Apostila de Quimica Inorganica II Pratica e Experimental

APOSTILA DE QUMICA INORGNICA (Licenciatura)

MONTAGEM: PROFESSORES: Edvaldo Caldas Luciano Freitas Zenildo Buarque de Morais Filho DISCENTES: Rafael Montella Rocha Sergio Ricardo Ribeiro Filho

Duque de Caxias 2011

UNIGRANRIO CTA Curso de Qumica

NDICE 1. INTRODUO AO TRABALHO EM LABORATRIO 1.1. 1.2. 1.3. 1.4. 1.5. 2.1. 2.2. 2.3. 3.1. 3.2. 3.3. 3.4. 3.5. Preparao para Entrar no Laboratrio (Fase Pr-Laboratrio) Instrues para as Aulas de Laboratrio O Caderno de Laboratrio Aps Finalizao do Experimento (Fase Ps-Laboratrio) A Redao Cientfica: Relatrio Normas Bsicas de Segurana no Laboratrio Descarte de Rejeitos (Resduos) Acidentes Comuns em Laboratrio e Primeiros Socorros 03 03 04 04 05 08 12 12 14 16 18 18 21 24 27O

2. SEGURANA NO LABORATRIO

3. EXPERIMENTOS Ensino Fundamental e Mdio EXPERIMENTO N 02 Determinao do raio atmico de alguns metais EXPERIMENTO N lmpadas EXPERIMENTO NO 04 Experincias sobre solos EXPERIMENTO N Reduo 3.6. 3.7. 3.8. 3.9. Experimento de Qumica Inorgnica Biolgica EXPERIMENTO NO 07 Experimentos com Alumnio EXPERIMENTO N 08 Reagente limitante de uma reao envolvendo metais EXPERIMENTO N 09 Anlise de ChamaO O O O O O

EXPERIMENTO NO 01 Tabela Peridica - Um Super Trunfo para Alunos do

03 Pilhas modificadas empregadas no acendimento de

05 Escurecimento e Limpeza de Objetos de Prata - Um 32 34 36 39 41 45 47 49 52 53 54

Experimento Simples e de Fcil Execuo Envolvendo Reaes de OxidaoEXPERIMENTO NO 06 Alteraes de Cores dos Vegetais por Cozimento:

3.10. EXPERIMENTO N 10 Reagindo Metais 3.11. EXPERIMENTO N 11 Reaes de PrecipitaoO

3.12. EXPERIMENTO N 12 Gesto de Resduos de Laboratrio: Uma Abordagem para o Ensino Mdio 4. FONTES BIBLIOGRFICAS ANEXO 1: TABELA PERIDICA ANEXO 2: MODELO DE RELATRIO

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1. INTRODUO AO TRABALHO EM LABORATRIO O Laboratrio Qumico um lugar de experimentao onde os acadmicos tero a oportunidade de aprender Qumica de um ponto de vista que nunca poderiam atingir por intermdio de livros, demonstraes ou filmes; a possibilidade de alcanar maior compreenso da Qumica e a oportunidade de ver e trabalhar com as prprias mos. Para atingir esses objetivos, so necessrias qualidades tais como dedicao, interesse, curiosidade, pontualidade, disciplina, etc. Aprender o manuseio de compostos e a manipulao de aparelhos obviamente uma parte essencial educao dos profissionais das reas de Cincias Exatas e Biolgicas. Para ajudar o desenvolvimento de boas tcnicas, vrias sugestes so apresentadas: Nunca comear uma experincia sem antes compreend-la totalmente; isto significa estudar o experimento antes de entrar no laboratrio. Esmero muito importante para uma boa tcnica. Descuidar ao manusear compostos qumicos e aparelhos, pode no somente levar a maus resultados, como tambm perigoso. H geralmente uma razo de como e porque cada operao desenvolvida como descrita na literatura, embora a razo, a princpio, possa no ser bvia para o estudante iniciante. O laboratrio qumico contm as seguintes caractersticas de segurana: Janelas amplas que possibilitam boa ventilao do ambiente; Lava-olhos e chuveiro dispositivos para uso em emergncias; Extintores de incndio prximos ao laboratrio; Salas anexas para aparelhagem (balanas, aparelhos para ponto fuso, dentre outros); Ampla iluminao e Bancadas revestidas com material que permita fcil limpeza.

1.1. Preparao para Entrar no Laboratrio (Fase Pr-Laboratrio) Desde o incio da disciplina o aluno recebe o cronograma das aulas experimentais. A fase pr-laboratrio tem como objetivo familiarizar o aluno com o experimento a ser realizado. Leia com antecedncia o roteiro da aula a ser realizada, procurando compreender os objetivos e os procedimentos a serem adotados, e d especial ateno s advertncias em relao segurana.

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1.2. Instrues para as Aulas de Laboratrio O aluno dever portar os seguintes materiais obrigatrios para freqentar as aulas prticas: um guarda-p, o Caderno de Laboratrio e o roteiro do experimento a ser executada no dia. No incio da aula o professor dar orientaes pertinentes ao experimento da aula; interessante anotar no Caderno de Laboratrio estas orientaes. Ao final da aula, descarte em recipientes adequados os resduos e lave toda a vidraria. Em geral a vidraria pode ser lavado com detergente e uma escova apropriada. Enxague vrias vezes com gua da torneira, e duas ou trs vezes com gua destilada; no necessrio enxugar nenhum material, que ser guardado molhado (mas no sujo). Lembre-se que este material ser utilizada por alunos da prxima aula do Laboratrio de Qumica 1.3. O Caderno de Laboratrio O Caderno de Laboratrio deve conter todo o registro das atividades efetuadas no laboratrio, numa linguagem direta e resumida, mas de forma COMPLETA. Estas notaes devem ser realizadas, na maior parte, durante a prpria aula. Os preparativos pr-laboratoriais devem ser feitos antes da realizao do experimento, enquanto as discusses e concluses podem ser registradas depois. Entretanto os dados e observaes devem ser anotados durante a prpria aula, para evitar que se percam informaes armazenadas de memria. Seguindo este procedimento, economiza-se tempo e trabalho. Para um bom registro de informaes observem as seguintes recomendaes: Iniciar sempre o registro com o nmero do experimento (ou da aula) e a data. Em seguida anote o ttulo e faa 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 atravs de um fluxograma, principalmente quando envolver vrias etapas. Nesta fase est includa tambm a construo de tabelas para anotaes dos dados experimentais. As anotaes dos dados e das observaes devem ser individuais. Habitue-se a fazer os registros tinta, e as eventuais retificaes no devero ocultar as anotaes incorretas. Freqentemente os dados considerados aparentemente errados, podem se revelar valiosos posteriormente. A anlise dos dados, suas discusses e as concluses tiradas so partes importantes do trabalho experimental. Nesta fase esto includos os clculos, a construo de grficos e as avaliaes comparativas de dados obtidos pelas equipes. Desta anlise so obtidas concluses que respondem ao questionamento(s) inicial(ais). Lembre-se que um experimento planejado para obter dados que permitam responder a alguma questo, originada pela 4


