Manual de instruções e roteiros dos experimentos
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1. o UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARAN E H SETOR DE CI NCIAS EXATAS UFPR DEPARTAMENTO DE QU MICA CURSO DE ENGENHARIA INDUSTRIAL MADEIREIRA DISCIPLINA CQ092 INTRODU O QU MICA EXPERIMENTAL MANUAL DE INSTRU ES E ROTEIROS DOS EXPERIMENTOS CURITIBA 2 SEMESTRE 2011 CQ092 1 1 Cronograma das aulas pr ticas Res 50 A 11 CEPE 2 Semestre de 2011 Apresenta o da disciplina sistem tica das aulas bibliografia adotada avalia es e Toot aproveitamento Normas de trabalho e introdu o seguran a em laborat rio 2 22 Set Experimento 1 rea es entre ons em solu o aquosa introdu o te rica 3 29 Set Experimento 1 rea es entre ons em solu o aquosa 4 06 Out Experimento 2 preparo de solu es roteiro em separado 5 13 Out Experimento 3 balanceamento de equa o qu mica a partir de titula o cido base 6 20 Out Experimento 4 determina o de cido ac tico em vinagre 7 2NWOut Experimento 5 Determina o da estequiometria de uma rea o atrav s de medidas de entalpia 8 03 Nov PROVAI Experimento 6 rea o de oxirredu o estequiometria da rea o de produ o de g s hidrog nio 9 10 Nov a partir do alum nio met lico 10 17 Nov Experimento 7 estudo qualitativo sobre o equil brio qu mico 11 24 Nov Experimento 8 eletroqu mica pilhas galv nicas2. 3 necess rios para melhor aproveitar a atividade pr tica O cumprimento das tarefas pr laborat rio OBRIGATORIO E A SUA FALTA SER PENALIZADA NA NOTA DE COMPORTAMENTO 4 2 Instru es para as aulas de laborat rio O aluno dever portar os seguintes materiais obrigat rios para frequentar as aulas pr ticas um guarda p o Caderno de Laborat rio e o roteiro do experimento a ser executada no dia A falta de um ou mais itens ser penalizada com nota ZERO de comportamento A pontualidade ser exigida em todas as aulas pr ticas sendo tolerado um atraso de at 5 minutos ap s este tempo haver penaliza o na nota Ao entrar no laborat rio abra o arm rio de sua bancada e confira todo o material contido nele na falta de um material ou ainda se este estiver sujo ou quebrado comunique imediatamente o professor Por sua vez zele para que o material no arm rio esteja em perfeitas condi es de uso pela turma subsequente Se for constatado algum problema nos materiais da responsabilidade dos alunos haver penaliza o na nota de comportamento Deixe sobre a bancada somente os materiais que ir utilizar durante a aula Outros materiais malas mochilas pe as de roupas etc dever o ficar guardados nos arm rios apropriados sob a bancada No in cio da aula o professor dar orienta es pertinentes ao experimento a ser realizado recomendado que se anote no Caderno de Laborat rio estas orienta es Qualquer
3. Experimento 9 velocidade e mecanismo de rea es qu micas cin tica da redu o do 12 01 Dez permanganato 13 08 Dez Aula de exerc cios revis o 14 15 Dez PROVA2 15 22 Dez Provas de segunda chamada 12 Jan 12 EXAME FINAL 2 Apresenta ao da disciplina DISCIPLINA CQ092 Introdu o Qu mica Experimental NATUREZA semestral CARGA HOR RIA TE RICA 00 h PR TICA 30 h TOTAL 30 h CR DITOS 02 PR REQUISITO n o tem CO REQUISITO n o tem EMENTA T cnicas b sicas de laborat rio qu mico Aspectos experimentais de estequiometria equil brio qu mico termodin mica qu mica cin tica qu mica e eletroqu mica LOCAL Laborat rio de Qu mica Geral Departamento de Qu mica HOR RIO 5 feira 18h30 20h30 PROFESSORES Prof Dr Fl vio Massao Matsumoto fmatsumo Dufpr br Profa Dra N dia Krieger nkrieger dufpr br CQ092 2 3 Avalia o A avalia o da disciplina ser feita sobre o conjunto de atividades realizadas no decorrer do per odo letivo Para cada atividade ser atribu da uma nota em escala num rica no intervalo de O zero a 100 cem Ser o atribu das notas para as seguintes atividades e 2 duas provas escritas sobre os experimentos notas Pi e P gt e trabalhos realizados nas aulas m dia no semestre Mr e comportamento m dia no semestre Mc As duas provas escritas j previstas no cronograma da disci
4. MYERS R J Qu mica um curso universit rio trad 4 Ed americana S o Paulo Edgard Bl cher 1995 p 196 232 CQ092 17 11 Experimento 6 estequiometria da rea o de oxirredu o de produ o de g s hidrog nio a partir do alum nio met lico Nesta experi ncia ser realizada uma rea o entre o alum nio met lico e uma solu o de hidr xido de s dio para produzir o g s hidrog nio O volume do hidrog nio coletado ser medido temperatura e press o ambientes que dever o ser cuidadosamente determinados pois s o vari veis importantes para se definir o estado dos gases A partir destes dados dever o ser obtidos o volume molar do g s hidrog nio nas condi es ambientes e a estequiometria e a equa o qu mica correspondente a esta rea o 11 1 Tarefas pr laborat rio Construa uma tabela de dados para anotar as seguintes informa es massa de alum nio volume de hidrog nio temperatura da gua temperatura ambiente press o ambiente lida no bar metro press o de vapor d gua temperatura ambiente 11 2 Procedimento Recorte um peda o de papel alum nio e pese A massa deve ficar entre 0 04 a 0 05 g Enrole um peda o de fio de cobre ao redor de uma caneta ou l pis no formato de uma espiral Deixe sem enrolar cerca de 5 cm de fio de cobre para servir de cabo Enrole o papel alum nio na espiral de cobre para prende lo firmemente Adapte uma presilha a um suporte
5. o de C Adicione a solu o da outra proveta ao calor metro tampe e agite suavemente Leia a temperatura e anote o valor quando se estabilizar antes que comece a diminuir por perda de calor para o ambiente Calcule a varia o de temperatura AT C lculo da entalpia de rea o Nesta rea o pode se utilizar tamb m a f rmula 6 para o c lculo da entalpia da rea o por m desta vez a inc gnita ser AH rea o 1 Calcule O solu o usando a f rmula 8 2 Calcule O calor metro usando a f rmula 9 e o valor de C calor metro obtido na calibra o 3 Calcule AH rea o e anote seu valor na linha apropriada da tabela de dados no Caderno 4 Recolha os valores dos colegas para completar a coluna AH rea o da tabela de dados do Caderno Determina o da estequiometria da rea o Com base nas concentra es e dos volumes das solu es calcule e preencha as colunas n H gt SO4 e n NaOH da tabela Num papel milimetrado prepare um gr fico com os valores de n H SO4 e n NaOH no eixo das abcissas e com valores de AH rea o no eixo das ordenadas Anote no gr fico todos os pontos da tabela de dados O professor dar orienta es de como tra ar o gr fico e encontrar a estequiometria da rea o 10 4 Refer ncia Bibliogr fica e PEQ Projetos de ensino de qu mica GIESBRECHT E Coord Experi ncias de qu mica t cnicas e conceitos b sicos S o Paulo Moderna 1982 p 84 87 e MAHAN B M
6. ou J C no Sistema Internacional e para pequeno intervalo de temperatura pode ser considerada aproximadamente constante Neste caso a integral 1 torna se 2 Q CAT Neste experimento ser o realizadas medidas de varia o de entalpia de rea o entre um cido e base em diferentes propor es com o objetivo de descobrir sua estequiometria 10 1 Tarefa pr laborat rio Prepare uma tabela no Caderno de Laborat rio seguindo o modelo abaixo V HLSO V NaOH n H5SO n NaOH AH rea o mL mL 10 mol 10 mol kJ 6 48 12 42 18 36 24 30 30 24 36 18 42 12 48 6 10 2 Determina o da capacidade calor fica do calor metro O calor metro a ser usado na aula um frasco recoberto por um material isolante t rmico Durante um curto intervalo de tempo n o h troca de calor com o ambiente portanto toda a varia o de entalpia de uma rea o envolve troca de energia com a solu o e com o pr prio calor metro Como cada calor metro possui um valor pr prio de capacidade calor fica este valor ter que ser determinado experimentalmente atrav s da calibra o do calor metro Esta calibra o feita a partir da realiza o de uma rea o qu mica cuja entalpia bem conhecida para que se possa determinar a capacidade calor fica do calor metro CQ092 15 Procedimento Me a numa proveta 40 mL de solu o de HC1 1 5 mol L e transfira o para o
7. portanto houve excesso de adi o do titulante Anote no Caderno o volume lido na bureta com uma precis o melhor que 0 05 mL Preencha a bureta ajuste a marca de O mL e repita a titula o Se o volume obtido n o for pr ximo ao da primeira titula o diferen a superior a 0 1 mL repita a pela terceira vez Para dar oportunidade a todos fazerem a titula o reveze entre os colegas da equipe Descarte todas as solu es na pia lave os materiais e guarde os CQ092 13 9 3 Tarefas p s laborat rio 1 2 3 4 5 Caso tr s titula es tenham sido feitas tire a m dia dos dois valores lidos na bureta que sejam mais pr ximos desprezando o terceiro Com a m dia dos volumes e a concentra o do NaOH padr o calcule a quantidade de mat ria da base empregada na titula o A partir da estequiometria da rea o Equa o 1 determine a quantidade de mat ria do CH COOH que reagiu Converta essa grandeza para massa A acidez do vinagre especificada em percentagem massa volume isto em gramas de cido ac tico para 100 mL de vinagre Por meio da proporcionalidade direta regra de tr s calcule a percentagem de cido ac tico no vinagre m CH COOH titulado V vinagre titulado Acidez 100 mL Compare o valor de acidez obtido pela sua equipe com o valor nominal fornecido pelo fabricante Copie a tabela do item 3 das Tarefas Pr laborat rio e as respostas somente os valores fina
