 53-57C respectivamente. Isso uma forte indicao de que o frasco sem rtulo contm o composto A. 1. MATERIAL: Tubo de ensaio Bico de Bunsen Bquer de 150, 500 ml Tela de Amianto Suporte Universal Trip Garra de metal Rolha Termmetro Esptula Capilar Cpsula de porcelana cido benzico Uria leo vegetal Naftaleno 2. PROCEDIMENTO: A) DETERMINAO DO PONTO DE FUSO DE UMA SUBSTNCIA PURA E

DE UMA MISTURA

1 Acrescente no tubo capilar, at uma altura de aproximadamente 1,5 cm, o cido benzico. Com um pedao de arame, amarre o capilar ao termmetro, de tal modo que o cido benzico fique encostado no bulbo.

2 Adapte o termmetro ao tubo de ensaio, com a utilizao de uma rolha que deve apenas encostar na boca do tubo; o bulbo do termmetro deve ficar bem prximo do fundo do tubo de ensaio.

3 Monte o restante do equipamento como mostra a figura a seguir, deixando submersa no leo a parte do tubo que contm o cido benzico.


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4 Aquea o leo em chama mdia, agitando-o suavemente com um basto de

vidro, para homogeneizar a temperatura. Tome cuidado para no bater com o basto nas paredes do bquer.

5 Quando a temperatura passar de 100C, observe atentamente o cido benzico do capilar at ele comear a fundir-se. Anote sua temperatura de fuso no incio, quando perceber que o cido comea a tornar-se lquido e desligue o Bunsen.

Tf = ......................C 6 Havendo tempo suficiente, repita a medio da temperatura de fuso

utilizando outra amostra do cido benzico puro. 7 Numa cpsula de porcelana, misture bem partes iguais (uma ponta de

esptula) de cido benzico e de uria. 8 Determine o ponto de fuso da mistura e compare seu valor com o do cido

benzico sem a uria: Tf = ...................C

B) CURVA DE AQUECIMENTO E RESFRIAMENTO

Estudaremos a tcnica de determinao do ponto de fuso que envolve a obteno das curvas de aquecimento e resfriamento. Melhores resultados so obtidos com o resfriamento do que com o aquecimento porque muitas vezes se fornece muito calor resultando num aquecimento rpido. Tanto o aquecimento como o resfriamento devem ser lentos. Temperaturas so obtidas em pequenos intervalos de tempo e seus valores colocados num grfico variando com o tempo. CURVA DE AQUECIMENTO

1- Fixe o suporte com a tela de amianto acima do bico de bunsen (aprox. 8-12 cm) como indicado na figura abaixo. Coloque o tubo com naftaleno e o termmetro dentro de um bquer de 150 ml com aproximadamente 100 ml de gua. Fixe o tubo com a garra de modo que todo o naftaleno fique submerso. NO TENTE MEXER O TERMMETRO AGORA, pois com o naftaleno ainda slido se tentar mexer o termmetro voc poder quebr-lo.


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2- Iniciar o aquecimento e quando a temperatura for 60C e continuando at 90C, anote o seu valor a cada 0,5 minutos na folha de dados. A partir do momento que o termmetro ficar solto use-o para agitar levemente a massa em fuso.

3- Quando aparecer a primeira frao lquida, em contato com o slido, a substncia comea a fundir (Figura 2). Anotar a temperatura que ser o ponto de fuso da substncia (P.F.). Continue anotando a temperatura at todo o slido fundir.

Figura 2 Transformaes ocorridas no intervalo de fuso.

4- Apague a chama do bico de bunsen quando a temperatura chegar a aproximadamente 90C e inicie logo a curva de resfriamento..

CURVA DE RESFRIAMENTO

1. Sem retirar o tubo com naftaleno de dentro do bquer anote a temperatura do naftaleno a cada 0,5 minutos at atingir 60C. Agite com cuidado a massa fundida de naftaleno at no ser possvel a sua movimentao.

2. Quando a temperatura chegar a 60C pare de anot-la. 3. A experincia terminou. Limpe o seu local de trabalho.


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3. PARA DISCUTIR NO RELATRIO:

1. No seu relatrio, utilizando uma folha de papel milimetrado ou um programa de computador desenhe a curva de aquecimento e a de resfriamento. Coloque no eixo das abscissas o tempo e no eixo das ordenadas os valores das temperaturas. Faa o grfico traando linhas retas pelos pontos:

2. O que indicam os plats nas curvas que voc desenhou? 3. Que intervalo de temperatura ocorre a fuso e a solidificao? 4. O ponto de fuso do naftaleno puro 80,5C (valor publicado no Handbook of

Chemistry and Phisics, CRC). Baseado nos seus resultados era a sua amostra de naftaleno pura? Explique sua resposta e qual a porcentagem de pureza?

5. Por que o aquecimento deve ser lento durante a obteno da curva de aquecimento?

6. Durante o resfriamento por que importante a agitao?


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EXPERINCIA N. 2 Equipe:............................................................................................:................................................... Turma: ....................................................................... N. da bancada:........................ ..................... Data:...../...../..... Qual a temperatura de fuso da substncia pura?___________________- Qual a temperatura de fuso da mistura? _________________________

Aquecimento Resfriamento Tempo (min.)

Temp. (C)

Tempo (min.)

Temp. (C)

Tempo (min.)

Temp. (C)

Tempo (min.)

Temp. (C)

0,0 60 0,0 90 0,5 0,5


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3 EXPERINCIA

POLARIDADE MOLECULAR E SOLUBILIDADE DE SUBSTNCIAS

1. OBJETIVOS: No final desta experincia o aluno dever ser capaz de:

- Constatar, na prtica, evidncias de que algumas substncias so formadas por molculas polares, enquanto outras so constitudas por molculas apolares. - Identificar algumas variveis que afetam a solubilidade. - Utilizar tcnicas simples de extrao. 2. INTRODUO:

As substncias inicas so compostos formados por partculas com carga eltrica

(ons positivos ou nions), sendo que essas partculas se mantm ligadas umas s outras por foras de natureza eltrica.

Isso no ocorre com as substncias moleculares ou covalentes. Nestas, as molculas no so partculas com cargas eltricas, embora apresentem plos eltricos (molculas polares) ou no (molculas apolares).

As molculas apolares no sofrem desvios por ao de campos eltricos. As molculas polares so desviadas pela ao de campos eltricos.

SOLUBILIDADE Por que existe uma grande diferena na solubilidade do cloreto de sdio (NaCl) e

da aspirina em gua? Para que um slido se dissolva as foras de atrao que mantm a estrutura cristalina devem ser vencidas pelas interaes entre o solvente e o soluto.

O processo de solvatao, para a disperso de um sal, como o NaCl, na gua, tanto os ctions quanto os nions tornam-se hidratados, com energia suficiente para vencer a energia da rede cristalina. Portanto, esses ons se afastam da vizinhana imediata do cristal do sal, e outros ctions e nions tornam-se hidratados. Em geral solutos com polaridade similar a polaridade do solvente, se dissolvem. Cloreto de sdio e gua so substncias muito polares, mas aspirina bem pouco polar. NaCl dissolve-se em gua, mas aspirina tem uma solubilidade pequena na gua. Resumindo, a regra :

O semelhante dissolve semelhante.