simples curiosidade, por dvidas ou polmicas. O registro das concluses deve ficar no caderno, sendo que alguns autores consideram esta parte como a mais importante do trabalho. 1.4. Aps Finalizao do Experimento (Fase Ps-Laboratrio) Finalizado o experimento e com todos os materiais limpos e guardados, realize a Tarefa ps-laboratrio do roteiro. Em geral esta tarefa constituda por questes que o auxiliar na interpretao dos dados coletados. A tarefa ps-laboratrio dever ser feita antes da prxima aula no Caderno de Laboratrio, pois ser cobrada pelo professor. Anotao dos Dados em Experimentos de Qumica O registro de dados coletados no laboratrio tem tanta importncia quanto os procedimentos para a execuo do experimento. As anotaes no caderno de laboratrio devero ser teis para consultas futuras para voc ou para seus colegas, o que ocorrer somente se forem feitas de forma clara, concisa e bem organizada. Habitue-se ainda a representar os dados dentro das normas adotadas pela comunidade cientfica. Anotao de Uma Grandeza Fsica O valor de uma grandeza fsica pode ser expresso como o produto de um valor numrico e uma unidade: grandeza fsica = valor numrico x unidade. A utilizao de smbolos torna a representao bastante compacta e, uma vez que se torna um hbito, facilita muito a leitura. Alguns smbolos usuais para as grandezas comumentes encontradas na Qumica so: V volume, m massa, P presso, n quantidade de matria, T temperatura, entre outras que voc ter oportunidade de encontrar nas aulas prticas. Exemplos: V = 250 mL; m = 4,125 g; n = 2,5.10-5 mol. As grandezas fsicas, os valores numricos e as unidades podem ser manipuladas atravs das regras ordinrias da lgebra. Tambm se pode multiplicar ou dividir este quociente pelo fator exponencial de base 10, para simplificar o valor. Exemplo: P = 3500 mmHg = 3,5 x 103 mmHg

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Apresentao de Dados em Tabelas Uma tabela consiste em um arranjo retangular de clulas contendo dados. A localizao de uma clula na tabela pode ser especificado pela linha (no sentido vertical) e pela coluna (no sentido horizontal). O exemplo a seguir demonstra como construir uma tabela. Exemplo: em 5 bqueres, identificados como A, B, C, D e E, sero misturadas solues de iodeto de sdio e de nitrato de chumbo, onde se espera que ocorra a precipitao de um dos produtos. Deve ser construda uma tabela onde conste, para cada bquer, os seguintes dados: volume da soluo de iodeto de sdio, volume da soluo de nitrato de chumbo, quantidade de iodeto de sdio, quantidade de nitrato de chumbo e a massa do precipitado obtido. TABELA 1: massa de precipitado obtido pela reao entre solues de NaI 0,50 mol L-1 e de Pb(NO3)2 0,50 mol L-1 Bquer V(NaI)/mL A B C D E 0,0 5,0 10,0 15,0 20,0 V[Pb(NO3)2]/mL 5,0 5,0 5,0 5,0 5,0 n(NaI)/(10-3 mol) n[Pb(NO3)2]/(10-3 mol) m(ppt)/g 0,0 2,5 5,0 7,5 10,0 2,5 2,5 2,5 2,5 2,5 0,00 0,58 1,15 1,15 1,15

Neste caso, pode-se organizar os dados de cada bquer em uma linha; assim, em cada coluna dever constar cada um dos dados requeridos. Na primeira linha deve-se especificar o tipo de informao contida em cada uma das colunas. A tabela deve ser antecedida por um ttulo que fornece informao necessria para permitir a sua interpretao, de forma independente e autosuficiente. Apresentao de Dados em Grficos H vrias maneiras de se representar dados na forma de grficos, e nesta seo ser explicada como construir um grfico de coordenadas cartesianas, ou do tipo x-y. Este tipo de grfico til para correlacionar duas grandezas entre si, onde se considera que uma das grandezas (varivel dependente) funo de uma outra (varivel independente).

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Se for tomada como exemplo a tabela acima, pode-se ver que a massa do precipitado funo da quantidade adicionada de iodeto de sdio. Deve-se ento traar os eixos coordenados x e y, subdividindo-os segundo uma escala espaada em intervalos uniformes e que representem valores numricos simples, conforme o Grfico 1. Note que a escala y, por exemplo, est espaada em intervalos uniformes e com nmeros simples, e no como: 0, 0,58 e 1,15, apesar de serem estes os valores da tabela. Uma vez definidas as escalas dos eixos, assinale cada ponto nas posies (x,y)correspondentes. Em cada eixo, alm das subdivises e dos valores numricos, devero constar tambm o quociente entre a grandeza e a unidade. Para se traar o grfico, deve-se ter uma expectativa do tipo de curva ou de reta que deverser utilizada. No exemplo dado, devem ser traadas duas retas, sendo que uma delas deve passar pela origem (0,0). Tem-se ento uma figura do tipo apresentada no Grfico 2. Para se saber que tipo de curva deve ser traada, deve-se ter uma idia de qual relao existe entre as variveis independente e dependente. Para tanto, necessrio saber quais princpios qumicos e fsicos esto afetando as variveis em questo. No exemplo dado, pode-se esperar que amassa do precipitado produzido deve ser proporcional quantidade do reagente NaI adicionado, que resulta em uma reta ascendente. Entretanto, quando o outro reagente - Pb(NO3)2 - totalmente consumido, no h uma produo maior de precipitado, por mais que se adicione NaI; por isso observa-se a segunda reta, de massa constante. Trabalho em Equipe Todos os trabalhos sero realizados por equipes de dois ou mais alunos. Compreenda, pois, o seu papel e colabore para que os trabalhos realizados sejam o resultado de um esforo conjunto. Na soluo de problemas surgidos esforce-se ao mximo para resolve-los, consultando o professor sempre que for preciso. Procure estar presente na hora marcada para o incio das aulas e evite sadas desnecessrias durante os trabalhos de laboratrio. Relatrio das Aulas Prticas muito importante que o estudante tenha o seu caderno de laboratrio para anotar todos os dados, observaes e resultados obtidos em determinada experincia. 7