8. rios tipos de rea es qu micas podem ocorrer nessas situa es mas para simplificar selecionou se apenas aquelas que produzem s lidos conhecidas como rea es de precipita o A manipula o das solu es simples Dever se o misturar seis solu es em todas as combina es poss veis duas a duas para verificar em que casos se formam precipitados A partir das observa es realizadas ser poss vel propor quais subst ncias precipitaram Na tarefa p s laborat rio ser trabalhada a representa o das rea es em equa es qu micas com tr s diferentes nota es equa o molecular equa o i nica global e equa o i nica simplificada 7 1 Tarefa pr laborat rio 1 Prepare um cabe alho no Caderno de Laborat rio com o n mero e o t tulo do experimento e a data da aula Prepare ainda no Caderno as tabelas descritas a seguir 2 Organize uma tabela em branco com o t tulo Tabela 1 ons em solu o aquosa de acordo com o modelo abaixo Ela ser preenchida durante a aula 3 Organize uma segunda tabela com o t tulo Tabela 2 observa es das misturas de solu es de acordo com o modelo abaixo Reserve uma linha em branco dentro de cada c lula da tabela contendo os t tulos N 1 a N 6 para anotar os ons presentes em cada uma das solu es Solu o TE em ED Ro N 1 linha em branco N 2 idem N 6 idem 7 2 Procedimento Cada bancada receber um conju
9. xido de s dio em duas condi es diferentes O cido fosf rico tripr tico portanto pode reagir com a base em tr s propor es diferentes H POs aq NaOH ag HsPO aq 2NaOH ag HsPO aq 3NaOH ag No experimento deve se pegar uma quantidade conhecida de cido fosf rico ao qual se adicionou uma subst ncia colorida sens vel varia o de pH conhecida como indicador cido base A seguir deve se adicionar gota a gota uma solu o de hidr xido de s dio at que se observe uma varia o na cor da solu o devido ao indicador cido base Conhecendo se o volume do hidr xido de s dio torna se poss vel calcular a quantidade de hidr xido de s dio e a partir desta a propor o entre os reagentes cido fosf rico e hidr xido de s dio Com este dado deve se balancear a equa o qu mica para que descreva corretamente a estequiometria da rea o O procedimento delineado no par grafo anterior conhecido como titula o ou an lise volum trica que baseado na mistura de duas solu es sendo que uma delas tem o volume determinado com grande precis o atrav s da vidraria conhecida como bureta Como todo experimento quantitativo todo o cuidado deve ser tomado para tornar que se minimizem os erros sen o os dados coletados ser o in teis para se chegar a alguma conclus o 8 1 Tarefa pr laborat rio Fa a duas tabelas iguais para os itens 9 3 e 9 4 do roteiro para serem anotados os seguintes dado
10. 27 3567 33 5034 Fonte CRC Handbook of Chemistry and Physics 85 Ed 11 4 Refer ncias bibliogr ficas CLELLAN A L Mc Qu mica uma Ci ncia Experimental 5 Ed Vol 1 S o Paulo EDART Livraria Editora 1976 p 186 190 CLELLAN A L Mc Guia do Professor para Quimica uma Ci ncia Experimental Lisboa Funda o Calouste Gulbekian s d p 143 147 MAHAN B M MYERS R J Qu mica um curso universit rio trad 4 Ed americana S o Paulo Edgard Bl cher 1995 p 6 CQ092 20 12 Experimento 7 estudo qualitativo sobre o equil brio qu mico Uma rea o revers vel aquela em que quando se misturam os reagentes s o obtidos os produtos e quando se misturam os produtos s o obtidos os reagentes Em outras palavras se A e B reagem e produzem C e D v coeficiente estequiom trico de cada esp cie 1 va VBB vcC vpD quando se misturam C e D s o produzidos A e B 2 vcl Es vpD va F VgB Como foi dito quando A e B s o misturados C e D s o produzidos Equa o 1 Entretanto como a rea o revers vel quaisquer C e D produzidos tamb m passar o a reagir entre si Equa o 2 o que leva a rea o a ocorrer em ambos os sentidos Eventualmente ser atingido um estado em que as rea es direta Equa o 1 e inversa Equa o 2 ocorrer o na mesma velocidade A partir desta situa o ser constatada a presen a simult nea de A B C e D cu
11. 65 C Anotar os tempos de rea o Efeito do catalisador No tubo 6 colocar 5 0 mL da solu o de cido ox lico e 2 a 3 gotas de uma solu o saturada de sulfato de mangan s ID Adicionar 5 0 mL da solu o de KMnO ao tubo observar as mudan as de colora o e complementar a tabela 1 14 3 Tarefa p s laborat rio 1 Balancear as rea es entre o nion permanganato e os redutores utilizados neste experimento c tion ferro IN e cido ox lico MnO aq C20 ag H Mn ag CO g HO 1 MnO aq Fe ag H Mn ag Fe ag H20 D 2 Levante hip teses de como a natureza dos redutores levam s velocidades de rea o t o diferentes 3 As concentra es de permanganato mudam em cada tubo devido dilui o por mistura das solu es Calcule as concentra es iniciais isto antes de ocorrer qualquer rea o de MnO para as rea es feitas nos tubos 2 e 3 f rmula da dilui o C V C V2 Utilizando as concentra es iniciais calcule a velocidade m dia de consumo do permanganato para cada tubo supondo que todo permanganato reagiu quando este se descora a velocidade m dia dada por Vm MnO AS 4 Pode se afirmar que a concentra o dos reagentes tem rela o direta com a velocidade de uma rea o qu mica O resultado experimental obtido na quest o 3 foi coerente com o esperado Justifique 5 Por que a mudan a de temperatura afeta t o dra
12. de ensaio na capela em local indicado pelo professor Quest es p s laborat rio A rea o de dimeriza o do NO Equa o 6 revers vel Qual observa o suporta esta hip tese O aumento da temperatura favorece a forma o de qual esp cie A diminui o da temperatura favorece a forma o de qual esp cie Atrav s da lei de Le Chatelier preveja em qual sentido a rea o da Equa o 6 dever liberar calor 12 4 Equil brios simult neos com on prata Na presen a de ons cloreto CI e prata Ag ocorre a forma o de um precipitado que fica em equil brio conforme representado pela equa o qu mica 7 7 Ag ag CI aq AgCl s Uma forma de perturbar o equil brio da Equa o 7 a remo o de Ag atrav s da rea o com am nia NH3 para produzir o complexo sol vel diaminprata que constitui um outro equil brio 8 Ag aq 2NHs ag Ag NH ag CQ092 22 Por outro lado poss vel interferir no equil brio 8 se remover NH da solu o com adi o de um cido forte em um terceiro equil brio 9 NHi ag H ag NH aq Neste experimento ser o feitos ensaios envolvendo os tr s equil brios acima a b c d e 1 2 3 4 Procedimento Coloque num tubo de ensaio dez gotas de solu o de AgNO 0 001 mol L Adicione gota a gota solu o de NaCl 0 1 mol L agitando o tubo ap s cada adi o Anote as observa es Adicione gota a g
13. dos experimentos podem ser executados individualmente o que traria vantagens na aprendizagem mas as condi es materiais do laborat rio n o permitem esta condi o ideal No in cio de cada aula o professor ir orientar os alunos a se organizarem em equipes em fun o da disponibilidade de materiais e equipamentos Siga o roteiro do experimento tomando todas as precau es para evitar acidentes e tente aproveitar o m ximo para desenvolver sua t cnica e habilidade Ao final da aula descarte em recipientes adequados os res duos e lave toda a vidraria que dever ser guardada no arm rio DESCARTE ALGO NA PIA SOMENTE QUANDO ORIENTADO PELO ROTEIRO DO EXPERIMENTO OU AUTORIZADO PELO PROFESSOR Para lavar a vidraria use detergente e uma escova apropriada enx gue v rias vezes com gua de torneira e finalize lavando tr s vezes com gua destilada n o necess rio enxugar nenhum material que ser guardado molhado mas n o sujo Confira todo o material a ser devolvido no arm rio Lembre se que este material ser utilizada por alunos da pr xima aula do Laborat rio de Qu mica Geral Somente ao se certificar que todo o material est presente e em bom estado que o arm rio dever ser fechado 4 3 O Caderno de Laborat rio O Caderno de Laborat rio deve conter todo o registro das atividades efetuadas no laborat rio numa linguagem direta e resumida mas de forma COMPLETA Estas anota es devem ser realizadas na maior part