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No somente a natureza do soluto e do solvente que influencia a solubilidade, mas

a temperatura tambm importante. O efeito da temperatura na solubilidade dos compostos inorgnicos varia muito. Enquanto muitos tm a solubilidade aumentada com um aumento de temperatura, alguns tm quase a solubilidade diminuda, e outros, como o NaCl a solubilidade quase no afetada.

Assuma que voc tenha dois bqueres com 100 ml de gua em cada um. Se voc adicionar NaCl ao 1 bquer, misturando bem, voc encontrar que cerca de 35 g de NaCl se dissolver antes de chegar ao ponto de saturao. A adio de mais NaCl resulta num acmulo deste no fundo do bquer. Nesta soluo NaCl o soluto e H2O o solvente. Se voc adicionar aspirina no 2 bquer e misturar bem, voc ver que apenas 0,3 g (a 25C) se dissolver antes que o ponto de saturao seja alcanado. SEPARAO E PURIFICAO

Reagentes qumicos so adquiridos de firmas especializadas em produtos qumicos. Esses compostos ou so extrados de fontes naturais ou so sintetizados a partir de outros compostos (atravs de reaes qumicas). Qualquer que seja a origem, extrao ou sntese raramente produz-se produtos puros, e algum tipo de purificao necessrio. Convm observar que compostos comerciais apresentam diferentes graus de pureza, e freqentemente so somente 90-95% puros. Para algumas aplicaes mais comuns so: Extrao, recristalizao, cromatografia e destilao. Para purificao de slidos, a mais simples e o 1 mtodo a ser tentado a recristalizao. RECRISTALIZAO

Esta tcnica utiliza o fato de que a solubilidade de slidos em lquidos geralmente aumenta muito com um aumento da temperatura do solvente. Uma soluo aproximadamente saturada a uma temperatura mais alta preparada, e depois deixada esfriar. A solubilidade diminui com a diminuio da temperatura e o slido se cristaliza. Ela depois, filtrado e seco. Substncias insolveis so removidas pela filtrao da soluo quente saturada, e as impurezas solveis dissolvem-se no solvente e no se cristalizam, mesmo na soluo fria. Essas impurezas passam atravs da filtrao final (fria). EXTRAO

A extrao a transferncia de materiais slidos para solventes lquidos. A extrao baseia-se no princpio que um determinado soluto distribui-se de modo equilibrado entre


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duas fases imiscveis sendo que uma delas geralmente um lquido. O soluto divide-se entre as duas fases miscveis em uma razo determinada pela solubilidade relativa do soluto em cada fase.

3. MATERIAL Buretas de 25 ou 50 ml leo comestvel ou lubrificante Suportes com garra Cloreto de sdio, NaCl Tubos de ensaio Parafina ou naftaleno Estante para tubos de ensaio querosene Basto de vidro Iodo, I2 Bqueres 50 e 100 ml Metanol Esptula 1-butanol Basto de plstico (caneta esferogrfica) Querosene Pipetas (5ml, 2ml, 20ml) cido Acetil saliclico Rolha Soluo de Iodo ( 0,03%) Papel filtro Funil 4. PROCEDIMENTO

A) AO DE UM CAMPO ELTRICO

1. Monte trs buretas de 50 ml ou 25 ml em trs suportes universais, colocando

sob cada uma delas um bquer de 100 ml.

2. Carregue a primeira bureta com gua, a segunda com lcool e a terceira com

querosene, identificando-as. 3. Abra a torneira da bureta com gua, de modo a deixar correr um fio de gua

o mais fino possvel (um fio, e no gota a gota) de uma altura aproximada de 10 cm entre o bico da bureta e a boca do bquer.

4. Agora, atrite um basto de plstico (caneta esferogrfica) contra o cabelo ou contra uma flanela e chegue-a para bem prximo do fio de gua (sem encostar).


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O que observou? ....................................................................................................................................

.................................................................................................................................................. 5. Repita os passos 3 e 4 para a bureta com lcool. 6. O que observou? ....................................................................................................................................

.................................................................................................................................................. 7. Repita os passos 3 e 4 para a bureta com querosene. O que observou? ............................................................................................................................................................................................................................................................................

Podemos ento pensar que as molculas de gua e as molculas de lcool so ....................................................................................................................................................................................................................................................................................................enquanto as molculas de querosene ................................................................................. .................................................................................................................................................. B) SOLUBILIDADE X POLARIDADE

1. Numere trs tubos de ensaio; tubo 1, tubo 2 e tubo 3. 2. Utilizando as buretas do item anterior, coloque 5mL de gua no primeiro tubo,

5mL de lcool no segundo tubo e 5mL de querosene no terceiro tubo. 3. Coloque 2 gotas de leo comestvel em cada um dos trs tubos. 4. Agite muito bem cada tubo isoladamente. Quais os solventes que solubilizaram o leo? ...........................................................................................................................................

.................................................................................................................................................. Quais os solventes que no solubilizaram o leo? ...........................................................................................................................................

.................................................................................................................................................. Pode-se concluir que as molculas de leo so polares ou apolares? ......................................................................................................................................... 5. Jogue fora o contedo dos trs tubos de ensaio e lave-os. 6. Repita os passos 1 e 2. 7. Coloque uma pitada de cloreto de sdio em cada um dos trs tubos .(Procure

colocar a mesma quantidade em cada tubo.) 8. Agite muito bem e observe.

O cloreto de sdio mais solvel em..................................; depois em .....................................; e, por ltimo, em ..............................................

Sendo um composto inico, o NaCl mais solvel nos solventes mais polares. Ento, dos trs solventes utilizados:

....................................................... o mais polar;

....................................................... o menos polar;

....................................................... apolar.


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9. Repita esses testes utilizando naftaleno (naftalina). Use pequena quantidade de naftaleno; se usarmos muita naftaleno no poderemos concluir corretamente.

A naftalina mais solvel em...........................................................................................; menos solvel em ............................................................................................................

Podemos pensar (em termos de polaridade) que as molculas da naftalina so ............................................................................................................................................

10. Repita novamente os testes de solubilizao, colocando: um cristal de I2 no tubo de ensaio com gua; outro cristal de I2 no tubo contendo lcool e um terceiro cristal de I2 no tubo contendo querosene.

O iodo mais solvel em ...............................; menos solvel em ...................................

Ento voc conclui que as molculas de iodo devem ser polares ou apolares?

.............................................................................................................................................

.............................................................................................................................................

C) EXTRAES

Coloque cerca de 5 ml de uma soluo aquosa saturada de iodo (aproximadamente

0,03% de iodo por massa) no tubo de ensaio. Adicione cerca de 2 ml de querosene. No agite. Anote suas observaes e coloque a rolha no tubo (nunca o seu dedo), e agite o tubo trancando a rolha com dedo. Espere a mistura descansar e anote suas observaes.