Todo profissional, no exerccio de sua atividade, necessita se comunicar, seja sob a forma escrita ou oral. A elaborao de relatrios de aulas prticas consiste num treinamento de comunicao. O enfoque a ser dado a um relatrio no apenas o de responder a um questionrio ou escrever aleatoriamente sobre o trabalho realizado; deve, porm, ser encarado como uma comunicao sobre uma atividade prtica realizada, dirigida no apenas ao professor, mas a qualquer leitor que se interesse pelo assunto. Antes de iniciar a elaborao de um relatrio, necessrio pensar no assunto a ser relatado, analisar os aspectos importantes que devam ser abordados e planejar uma seqncia lgica de exposio. Com esta anlise preliminar estaro sendo definidos os aspectos essenciais do trabalho a serem mencionados. 1.5. A Redao Cientfica: Relatrio Observaes Gerais: O tempo verbal deve ser padronizado num texto. Uma vez passado, sempre passado... Tente usar a terceira pessoa e evitar no nosso experimento, meus resultados pipetamos etc.... preferir no experimento realizado..... , os resultados obtidos.... Defina os itens do seu relatrio com clareza. Agrupe assuntos semelhantes e separe assuntos no relacionados. Use subitens para organizar melhor os assuntos; Sempre procure numerar os itens para facilitar o acompanhamento da hierarquia dos itens (se a hierarquia for importante, evite marcadores); Use termos tcnicos; Respeite a grafia corretas de nomes cientficos; Padronize a formatao: tamanhos e tipos de letras, tanto no texto quanto nos ttulos; procure usar pargrafos alinhados pelas duas margens (esquerda e direita); mantenha sempre a mesma quantidade de espaos entre pargrafos e ttulos, etc; No enfeite demais seu relatrio. Ele um texto tcnico e deve ter aspecto profissional. bom ter uma capa com: Nome da Instituio, nome da disciplina, ttulo da prtica (ou prticas), integrantes do grupo e turma. Um texto cientfico deve conter no mnimo as seguintes partes: INTRODUO,DESENVOLVIMENTO

e CONCLUSO. O relato por escrito, de forma ordenada e minuciosa daquilo que

se observou no laboratrio durante o experimento denominado RELATRIO. Tratando-se de um relatrio de uma disciplina experimental aconselhamos comp-lo de forma a conter os seguintes tpicos:

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TTULO: Uma frase sucinta, indicando a idia principal do experimento. RESUMO: Descrever em um texto de poucas linhas (cinco no mximo) uma idia geral do experimento efetuado, relatando rapidamente os resultados obtidos e as concluses a que se chegou. FUNDAMENTOS TERICOS: Apresentar um pequeno resumo da teoria em que o experimento se baseia, correlacionando sua importncia para a compreenso desse contedo. OBJETIVO: Um pequeno pargrafo indicando os objetivos a que se pretende alcanar. PARTE EXPERIMENTAL: Um texto, descrevendo a metodologia empregada para a realizao do experimento. Geralmente subdividido em duas partes: Materiais e Reagentes: Um texto, apresentando a lista de materiais e reagentes utilizados no experimento, especificando o fabricante e o modelo de cada equipamento, assim como a procedncia e o grau de pureza dos reagentes utilizados. Procedimento: Um texto, descrevendo de forma detalhada e ordenada as etapas necessrias realizao do experimento.

RESULTADOS E DISCUSSO: Um texto, apresentando resultados na forma de dados coletados em laboratrio e outros resultados, que possam ser calculados a partir dos dados. Todos os resultados devem ser apresentados na forma de tabelas, grficos, equaes qumicas, esquemas, diagramas, imagens fotogrficas ou outras figuras. Em seguida, apresenta-se uma discusso concisa e objetiva dos resultados, a partir das teorias e conhecimentos cientficos prvios sobre o assunto, de modo a se chegar a concluses. CONCLUSO: Um texto, apresentando uma sntese sobre as concluses alcanadas. Enumeram-se os resultados mais significativos do trabalho. No se deve apresentar nenhuma concluso que no seja fruto da discusso. REFERNCIAS: Livros, artigos cientficos e documentos citados no relatrio (inclusive pginas da web) devem ser indicados a cada vez que forem utilizados. Recomenda-se a formatao das referncias segundo norma da Associao Brasileira de Normas Tcnicas (ABNT).

Um Exemplo de Relatrio Observao: O modelo de relatrio que se segue, deve servir apenas como um indicativo sobre tpicos a serem relatados em suas descries dos experimentos efetuados. A maneira de como escrever, deve seguir o estilo e a liberdade de expresso de cada grupo, para que possamos manter a personalidade de cada um.

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DETERMINAO DA DENSIDADE DO CHUMBO SLIDO RESUMO A densidade do chumbo slido foi determinada, na temperatura de 303,15 K, pela razo entre a massa e o volume de corpos de chumbo de tamanhos variados. Obteve-se o valor 11,4 0,001 g / cm3, o qual apresenta boa concordncia com o valor reportado na literatura. INTRODUO O chumbo um elemento qumico metlico, de nmero atmico 82, que funde na temperatura de 600,6 K. Seu smbolo qumico Pb. aplicado em proteo contra radiao ionizante, em acumuladores (baterias), soldas, munio, alm de outras. (BARBOSA, 1999) Densidade a razo entre a massa e o volume de um dado corpo ou substncia (vide Equao 1). uma propriedade fsica que pode ser utilizada para identificar substncias. Pelo fato dos slidos serem bem pouco compressveis, a densidade dos slidos no varia muito com a temperatura. J os lquidos e os gases apresentam uma variao de densidade considervel em funo da temperatura. (1)

densidade =

massa volume

OBJETIVO O objetivo deste experimento determinar a densidade do chumbo slido e compar-lo com o valor 11,35 g / cm3 apresentado na literatura. (KOTZ, 2002) PARTE EXPERIMENTAL Materiais e Reagentes Os seguintes materiais, disponveis no laboratrio de ensino de Qumica, foram utilizados neste experimento: Proveta de vidro (capacidade: 50,0 cm3) Balana semi-analtica (preciso 0,001 g) Fabricante: Gehaka; modelo: As seguintes substncias, disponveis no laboratrio de ensino de Qumica, foram utilizadas neste experimento: gua destilada Corpos de chumbo (tamanhos variados) 10


Procedimento Foram pesados trs corpos de chumbo, de tamanhos variados, em uma balana semianaltica, anotando-se suas massas com preciso de 0,001 g. Cada corpo de chumbo foi imerso em uma proveta de vidro, de capacidade igual a 50,0 cm3, contendo previamente 25,0 cm3 de gua destilada. A seguir, anotou-se o volume de gua deslocado aps a imerso do corpo de chumbo. Todo o procedimento foi feito na temperatura ambiente do laboratrio, igual a 303,15 K. RESULTADOS E DISCUSSO Os valores das massas dos corpos de chumbo e dos volumes de gua deslocados aps a imerso de cada corpo esto apresentados na Tabela 1. Assumiu-se que o volume deslocado de gua corresponde ao volume do corpo imerso. A densidade de cada corpo de chumbo foi calculada, a partir dos valores medidos de massa e de volume, utilizando a Equao 1. Por fim, determinou-se o valor mdio da densidade do chumbo e o respectivo desvio-padro, que mede a preciso do resultado. O valor obtido para a densidade do chumbo igual a 11,4 0,001 g / cm3 e apresenta uma boa concordncia com o valor da literatura 11,35 g / cm3. (KOTZ, 2002) Tabela 1. Valores das massas dos corpos de chumbo, dos volumes de gua deslocados e das densidades calculadas. Corpo de Chumbo 1 2 3 massa / g 57,5 79,8 101,7 volume / cm3 5,0 7,0 9,0 mdia desvio-padro densidade / g/cm3 11,5 11,4 11,3 11,4 0,1