14. e NO em que n o ocorreu precipita o conclui se que NaNO sol vel e por exclus o que o precipitado o AgCI 3 Uma vez identificada a subst ncia que precipitou escreva a equa o qu mica molecular da rea o Nesta nota o as subst ncias qu micas s o representadas na forma de mol culas seguidas pela indica o do seu estado f sico entre par ntesis como solu o aquosa aq s lido s liquido 1 ou gasoso g Observe que a forma o de um precipitado representada pela abrevia o s e n o ppt AgCI ou AgCI como aparece nos livros mais antigos e desatualizados Por exemplo AgNO ag NaCl aq AgCl s NaNOs ag 4 Escreva a mesma rea o na forma de equa o i nica global da rea o em que s o representados todos os ons presentes em solu o quando foram misturados os reagentes O produto precipitado deve ser deixado na forma molecular Por exemplo Ag ag NOs ag Na ag CI aq AgCl s Na aq NO aq 5 Reescreva a equa o anterior omitindo os ons que aparecem tanto no membro esquerdo como no membro direito da equa o Procedendo assim obt m se a equa o i nica simplificada da rea o em que apenas os ons que efetivamente contribuem para a rea o s o representados Os demais ons presentes em solu o ao se misturarem os reagentes e que n o participam da rea o s o denominados ons espectadores Ag aq CI aq AgCl s 6 Repita os p
15. mol constante dos gases ideais Determina o da estequiometria da rea o 3 Converta a massa do alum nio usado grama no experimento para quantidade de mat ria mol Dado M AI 26 98 g mol massa molar do alum nio 4 Atrav s da proporcionalidade direta determine qual volume de hidrog nio V Hb 1 mol Al seria produzido por um mol de alum nio nas condi es do experimento V H2 proveta n Al quest o 3 V H 1 mol Al 1 moL 5 Calcule a raz o entre os volumes obtidos nos itens 4 e 2 Como esta raz o se relaciona com a estequiometria da rea o Qual a quantidade em mol de hidrog nio que se forma quando se reage 1 mol de alum nio Compare com os valores obtidos pelos colegas 6 Com base na resposta ao item 5 proponha os coeficientes estequiom tricos da equa o qu mica que representa a rea o de produ o de hidrog nio a partir do alum nio _ Al NaOH ag HO _ NaAlOs ag _ Hx g 7 Copie as respostas aos itens 1 e 6 numa folha de papel e entregue o ao professor ENTREGA INDIVIDUAL Tabela 1 press o do vapor d gua em fun o da temperatura CQ092 19 t C P Pa t C P Pa t C P Pa t C P Pa t C P Pa 10 1228 16 1819 22 2645 28 3782 34 5323 11 1313 17 1938 23 2810 29 4008 35 5626 12 1403 18 2064 24 2985 30 4246 36 5945 13 1498 19 2198 25 3169 31 4495 37 6280 14 1599 20 2339 26 3363 32 4758 15 1706 21 2488
16. vertical e prenda uma garra met lica para manter em posi o vertical uma proveta de 100 mL Coloque perto do suporte um b quer de 500 ou 1000 mL com gua de torneira at cerca de dois ter os de seu volume Pegue um term metro seco e leia a temperatura do ar A seguir mergulhe o na gua do b quer Aguarde alguns minutos e leia a temperatura da gua Caso observe alguma diferen a em rela o temperatura do ar aguarde cerca de 15 minutos at que a temperatura do ar e da gua se igualem Deixe m o os seguintes materiais um b quer contendo cerca de 50 mL de solu o de NaOH 5 mol L uma proveta de 100 mL um peda o pequeno de filme pl stico o fio de cobre com o papel alum nio o b quer de 500 ou 1000 mL com gua e a garra presa no suporte N o se deve perder tempo nos passos seguintes para minimizar erros com a perda de g s a ser produzido Incline ligeiramente a proveta e transfira a solu o de NaOH do b quer com cuidado evitando respingos Fa a com que a solu o escorra vagarosamente pelas paredes da proveta CUIDADO o hidr xido de s dio muito corrosivo se entrar em contato com esta solu o lave imediatamente o local atingido com bastante gua corrente Tome especial cuidado com os olhos Com a proveta na mesma posi o encha o lentamente com a gua destilada com o aux lio de uma pisseta Aproveite para lavar as paredes da proveta de qualquer por o de base que tenha ficado aderente desta form
17. a o l quido na parte superior da proveta conter somente gua A solu o de NaOH por ser mais densa que a gua tende a ficar na parte inferior fa a o poss vel para n o deixar subir a camada que est no fundo da proveta Pequenas bolhas que estejam aderentes s paredes da proveta podem ser desalojadas com pancadas leves Encha completamente a proveta com gua at quase transbordar Segure pelo cabo da espiral de fio de cobre e introduza o uns 3 cm no interior da proveta Entorte o cabo de fio de cobre sobre a borda da proveta e prenda o para que n o caia no seu fundo Feche a proveta com um peda o de filme pl stico A proveta deve estar completamente cheia de maneira que ao cobrir com o filme n o se forme bolha de ar no interior Segure o filme de PVC com a m o e inverta a proveta evitando que o seu conte do vaze e emborque a na gua contida no b quer Procure deixar a parte inferior da proveta o mais pr ximo poss vel do fundo do b quer para evitar a perda do NaOH Fixe a utilizando o suporte com garra A solu o de CQ092 18 NaOH sendo mais densa do que a gua difundir se atrav s dela at a parte inferior da proveta e reagir com o metal Depois que a rea o cessar espere por uns 5 minutos para deixar a proveta atingir a temperatura ambiente Solte quaisquer bolhas que estejam presas parede da proveta Eleve ou abaixe a proveta at que o l quido em seu interior esteja no mesmo n vel que o de
18. abalho el trico em emiss o de luz 13 1 Tarefa pr laborat rio 1 Procure em um dos livros de Qu mica Geral das refer ncias bibliogr ficas o esquema de uma pilha galv nica e copie o no Caderno de Laborat rio Cite o livro em que a informa o foi obtida 2 Pesquise qual a defini o de potencial el trico e qual sua unidade SI 3 Procure as equa es das semi rea es de redu o e os respectivos potenciais padr es correspondentes s duas pilhas que ser o constru dos no experimento 13 2 Procedimento Constru o e determina o do potencial da pilha de Daniell Prepare a ponte salina preenchendo um tubo de vidro em forma de U com uma solu o saturada de KCI ou NH CI Tampe as extremidades do tubo com peda os de algod o embebidos na mesma solu o Tome cuidado para que bolhas de ar n o se formem no interior do tubo O algod o n o deve estar excessivamente compactado para que este n o acabe impedindo a migra o de ons Transfira 50 mL de solu o 0 10 mol L de ZnSO para um b quer Em um outro b quer coloque 50 mL de solu o 0 10 mol L de CuSO Anote no Caderno de Laborat rio a cor de cada uma das solu es Lixe os bast es ou l minas de zinco e de cobre para remover impurezas at que a superf cie fique brilhante Lave os ent o com gua destilada Mergulhe os bast es nas solu es correspondentes Ligue o eletrodo de zinco ao terminal negativo e o eletrodo de cobre ao termi
19. ari vel tempo nas transforma es f sico qu micas Enquanto que na termodin mica determina se a varia o de propriedades de um sistema quando passa de um estado de equil brio para outro na cin tica estuda se o tempo necess rio para que a transforma o ocorra Um exemplo de rea o que obedece aos par metros da cin tica qu mica a redu o do nion permanganato MnO4 Solu es contendo ons permanganato s o conhecidas por seu poder germicida uma vez que este um poderoso agente oxidante O on permanganato confere uma colora o p rpura intensa a suas solu es aquosas entretanto na presen a de redutores apropriados a transforma o ocorre rapidamente e caracterizada pelo descoramento da mistura de rea o MnO ag 8 H ag 5 e Mn ag 4 H20 1 E eds 1 512V violeta incolor Nesse experimento ser o verificados como alguns fatores temperatura concentra o dos reagentes natureza das liga es qu mica e a presen a de um catalisador podem influenciar na velocidade das rea es qu micas 14 1 Tarefas pr laborat rio Construir uma tabela de acordo com o modelo abaixo Esta dever ser preenchida durante a aula referente aos itens 8 2 1 8 2 4 Tempo de rea o segundos EDS 14 2 Procedimento Separar 6 tubos de ensaio numerando os de 1 6 Efeito da natureza dos reagentes Neste experimento dois agentes redutores diferentes que reagem com permanga
20. assos 1 a 5 para as demais c lulas da tabela em que se constatou a ocorr ncia de precipitado 7 Copie as equa es qu micas em uma folha e entregue ao professor Esta tarefa ser considerada como o trabalho valendo a nota desta aula A entrega da tarefa deve ser individual CQ092 9 Tabela de c tions F rmula Nome F rmula Nome F rmula Nome Ag prata Cu cobre IT ou c prico Pb chumbo II ou plumboso AP alum nio Fe ferro ID ou ferroso Pb chumbo IV ou pl mbico Ba b rio Fe ferro HT ou f rrico Pd pal dio IT ou paladoso Ca c lcio H hidrog nio Pd pal dio TV ou pal dico Cd c dmio Hg merc rio Il ou merc rico Pt platina ID ou platinoso Ce c rio III ou ceroso Hg merc rio D ou mercuroso Pt platina IV ou plat nico Ce c rio IV ou c rico K pot ssio Rb rub dio Co cobalto ID ou cobaltoso Lit l tio Sn estanho ID ou estanoso Co cobalto III ou cob ltico Mg magn sio Sn estanho IV ou est nico Cr cr mio ID ou cromoso Mn mangan s ID ou manganoso Sr estr ncio Cr cr mio II ou cr mico Na s dio Zn zinco Cs c sio NH am nio Cu cobre D ou cuproso Ni n quel IT ou niqueloso Tabela de nions F rmula Nome F rmula Nome F rmula Nome AlIO y aluminato CO carbonato OH hidr xido AsO arsenato HCO hidrogenocarbonato ou PO ortofosfato BO metaborato bicarbonato HPO monoidrogenofosfato BO ortoborato F fluo
