Post on 11-Feb-2019
FISICA APLICADA
Exemplificação dos cálculos dos trabalhos laboratoriais
Obs: Os valores utilizados nos cálculos são exemplificativos de resultados passíveis de ser obtidos nos trabalhos laboratoriais.
1) Calcular a concentração da solução-mãe de ácido acético
Exemplo:V1(NaOH) = 5,00 cm3
V2(NaOH) = 5,60 cm3Vmédio (NaOH) = 5,30 cm3
C(NaOH)*V(NaOH) = C(Hac)*V(Hac)
C(Hac) = (1*5,30)/5,00 = 1,06 mol/L
1ª colunam (Hac inicial)
1) Calcular a concentração da solução-mãe de ácido acético = 1,06 mol/L
2) Calcular a massa de ácido acético em cada solução diluída
Solução C(Hac concentrado)/M V(Hac concentrado)/L n(Hac)/mol m(Hac)/g
1 1,06 0,0010 0,00106 0,06366
2 1,06 0,0020 0,00212 0,1273
3 1,06 0,0050 0,00530 0,31834 1,06 0,010 0,0106 0,6366
5 1,06 0,025 0,0265 1,59166 1,06 0,050 0,0530 3,1831
C = n/v n=m/M
1ª colunam (Hac inicial)
1) Calcular a concentração de ácido acético no equilíbrio
Solução V(Hac)/mL C(NaOH)/M V(NaOH)/mL C (Hac)/M
1 50 1,00 0,40 0,0080
2 50 1,00 1,00 0,0203 25 1,00 0,90 0,036
4 25 1,00 2,00 0,0805 10 1,00 2,70 0,27
6 10 1,00 5,00 0,50
C(NaOH)*V(NaOH) = C(Hac)*V(Hac)
2ª coluna
m (Hac final)
Solução C (Hac) (M) n (Hac)eq (mol) m (Hac)eq (g)1 0,0080 0,00080 0,04805
2 0,020 0,0020 0,12013 0,036 0,0036 0,2162
4 0,080 0,0080 0,48055 0,27 0,027 1,6216
6 0,50 0,050 3,0030
1) Calcular a concentração de ácido acético no equilíbrio
2) Calcular a massa de ácido acético no equilíbrio
n(Hac) = C(Hac)*V(Hac)
n(Hac) = C(Hac)*0,1
2ª coluna
m (Hac final)
m(Hac)(g)m (Hac)eq
(g)m(carvão
pesado)(g)
x = m(Hac) (g) - m
(Hac)eq (g)log (x/m) log (C) C (Hac)eq (M)
0,0636636 0,04805 2,000 0,0156156 -2,10747 -2,09691 0,0080
0,1273272 0,1201 2,005 0,0072072 -2,44435 -1,69897 0,020
0,318318 0,2162 2,000 0,102102 -1,292 -1,4437 0,036
0,636636 0,4805 2,022 0,156156 -1,11222 -1,09691 0,080
1,59159 1,6216 2,030 -0,03003 -------- -0,56864 0,27
3,18318 3,0030 1,998 0,18018 -1,04489 -0,30103 0,50
m= 1,028
ordenada na origem= 0,0852
log k = ordenada na origem
k= 1,217
1/n = declive
n = 0,973
-3
-2,5
-2
-1,5
-1
-0,5
0
-2,5 -2 -1,5 -1 -0,5 0
log
(x/m
)
log (C)
y = 1,028x + 0,0852
R² = 0,9686
-3
-2,5
-2
-1,5
-1
-0,5
0
-2,5 -2 -1,5 -1 -0,5 0
log
(x/m
)
log (C)
x (g)n (Hac adsorvido)
(mol)m (carvão
pesado) (g)N (mol/g) C (Hac)eq (M) C/N (g/L)
0,0156156 0,00026 2,000 0,000130 0,0080 61,53846
0,0072072 0,00012 2,005 0,0000599 0,020 333,88980,102102 0,0017 2,000 0,000850 0,036 42,352940,156156 0,0026 2,022 0,00129 0,080 62,0155
0,18018 0,003 1,998 0,00150 0,50 333,3333
1) Calcular o valor de N (nº de moles adsorvidas por grama de adsorvente)
2ªparte
2) Traçar o gráfico:
y = 596,16x + 31,776R² = 0,9819
0
50
100
150
200
250
300
350
0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6
C/N
C(Hac)eq/mol
1/Nm = declive
Nm = 0,00168
x/ 60,05
3) Calcular a Área específica do carvão para o ácido acético
A= 212,5 m2/g
9
Possíveis erros
Agitação incorreta e insuficiente;
Titulação (identificação do ponto final, operadores diferentes);
Temperatura;
Pesagem.