CONCLUSO A partir de medidas de massa e de volume de corpos de chumbo de tamanhos variados, determinou-se o valor 11,4 0,001 g/cm3 para a densidade do chumbo slido, na temperatura de 303,15 K. Este valor apresenta uma boa concordncia com o valor 11,35 g/cm3, reportado na literatura. REFERNCIAS BARBOSA, A. L. Dicionrio de Qumica. AB Editora: Goinia, 1999. p.81. KOTZ, J. C.; TREICHEL, Jr. P. Qumica e Reaes Qumicas. 4.ed., v.1, LTC Editora S.A.: Rio de Janeiro, 2002. 11


2. SEGURANA NO LABORATRIO 2.1. Normas Bsicas de Segurana no Laboratrio A segurana no laboratrio uma responsabilidade que deve ser assumida por professores, monitores e alunos. No recinto do laboratrio no permitida brincadeiras ou atitudes que possam provocar danos para si ou outras pessoas. Apesar disso, os laboratrios de qumica no so necessariamente lugares perigosos embora muito dos perigos estejam associados a eles. Acidentes so, na maioria das vezes, causados por falta de cuidado, ignorncia e desinteresse pelo assunto. Embora no seja possvel enumerar todas as causas de possveis acidentes num laboratrio, existem alguns cuidados que so bsicos e que, se observados, ajudam a evit-los. 1. PROIBIDO comer, beber ou fumar no laboratrio; 2. Evite trabalhar sozinho no laboratrio, a presena de outras pessoas ser sempre uma valiosa ajuda em caso de acidentes; 3. Prepare-se antes de tentar realizar os experimentos. Procure ler e entender os roteiros experimentais; consulte a literatura especializada. Em caso de dvidas, discuta o assunto com o professor antes de tentar fazer o experimento; 4. Utilize sempre que necessrio materiais que possam garantir maior segurana no trabalho tais como: luvas, pina, culos (obrigatrio), jaleco (obrigatrio) etc. Procure manter seu jaleco limpo. 5. Conserve sempre limpos os equipamentos, vidrarias e sua bancada de trabalho. Evite derramar lquidos, mas se o fizer, limpe o local imediatamente; 6. Gavetas e portas dos armrios devem ser mantidas sempre fechadas quando no estiverem sendo utilizadas; 7. Ao trmino do perodo de laboratrio, lave o material utilizado, limpe sua bancada de trabalho, seu banco, a pia e outras reas de uso em comum. Verifique se os equipamentos esto limpos e desligados e os frascos reagentes fechados; 8. Lave suas mos freqentemente durante o trabalho prtico, especialmente se algum reagente qumico for respingado. Ao final do trabalho, antes de deixar o laboratrio, lave as mos; 9. Antes de manusear um reagente qumico qualquer, deve-se conhecer as propriedades qumicas, fsicas e toxicolgicas deste, seu manuseio seguro e medidas de primeiros socorros em caso de acidente. Para isto deve-se consultar o Index Merck ou fichas toxicolgicas dos produtos.

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10. Leia com ateno os rtulos dos frascos de reagentes qumicos para evitar pegar o frasco errado. Certifique-se de que o reagente contido no frasco exatamente o citado no roteiro experimental; 11. Nunca torne a colocar no frasco, o reagente no utilizado. No coloque objeto algum nos frascos de reagentes, exceto o conta-gotas de que alguns so providos; 12. Evite contato fsico com qualquer tipo de reagente qumico. Tenha cuidado ao manusear substncias corrosivas como cidos e bases - use a CAPELA; 13. A diluio de cidos concentrados deve ser feita adicionando-se o cido, lentamente, com agitao constante, sobre a gua - com essa metodologia adequada, o calor gerado no processo de mistura, absorvido e dissipado no meio. NUNCA proceda ao contrrio (gua sobre o cido). 14. Nunca deixe frascos contendo reagentes qumicos inflamveis prximos chama; 15. No deixe nenhuma substncia sendo aquecida por longo tempo sem superviso; 16. No jogue nenhum material slido dentro das pias ou ralos. O material intil (rejeito) deve ser descartado de maneira apropriada; 17. Quando for testar um produto qumico pelo odor, no coloque o frasco sobre o nariz. Desloque os vapores que se desprendem do frasco com a mo para a sua direo; 18. Use a CAPELA para experincias que envolvem o uso ou liberao de gases txicos ou corrosivos; 19. No aquea tubos de ensaio com a extremidade aberta voltada para si mesmo ou para algum prximo. Sempre que possvel o aquecimento deve ser feito na CAPELA; 20. No deixe recipientes quentes em lugares em que possam ser pegos inadvertidamente. Lembre-se de que o vidro quente tem a mesma aparncia do vidro frio; 21. No pipete de maneira alguma, lquidos corrosivos ou venenosos, por suco, com a boca. Procure usar sempre a pra de suco para pipetar. 22. O bico de Bunsen deve permanecer aceso somente quando estiver sendo utilizado; 23. No trabalhe com material imperfeito; 24. Em caso de acidentes, comunique o professor imediatamente. Ele dever decidir sobre a gravidade do acidente e tomar as atitudes necessrias; 25. Em caso de possuir alguma alergia, estar grvida ou em qualquer outra situao que possa ser afetado quando exposto a determinados reagentes qumicos, comunique o professor logo no primeiro dia de aula; 26. Em caso de incndio este dever ser abafado imediatamente com uma toalha ou, se necessrio, com o auxilio do extintor de incndio apropriado; 27. Comunique o professor, monitor ou tcnico sempre que notar algo anormal no laboratrio; 28. Faa apenas as experincias indicadas pelo professor. Caso deseje tentar qualquer modificao do roteiro experimental discuta com o professor antes de faz-lo;

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29. No laboratrio OBRIGATRIO o uso do jaleco, de culos de segurana (para quem no usa culos de grau), de cala comprida e sapato fechado. Mantenha sempre o cabelo preso. 2.2. Descarte de Rejeitos (Resduos) A finalidade destas indicaes transformar produtos qumicos ativados em derivados incuos para permitir o recolhimento e eliminao segura. Ao se manejar produtos qumicos de laboratrio e principalmente ao se desativar produtos qumicos deve-se ter a mxima precauo, visto que so muitas vezes reaes perigosas. Todos os trabalhos devem ser executados por pessoal habilitado com o uso de roupas e material de proteo adequados a cada finalidade. Insiste-se para que a inativao seja feita em escala reduzida, podendo-se fazer adaptaes. As substncias vencidas e/ou contaminadas que forem dispostas para descarte devero ser conservadas em sua embalagem original, conservando todas as informaes contidas nos rtulos. A metodologia a seguir dever ser executada em todos os locais geradores de Resduos de laboratrio.