21. d Fa a apenas as experi ncias indicadas Caso tenha interesse em outras experi ncias consulte o seu professor EXPERI NCIAS N O AUTORIZADAS S O PROIBIDAS e Use sempre o guarda p Comunique seu professor sobre qualquer acidente por menor que seja f Tenha cuidado com os materiais inflam veis Qualquer inc ndio deve ser abafado imediatamente com uma toalha ou cobertor Na primeira vez que entrar no laborat rio procure se familiarizar com a localiza o dos equipamentos de prote o e combate de acidentes g No laborat rio h c maras dotadas de exaust o conhecidas como capelas Em experimento com libera o de vapores e gases t xicos siga a orienta o do professor para realizar o procedimento dentro da capela h Nunca jogue produtos ou solu es na pia ou no lixo sem autoriza o Descarte os res duos conforme os procedimentos indicados pelo professor i Leia com aten o o r tulo de qualquer frasco antes de us lo Leia duas vezes para ter certeza de que pegou o frasco certo Anote no Caderno de Laborat rio os dados constantes nos r tulos dos reagentes j Nunca use as esp tulas de um frasco em outro para evitar contamina es k Se um cido ou outra solu o em uso for derramado lave o local imediatamente com bastante gua Chame imediatamente o professor 1 N o toque com os dedos os produtos qu micos nem prove qualquer droga ou solu o m N o recomend vel tentar sentir o odor de uma subst ncia E
22. de NaOH do b quer para a bureta e zere seu volume Como h a possibilidade de ter sido cometido algum erro repita a titula o at obter volumes pr ximos duas ou tr s titula es Para dar oportunidade a todos fazerem a titula o reveze entre os colegas da equipe Descarte as solu es do erlenmeyer na pia lave o com bastante gua de torneira e tr s vezes com jatos de gua destilada da pisseta para fazer a titula o do item seguinte do procedimento 8 4 Titula o com indicador fenolftale na Repita o mesmo procedimento do item 9 3 do roteiro apenas substituindo o indicador por fenolftaleina O ponto final da titula o ocorre na transi o irrevers vel de cor de incolor para rosa clara se ficar magenta foi adicionado NaOH em excesso O volume resultante deve ser diferente da titula o do item 9 3 Descarte todas as solu es na pia lave e guarde todos os materiais 8 5 Tarefa p s laborat rio 1 Calcule a partir das concentra es e dos volumes anotados no item 9 3 do roteiro a quantidade de mat ria em mol de H PO e de NaOH do ponto final da titula o 2 Fa a a raz o entre as quantidades de mat ria n NaOH n H PO Determine se a propor o entre os reagentes 1 1 1 2 ou 1 3 3 Escreva a equa o qu mica balanceada da rea o efetuada na presen a do indicador verde de bromocresol seguindo o modelo H PO aq x NaOH ag gt Na Ha PO4Q aq x H20 1 4 Repita os passos 1 a 3
23. e durante a pr pria aula Os preparativos pr laboratoriais devem ser feitos antes da realiza o do experimento enquanto as discuss es e conclus es podem ser registradas depois Entretanto os dados e observa es devem ser anotados durante a pr pria aula para evitar que se percam informa es armazenadas de mem ria Seguindo este procedimento economiza se tempo e trabalho Para um bom registro de informa es observem as seguintes recomenda es Iniciar sempre o registro com o n mero do experimento ou da aula e a data Em seguida anote o t tulo e fa a um breve resumo do que ser feito durante a aula contendo os objetivos e os procedimentos Eventualmente dependendo do que for ser realizado o procedimento poder ser melhor descrito atrav s de um fluxograma principalmente quando envolver v rias etapas Nesta fase est inclu da tamb m a constru o de tabelas para anota es dos dados experimentais As anota es dos dados e das observa es devem ser individuais Habitue se a fazer os registros tinta e as eventuais retifica es n o dever o ocultar as anota es incorretas Frequentemente os dados considerados aparentemente errados podem se revelar valiosos posteriormente e A an lise dos dados suas discuss es e as conclus es tiradas s o partes importantes do trabalho experimental Nesta fase est o inclu dos os c lculos a constru o de gr ficos e as avalia es comparativas de dados obtidos pelas
24. e dois sistemas o trabalho Existem v rias formas de trabalho entre elas o trabalho el trico que o objeto de estudo da Eletroqu mica A unidade b sica de estudo da Eletroqu mica a c lula eletroqu mica que pode ser classificada em dois tipos i c lula voltaica ou galv nica pilhas acumuladores e baterias na qual o trabalho el trico produzido partir de rea es espont neas de oxirredu o e ii c lula eletrol tica que utiliza corrente el trica para produzir rea es redox transforma es que n o seriam espont neas na aus ncia de uma diferen a de potencial externa Quando se coloca em contato os dois reagentes o agente oxidante e o agente redutor estes podem reagir rapidamente ao transferir el trons entre si Para evitar que isto ocorra numa c lula galv nica usualmente os reagentes s o segregados separando os em dois recipientes distintos ou colocando os em uma fase em que a difus o das subst ncias muito lenta A rea o ocorre somente quando se liga um condutor el trico entre os dois terminais polos das pilhas por permitir a transfer ncia eletr nica Nesta aula ser o constru das duas pilhas para conhecer sua constitui o e o princ pio de seu funcionamento Ser o ainda medidas as diferen as de potencial el trico das pilhas e a sua capacidade de realiza o de trabalho acender um LED O LED light emitting diode ou diodo emissor de luz um dispositivo semicondutor que converte tr
25. equipes Desta an lise s o obtidas conclus es que respondem ao questionamento s inicial ais CQ092 4 Lembre se que um experimento planejado para obter dados que permitiam responder a alguma quest o originada pela simples curiosidade por d vidas ou pol micas O registro das conclus es deve ficar no caderno sendo que alguns autores consideram esta parte como a mais importante do trabalho 4 4 Ap s finaliza o do experimento fase p s laborat rio Finalizado o experimento e com todo os materiais limpos e guardados realize a Tarefa p s laborat rio do roteiro Esta tarefa constitu da geralmente por quest es que o auxiliar na interpreta o dos dados coletados para elaborar a tarefa a ser entregue ao professor no final da aula 5 Cuidados a serem observados no laborat rio a Ao chegar ao laborat rio lembre se que este um local de trabalho onde cuidado e aten o s o requisitos fundamentais para se evitar acidentes b Utilize sempre um guarda p de prefer ncia de algod o os tecidos sint ticos podem grudar na pele quando inflamados e de manga comprida para uma maior prote o Evite cal ar shorts bermudas saias sand lias ou chinelos a pele fica melhor protegida com cal as compridas e sapato ou t nis fechado c Cabelos compridos dever o ser presos para evitar o risco de se incendiarem quando pr ximos de um bico de g s ou ainda entrarem em contato com os reagentes qu micos
26. fira 20 mL de solu o de cido fosf rico H PO4 a um erlenmeyer Adicione duas a tr s gotas de indicador verde de bromocresol solu o cida Observe bem a cor inicial da solu o que dever ser amarela Se voc for destro segure o pesco o do erlenmeyer com a m o direita ou caso seja canhoto com a m o esquerda Coloque o bico da bureta na entrada do erlenmeyer e fa a movimentos circulares suaves para agitar o seu conte do Tome cuidado para que o erlenmeyer n o atinja o bico da bureta para n o quebr lo Com a outra m o abra lentamente a torneira para que seja adicionada solu o de NaOH gota a gota N o esque a de continuar agitando a solu o do erlenmeyer Logo quando se adiciona a base deve se notar o aparecimento de uma cor verde que deve desaparecer imediatamente ap s agita o Sempre observe a cor da solu o quando o desaparecimento da cor verde se tornar lenta diminua a velocidade de gotejamento da bureta at que ocorra uma mudan a irrevers vel na cor Interrompa imediatamente a adi o de NaOH fechando a torneira fa a a leitura do volume na bureta lembre se que a marca de 0 mL fica na parte superior e de 50 mL na parte inferior e anote no seu Caderno Um erro muito comum na titula o o de se ultrapassar o ponto final da titula o adicionando mais titulante que o necess rio Se a cor da solu o estiver pr ximo ao azul certamente o ponto final foi ultrapassado Transfira mais solu o