D) PRECIPITAO

Dissolva cerca de 0,5 g de cido acetil saliclico em 5 ml de metanol em um

bquer de 50 mL. Acrescente 20 ml de gua destilada. Agite intensamente com um basto de vidro.

Anote suas observaes. NO JOGUE A SOLUO FORA!!

E) FILTRAO A seguir, dobre o papel filtro duas vezes como indicado na seqncia abaixo e

coloque no funil de vidro.

Coloque um bquer embaixo de modo que a ponta

do funil toque a parede interna do bquer. Com o frasco lavador, molhe o papel filtro um pouco para fix-lo no funil. Transporte todo o contedo do bquer contendo o cido acetil saliclico, metano e gua para o filtro com a ajuda de um basto de vidro.


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Terminada a filtrao, retire o papel filtro com o cido acetil saliclico e mostre os cristais ao professor.

Importante: No jogue o contedo de cada tubo de ensaio e do bquer pequeno na pia. Esvazie-os colocando seus contedos nos respectivos bqueres colocados nas pias. No misture as solues. Lave os tubos de ensaio e deixe-os invertidos para escorrer a gua.


1- Qual a cor da soluo de iodo e gua? 2- O que voc observou depois de agitar a soluo de iodo e gua com querosene? 3- o iodo mais solvel em querosene ou gua? 4- Que evidncia voc utilizou para a sua resposta da questo 3? 5- Explique sua resposta na questo 3 em termos da polaridade relativa do iodo,

querosene e gua.? 6- Explique o que voc observou quando voc adicionou soluo de cido acetil

saliclico com metanol na gua. O cido acetil saliclico mais solvel em gua ou metanol?

7- Metanol e gua so completamente miscveis. Funcionaria esta tcnica se metanol e gua fossem imiscveis?

a) cido acetil saliclico + metanol + H2O


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EXPERINCIA N. 3

Equipe:...................................................................................................................................... Turma:............................................................ N. da bancada: .............................................. Data:...../...../.....

A. Polaridade

B. Extrao:

Observaes: C. Precipitao:

Observaes:

D. Filtrao:

Observaes:


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4 EXPERINCIA

OXIDAO REDUO E ESTRUTURA DA MATRIA

1. OBJETIVOS:

No final desta experincia o aluno dever ser capaz de : - Identificar a natureza das reaes de oxi-reduo. - Montar uma srie de atividades a partir de dados experimentais. - Escrever equaes para as meias reaes de oxi-reduo.

2. INTRODUO:

Nas reaes de oxi-reduo eltrons so transferidos de um reagente para outro. Por

exemplo, na formao da ferrugem, Fe2O3, xido de ferro (III), eltrons so transferidos do ferro para o oxignio.

O Fe que tinha n de oxidao (Nox)= 0 quando estava na forma metlica cedeu 3 eltrons (e-) ao gs oxignio que tambm tinha Nox = 0. O on ferro III ficou com carga +3 e o oxignio com carga -2.

Outro exemplo de reao de oxi-reduo a preparao do tungstnio usado nas

lmpadas de filamento (lmpadas comuns). O xido de tungstnio (VI) pode ser reduzido com hidrognio a 1200 C. O tungstnio reduzido e seu n de oxidao reduz de +6 para zero.

Originalmente o termo oxidao referia a combinao do oxignio com uma

substncia, implicando no aumento do n de oxidao de um elemento dessa substncia e o trmo reduo era originalmente empregado para descrever a remoo do oxignio de um composto.

Os termos oxidao e reduo so agora aplicados mais amplamente. OXIDAO definida como um aumento de nmero de oxidao e corresponde a perda, (que pode ser aparente) de eltrons. REDUO refere-se a uma diminuio do n de oxidao e corresponde a um ganho (que pode ser aparente) de eltrons.

Como eltrons no podem ser criados ou destrudos, oxidao e reduo sempre ocorrem simultaneamente nas reaes qumicas ordinrias.


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AGENTES OXIDANTES so substncias que oxidam outras substncias e, portanto, ganham eltrons sendo reduzidas. AGENTES REDUTORES so substncias que reduzem outras substncias, logo elas perdem eltrons sendo oxidadas.

Agente redutor: CO Agente oxidante: Fe2O3 Agente redutor: FeBr3 (aq) Agente oxidante: Cl2 (g)

Flor reduzido enquanto o brometo oxidado bromo fundamental. Isso demonstra que o flor um oxidante mais ativo do que o brometo.

SEMI REAES (OU MEIA REAES )

Um dos dois mtodos mais comuns para balancear reaes redox e tambm elucidar os processos individuais que ocorrem nos dois eletrodos de uma bateria ou uma clula eletroltica chamado mtodo da semi reao. Neste mtodo uma reao redox dividida em duas semi reaes, uma de oxidao e uma de reduo.

Uma moeda de alumnio colocada numa soluo de sulfato de cobre (II) rapidamente fica com uma camada de cobre medida que o alumnio passa para a soluo de acordo com a equao:

2 Al + 3 Cu2+ 2 Al3+ + 3 Cu0

Nesta reao o alumnio oxidado a on alumnio e o cobre (II) reduzido a cobre elementar.


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O processo de oxidao, Al Al3+ primeiro balanceado de acordo com as massas e ento eltrons so adicionados para o balano das cargas,

Al0 Al3+ + 3e-.

A mesma coisa feito no processo de reduo, Cu2+ Cu0 Cu2+ + 2e- Cu0

Para se obter a equao inica total as duas meia reaes so adicionadas. Como

oxidao do alumnio libera trs eltrons por cada on alumnio que formado, e a reduo do on cobre (II) requer dois eltrons por on cobre (II).

Assim, para que o nmero de eltrons cedidos e recebidos seja igual, a semi reao do alumnio dever ser multiplicada por 2 e a semi-reao do cobre por 3 :

3 Cu2+ + 6e- 3 Cu0

2 Al0 2 Al3+ + 6e-

3 Cu2+ + 2 Al0 3 Cu0 + 2 Al+

Embora esta reao poderia ser facilmente balanceada por uma simples verificao, este mtodo funciona muito bem para reaes redox complexas quando o balanceamento por uma simples verificao extremamente difcil. METAIS COMO AGENTE REDUTORES

Na primeira parte dessa experincia voc ir determinar as foras redutoras dos metais cobre (Cu), ferro (Fe), Magnsio (Mg), zinco (Zn) e alumnio (Al) e do hidrognio (H).

Estes metais tm grande utilidade na indstria. O Zinco de grade importncia na proteo do ferro por recobrimento, o ferro galvanizado, muito utilizado em calhas, canaletas, carros, como tambm na confeco de pilhas secas, servindo de plo de proteo (plo negativo). O cobre muito usado na fabricao de condutores eltricos. As lminas de cobre puro so usadas a refinao eletroltica, como ctodo e as impuras com nodo.