1. Solventes orgnicos isentos de halognios - Recipiente Coletor A. 2. Solventes orgnicos contendo halognios - Recipiente Coletor B. 3. Reagentes orgnicos relativamente inertes, do ponto de vista qumico, recolhidos no recipiente coletor A. Se contiverem halognios no Coletor B. Resduos slidos no Coletor C. 4. Solues aquosas de cidos orgnicos so neutralizadas cuidadosamente com bicarbonato de sdio ou hidrxido de sdio - Recipiente Coletor D. Os cidos carboxlicos aromticos so precipitados com cido clordrico diludo e filtrados. O precipitado recolhido no Coletor C e a soluo aquosa no Coletor D. 5. Bases orgnicas e aminas na forma dissociada - Recipiente Coletor A ou B. Recomendase freqentemente, para se evitar maiores odores, a cuidadosa neutralizao com cido clordrico ou sulfrico diludo. 6. Nitrilos e mercaptanas so oxidados por agitao por vrias horas (preferivelmente noite) com soluo de hipoclorito de sdio. Um possvel excesso de oxidante eliminado com tiossulfato de sdio. A fase orgnica recolhida no recipiente A ou B e a fase aquosa no recipiente D. 7. Aldedos hidrossolveis so transformados com uma soluo concentrada de hidrogenossulfito de sdio a derivados de bissulfitos. Recipiente Coletor A ou B.

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8. Compostos organometlicos, geralmente dispersos em solventes orgnicos, sensveis a hidrlise, so gotejados cuidadosamente sob agitao em n-butanol na capela. Agita-se durante a noite e se adiciona de imediato um excesso de gua. A fase orgnica recolhida no Coletor A e a fase aquosa no recipiente D. 9. Produtos cancergenos e compostos combustveis, classificados como txicos ou muito txicos - Recipiente Coletor F. 10. Perxidos orgnicos so destrudos e as fases orgnicas colocadas no recipiente A ou B e aquosa no recipiente D. 11. Halogenetos de cido so transformados em steres metlicos usando-se excesso de metanol. Para acelerar a reao pode-se adicionar algumas gotas de cido clordrico. Neutraliza-se com soluo de hidrxido de potssio. Recipiente Coletor B. 12. cidos inorgnicos so diludos em processo normal ou em alguns casos sob agitao em capela adicionando-se gua. A seguir neutraliza-se com soluo de hidrxido de sdio. Recipiente Coletor D. 13. Bases inorgnicas so diludas como cidos e neutralizadas com cido sulfrico. Recipiente Coletor D. 14. Sais inorgnicos - Recipiente Coletor I. Solues - Recipiente Coletor D. 15. Solues e slidos que contm metais pesados - Recipiente Coletor E. 16. No caso de sais de tlio, altamente txicos e suas solues aquosas necessrio precauo especial - Recipiente Coletor E. As solues so precipitadas com hidrxido de sdio (formam-se xidos de tlio) com condies de neutralizao. 17. Compostos inorgnicos de selnio - Recipiente Coletor E. O selnio elementar pode ser recuperado oxidando-se os concentrados em capela com cido ntrico concentrado. Aps a adio de hidrogenossulfito de sdio o selnio elementar precipitado. Recipiente Coletor E. 18. No caso de berlio e sais de berlio (altamente cancergenos) recomenda-se precaues especiais. Recipiente Coletor E. 19. Compostos de urnio e trio devem ser eliminados conforme legislao especial. 20. Resduo inorgnico de mercrio - Recipiente Coletor G. 21. Resduo inorgnico de prata- Recipiente Coletor H. 22. Cianetos so oxidados com hipoclorito de sdio, preferencialmente noite. O excesso de oxidante destrudo com tiossulfato. Recipiente Coletor D. 23. Perxidos inorgnicos so oxidados com bromo ou iodo e tratados com tiossulfato de sdio. Recipiente Coletor D. 24. cido fluordrico e solues de fluoretos inorgnicos so tratados com carbonato de clcio e filtra-se o precipitado. Slido - Recipiente Coletor I e soluo aquosa - Recipiente Coletor D.

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25. Resduos de halognios inorgnicos, lquidos e sensveis hidrlise so agitados na capela em soluo de ferro e deixados em repouso, durante noite. Neutraliza-se com soluo de hidrxido de sdio. Recipiente Coletor E. 26. Fsforo e seus compostos so muito inflamveis. A desativao deve ser feita em atmosfera de gs protetor em capela. Adiciona-se 100 mL de soluo de hipoclorito de sdio 5% contendo 5 mL de hidrxido de sdio 50%, gota a gota. Em banho de gelo, substncia que se quer desativar. Os produtos de oxidao so precipitados e separados por suco. Precipitado - Recipiente Coletor I e soluo aquosa - Recipiente Coletor D. 27. Metais alcalinos e amidas de metais alcalinos, bem como os hidretos, decompem-se explosivamente com a gua. Por isso estes compostos so colocados com a mxima precauo em 2-propanol, em capela com tela protetora e culos de segurana. Se a reao ocorrer muito lentamente pode-se acelerar com adio cuidadosa de metanol. Em caso de aquecimento da soluo alcolica deve-se interromper o processo de destruio da amostra. Obs. Nunca esfriar com gelo, gua ou gelo seco. Recomenda-se deixar em repouso durante a noite, diluindo-se no dia seguinte com um pouco de gua e neutralizando-se com cido sulfrico. Recipiente Coletor A. 28. Os resduos que contenham metais preciosos devem ser recolhidos no recipiente Coletor H para reciclagem. Soluo aquosa - Recipiente Coletor D. 29. Alquilas de alumnio so extremamente sensveis hidrlise. Para o manejo seguro destes recomenda-se o uso de seringa especial. Deve-se colocar se possvel no frasco original ou no Recipiente Coletor F. 30. Os produtos para limpeza quando contenham substncias contaminantes so colocados no recipiente D.

As informaes aqui contidas foram adaptadas de publicaes da SIGMA-ALDRICH. http://unigranrio.com.br/residuos/informacoes_residuos.html 2.3. Acidentes Comuns em Laboratorio e Primeiro Socorros I. QUEIMADURAS a) Causadas pelo calor - quando leves, aplicar pomada de Picrato de Butesina e, quando graves, devem ser cobertas com gaze esterilizada, previamente umedecida com soluo aquosa de bicarbonato de sdio 5%. b) Causadas por cidos - deve-se lavar imediatamente a regio com bastante gua durante pelo menos 5 minutos. Em seguida, tratar com soluo de bicarbonato de sdio a 5% e lavar novamente com gua. Secar o local e aplicar Merthiolate. 16


c) Causadas por bases - proceder como em b, aplicando soluo de cido actico 1%. II. CIDOS NOS OLHOS Deve-ser lavar com bastante gua durante aproximadamente 15 minutos e aplicar soluo de bicarbonato de sdio 1%. III. IV. BASES NOS OLHOS Proceder como em II e aplicar soluo de cido brico 1%. INTOXICAO POR GASES Remover a vtima para um ambiente arejado e deixar descansar. Em caso de asfixia fazer respirao artificial. V. INGESTO DE SUBSTNCIAS TXICAS Recomenda-se beber muita gua e em seguida beber: a) Um copo de soluo de bicarbonato de sdio 1% ou leite de magnsia, em caso de ingesto de cidos; b) Um copo de soluo de cido ctrico ou cido actico a 2%, em caso de ingesto de bases.