T2 Tensão superficial
0
10
20
30
40
50
60
70
80
-6,000 -4,000 -2,000 0,000 2,000 4,000 6,000
y (
mN
/m)
ln [ ]
10
Isotérmica
de Gibbs
y = -9,1275x + 42,598
R² = 0,9802
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
-4,000 -3,000 -2,000 -1,000 0,000 1,000 2,000 3,000
y (
mN
/m)
ln [ ]
Amostra [ ] (mmol/L) Ln C y (mN/m)
1 0,024 -3,713 75,1
2 0,049 -3,019 66,8
3 0,098 -2,326 65,6
4 0,20 -1,633 61,1
5 0,39 -0,940 54,1
6 0,78 -0,247 45,3
7 1,56 0,446 36,0
8 3,13 1,139 30,2
9 6,25 1,833 26,4
10 12,5 2,526 32,3
11 25 3,219 34,8
12 50 3,912 34,5
1) Calcular a CMC
(Concentração Micelar
Crítica)
Valor teóricoCMC (SDS) 25oC = 8,20
mmol/L
11
2) Calcular o excesso de concentração à superfície (Γ)
3) Calcular a área ocupada por uma molécula de SDS (w)
1723 moléculas/Ų
0,00375 mol/m2
4,4311E-22 0,04431
22,6
Possíveis erros
Instabilidade (agitação da bancada);
Temperatura;
Preparação incorreta das soluções (espuma);
Erros relacionados com o manuseamento (agulha)...
13
T3 Viscosimetria
14
1) Determinar a densidade do álcool
Cálculo da densidade
picnómetro vazio m 23,5477 g densidade = 0,8064
picnómetro + solução m' 44,0423 g Densidade corrigida = 0,8050
picnómetro + água m'' 48,9635 g
2) Determinar a viscosidade dinâmica
t = 138 s
= 1,347 mPas . s
Possíveis erros
Pesagem incorreta (Evaporação do álcool);
Picnómetro não seco;
Bolhas de ar não visíveis (picnómetro e viscosímetro);
Cronometragem....
16
T4 Reologia
17
Não newtonianos
Dependentes do tempo
Tixotrópico Reopético
Independentes do tempo
Pseudoplástico Dilatante
Plástico
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
0 20 40 60 80 100 120
Vis
co
sid
ad
e
Velocidade (rpm)
0
5
10
15
20
25
30
0 20 40 60 80 100 120
% t
orq
ue
Velocidade (rpm)
T5 Refratometria
19
y = 0,0001x + 1,3333
R² = 0,9999
1,33
1,34
1,35
1,36
1,37
1,38
1,39
1,4
0 100 200 300 400 500
n
C g/L
Amostra
n = 1,344
[sacarose] = 107 g/L
10,7 g por 100 ml
CONFORME
Possíveis erros
Preparação das soluções-padrão;
Limpeza incompleta dos prismas;
Temperatura;
Perceção (operador)...
20
21
T6 Polarimetria
α- ângulo de rotação
[α]D – poder rotatório específico
ou rotação específica
l – comprimento do tubo / dm
c - concentração
22
T6 Polarimetria
Uma solução recente de glucose apresenta um poder rotatório
específico inicial de +112,2o que diminui, gradualmente, até + 52,7o,
onde permanece constante.