A forma elementar do metal A perde eltrons para o metal B que se deposita e A passa para a soluo, o metal A um agente redutor melhor do que o metal B. Se a forma elementar do metal A no passa para a soluo, ento o metal B um agente redutor melhor do que A. Por exemplo, se for colocada uma lmina de zinco (Zn(S)) em uma soluo de sulfato de cobre (CuSO4(aq)) azul, verifica-se que a lmina de zinco (Zn(S)) fica recoberta por uma camada de metal vermelho, o cobre (Cu(S)). Por outro lado, a soluo original de sulfato de cobre fica incolor. Ocorre uma reao qumica que pode ser representada pela seguinte equao:

Zn(S) + CuSO4(aq) ZnSO4(aq) + Cu(s)

Conclui-se que o Zn (A) mais reativo que o Cu (B) pois o desloca de seu composto. Por meio de reaes desse tipo, colocam-se os metais em ordem crescente de reatividade qumica. Li > Cs > Rb > K > Ba > Sr > Ca > Na > Mg > Be > Al > Zn > Cr > Fe > Cd > Co > Ni > Pb > H > Sb > Bi > Cu > Hg > Ag > Pt > Au >


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3. MATERIAIS

Tubos de ensaio Cobre metlico/ Proveta Ferro metlico (Bombril) Pipeta de 5 mL Magnsio metlico Bqueres de 50 m Zinco metlico 2 bastes de vidro Alumnio metlico 2 cpsulas de porcelana Soluo de sulfato de Cobre (CuSO4) 1M 2 esptulas Soluo de cido sulfrico (H2SO4) 3M bico de bunsen Soluo de sulfato de Zinco (ZnSO4)1M etiquetas adesivas Soluo de Nitrato de Prata 0,1M Sulfato de Cobre slido Soluo de cloreto de ferro III 0,10M Sulfato de zinco slido Soluo de cloreto de sdio (NaCl) 0,10M gua clorada Soluo de iodeto de sdio (NaI) 0,10M

Soluo de brometo de sdio (NaBr) 0,10M 4. PROCEDIMENTO

A) METAIS COMO AGENTES REDUTORES Na primeira parte dessa experincia voc ir determinar as foras redutoras dos

metais cobre (Cu), ferro (Fe), Magnsio (Mg), zinco (Zn) e alumnio (Al) e do hidrognio (H).

1. Numere 5 tubos de ensaio 1 a 5. (Lavar as pipetas antes de us-las). 2. Coloque um pedacinho de cobre metlico (~1 cm) no tubo 1, fita de magnsio (~2 cm) no tubo 2, Zinco metlico (~1 cm2) no tubo 3, um pedacinho de alumnio no tubo 4 e uma pequena bola de bombril no tubo 5. 3. Adicione aproximadamente 5 ml de CuSO4 1,0M em cada tubo. Observe se ocorreu alguma reao. Espere 3 minutos para a reao ocorrer. Se houver reao escreva a equao balanceada. Do contrrio, escreva aparentemente no ocorreu. 4. Despeje o contedo de cada tubo de ensaio com os pedacinhos metlicos utilizados no Bquer colocado ao lado da pia. Lave os tubos e as pipetas com gua da torneira depois com gua destilada. 5. Teste novos pedaos metlicos da mesma maneira, agora com a soluo de cido sulfrico 3M. (5 ml)) Nota: A reao com o Ferro lenta. 6. Limpe os tubos de ensaio como descrito anteriormente e teste cada novo pedacinho dos metais com a soluo de sulfato de zinco 1,0M.

DEMONSTRAO

Em um copo de bquer coloque 10 ml de soluo de nitrato de prata (AgNO3(Aq)) 0,1 M . Mergulhe um fio de cobre (Cu(S)), previamente lixado.


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B. HALOGNIOS E Fe+3 COMO AGENTE OXIDANTE Nesta parte da experincia voc determinar a atividade oxidante relativa dos

halogneos Br2, Cl2, I2 e Fe3+.

1. Limpe os tubos de ensaio e ponha 5,0 ml de brometo de sdio 0,10M ou brometo de potssio 0,10 M no 1 tubo, 5,0 ml de cloreto de sdio 0,10M no 2 tubo e 5,0 ml de iodeto de sdio 0,10M no 3 tubo. Adicione 5,0 ml de cloreto frrico (FeCl3) 0,10M a cada um dos 3 tubos. Observe qualquer mudana de cor. Um enfraquecimento de cor devido a diluio no constitui uma mudana de colorao.

2. Limpe os tubos de ensaio e teste 5,0 ml de cada haleto com gua clorada

recentemente preparada. (Use uma proveta para gua clorada. Note: verifique se as janelas do laboratrio esto abertas.)

C) ESTRUTURA DA MATRIA Quem responsvel pela cor azul do sulfato de cobre pentahidaratado (CuSO4.5H2O) em gua. a parte de Sulfato (SO4) ou a parte de Cobre (Cu)? Ou ambas? Investigar realizando as seguintes experincias: 1) Qual a cor da soluo de sulfato de cobre (CuSO4(s))? 2) Coloque, com uma esptula, uma poro de sulfato de cobre slido (CuSO4(s)) em uma cpsula de porcelana e aquea.

Observe com detalhes. Acrescente um pouco dgua.


1. Coloque os quatro metais e o hidrognio em ordem decrescente comeando pelo melhor agente redutor ao mais fraco.

Melhor redutor:........................................1 .........................................2 .........................................3 .........................................4 .........................................5

2. Escreva as equaes das semi-reaes de oxidao e reduo e a reao inica

total para todas as reaes que ocorreram:

3. Coloque Br2, Cl2, I2 e Fe3+ em ordem de suas reatividades, comeando pelo melhor agente oxidante:

Melhor oxidante:........................................1 .........................................2 .........................................3 .........................................4

4. Escreva as equaes das semi-reaes de oxidao e reduo e a equao inica total para as reaes:

a) ferro (III) + iodeto b) cloro + iodeto


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EXPERINCIA N. 4

Equipe:............................................................................................:........................................ Turma.................................................................... N. da bancada: ............... Data:...../...../.....

METAIS COMO AGENTES REDUTORES

Se a reao ocorre, complete e balanceie-a. Caso contrrio, se a reao no observvel, escreva a reao no foi observada (assuma que quando ferro metlico reage, forma Fe(II). Equao balanceada CuSO4 + Cu0 CuSO4 + Mg0 MgSO4 + Cu0 CuSO4 + Zn0 CuSO4 + Fe0 CuSO4 + Al0 H2SO4 + Cu0 H2SO4 + Mg0 H2SO4 + Zn0 H2SO4 + Fe0 H2SO4 + Alo ZnSO4 + Cu0 ZnSO4 + Mg0 ZnSO4 + Zn0 ZnSO4 + Fe0 ZnSO4 + Al0

HALOGNIOS E Fe3+ COMO AGENTES OXIDANTES Se a reao ocorre, complete e balanceie-a, caso contrrio, se a rao no observvel, escreva a reao no foi observada. (Assuma que Fe3+ reduzido a Fe2+ quando reage). Equao balanceada Fe3+ + Br- ............................................................................... Fe3+ + Cl- ............................................................................... Fe3+ + I- ............................................................................... Cl2 + Br- Br2 + 2Cl- Cl2 + Cl- ............................................................................... Cl2 + I- ............................................................................... C) ESTRUTURA DA MATRIA Escreva a reao de desidratao do sulfato de cobre pentahidratado


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5 EXPERINCIA

TITULAO CIDO - BASE

1. OBJETIVOS:

No final desta experincia o aluno dever ser capaz: - Determinar a concentrao de uma base, usando titulao. - Determinar a molcula-grama (Mol) de um composto, por titulao. - Dominar a tcnica de titulao.