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3. EXPERIMENTOS 3.1. EXPERIMENTO N0 1 Tabela Peridica - Um Super Trunfo para Alunos do Ensino Fundamental e Mdio I. Objetivos

Este trabalho teve por objetivo o desenvolvimento e a aplicao de um jogo didtico, que aborda a Tabela Peridica e as propriedades peridicas, para alunos de Ensino Fundamental e Mdio II. Fundamentos Tericos

A busca por novas metodologias e estratgias de ensino para a motivao da aprendizagem, que sejam acessveis, modernas e de baixo custo, sempre um desafio para os professores (Rosa e Rossi, 2008; Brasil, 2006). Nessa direo, os jogos didticos surgem como uma alternativa, pois incentivam o trabalho em equipe e a interao aluno-professor; auxiliam no desenvolvimento de raciocnio e habilidades; e facilitam o aprendizado de conceitos (Vygotsky, 1989). Jogos podem ser considerados educativos se desenvolverem habilidades cognitivas importantes para o processo de aprendizagem, tais como resoluo de problemas, percepo, criatividade, raciocnio rpido, dentre outras. Quando um jogo elaborado com o objetivo de atingir contedos especficos para ser utilizado no meio escolar, este denominado de jogo didtico. No entanto, se ele no possuir objetivos pedaggicos claros e sim nfase ao entretenimento, ento os caracterizamos de entretenimento. O jogo educativo deve ter suas funes bem definidas, devendo proporcionar a funo ldica que est ligada diverso, ao prazer e ao desprazer e a funo educativa que tem por objetivos a ampliao dos conhecimentos. Adicionalmente, o jogo educativo contribui para o estreitamento da relao aluno-professor e aluno-aluno, podendo facilitar o processo de incluso. Resultados positivos tm sido obtidos com a utilizao de diversos jogos no ensino de qumica ou cincias com diferentes enfoques e aplicaes (Cunha, 2000). III. Materiais e Reagentes

As cartas foram confeccionadas por um aluno do curso de Qumica Licenciatura como parte do seu trabalho de concluso de curso. As cartas foram feitas utilizando-se um programa computacional (Microsoft Excel), depois impressas e plastificadas. No entanto, importante tambm que os alunos faam parte da confeco das cartas, assim o material sugerido para cada grupo de trabalho compreende: - cartolinas (para confeco das cartas, sugere-se o modelo da Figura 1); - rgua; - tesoura; - canetas; - material de pesquisa (livros). IV. Procedimento Experimental

Foi desenvolvido um jogo Super Trunfo tendo como tema central a Tabela Peridica dos elementos qumicos e assim promover uma abordagem diferente do assunto aos alunos do Ensino Mdio e Fundamental. Inicialmente foi realizada uma pesquisa nos livros didticos para saber quais eram as propriedades peridicas e aperidicas mais e menos abordadas por estes. Aps a obteno desses dados, optou-se em colocar no jogo algumas das mais abordadas e algumas das menos abordadas ou que so rapidamente trabalhadas pelos professores em sala. 18


Assim, aps o nome do elemento escrito nas cartas, foram registradas as informaes sobre Numero Atmico, Massa Atmica, Ponto de Ebulio, Ponto de Fuso, Densidade, Eletronegatividade e Configurao Eletrnica. No verso das cartas, foi adicionado tambm um breve histrico do elemento qumico, contendo as informaes como o nome do descobridor do elemento e o local onde encontrado. Na Figura 1, encontra-se um exemplo da apresentao das cartas.

Figura 1: Carta do jogo Super Trunfo da Tabela Peridica As regras do jogo so as seguintes: Participantes: dois ou mais jogadores Objetivo: ficar com todas as cartas do adversrio por meio dos confrontos de valores de cada elemento. Idade: no determinado, entretanto, como se trata de um jogo com fins didticos, envolvendo conceitos de qumica, relevante que o jogador tenha noes sobre os elementos qumicos e suas propriedades (o ideal a partir da 8 srie do Ensino Fundamental). Preparao: as cartas devero ser distribudas em nmeros iguais para cada um dos jogadores. Cada jogador recolhe suas cartas e segura de modo que os adversrios no possam v-las. As cartas contero informaes sobre os elementos como: nmero atmico; massa atmica; ponto de ebulio; ponto de fuso; densidade; eletronegatividade; configurao eletrnica. Como jogar: a) Se voc o primeiro a jogar, escolha uma carta e, entre as informaes contidas nesta, diga o que voc quer confrontar com as cartas de seu adversrio. Por exemplo: maior ponto de ebulio; menor densidade. Quando seu adversrio escolher a carta que ele colocar em disputa, voc deve colocar a carta na mesa e, em seguida, seu adversrio repete o mesmo ato, confrontando os valores. Quem tiver o valor mais alto ou mais baixo, ganha as cartas da mesa; b) o prximo jogador ser o que venceu a rodada anterior. Assim prossegue o jogo at que um dos participantes fique com todas as cartas do jogo, vencendo a partida; c) se dois ou mais jogadores abaixam cartas com o mesmo valor mximo ou mnimo, os demais participantes deixam suas cartas na mesa e a vitria decidida entre os que empataram. Para isso, quem escolheu inicialmente diz um novo item a ser verificado na prxima carta, ganhando as cartas da rodada quem tiver o valor mais alto ou mais baixo do novo item. 19


V.

Questionrio

1) Quais foram as dificuldades verificadas na preparao do material? 2) Sugira uma outra atividade que poderia ser empregado igual mtodo ldico? VI. Referncia Bibliogrfica

GODOI, Thiago Andre de Faria; OLIVEIRA, Hueder Paulo Moiss de; CODOGNOTO, Lcia. Tabela Peridica - Um Super Trunfo para Alunos do Ensino Fundamental e Mdio. QUMICA NOVA NA ESCOLA. Vol. 32, N 1 , FEVEREIRO 2010.