27. fora Isso permitir lhe medir o volume dos gases que est o dentro da proveta hidrog nio e vapor d gua press o ambiente Leia o volume colocando seus olhos no mesmo n vel que a base do menisco superf cie curva do l quido dentro da proveta Anote o volume do g s com a melhor aproxima o permitida pela proveta Retire a proveta da gua e despeje a solu o do b quer na pia Lave todo o material utilizado e guarde o Confira o kit de materiais do arm rio antes de fechar o cadeado O professor lhe dar o valor da press o ambiente ou o ajudar a ler em um bar metro 11 3 Tratamento de dados C lculo do volume molar do hidrog nio nas condi es ambientes 1 O g s contido na proveta uma mistura de hidrog nio e de vapor d gua j que este foi recolhido em gua A press o total produzida por esses dois gases igual press o ambiente lida no bar metro P H2 P H 0 P ambiente Converta o valor da press o para a unidade SI Pascal lembre se 760 mmHg corresponde a 101 325 Pa A press o de vapor d gua depende da temperatura e est listada na Tabela 1 A press o parcial de hidrog nio pode ser calculada da seguinte maneira P H2 P ambiente P H 0 2 Calcule atrav s da equa o de estado dos gases ideais o volume V de um mol de hidrog nio press o P H gt do item 1 e temperatura T ambiente lembre se de converter a temperatura para Kelvin PV nRT Dado R 8 315 Pa m K
28. frasco interno do calor metro Leia a temperatura inicial da solu o quando esta se tornar constante Anote o valor lido com a melhor precis o poss vel n o despreze a fra o de C Cuidado cidos e bases nesta concentra o s o bastante corrosivos Evite o contato da solu o com o corpo caso isto ocorra lave imediatamente a rea afetada com bastante gua corrente e chame o professor Me a em outra proveta 40 mL da solu o de NaOH 1 5 mol L Adicione com cuidado a solu o de hidr xido de s dio solu o cida contida no calor metro e agite suavemente Tome cuidado para n o causar respingos ou derramamentos Anote a temperatura final da solu o antes que ocorra queda por perda de calor para o ambiente Calcule a varia o de temperatura AT do sistema Interpreta o dos resultados A capacidade calor fica do calor metro ser obtida do balan o energ tico da rea o de neutraliza o de hidr xido de s dio com cido clor drico A rea o que ocorre a seguinte 3 NaOH ag HCl ag H20 1 NaCl ag ou representando somente os ons que participam da rea o equa o qu mica simplificada 4 OH aq H aq gt H20 1 A entalpia da rea o 4 facilmente calculada a partir de valores tabelados de entalpias de forma o padr o 5 AnH OH H gt H20 AH H 0 AHP OH AHH 55 84 kJ mol Se n o ocorrer nenhuma transfer ncia de energia com o ambiente todo o calo
29. idas de volumes Em grande parte da disciplina ser o feitas determina es de volumes principalmente de l quidos Para uma medida de volumes com precis o deve se utilizar as seguintes vidrarias proveta pipeta bureta e bal o volum trico As outras vidrarias fornecem medidas grosseiras de volume e n o devem ser empregadas se forem desejadas medidas precisas Quando se coloca em repouso a gua em vidro devido tens o superficial ocorre uma curvatura na superf cie l quida conhecida como menisco Fig 2 Para efetuar a leitura do volume de forma precisa deve se fazer com que a linha da vis o tangencie a curvatura inferior do menisco de modo a evitar erros de paralaxe O professor ir orientar sobre as formas corretas de medidas de volume para cada uma das vidrarias citadas 6 5 Tarefa p s laborat rio Nesta aula n o haver tarefa p s laborat rio Fig 2 o menisco curvatura formada na superf cie da gua contida numa proveta CQ092 7 7 Experimento 1 rea es entre ons em solu o aquosa Os eletr litos s o subst ncias qu micas que quando dissolvidas produzem esp cies eletricamente carregadas conhecidas como ons As subst ncias i nicas s o formadas por combina o de nions ons positivos e c tions ons negativos numa propor o tal que a carga el trica total nula Neste experimento ser o misturadas solu es de eletr litos em busca de evid ncias de rea es qu micas V
30. ignificativos Nesta nota o o ltimo d gito situado direita deve ser o errado algarismo incerto sendo os demais conhecidos No exemplo dado os as primeiros dois algarismos 2 e 1 s o a 5 conhecidos e o terceiro 7 o incerto correto lt aa Entretanto se numa outra medida fosse observado que o topo da coluna l quida coincide exatamente com a divis o de 22 graus deve se anotar a temperatura como 22 0 C O zero extra indica que o terceiro algarismo o incerto n o o segundo Realizada a leitura da temperatura do ar anote no Caderno o Fig 1 erro de paralaxe e a forma correta de proceder leitura de instrumento valor com o n mero correto de graduado algarismos significativos isto com CQ092 6 precis o de d cimos de grau Celsius A seguir coloque gua da torneira num b quer de 250 mL e mergulhe nela o bulbo inferior do term metro Aguarde o tempo necess rio para que ocorra o equil brio t rmico leia a temperatura da gua sem retirar o bulbo do term metro da gua e anote no caderno com o n mero correto de algarismos significativos Observa o graus cent grados e graus Celsius n o s o sin nimos Uma escala cent grada aquela em que o intervalo entre os pontos de fus o e ebuli o padr es da gua dividido por 100 Portanto as escalas Celsius e Kelvin s o cent gradas apesar de serem diferentes entre si 6 4 Med
31. is aos itens 1 a 3 das Tarefas P s laborat rio numa folha de papel Entregue o ao professor como trabalho desta aula ENTREGA INDIVIDUAL 9 4 Refer ncias bibliogr ficas BACCAN N ANDRADE J C GODINHO O E BARONE JS Qu mica Anal tica Quantitativa Elementar 2a Ed rev ampl Editora Edgard Blucher LTDA 1979 SKOOG DA WEST DM HOLLER FJ Fundamentals of Analytical Chemistry 7th edition Saunders College Publishing 1996 GUIMAR ES O M MESSERSCHMIDT L GRASSI M T MERCE A L R Roteiro de aulas pr ticas de qu mica anal tica UFPR 2006 CQ092 14 10 Experimento 5 determina o da estequiometria de uma rea o atrav s de medidas de entalpia Durante uma rea o qu mica pode ocorrer libera o rea o exot rmica ou absor o rea o endot rmica de calor Quando a rea o realizada sob press o constante o calor numericamente igual diferen a entre a entalpia dos produtos e a entalpia dos reagentes Op AH produtos AH reagentes A entalpia de uma subst ncia uma propriedade extensiva isto que depende da quantidade de mat ria Portanto numa rea o qu mica o calor uma quantidade diretamente proporcional s quantidades dos reagentes consumidos e dos produtos formados O efeito causado pelo calor sobre um sistema a varia o de temperatura que expressa pela f rmula 1 final T 1 g Jea Cdr C a capacidade calor fica do sistema J K
32. jas concentra es permanecer o constantes Este estado denominado equil brio qu mico simbolizado como 3 VAA VBB vcC vpD Desde que as condi es sejam mantidas constantes um sistema em estado de equil brio qu mico n o apresentar mudan as macrosc picas percept veis Entretanto isso deixa de ser v lido quando h modifica o de alguma fun o do sistema composi o temperatura volume etc e o sistema sofrer altera es at atingir um novo estado de equil brio H uma regra simples para se prever o comportamento de um sistema em equil brio qu mico ap s ser perturbada que pode ser assim enunciada um sistema em equil brio ao ser perturbado reagir no sentido da minimiza o da origem desta perturba o Esta regra conhecida como a lei de Le Chatelier Nesta aula ser o estudados alguns sistemas em equil brio e observar os efeitos causadas quando se aplicam perturba es neles 12 1 Tarefa pr laborat rio Leia todos os procedimentos a serem realizados no laborat rio e procure compreender o que ser feito Copie no Caderno de Laborat rio todas as equa es qu micas que ser o utilizadas para interpretar as observa es a serem realizadas na aula 12 2 Sistema cromato dicromato Os nions cromato CrO e dicromato Cr507 s o fortemente coloridos o que facilita o estudo de suas rea es Em solu o aquosa este par de ons pode estabelecer o seguinte equil brio qu