2. INTRODUO:

Na cincia e na indstria, freqentemente necessrio determinar a concentrao de ons em solues. Para determinar a concentrao de um cido ou uma base, um mtodo chamado titulao utilizado. Titulao utiliza o fato de que cidos so neutralizados por bases para formar sal + gua. A equao da reao de neutralizao

H+ + OH- H2O significando que um on hidrogenado neutraliza um on hidroxila. O nmero total de ons hidrognio igual ao volume da soluo multiplicado pela concentrao de ons hidrognio em mol/L

n = M x V onde n = n. de moles de ons hidrognio V = volume da soluo (litros) M = molaridade

No ponto em que uma soluo cida foi completamente neutralizada por uma

soluo bsica, o n de ons hidrognio igual ao n de ons hidroxilas. nOH = nH

Substituindo n por M x V, obtemos:

MOH x VOH = MH x VH Com esta frmula, partindo de um volume conhecido de uma soluo com

concentrao desconhecida e o volume e a concentrao de uma soluo padro, podemos calcular a concentrao desconhecida.

O ponto quando a base neutraliza completamente um cido (ou vice versa) pode

ser detectado com um indicador que muda de cor com um excesso de ons H+

ou OH-.

Fenolftalena um indicador desse tipo. Em meio cido a fenolftalena incolor, mas com

o menor excesso de ons OH- numa soluo neutra ela torna-se cor-de-rosa.


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3. MATERIAL:

- Bqueres - NaOH - Balana - H2O - Esptula - cido Oxlico - Basto de vidro - cido benzico - Frasco lavador - lcool etlico - Bureta - vinagre - Suporte universal - Fenolftalena - Balo volumtrico - Garra - Pipeta volumtrica - Erlenmeyer

4. PROCEDIMENTO:

A) PREPARO DA SOLUO DE NaOH

1. Pese um bquer pequeno vazio e seco e rapidamente coloque dentro 4 ou 5 lentilhas de NaOH com a ajuda de uma esptula e pese novamente. Anote a massa na folha de dados. 2. Acrescente gua destilada at 50 ml e dissolva o NaOH mexendo com um basto de vidro. 3. Transfira a soluo para um balo volumtrico de 100 ml. Em seguida, com um frasco lavador rinse as paredes do bquer e o basto de vidro e transfira para o balo. Faa isso duas vezes mais (execute trs lavagens com aproximadamente 10 mL de gua cada uma) 5. Finalmente complete o volume do balo com gua, at a marca dos 100 ml. 6 - Homogeneize a soluo.

Proceda conforme esquema mostrado na Figura 1:

Figura 1 - Seqncia de etapas para o preparo de urna soluo aquosa.


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B) PADRONIZAO DA SOLUO DE NaOH

1. Monte a bureta no suporte universal utilizando uma garra para fix-la, conforme o desenho ao lado. 2. Considere que a bureta est limpa e desengordurada. No necessrio sec-la. Agora, limpe a bureta com um pouco de soluo de NaOH, aproximadamente 5 mL, que voc preparou. Descarte esta soluo. 3. Feito isso, encha a bureta com a soluo de NaOH e zere a bureta recolhendo o excesso de soluo em um bquer, de forma que o menisco inferior fique na marca do zero. A bureta est pronta para iniciar uma titulao. 4. Agora, separe 3 erlenmeyers e coloque em cada um deles 10,0 ml da soluo padro de cido oxlico (H2C2O4) 0,05mol/L medidos com uma pipeta volumtrica. Acrescente um pouco de gua destilada (~25 ml) e 3 gotas de fenolftalena. 3. Titule cada soluo dos 3 erlenmeyer gotejando a soluo de NaOH da bureta no erlenmeyer at aparecimento da cor rosa. Pare ento de gotejar NaOH e anote o volume gasto, lendo direto na bureta. C) MASSA MOLECULAR DE UM CIDO.

1. Pese aproximadamente 0,2 g de cido benzico em um erlenmeyer limpo e seco. 2. Adicione aproximadamente 10 ml de lcool etlico com uma proveta e agite at dissolver o cido. No utilize o basto de vidro. 3. Adicione trs gotas de fenolftalena e titule com a soluo de NaOH preparada no item Bat o ponto de viragem (aparecimento da cor rosa). 4. Anote o volume de NaOH gasto e faa os clculos.

D) DETERMINAO DA CONCENTRAO DE CIDO ACTICO NO VINAGRE 1. Com uma pipeta volumtrica coloque 10 ml de vinagre em um balo volumtrico de 100 ml e complete com gua at a marca dos 100 ml. Com isso voc fez uma diluio (10 vezes). Agora tome cuidado! No passe da marca, do contrrio a diluio ser maior do que 10. 2. Separe trs erlenmeyers limpos (no necessrio estarem secos) e coloque 10 ml da soluo diluda de vinagre em cada um dos frascos. Adicione trs gotas de fenolftalena e titule com NaOH at o ponto de viragem do indicador. Anote o volume de NaOH gasto.


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5. PARA DISCUTIR NO RELATRIO: 1. Sabendo-se que a frmula molecular do cido benzico C7H6O2 utilize uma

tabela peridica para calcular sua massa molecular. 2. Calcule o erro percentual da sua determinao experimental da massa

molecular do cido benzico. 3. Sugira trs razes para o erro. 4. No rtulo do vinagre que voc titulou est escrito uma concentrao de cido

actico, por exemplo 4,2%. Supondo que a porcentagem seja p/p, a molaridade de cido actico no vinagre 0,7mol/L. Estava a acidez do cido actico correta? Considerando o volume mdio das determinaes como correto, qual o erro % do valor publicado?

5. Pesquise sobre os diferentes tipos de titulao: cido-base, complexometria, de precipitao e oxi-reduo.

6. O que so indicadores e qual a sua funo?


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EXPERINCIA N. 5 Equipe:...................................................................................................................................... Turma:.......................................... N. da bancada: .......................................................... Data:...../...../.....