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3.2. EXPERIMENTO N0 2 Determinao do raio atmico de alguns metais I. Objetivos Este experimento trata da determinao dos raios atmicos dos metais alumnio, ferro e cobre. Tem como aspectos marcantes a percepo do que representa o tamanho do tomo, de como um slido cristalino se estrutura, da relao existente entre o micro e o macrocosmo e a interdisciplinaridade entre a qumica, a fsica e a matemtica. II. Fundamentos Tericos A idia fundamental que o volume de um lquido deslocado por determinada massa de um slido pode ser utilizado para determinar a densidade desse slido. Alguns tarugos metlicos tm as caractersticas desejveis para a realizao do experimento. Dimenses de tomos, ons e distncias de ligao situam-se na faixa de 10-10 metros (1ngstron ou 100 picometros). Imagine uma fileira de 1 cm de tomos de sdio (raio atmico 185,8 pm): ela seria formada por quase 27 milhes de tomos de sdio: 1 tomo 2 x 185,8 x 10-12 m n de tomos 1 x 10-2 m

III. Materiais e Reagentes Garrafas de refrigerante tipo PET de 2 L, com seo cilndrica uniforme. Rgua Barbante ou tiras de papel Pedaos de alumnio, ferro ou cobre, com massas entre 500 e 1000 g, de formas geomtricas definidas (cilndricas, cbicas ou mais complexas) e tambm de formas indefinidas. Balana comum

IV. Procedimento Experimental Para slidos metlicos de forma geomtrica definida Pegue um pedao do metal com forma geomtrica definida, determine sua massa em uma balana comum, com preciso de 5 g. Determine as dimenses necessrias para o clculo de seu volume. Procure em livros de matemtica a equao adequada a essa figura. Para Slidos metlicos de forma geomtrica definida ou no: determinao da densidade pelo deslocamento de uma coluna de gua. Determine inicialmente a massa do metal como no item anterior. O volume do slido ser determinado pelo deslocamento de um lquido, no caso a gua. a) Corte uma garrafa PET na sua parte superior. Cole uma fita adesiva externamente garrafa, no sentido longitudinal. b) Coloque um volume de gua que possa encobrir totalmente a amostra aps a sua imerso. Marque o nvel da gua utilizando uma caneta de escrita fina.

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c) Mergulhe totalmente o metal na gua, tomando o cuidado para no deixar espirrar gua para fora da garrafa. No deixe bolhas de ar aderidas s paredes do metal. Anote a nova posio do nvel da gua. d) Com o auxlio de um barbante ou de uma fita de papel, determine o permetro da circunferncia da garrafa sendo o permetro da circunferncia igual a 2r. Calcule o volume de gua deslocado.

Hiptese I Considerando um slido sem espaos vazios entre os tomos. Considere inicialmente que o slido metlico no tem espaos vazios e que, portanto, seja formado por tomos cbicos. Para um mol de tomos h uma massa correspondente (massa molar, M) e um volume molar (Vm). A partir da densidade experimental pode se calcular Vm: d = M / Vm Para se determinar o volume de um tomo divide-se Vm pela constante de Avogadro. Como o tomo foi considerado um cubo compare o volume determinado dessa maneira com o calculado para uma esfera. Use os dados de raios atmicos da tabela a seguir: 22


Hiptese II Considerando o slido como sendo do sistema cbico simples e que o tomo seja uma esfera (repare que agora j h espaos vazios entre as (esferas) Um mol de tomos corresponde a um mol de celas unitrias. Portanto, o volume molar Vm do item anterior tambm o volume ocupado por um mol de celas unitrias. A aresta do cubo (au) nesse retculo do tamanho de dois raios atmicos (rat ): au = 2 rat . Como o volume da cela unitria (Vu) relaciona-se com a aresta por: Vu = (au)3 O raio atmico pode ser calculado.

V. Questionrio 1) Pode-se perguntar: a) Com essas reduzidas dimenses, possvel obter os valores de raios atmicos ou inicos com razovel segurana? Justifique a sua resposta. b) Para isso, sempre ser necessrio uma aparelhagem muito sofisticada? c) O experimento aqui proposto prova as suas? VI. Referncia Bibliogrfica

SIMONI, Jos de Alencar; TUBINO, Matthieu. Determinao do raio atmico de alguns metais. QUMICA NOVA NA ESCOLA, N 9, MAIO 1999

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3.3 EXPERIMENTO N0 3 Pilhas modificadas empregadas no acendimento de lmpadas I. Objetivos Este trabalho tem como objetivo a construo de duas pilhas eletroqumicas a partir de materiais de fcil acesso e que permitem acender lmpadas de pequeno consumo por intervalo de tempo razovel. A primeira delas uma adaptao da pilha de Daniell e a segunda uma modificao da pilha seca ou de empilhamento, que envolve o mesmo conjunto de reaes da primeira. II. Fundamentos Tericos O tpico pilhas faz parte do contedo programtico das disciplinas de qumica ministrado nas escolas do ensino mdio. Como exemplo maior, comumente cita-se a pilha de Cu0|Cu2+||Zn2+|Zn0, conhecida como pilha de Daniell. Esse dispositivo constitudo basicamente por semiclulas de Cu0|CuSO4 1,0 mol/L e Zn0|ZnSO4 1,0 mol/L, em compartimentos isolados, e unidas por meio de ponte salina; esta ltima feita com um tubo de vidro, em forma de U invertido, contendo soluo de agar-agar saturada com um eletrlito forte ou apenas soluo aquosa saturada de eletrlito, tapada nas extremidades por chumaos de algodo. Devido relativa facilidade para montar essa pilha, alguns professores chegam a demonstrar, com o auxlio de um voltmetro, a transformao espontnea de energia qumica em energia eltrica. Alguns livros adotados no ciclo bsico sugerem a possibilidade de o sistema permitir acender lmpadas pequenas de voltagem ao redor de 1,5 V. III. Materiais e Reagentes Pilha 1 1 membrana de casca de salsicha (de celulose regenerada) ou casca de lingia (tripa seca bovina), ambas existentes em casas frigorficas, de 13 cm de comprimento; Fio de nilon (linha de pesca); 1 placa de cobre e 1 de zinco (lixadas), de aproximadamente 10 cm x 2 cm x 0,1 cm 1 L de soluo saturada de NaCl em gua (sal de cozinha); Sulfato de cobre (CuSO4. 5H2O), 1 mol/L (12,5 g em 50 mL de gua), encontrado em lojas de artigos de jardinagem e casas agropecurias; Lmpada de 1,5 V (farolete pequeno) com os plos ligados a fios. 1 garrafa plstica descartvel de refrigerante 2 L; 1 placa de madeira ou isopor, com dois orifcios (3,5 cm de dimetro) separados por 1,5 cm (essa pea serve somente para suporte); Fita adesiva; Elstico; Multmetro (opcional). Pilha 2 2 placas de cobre e 2 de zinco (lixadas); 4 tiras de feltro (tecido); 2 tiras de papelo (usado em confeitarias na embalagem de bolos), todas as tiras medindo 10cm x 2 cm; Sulfato de cobre (CuSO4.5H2O), 1 mol/L (aproximadamente 6,2 g em 25 mL de gua); Aproximadamente 100 mL de soluo saturada de NaCl em gua (sal de cozinha); Fita adesiva Lmpada de 1,5 V com os plos ligados a fios.

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IV. Procedimento Experimental A compartimentalizao da semiclula de cobre feita na casca, que uma membrana porosa e permite o fluxo de ons. Lave muito bem a membrana com gua e detergente; corte a garrafa plstica a uma altura de 15 cm da base (formando um recipiente) e corte o bocal, conectando uma das extremidades da casca a este, conforme mostra a Figura 1.

Apie o bocal de garrafa (com a membrana) no suporte de madeira/isopor. Adicione, pelo bocal, a soluo de CuSO4. Introduza o conjunto no recipiente plstico contendo a soluo de NaCl saturado. A seguir coloque a placa de cobre na soluo de sulfato de cobre e a placa de zinco diretamente na soluo de NaCl (use o outro orifcio do suporte); conecte os fios da lmpada s placas metlicas com fita adesiva, conforme mostrado na Figura 2. Observe o efeito.