33. mico 4 2CrO 4 ag 2H aq Cr O7 aq H20 1 Procedimento a Pegue dois tubos de ensaios em um deles coloque dez gotas de solu o de cromato 0 1 mol L e no outro igual volume de solu o de dicromato 0 1 mol L Anote as cores de cada solu o e deixe os tubos na estante como padr es b Pegue um tubo de ensaio e coloque dez gotas de solu o de cromato Adicione gota a gota solu o de H SO 0 5 mol L Agite o tubo ap s cada gota adicionada Compare com os tubos de ensaios padr es Anote as observa es c Ao mesmo tubo do item b adicione gota a gota solu o de NaOH 1 mol L agitando o tudo ap s cada adi o Compare com os tubos de ensaios padr es Anote as observa es d Pegue um outro tubo de ensaio e coloque dez gotas de solu o de dicromato Adicione gota a gota solu o de NaOH 1 mol L Compare com os tubos de ensaios padr es Anote as observa es e Ao mesmo tubo do item b adicione gota a gota solu o de HSO 0 5 mol L Compare com os tubos de ensaios padr es Anote as observa es 1 2 3 4 CQ092 21 Descarte as solu es em recipiente apropriado e lave os tubos de ensaios Compostos de cr mio no estado de oxida o 6 s o t xicos n o devem ser descartados na pia Quest es p s laborat rio Qual a cor do on cromato E do on dicromato Qual observa o uma evid ncia de que a rea o revers vel Explique com base na lei de Le Chatelie
34. nal positivo do volt metro Coloque a ponte salina efetue a leitura e anote a diferen a de potencial no caderno Desligue e remova o volt metro Tente conectar os terminais do LED pilha e verifique se ocorre seu acendimento Junte se com as outras equipes de laborat rio e fa a associa o em s rie de duas tr s ou mais pilhas Me a os valores de diferen as de potencial Finalmente ligue o LED e verifique se ocorre seu acendimento Desmonte as pilhas ao retire os eletrodos e a ponte salina das solu es N o descarte as solu es na pia transfira as para um frasco apropriado CQ092 24 Constru o da pilha de permanganato e zinco met lico Coloque num b quer de 100 mL cerca de 50 mL de solu o 0 10 mol L de KMnO previamente acidulada com solu o 2 0 mol L de H SO na propor o 4 1 em volume Mergulhe o eletrodo de carbono e o eletrodo de zinco nessa solu o sem deixar que os dois entrem em contato direto Evite que a ponta do volt metro toque na solu o pois esta tem a o muito corrosiva sobre metais Fa a no caderno um desenho esquem tico da pilha Com o aux lio do volt metro fa a a leitura da diferen a de potencial Desconecte o volt metro ligue o LED aos dois terminais da pilha e observe Em conjunto com outras equipes procure fazer uma associa o em s rie isto o polo negativo de uma pilha deve ser ligada ao polo positivo de outra pilha Me a a diferen a de potencial resul
35. nato de pot ssio ser o utilizados o c tion ferro II e o cido ox lico Para verificar qu o diferentes s o as velocidades das duas rea es nos tubos 1 e 2 adicionar 5 0 mL de solu o aquosa de permanganato de pot ssio 5x10 mol pety Em seguida adicionar ao tubo 1 5 0 mL de solu o de sulfato de ferro II 0 50 mol L preparada em H2SO0 1 0 mol L Medir o tempo necess rio para o descoramento da mistura da rea o Ao tubo 2 adicionar 5 0 mL de solu o aquosa de cido ox lico 0 50 mol L preparada tamb m em H2SO0 1 0 mol L OBS Anotar na tabela 1 o tempo necess rio para o aparecimento de cada cor e observar as mudan as de cor identificando as cores observadas CQ092 26 Efeito da concentra o dos reagentes Adicionar em um tubo de ensaio tubo 3 5 mL da solu o de cido ox lico e em seguida 10 mL de gua destilada Posteriormente acrescentar 5 0 mL da solu o de KMnO Anotar o tempo de aparecimento de cada colora o no tubo 3 registrando os dados na tabela 1 Efeito da temperatura Adicionar 5 0 mL da solu o de cido ox lico nos tubos de ensaios 4 e 5 Em outros dois tubos aquecer 5 0 mL da solu o de KMnO at 50 e 65 C n o necess rio atingir exatamente estas temperaturas Usar um banho de gua quente para o aquecimento Realizar as seguintes adi es ao tubo 4 5 0 mL da solu o de KMnO aquecida a 50 C ao tubo 5 5 0 mL da solu o de KMnO aquecida a
36. nto de seis solu es em frascos conta gotas Verifique as f rmulas qu micas das solu es fornecidas e procure identificar os nions e os c tions presentes em cada uma delas No final do roteiro deste experimento h tabelas de nions e de c tions que podem ser consultadas para ajudar esta tarefa Preencha a Tabela 1 preparada no seu Caderno de Laborat rio A seguir preencha nas CQ092 8 linhas previamente reservadas da Tabela 2 os c tions e os nions de cada uma das solu es Organize se em duplas para realizar o experimento Cada equipe dever pegar uma estante com tubos de ensaio Deve se misturar as solu es guiado pela Tabela 2 Por exemplo coloque a solu o N 1 no tubo de ensaio gota a gota at atingir cerca de 1 cm de altura procure contar o n mero de gotas adicionadas Acrescente ao mesmo tubo igual n mero de gotas da solu o N 6 Agite o tubo de ensaio o professor dar orienta o do procedimento correto para homogeneizar a solu o Observe durante alguns minutos se ocorrer a forma o de um precipitado escreva ppt na c lula da Tabela 2 correspondente quela combina o se n o se observar nada anote somente um tra o Em caso de d vida deixe o tubo na estante e aguarde uma eventual rea o se completar Repita o procedimento at esgotar todas as combina es de solu es poss veis Nem todas as combina es da Tabela 2 s o necess rias pois n o h sentido em se misturar a me
37. ntretanto desde que o professor assim o permita traga com as m os pequenas por es do vapor em sua dire o n Deixe qualquer objeto quente esfriar por bastante tempo Lembre se que a apar ncia do objeto quente ou frio a mesma o O Campus Centro Polit cnico est coberto pela assist ncia m dica emergencial da Plus Sant cujo telefone 3342 5900 interessante registrar este n mero na agenda do seu telefone celular CQ092 5 6 Apresenta o dos materiais de laborat rio de qu mica Nesta aula ser o apresentados alguns dos materiais empregados em laborat rio de qu mica Procure aprender as finalidades e o correto manuseio de cada um deles No decorrer da disciplina o aluno ter a oportunidade de conhecer outros materiais de laborat rio 6 1 Tarefa pr laborat rio Nesta aula n o haver tarefa pr laborat rio 6 2 O kit de materiais do Laborat rio de Qu mica Geral Cada bancada de trabalho possui um arm rio chaveado contendo um Kit b sico de materiais de laborat rio Ao receber a chave abra o cadeado do arm rio pegue com cuidado todo o material do seu interior e transfira o para o espa o de trabalho da bancada Lembre se que a vidraria fr gil tome cuidado no seu manuseio O professor ir distribuir para cada bancada uma lista dos materiais contidos no kit Confira cada item e procure saber qual a finalidade de cada um dos materiais listados Se for constatada a falta de algum material ou ainda e
38. onizada ser fornecida aos alunos Deve se lembrar que numa titula o pequenos erros podem levar a grandes erros nos resultados portanto siga o procedimento com o m ximo cuidado 9 1 Tarefas Pr laborat rio 1 A turma de alunos dever trazer frascos de vinagre comercial a ser titulado 2 Calcule a massa molar do cido ac tico CH COOH e anote no Caderno de Laborat rio 3 Elabore no Caderno uma tabela que contenha os seguintes dados nome comercial do vinagre proced ncia do vinagre teor de acidez nominal 4 Elabore uma segunda tabela onde se possa anotar os seguintes dados volume do vinagre concentra o do NaOH volume do NaOH da 1 titula o volume do NaOH da 2 titula o volume do NaOH da 3 titula o 9 2 Procedimento Transfira com uma pipeta volum trica 3 mL de vinagre para um erlenmeyer Anote os dados do r tulo do vinagre no Caderno Adicione solu o 50 a 100 mL de gua destilada seguido por tr s gotas do indicador fenolftaleina Preencha a bureta com a solu o de NaOH seguindo o mesmo procedimento da aula passada N o se esque a de condicionar a bureta nem de eliminar o ar presente na torneira e na ponta Pe a ajuda ao professor sempre que necess rio Efetue a titula o adicionando gota a gota o NaOH at observar uma leva cor rosa permanente que n o desaparece com a agita o Cuidado se a cor final for magenta e n o rosa o ponto final da titula o foi ultrapassado
39. ota solu o de NH 2 mol L ao tubo Observe Adicione gota a gota solu o de HNO 1 mol L ao tubo Anote as observa es Torne a adicionar gota a gota solu o de NH 2 mol L ao tubo Observe Descarte a solu o em recipiente apropriado e lave o tubo de ensaio Quest es p s laborat rio Apesar de haver muitas esp cies envolvidas nas tr s rea es somente uma delas vis vel Qual esta esp cie e porque a nica que pode ser visualizada O que foi observada com a adi o de NH no item c Como pode ser explicada a partir da lei de Le Chatelier O que foi observada com a adi o de HNO no item d Como pode ser explicada a partir da lei de Le Chatelier A rea o de precipita o do AgCl Equa o 7 revers vel Como poss vel chegar a esta conclus o 12 5 Refer ncias bibliogr ficas e PEQ Projetos de ensino de qu mica GIESBRECHT E Coord Experi ncias de qu mica t cnicas e conceitos b sicos S o Paulo Moderna 1982 p 106 e MAHAN B M MYERS R J Qu mica um curso universit rio trad 4 Ed americana S o Paulo Edgard Bl cher 1995 p 168 182 e RUSSELL J B Qu mica Geral 2 Ed Vol 2 S o Paulo Makron Books 1994 p 868 908 CQ092 23 13 Experimento 8 eletroqu mica pilhas galv nicas Em aulas anteriores trabalhou se com o conceito energia mais especificamente o seu fluxo na forma de calor Um outro mecanismo de interc mbio de energia entr