A. PREPARO DA SOLUO DE NAOH:

Massa do NaOH: ................... B. PADRONIZAO DA SOLUO DE NAOH:

Molaridade da soluo de cido oxlico: 0,05mol/l Volumes de NaOH gastos: na 1 titulao: .................... na 2 titulao: ................... na 3 titulao: ................... Mdia dos volumes: ........................... Utilizando a equao M1V1 = M2V2, calcule a molaridade da soluo de NaOH:

C. MASSA MOLECULAR DE UM CIDO: Massa do cido benzico: .............................. (com 2 casas depois da vrgula no mnimo). Volume de NaOH gasto: ............................ Utilizando a equao: M x V = m / MM, determine a massa molecular do cido benzico: .............................

D. DETERMINAO DA CONCENTRAO DE CIDO ACTICO NO VINAGRE: Volumes de NaOH gastos: na 1 titulao: .................... na 2 titulao: ................... na 3 titulao: ................... Mdia dos volumes: ................................... A molaridade do cido actico no vinagre que voc analisou .......................................... (lembre-se que voc diluiu 10 vezes o vinagre antes de titular. Portanto no esquea de multiplicar por 10 o resultado que voc obteve com a equao M1V1 = M2V2).


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6 EXPERINCIA

TERMOQUMICA

1. OBJETIVOS: - Determinar a entalpia de dissoluo do hidrxido de sdio - Determinar a entalpia de neutralizao de um cido forte por uma base forte

2. INTRODUO

A energia liberada nas reaes qumicas est presente em vrias atividades da nossa vida diria. Por exemplo, o calor liberado na queima do gs butano que cozinha os nossos alimentos, o calor liberado na combusto do lcool ou da gasolina que movimenta nossos veculos e atravs das reaes qumicas dos alimentos no nosso organismo que obtemos a energia necessria para manuteno da vida.

A maioria das reaes qumicas ocorre produzindo variaes de energia, que freqentemente se manifestam na forma de variaes de calor. A termoqumica ocupa-se do estudo quantitativo das variaes trmicas que acompanham as reaes qumicas. Essas reaes so de dois tipos:

Reaes exotrmicas: as que liberam calor para o meio ambiente. Exemplos

combusto (queima) do gs butano, C4H10 C4H10(g) + 13/2 O2(g) => 4 CO2(g) + 5H20(g) + calor

combusto do etanol, C2H60: C2H60(l) + 3O2(g) => 2 CO2(g) + 3 H2O(g) + calor

Na equao qumica, o calor representado junto aos produtos para significar que foi produzido, isto , liberado para o ambiente durante a reao.

Reaes endotrmicas: as que para ocorrerem retiram calor do meio ambiente. Exemplos

decomposio da gua em seus elementos: H20(l) + calor => H2(g) + 1/2 O2(g)

fotossntese: 6 CO2(g) + 6 H20(l) + calor => C6H12O6(aq) + 6 O2(g)

Na equao qumica, a energia absorvida representada junto aos reagentes, significando que foi fornecida pelo ambiente aos reagentes.

MEDIDA DO CALOR DE REAO

O calor liberado ou absorvido por um sistema que sofre uma reao qumica determinado em aparelhos chamados calormetros. Estes variam em detalhes e so adaptados para cada tipo de reao que se quer medir o calor. Basicamente, no entanto, um calormetro constitudo de um recipiente com paredes adiabticas, contendo uma massa conhecida de parede gua, onde se introduz um sistema em reao. O recipiente provido de um agitador e de um termmetro que mede a variao de temperatura ocorrida durante a reao.


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A determinao do calor liberado ou absorvido numa reao qumica efetuada atravs da expresso:

onde:

Q a quantidade de calor liberada ou absorvida pela reao. Esta grandeza pode ser expressa em calorias (cal) ou em Joules (J). O Sistema Internacional de Medidas (SI) recomenda a utilizao do Joule, no entanto, a caloria ainda muito utilizada. Uma caloria (1 cal) a quantidade de calor necessria para fazer com que 1,0 g de gua tenha sua temperatura aumentada de 1,0C. Cada caloria corresponde a 4,18 J;

m a massa, em gramas, de gua presente no calormetro; c o calor especifico do liquido presente no calormetro. Para a gua seu valor 1

cal/g . C; a variao de temperatura sofrida pela massa de gua devido a ocorrncia da

reao. medida em graus Celsius.

A rigor, deve-se considerar a capacidade trmica do calormetro que inclui, alm da capacidade trmica da gua, as capacidades trmicas dos materiais presentes no calormetro (agitador, cmara de reao, fios, termmetro etc.).

O calor de reao pode ser medido a volume constante, num calormetro hermeticamente fechado, ou presso constante, num calormetro aberto. Experimentalmente, verifica-se que existe uma pequena diferena entre esses dois tipos de medidas calorimtricas. Essa diferena ocorre porque, quando uma reao ocorre presso constante, pode haver variao de volume e, portanto, envolvimento de energia na expanso ou contrao do sistema.

A variao de energia determinada a volume constante chamada de variao de energia interna, representada por E, e a variao de energia determinada presso constante chamada de variao de entalpia, representada por H.

ENTALPIA E VARIAO DE ENTALPIA

O calor, como sabemos, uma forma de energia e, segundo a Lei da Conservao da Energia, ela no pode ser criada e nem destruda, pode apenas ser transformada de uma forma para outra. Em vista disso, somos levados a concluir que a energia:

liberada por uma reao qumica no foi criada, ela j existia antes, armazenada nos reagentes, sob uma outra forma;

absorvida por uma reao qumica no se perdeu, ela permanece no sistema, armazenada nos produtos, sob uma outra forma. Cada substncia, portanto, armazena um certo contedo de calor, que ser alterado

quando a substncia sofrer uma transformao. A liberao de calor pela reao exotrmica significa que o contedo total de calor dos produtos menor que o dos reagentes. Inversamente, a absoro de calor por uma reao endotrmica significa que o contedo total de calor armazenado nos produtos maior que o dos reagentes.

A energia armazenada nas substncias (reagentes ou produtos) d-se o nome de contedo de calor ou entalpia. Esta usualmente representada pela letra H. Numa reao, a diferena entre as entalpias dos produtos e dos reagentes corresponde variao de entalpia, .

onde:

Hp = entalpia dos produtos; Hr = entalpia dos reagentes.


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Numa reao exotrmica temos que Hp < Hr e, portanto, < O (negativo). Numa reao endotrmica temos que Hp > Hr e, portanto, > O (positivo).

H sempre uma quantidade de energia envolvida em todos os fenmenos, sejam

eles fsicos ou qumicos. Por exemplo, na dissoluo das substncias ocorre um efeito trmico chamado de entalpia de dissoluo ou calor de dissoluo. conhecido tambm o fato de que nas reaes entre cidos e bases (chamadas de reaes de neutralizao) h outro efeito trmico: a entalpia de neutralizao.

Neste exerccio de laboratrio, quantificaremos a energia trmica em uma dissoluo e em uma neutralizao, determinando a entalpia de dissoluo do NaOH e a entalpia de neutralizao da rao entre o HCl e o NaOH, que so eletrlitos fortes. TIPOS DE CALORES E ESPONTANEIDADE DAS REAES

A variao da entalpia recebe uma denominao particular dependendo da natureza da reao:

Calor de combusto ou entalpia de combusto: H associado reao de combusto, no estado padro, de um mol de uma substncia.