23
T6 Polarimetria
y = 135x - 0,15
R² = 0,9918
0,0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1,0
0 0,001 0,002 0,003 0,004 0,005 0,006 0,007 0,008 0,009
α
c g/mL
Padrões Massa /mg [ ] / g/mL-1 α/ o [α]D / o Média
1 100 0,0020 + 0,1 + 50,0 +94,8 o
2 200 0,0040 + 0,4 + 100,0
3 300 0,0060 + 0,7 + 116,7
4 400 0,0080 + 0,9 + 112,5
Amostra
α = 0,6 o
[glucose] = 0,0056 g/mL
Possíveis erros
24
Preparação das soluções-padrão;
Perceção (operador);
Bolhas de ar no tubo;
Limpeza incorreta do tubo;
Leitura incorrecta da escala;
Momento da adição da amónia…
Solução 1 2 3 4 5 6
Concentração (mol/L) 0.001 0.005 0.01 0.05 0.1 0.5
Concentração (mol/cm3) 0.000001 0.000005 0.00001 0.00005 0.0001 0.0005
Condutividade da solução Ks(µS/cm)
7.68 12.38 17.16 36.26 52.26 111.73
Condutividade do eletrólito Ke (µS/cm)
7.51 12.21 16.99 36.09 52.09 111.56
Condutividade do eletrólito Ke (S/cm)
7.51E-06 1.22E-05 1.72E-05 3.61E-05 5.21E-05 1.12E-04
Condutividade molar Λm
(S.cm2.mol-1)7,68 2,44 1,70 0,72 0,52 0,22
2) Preencher a tabela
1) Calcular a constante da célula
σ = K G
σ a condutividade da solução (S.cm-1)
K a constante da célula
G a condutância da célula (S)
y = 0,1164x + 6E-05
R² = 0,9999
y = 0,1x
R² = 10,00E+00
2,00E-03
4,00E-03
6,00E-03
8,00E-03
1,00E-02
1,20E-02
1,40E-02
0 0,02 0,04 0,06 0,08 0,1 0,12
C (mol/L) s (S.cm-1) G (S)
0.001 1.33E-04 1.00E-04
0.01 1.28E-03 1.00E-03
0.1 1.17E-02 K = 0,1164/0.1 = 1,164 cm-1
G (S) s (S.cm-1)
6.60E+00 7.68
1.06E+01 12.38
1.47E+01 17.16
3.12E+01 36.26
4.49E+01 52.26
9.60E+01 111.73
Solução 1 2 3 4 5 6
Concentração (mol/L) 0.001 0.005 0.01 0.05 0.1 0.5
Concentração (mol/cm3) 0.000001 0.000005 0.00001 0.00005 0.0001 0.0005
Condutividade da solução Ks(µS/cm)
7.68 12.38 17.16 36.26 52.26 111.73
Condutividade do eletrólito Ke (µS/cm)
7.51 12.21 16.99 36.09 52.09 111.56
Condutividade do eletrólito Ke(S/cm)
7.51E-06 1.22E-05 1.72E-05 3.61E-05 5.21E-05 1.12E-04
Condutividade molar Λm
(S.cm2.mol-1)7,68 2,44 1,70 0,72 0,52 0,22
Λm x C0,0000075
0,0000122
0,0000170
0,0000361
0,0000521
0,0001116
2) Preencher a tabela
3) Traçar a curva Λm C vs 1/Λm
Equação de Oswald
y = 41184x - 0,1366
R² = 0,9989
0,0
0,5
1,0
1,5
2,0
2,5
3,0
3,5
4,0
4,5
5,0
0,00000 0,00002 0,00004 0,00006 0,00008 0,00010 0,00012
1/Λ
m
Λm x C
1/Λm
0,13316
0,40950
0,58858
1,38543
1,91975
4,48189
3) Determinar Λ∞
Λ∞= -7 S.cm2.mol-1
4) Determinar Ka
Ka = 4.5E-07
Valor teóricoKa (CH3COOH) 25oC = 1.7 x 10-5
y = 41184x - 0,1366
R² = 0,9989
0,0
0,5
1,0
1,5
2,0
2,5
3,0
3,5
4,0
4,5
5,0
0,00000 0,00002 0,00004 0,00006 0,00008 0,00010 0,00012
1/Λ
m
Λm x C