40. para o item 9 4 do roteiro na presen a do indicador fenolftaleina 5 Copie os resultados somente os valores finais dos items 1 a 4 numa folha de papel e entregue para o professor ENTREGA INDIVIDUAL 8 6 Refer ncia Bibliogr fica STATE H M Writing a chemical equation from titration data J Chem Educ 39 6 297 1962 CQ092 12 9 Experimento 4 determina o de cido ac tico em vinagre O vinagre comercial produzido pela fermenta o aer bica do etanol por acetobact rias cuja rea o total pode ser representada pela equa o CH CH gt OH ag O2 aq CH COOH aq H O 1 Equa o 1 O etanol obtido pela fermenta o de carboidratos encontrados em frutas cereais ou cana de a car Na aula passada foi feita a titula o do H PO com NaOH para encontrar a sua equa o qu mica corretamente balanceada Neste experimento ser feito o contr rio A partir da equa o conhecida da rea o entre o cido ac tico com o hidr xido de s dio CH COOH ag NaOH aq Na CH COO aq H gt O Equa o 2 ser determinada a concentra o de cido contido no vinagre Uma amostra de um volume conhecido de vinagre ser titulada com solu o padr o de NaOH Uma solu o padr o aquela que tem sua concentra o conhecida com precis o determinada atrav s do procedimento conhecido como padroniza o Neste experimento a padroniza o ser dispensada pois uma solu o previamente padr
41. plina tratar dos experimentos realizados em aula Permite se a consulta ao Caderno de Laborat rio durante a realiza o das provas por m est vedado o uso do Manual de Instru es assim como de qualquer outro tipo de material Durante as aulas dever o ser realizados trabalhos de coleta ou tratamento de dados que dever o ser entregues ao professor Haver uma nota de trabalho para cada aula experimental e ao final do per odo letivo ser calculada a m dia Mr O aluno ter em cada aula uma nota inicial de comportamento de valor 100 cem Esta nota ser reduzida a 0 zero quando for constatada a falta de um dos MATERIAIS OBRIGATORIOS guarda p Caderno de Laborat rio e o roteiro do experimento do dia Se houver ATRASO de at 15 minutos ser o subtra dos 25 pontos da nota atraso maior ser penalizado com 50 pontos A FALTA DA TAREFA pr ou p s laborat rio no Caderno ocasionar perda de 25 pontos Outros problemas poder o ocasionar diminui o na nota de comportamento segundo julgamento do professor A m dia das notas de comportamento Mc ser calculada ao final do per odo letivo A M dia Parcial da disciplina ser calculada atrav s da f rmula RE 30P 30 P 30M 10M Pr 100 O crit rio de aprova o seguir a Res 37 97 CEPE dispon vel na p gina web da Universidade http www ufpr br soc nos seus Art 94 a 96 Portanto o aluno com a frequ ncia menor que 75 23 horas ser reprovado qualquer q
42. r como o equil brio da rea o cromato dicromato Equa o 4 afetado com a adi o de um cido Idem com a adi o de uma base 12 3 Sistema di xido de nitrog nio tetr xido de dinitrog nio O di xido de nitrog nio NO2 um g s colorido de odor desagrad vel e muito t xico que pode ser produzido pela decomposi o t rmica de nitrato de chumbo esta rea o irrevers vel 5 2Pb NOs s gt 2PbO s 4NOs g O g Este g s colorido est na realidade em equil brio com o seu d mero tetr xido de dinitrog nio que incolor b d e 1 2 3 4 6 2NO g N2048 Procedimento Coloque uma pequena quantidade uma ponta de esp tula de nitrato de chumbo num tubo de ensaio pequeno CUIDADO compostos de chumbo s o t xicos n o ingira o sal CUIDADO xidos de nitrog nio s o gases t xicos realize esta etapa na capela Prenda o tubo de ensaio na pin a de madeira e aque a cuidadosamente na chama de bico de g s Observe que o s lido sofrer fraturas e haver libera o de g s castanho Remova o tubo de ensaio da chama e feche o com uma rolha de borracha com cuidado para n o se queimar Leve o para a sua bancada e deixe o na estante Observe a cor e anote Quando o tubo estiver frio leve o a um banho de gelo Observe o que acontece com a cor Mergulhe o tubo em gua quente Observe a cor do g s Repita os itens c e d algumas vezes Anote as observa es Deixe o tubo
43. r produzido pela rea o 4 ser absorvido pela solu o e pelo calor metro Portanto se pode assumir que 6 AH rea o O solu o O calorimetro 0 Cada termo da equa o 6 dever ser calculado atrav s dos passos a seguir a O calor liberado pela rea o AH rea o depende da quantidade de reagentes adicionados Calcule a quantidade em mol de NaOH adicionado a partir dos valores de concentra o e de volume adicionado A seguir calcule o valor do calor com a f rmula 7 7 AH rea o calor liberado pela rea o n NaOH AnH OH H gt H20 ou se preferir atrav s da proporcionalidade direta regra de tr s b Para determinar o segundo termo considere que a solu o tem comportamento t rmico bem pr ximo ao da gua pura Calcule o volume total da mistura das solu es reagentes A partir deste volume supondo que a densidade fica em torno de 1 00 g mL calcule a massa de gua presente no calor metro c Sabe se que 1 g de gua pura tem capacidade calor fica aproximada de 4 18 J C calcule a capacidade calor fica para a massa de gua determinada anteriormente d Finalmente para se obter o calor absorvido pela solu o Q solu o empregue a f rmula 2 Alternativamente pode se apelar para a f rmula 8 8 O solu o calor absorvido pela solu o m H20 c H50 AT e Conhecidos dois termos de 6 o terceiro termo fica determinado Atrav s da f rmula 9 calc
44. reto HPO diidrogenofosfato Br brometo Fe CN ferricianeto sr sulfeto BrO bromito Fe CN ferrocianeto HS hidrogenossulfeto ou BrO bromato H hidreto bissulfeto C acetileto HPO fosfito S20 tiossulfato CO oxalato HPO hidrogenofosfito SiO ortossilicato CH COO acetato r iodeto SO sulfito cr cloreto 10 iodato HSO hidrogenossulfito ou OCT hipoclorito IOF metaperiodato bissulfito CIO clorito MnO permanganato So sulfato C10 clorato N azoteto ou azida HSO hidrogenossulfato ou CIO perclorato NO nitrito bissulfato CN cianeto NO nitrato OCN cianato o xido SCN tiocianato O gt per xido 7 4 Refer ncias bibliogr ficas e A L Clellan Qu mica uma ci ncia experimental 5 Ed Vol 1 S o Paulo EDART Livraria Editora 1976 p 194 195 e A L Clelan Guia do Professor para Qu mica uma Ci ncia Experimental Lisboa Funda o Calouste Gulbekian s d p 185 188 e J C Kotz P Treichel Qu mica e rea es qu micas traduzido da quarta edi o em ingl s volumes I e II editora LTC Rio de Janeiro 2002 e B H Mahan R J Myers Qu mica um curso universit rio traduzido da 4 ed S o Paulo Edgard Bl cher 1993 e J B Russell Qu mica Geral vol 1 e 2 2 Ed S o Paulo Makron Books 1994 CQ092 10 8 Experimento 3 balanceamento de equa o qu mica a partir de titula o cido base Neste experimento ser efetuada a rea o entre uma solu o de cido fosf rico com hidr
45. s concentra o do H PO volume do H PO indicador concentra o do NaOH volume do NaOH da 1 titula o volume do NaOH da 2 titula o volume do NaOH da 3 titula o 8 2 Manuseio da bureta e a sua prepara o Apesar de j ter sido trabalhado o manuseio da bureta em aula anterior apresenta o dos materiais de laborat rio de qu mica ser feita aqui uma revis o e um treinamento adicional Preste muita aten o nos detalhes pois qualquer inobserv ncia s recomenda es podem introduzir erros inaceit veis nos dados Observe a bureta que est sobre a sua bancada presa em suporte apropriado Como uma vidraria destinada a liberar um volume conhecido de l quido o seu zero fica situado na parte superior e a sua capacidade m xima 50 mL na parte inferior Preencha a com gua destilada remova a bolha de ar que fica no seu bico pe a ajuda ao professor e ajuste o menisco at a marca de O mL Aguarde alguns minutos para verificar se h algum eventual vazamento Se voc for destro manipule a torneira com a m o esquerda se for canhoto use a m o direita A m o deve envolver completamente a bureta ao segurar a torneira siga orienta o do professor para evitar vazamentos Procure treinar a habilidade de controlar a abertura da torneira at se tornar capaz de controlar a velocidade de gotejamento da gua Observe que na torneira totalmente aberta a manopla estar paralela dire o da bureta Ao con