Calor de dissoluo ou entalpia de dissoluo: a variao de entalpia (H) que ocorre na dissoluo de 1 mol de uma substncia em uma quantidade de determinado solvente, tal que um novo acrscimo desse solvente no produza efeito trmico considervel.o

Calor de neutralizao ou entalpia de neutralizao: o a variao de entalpia (H) que ocorre na reao de 1mol de um cido com 1 mol de uma base, ambos em solues aquosas diludas a 25c e 1 atm.

Para a reao entre cidos fortes e bases fortes, o H da reao de neutralizao constante (H = -13,8 kcal/mol), porque corresponde sempre mesma reao:

H+(aq) + Cl-(aq) + Na-(aq) + OH-(aq) Na+(aq) + Cl-(aq) + H2O(l)

H+(aq) + OH-(aq) H2O(l) l

3. MATERIAIS E REAGENTES: Bqueres de 100 e 600ml Soluo 0,5 N de hidrxido de sdio, NaOH Balana analtica Soluo 0,5 N de cido clordrico, HCl Basto de vidro Hidrxido de sdio Esptula Iodeto de potssio L de vidro Vidro de relgio Proveta de 100 ml Termmetro at 100C


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4. PROCEDIMENTO

A) ENTALPIA DE DISSOLUO 1- Pese um bquer de 100 ml e anote sua massa:

m1=.............g 2- Utilizando o bquer do passo anterior e um bquer de 600 ml, monte a aparelhagem da

figura 1.

Figura 1. 3- Mea 80 ml de gua em uma proveta de 100 ml e transfira para o bquer de 100 ml.

Como a densidade da gua 1,00 g/ml, teremos no bquer 80g desse lquido. 4- Mea a temperatura da gua:

t1=.............C 5- Tare um vidro de relgio na balana. 6- Ponha quatro lentilhas de hidrxido de sdio no vidro de relgio e anote a massa de

hidrxido de sdio pesada:

m 2 =.........g Faa essa operao rapidamente, porque o hidrxido de sdio altamente

higroscpico, isto , absorve umidade do ar em pouqussimo tempo. 7- Imediatamente, transfira as lentilhas de NaOH para a gua do bquer. 8- Lentamente, agite a gua com o prprio termmetro at dissolver todo o slido. Essa

operao deve ser feita com muito cuidado porque o termmetro poder quebrar-se, caso bata contra as paredes do bquer.

9- Enquanto agita, observe a temperatura e anote seu valor mximo, obtido at a dissoluo do hidrxido:

t2 = ...........C 10- Calcule a diferena de temperatura em conseqncia da dissoluo do NaOH:

= t2 t1 = .........C

100 ml

600 ml


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11- A determinao do calor liberado ou absorvido numa reao qumica efetuada atravs da expresso: Q = m c t, apresentada na introduo. 12- Em nosso procedimento experimental, o hidrxido de sdio ao se dissolver liberou uma quantidade de calor que foi absorvida pela gua e pelo vidro do bquer. Vamos estabelecer as seguintes variveis:

QNaOH = Calor liberado na dissoluo do hidrxido de sdio

QH2O = Calor absorvido pela gua

QV = Calor absorvido pelo vidro do bquer

CH2O = Calor especfico da gua 1,00 cal/gC

Cv = calor especfico do vidro = 0,22 cal/gC

mv = massa do vidro = massa do bquer (m1) = ..........g (passo 1)

t = ................C (passo 10) 13- O calor produzido pela dissoluo do NaOH foi absorvido pela gua e pelo vidro do bquer:

QNaOH = QH2O + Qv QNaOH = mH2O cH2O t + mvcvt QNaOH = t(mH2OcH2O+mvcv)

14- Agora substitua as variveis por seus valores numricos e obtenha a quantidade de calor liberada na dissoluo:

QNaOH = ................cal = .................kcal 15- A partir das massas atmicas (Na = 23; O = 16; H = 1), obtemos a massa molecular do NaOH, que igual a 40. 16-A quantidade de calor obtida no passo 14 corresponde ao calor liberado na dissoluo da massa m2 de NaOH dissolvida. Para expressar a entalpia de dissoluo em quilocalorias por mol (Kcal/mol) de NaOH, faa a regra de trs:

m 2 (passo 6)---------------------QNaOH (passo 14) 40----------------------X

X = .........................Kcal/mol

17-Complete agora a equao termoqumica da dissoluo do hidrxido de sdio:

NaOH(s) + H2O(l) Na+(aq) + OH-(aq)_ H = - ..................Kcal/mol.

A variao de entalpia negativa porque se trata de um processo exotrmico.


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B) ENTALPIA DE NEUTRALIZAO 1- Pegue o bquer de 100 ml e a proveta utilizados na determinao de entalpia de

dissoluo do NaOH. Lave e enxugue-os com um papel poroso. 2- Coloque o bquer sobre a l de vidro da aparelhagem da figura 1. 3- Ponha na proveta exatamente 50 ml da soluo 0,5 N de cido clordrico e transfira

para o bquer. Mea a temperatura dessa soluo:

t1 =..............C 4- Lave a proveta (deixe escorrer bem a gua do seu interior). Em seguida ponha

exatamente 50 ml de soluo 0,5 N de hidrxido de sdio. Ainda na proveta, mea a temperatura do hidrxido de sdio, que deve ser a mesma do cido, pois ambas as solues esto temperatura ambiente.

5- Adicione a soluo de NaOH sobre a soluo de HCl que est no bquer da aparelhagem. Agite cuidadosamente a mistura com o termmetro, evitando bat-lo contra as paredes do bquer.

6- Anote a temperatura mxima atingida:

t2 = ...........C 7- Calcule a diferena de temperatura:

t = t2 - t1

t = ...........C 8- Terminada a parte experimental, iremos agora calcular a quantidade de calor produzida

na reao (que chamaremos de Qr) entre o HCl e o NaOH:

HCl(aq) + NaOH(aq) NaOH(aq) +H2O(l) + Qr 9- Usaremos a mesma equao Q = mct, mas fazendo as seguintes consideraes: a) parte do calor produzido na reao foi absorvida pelo NaOH formando, mas, para

simplificar nossos clculos, no levaremos em conta essa absoro de calor pelo NaOH

b) por isso, o volume de 100 ml que temos aps a reao (uma vez que adicionamos 50 ml de soluo de NaOH em 50 ml de soluo de HCl) ser considerado como sendo constitudo somente de gua, e no de uma soluo de NaCl; temos 100 ml de gua, volume que eqivale a mH2O = 100g

c) manteremos a simbologia utilizada na determinao da entalpia de dissoluo do NaOH adaptada a esse experimento, ou seja:

Qr = calor produzido na reao entre HCl e o NaOH

QH2O = calor absorvido pela gua

Qv = calor absorvido pelo vidro do bquer

CH2O = calor especfico da gua = 1,00 cal/gC

Cv = calor especfico do vidro = 0,22 cal /gC

mH2O = massa da gua = 100g (passo 9b)

mv = massa do vidro = massa do bquer = ............g ( a mesma massa do passo 1 do experimento da entalpia de neutralizao do NaOH, pois estamos utilizando o mesmo bquer).


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t = .................C (passo 7) 10- O calor liberado pela reao de HCl + NaOH foi absorvido pela gua e pelo bquer:

QNaOH = QH2O + Qv

QNaOH = mH2O cH2O t + mvcvt QNaOH = t(mH2OcH2O+mvcv)

11- Agora substitua as variveis por seus valores numricos e obtenha a quantidade de calor liberada na relao:

Qr = ...............cal = .......................Kcal

12- Calcule agora a quantidade matria (mol) que reagiram. O volume e a molaridade do NaOH so:

VNaOH = 50 ml = 0,05 L MNaOH = 0,5 mol/L

Substituindo na frmula: M = n / V n = M x V n = 0,5 x 0,05 n = 0,025 mols

13- Ento, reagiu 0,025 mols de NaOH com 0,025 mols de HCl, produzindo a quantidade

de calor Qr (em Kcal, do passo 11). 14- Para calcular a entalpia de neutralizao em Kcal/mol, faa a regra de trs:

0,025 mol---------------------Qr 1 mol---------------------H

0,025Q

H r H = ..........................Kcal/mol

15- Complete agora a equao termoqumica da entalpia de neutralizao entre o cido e a base que reagiram:

HCl(aq)+NaOH(aq) NaCl(aq) + H2O(l)

H = -...................Kcal/mol

A variao de entalpia negativa porque a reao exotrmica. 16- O HCl e o NaOH so eletrlitos fortes. Como vimos na introduo terica, a entalpia

de neutralizao entre um cido forte e uma base forte -13,8 kcal/mol. Utilizando esse dado terico e o valor que voc encontrou, calcule a porcentagem de erro experimental:

13,8 kcal/mol----------------100% H (passo 14)----------------Y


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13,8H Y 100 Y= ....................%

A diferena entre 100 e Y corresponde ao erro experimental. 5. PARA DISCUTIR NO RELATRIO: 1- Por que a entalpia de neutralizao sempre a mesma para a reao de cidos fortes

com bases fortes? 2- Por que, se usarmos cidos e/ou bases fracos, o H no igual a -13,8 kcal/mol? 3- Escreva a equao termoqumica da dissoluo do NaOH. 4- Qual a finalidade da l de vidro utilizada na aparelhagem? 5- Por que as pesagens de hidrxido de sdio devem ser feitas rapidamente? 6- Escreva a equao termoqumica da reao entre HCl e o NaOH. 7- Escreva a equao termoqumica da reao entre o cido ntrico, HNO3, e o hidrxido

de potssio, KOH. 8- Cite algumas causas de erro experimental nos dois experimentos feitos neste captulo. 9- Por que utilizamos as igualdades QNaOH = QH2O + QV e Qr = QH2O + Qv?


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7 EXPERINCIA

FENMENOS FISICOS E QUIMICOS

I. OBJETIVOS: Verificar, por procedimento experimental, as diferenas entre os fenmenos fsicos e os fenmenos qumicos. II. MATERIAL E REAGENTES Fita de magnsio Estanho ou chumbo metlico Iodo Dicromato de amnio Soluo de iodeto de potssio 0,25% Soluo de nitrato de chumbo 0,25% Lentilha de hidrxido de sdio cido ntrico ou clordrico concentrado

Pina metlica Bico de Bunsen Tubo de ensaio Tela de amianto e trip Vidro de relgio Bquer 100mL

III. PROCEDIMENTO A) Aquecimento do magnsio Pegue um pedao de fita de magnsio com uma pina metlica. Leve chama do bico de Bunsen at a emisso de luz. No olhe diretamente para a chama!!! B) Aquecimento do chumbo

Coloque uma pequena poro de chumbo dentro de um cadinho de porcelana. Aquea o cadinho at a fuso do chumbo, use um triangulo de porcelana apoiado sobre um trip. Aps a fuso, deixe o material esfriar.

C) Aquecimento do iodo

Coloque trs cristais de iodo em um bquer de 100mL. Cubra o copo com um vidro de relgio. Despeje gua no vidro de relgio at 2/3 do seu volume. Coloque este conjunto sobre uma tela de amianto. Aquea em chama baixa at que os vapores de iodo cheguem ao vidro de relgio. Espere mais cinco minutos e desligue o gs. No retire o vidro de relgio at toda resublimao do iodo. Retire o vidro de relgio cuidadosamente e jogue fora a gua. Observe o vidro de relgio.

D) Aquecimento do dicromato de amnio

Coloque uma ponta de esptula de dicromato de amnio em um tubo de ensaio. Aquea no bico de Bunsen.

E) Mistura de iodeto de potssio e nitrato de chumbo - Pipete 5 mL de soluo de iodeto de potssio a 0,25% (KI) e transfira para um bquer.


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- Lave a pipeta e pipete 5 mL de soluo de de nitrato de chumbo 0,25% - Pb(NO3)2 e transfira para o mesmo bquer. - Que voc observa? Escreva a equao. - Como voc poderia retirar da mistura a substncia (ou as substncias) que se precipitou (ou que se precipitaram)? - Triplique o volume da mistura anterior, usando gua destilada e leve ao aquecimento. Que se pode concluir quanto ao efeito da temperatura na solubilidade de PbI2 (precipitado amarelo) em gua?

5. PARA DISCUTIR NO RELATRIO: Escreva as reaes dos fenmenos qumicos ocorridos. A reao do item F exotrmica ou endotrmica? Diferencie fenmenos fsicos e qumicos REFERNCIAS: ALMEIDA, P.G.V. Qumica Geral Prticas Fundamentais. Viosa MG: Editora UFV, 2002, 112p.

DEMUNER, A. J.; MALTHA, C.R.A.; BARBOSA. L.C.A.; PERES, V. Experimentos de qumica orgnica. Viosa MG: Editora UFV, 2002, 69p.

LUCKMANN, L.C.; ROVER, A. VARGAS, M. Diretrizes para elaborao de trabalhos cientficos. Metodologia do trabalho cientifico. Caderno 1 . Joaaba: Editora Unoesc, 2007.

OLIVEIRA, Edson Albuquerque de. Aulas prticas de qumica. 3. ed.rev. e ampl. So Paulo: Moderna, 1993.

RUSSEL, J. B. Qumica Geral v.1. So Paulo: Makron Books, 1994. SZPOGANICZ, Bruno. Experincias de qumica geral. Florianpolis : UFSC, 1991. http://members.tripod.com/~netopedia/quimic/termoquimica.htm (pgina consultada em 01 de agosto de 2005, 9:00).

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Apostila Quimica Geral Experimental - 2011