46. sma solu o entre si nem h necessidade de se misturar solu o N 6 com N 1 se j foram misturadas solu es N 1 com N 6 Se todos os tubos de ensaio estiverem com solu es descarte provisoriamente seu conte do em um b quer de 250 mL e lave os inicialmente com detergente e escova seguido de enx gue com gua da torneira e finalizado com gua destilada contida na pisseta Mesmo molhados os tubos podem ser usados para efetuar novas misturas Ao final do experimento descarte a mistura contida no b quer em recipiente especificado pelo professor N o descarte nada na pia sem a autoriza o do professor Lave todos os materiais utilizados com escova e detergente enx gue bem primeiro com gua de torneira e finalize com gua destilada Guarde o material do kit no arm rio confira o estado de cada material e tranque o cadeado Fa a a tarefa p s laborat rio e entregue o trabalho para o professor 7 3 Tarefa p s laborat rio fazer no Caderno de Laborat rio 1 Procure na Tabela 2 uma c lula em que foi observada precipita o e identifique as combina es de ons Por exemplo se voc misturou solu es aquosas de AgNO e NaCl os ons presentes s o Ag aq NO ag Na ag e Cl ag e as novas combina es poss veis seriam AgCI e NaNO 2 Procure identificar qual subst ncia deve ser o precipitado Para isso procure examinar o restante da tabela Por exemplo se for encontrada alguma combina o entre Na
47. ste estiver quebrado ou sujo comunique o professor para as devidas provid ncias N o ser necess rio chamar o professor se o material estiver molhado por m limpo Ao t rmino da verifica o do material passe para o procedimento seguinte 6 3 Manuseio do term metro e no es de erros em medidas Pegue o term metro do kit segure o em posi o vertical e observe o capilar contendo merc rio ou algum l quido colorido Fa a a leitura da temperatura seguindo as instru es a seguir Dirija o seu olhar em ngulo reto ao term metro Posicione seus olhos na altura do topo da coluna do l quido para evitar erros de paralaxe Fig 1 O term metro um instrumento graduado sendo que neste caso cada divis o corresponde a 1 C Tente medir a temperatura do ar contando o n mero de divis es Pode ser que o topo da coluna l quida n o coincida exatamente com uma das divis es do term metro Por exemplo ele pode ficar situado entre 22 e 23 C Neste caso divida mentalmente a regi o entre estas duas divis es e procure estimar qual seria esta fra o de grau Celsius por exemplo um aluno pode estimar que seja 22 7 C Note que uma medida expressada como 21 7 C possui mais informa o do que se fosse escrito apenas 21 ou 22 C Em outras palavras este valor possui um erro menor por apresentar maior precis o Qualquer medida deve dar uma ideia da sua precis o e a forma mais simples para expressar isto o uso de algarismos s
48. sticamente a velocidade de descoramento do permanganato pelo cido ox lico 6 Os catalisadores t m grande import ncia industrial n o somente pelo aumento que causam nas velocidades das rea es mas tamb m pelas baixas concentra es em que podem ser utilizados Seria poss vel continuar o experimento aumentando significativamente o n mero de gotas de MnSO4 Por qu 7 Nas madeireiras o p de madeira serragem pode ser queimado por uma fa sca ou chama e produzir inc ndios de propor es incalcul veis Que fator teria influ ncia na velocidade da rea o que justificaria esta afirma o 8 Copie as respostas dos itens 1 a 6 em uma folha de papel e entregue ao professor como trabalho desta aula 14 4 Refer ncias Bibliogr ficas e KOITZ J C PURCELL K F Chemistry and chemical reactivity 2th ed New York Saunders College 1991 e STEFFEL M J Reduction of permanganate a kinetics demonstration for general chemistry J Chem Educ 67 7 1990
49. tante da associa o de duas ou mais pilhas Procure ligar um LED nas extremidades da bateria este o nome dado a um conjunto de pilhas associadas em s rie e observe Desmonte as pilhas ao retire os eletrodos e a ponte salina das solu es N o descarte as solu es na pia transfira as para um frasco apropriado 13 3 Tarefa p s laborat rio 1 No esquema preparado no caderno identifique o nodo e o c todo da pilha de Daniell bem como os fen menos qu micos que ocorrem em cada um dos eletrodos Compare o potencial da pilha obtido experimentalmente com o A calculado atrav s da tabela de potenciais padr o de eletrodo 2 No mesmo esquema represente o fluxo de el trons quando se ligam os eletrodos com um fio condutor Represente ainda o fluxo de ons na ponte salina 3 Fa a o mesmo para a pilha de KMnO e zinco 4 Qual a diferen a na montagem entre as pilhas de Daniell zinco e cobre com a de KMnO e zinco Tente achar uma raz o para esta diferen a 13 4 Refer ncias bibliogr ficas e MAHAN B M MYERS R J Qu mica um curso universit rio trad 4 Ed americana S o Paulo Edgard Bl cher 1995 p 168 182 e RUSSELL J B Qu mica Geral 2 Ed Vol 2 S o Paulo Makron Books 1994 p 868 908 CQ092 25 14 Experimento 9 velocidade e mecanismo de rea o qu mica cin tica da redu o do permanganato A Cin tica Qu mica o estudo das velocidades das rea es Nela introduzida a v
50. tr rio para fechar a torneira a manopla dever ser colocada na posi o ortogonal Ap s este treinamento passe para a prepara o da bureta para o experimento propriamente dito A bureta receber a solu o de NaOH de concentra o conhecida Pegue a solu o do frasco estoque e transfira o para um b quer de 250 mL LIMPO e SECO Se o b quer estiver molhado a concentra o do NaOH ir se alterar Para evitar isto proceda o condicionamento do b quer seguindo os passos i coloque um pequeno volume da solu o no b quer H incline e gire o b guer em v rias dire es at que a solu o tenha molhado toda a superf cie interna Hi descarte a solu o na pia iv repita os items i a iii duas ou tr s vezes CQ092 11 Efetuados todos os passos o b quer estar molhada com a solu o de NaOH e portanto sua concentra o n o ser mais alterada Pegue ent o a solu o de hidr xido de s dio neste b quer e leve o bancada N o se esque a de anotar no seu Caderno o valor da concentra o do NaOH A bureta estar molhada portanto ela dever ser condicionada Fa a com a bureta o mesmo procedimento descrito nos passos i a iv do par grafo anterior Depois encha a com a solu o de NaOH retire a bolha de ar do seu bico e ajuste o menisco na marca de O mL Prossiga o procedimento fazendo a primeira titula o 8 3 Titula o com indicador verde de bromocresol Utilizando a pipeta volum trica trans
51. ue seja a sua m dia b M dia Parcial igual ou maior que 70 Mp gt 70 ser aprovado c M dia Parcial menor que 40 Mp lt 40 ser reprovado d M dia Parcial igual ou maior que 40 e menor que 70 40 lt Mp lt 70 dever prestar o Exame Final nota Prr a partir do qual ser calculada a m dia final Mr Mp Per 2 e se e obtiver M dia Final igual ou maior que 50 Mr2 50 ser aprovado e obtiver M dia Final menor que 50 M lt 50 ser reprovado Quando o aluno n o comparecer a uma aula sem justificativa ser contabilizado uma falta no ndice de frequ ncia e ter atribu do valor zero para as notas de comportamento e de trabalho correspondente ao dia Se houver justificativa n o haver preju zo nas notas mas a falta n o ser abonada exceto nos casos previstos em lei Art 81 e 82 da Res 37 97 CEPE 4 Instru es gerais 4 1 Prepara o para entrar no laborat rio fase pr laborat rio A fase pr laborat rio tem como objetivo familiarizar o aluno com o experimento a ser realizado Leia com anteced ncia o roteiro da aula a ser realizada procurando compreender os objetivos e os procedimentos a serem adotados e d especial aten o s advert ncias em rela o seguran a No roteiro de cada experimento h a se o Tarefas pr laborat rio que o guiar para se preparar para a aula Estas tarefas consistem na prepara o de tabelas quadros fluxogramas e outros itens que sejam CQ092
52. ule a capacidade calor fica do calor metro 9 O calorimetro calor absorvido pelo calor metro C calorimetro AT 10 3 Determina o da estequiometria de rea o entre NaOH e H SO Ser o realizadas v rias medidas no calor metro com diferentes quantidades de H2S0 para determinar a estequiometria da rea o com NaOH Cada equipe ser respons vel pela determina o de um valor de entalpia a ser atribu do pelo professor CQ092 16 Procedimento Na tabela preparada na Tarefa Pr laborat rio h linhas com diferentes propor es de volumes de solu es de NaOH e de H2SO0 a serem misturadas N o ser necess rio fazer todas as misturas da tabela pois cada equipe ser respons vel por fazer apenas uma O professor dir com qual delas sua equipe dever trabalhar Pegue duas provetas Numa proveta me a o volume especificado da solu o de NaOH 1 5 mol L e na outra da solu o de H SO4 1 5 mol L Coloque 26 mL de gua destilada no calor metro Transfira para o calor metro todo o conte do da proveta que contenha o maior volume de l quido e agite bem Cuidado os cidos e as bases nesta concentra o s o bastante corrosivos Evite o contato da solu o com o corpo caso isto ocorra lave imediatamente a rea afetada com bastante gua corrente e chame o professor Tampe o calor metro e espere a temperatura se estabilizar Anote o valor lido com a melhor precis o poss vel n o despreze a fra
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