Pilha 2 Monte a pilha com a seguinte seqncia de empilhamento: placa de cobre, feltro encharcado com a soluo de sulfato de cobre; papelo encharcado com a soluo de NaCl; feltro encharcado com a soluo de NaCl; placa de zinco (Figura 3); continua-se o empilhamento repetindo-se a mesma seqncia. Conecte os fios da lmpada s placas laterais (de cobre e de zinco). Observe.

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V. Questionrio 1. A tenso da pilha depende da superfcie de contato entre placa e soluo? Sugere-se alterar a rea de contato fazendo emergir/imergir parcialmente as placas metlicas da pilha 1 e medindose, durante esse procedimento, a tenso (lembre-se de medir sem a lmpada). 2. Nas pilhas apresentadas, realmente a corrente o fator limitante para o acendimento da lmpada? Sugere-se emergir/imergir as placas metlicas da pilha 1 e observar a intensidade luminosa. 3. Nas pilhas propostas, em vez de solues contendo ons Zn2+ utilizaram- se solues de NaCl. Tal fato gera tenses ligeiramente diferentes de 1,1 V. Por que os resultados qualitativos so os mesmos? 4. Na pilha 1, aps uma hora de funcionamento e conhecendo-se a corrente gerada pela mesma, calcule: i) a quantidade de eltrons que circulou pela lmpada e ii) a massa de cobre depositada no eletrodo de cobre. Compare com o valor experimental, determinando a massa da placa de cobre antes e depois do experimento. VI . Referncia Bibliogrfica HIOKA, Noboru; MAIONCHI, Florngela; RUBIO, Danil Agar Rocha; GOTO, Patrcia Akemi; FERREIRA, Odair Pastor. Pilhas modificadas empregadas no acendimento de lmpadas. QUMICA NOVA NA ESCOLA. N 8, NOVEMBRO 1998.

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3.4.

EXPERIMENTO N0 4 Experincias sobre solos

I. Objetivos Esta prtica tem o objetivo de propor experimentos simples para estudar a composio dos solos. II. Fundamentos Tericos A formao do solo pela natureza leva milhares de anos. As rochas, expostas ao do sol, dos ventos, das chuvas, com o passar do tempo vo se fragmentando e se transformando em outros materiais, como pedra, argila e areia. Da mesma forma e ainda por ao de microorganismos, restos de animais e vegetais vo sofrendo decomposio, formando o hmus, ou seja, a matria orgnica presente no solo. Os solos so formados por quatro componentes principais: os minerais, a matria orgnica, a gua e o ar. Esto presentes ainda muitos microrganismos importantes na preservao e na fertilidade do solo. O solo destinado agricultura corresponde a uma camada de 20 a 40 cm de espessura. A produtividade agrcola depende das caracterstica dessa camada, afetada por fatores como temperatura, acidez ou alcalinidade, facilidade de infiltrao de gua, estrutura e presena de microorganismos. III. Atividades: a) Verificao da condutibilidade eltrica dos solos A gua existente no solo dissolve os minerais solveis e dessa maneira torna-os disponveis para as plantas. Podemos evidenciar a presena de minerais solveis em gua no solo mediante medidas de condutibilidade eltrica. Material: gua destilada; Amostra de solo (colete o solo em um recipiente limpo e seco, evitando solo recm-fertilizado); 1 colher (de ch) de plstico; Sistema para aquecimento (lamparina ou bico de gs, trip com tela refratria); 1 bquer de 100 mL 1 sistema eltrico para medir a condutibilidade (vide Figura 1) com lmpadas de diferentes potncias (lmpada de neon, de 5 e 25 W, por exemplo). Procedimento Coloque gua no bquer at metade de sua capacidade (cerca de 50 mL) e, utilizando o sistema, mea a condutibilidade eltrica, introduzindo os fios desencapados do aparelho na gua. Mea novamente, desrosqueando as lmpadas uma a uma. Aquea a gua at prximo ebulio e mea a condutibilidade da gua aquecida. A seguir, adicione quatro colheres da amostra do solo e misture bem. Aquea por mais um ou dois minutos. Retire do fogo e teste a condutibilidade da soluo resultante. Caso nenhuma das lmpadas acenda, desrosqueie a de maior potncia e observe. A soluo resultante da mistura do solo com gua apresenta condutibilidade eltrica maior que a da gua destilada, como fica evidenciado pelo acendimento das lmpadas. No caso da gua destilada, apenas a lmpada de nenio se acende, enquanto no caso do solo acende tambm, embora fracamente, uma lmpada de 5 watts. A gua destilada conduz fracamente a corrente eltrica porque, sendo eletrlito fraco, a quantidade de ons muito pequena.

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b) ons Fe3+ no solo Podemos tambm verificar a presena de compostos solveis de ferro no solo. O elemento ferro um micronutriente dos vegetais, estando relacionado formao de clorofila. Material Soluo de cido clordrico 3 mol/L (cerca de 22 mL) Soluo de tiocianato de potssio ou de amnio 0,02 mol/L (pode-se usar aspirina veja as notas) Amostra de solo 1 bquer de 100 mL 1 erlenmeyer de 50 mL 2 tubos de ensaio 1 funil com suporte 1 proveta de 25 mL (ou algum utenslio domstico como mamadeira, jarra graduada etc.) Papel-filtro (ou coador de papel) 1 colher (de ch) de plstico 1 basto de vidro (ou outro material que sirva para provocar agitao, como palito de madeira) 1 conta-gotas

Figura 1: Aparelho de condutibilidade. Procedimento Coloque no bquer duas colheres de solo, adicione cerca de 20 mL da soluo de cido clordrico e agite com o basto de vidro por alguns minutos. Coloque o papel-filtro no funil e monte um sistema para filtrao. Filtre a mistura, recolhendo o filtrado no erlenmeyer. Adicione o filtrado a um dos tubos de ensaio at cerca de 2 cm de altura (mais ou menos 2 mL) e acrescente 5 gotas da soluo de tiocianato de potssio (ou de amnio). Agite e observe. No outro tubo de ensaio, coloque a mesma quantidade de cido clordrico, adicione 5 gotas da soluo de tiocianato, agite e observe. Na interao entre ons Fe3+(aq) e ons SCN- (aq) ocorre a formao do complexo tiocianoferrato, Fe(SCN)2+ (aq), que apresenta uma cor vermelha intensa, podendo-se assim detectar facilmente a presena dos ons Fe3+. c) pH do solo A dissoluo pela gua de certos minerais, bem como o uso de alguns fertilizantes, podem tornar o solo cido, o que prejudica o crescimento de alguns vegetais (soja, feijo, trigo) e diminui a ao de microorganismos presentes no solo. Pode ocorrer tambm de o solo se tornar alcalino, principalmente em regies ridas e com pouca chuva. Solos alcalinos podem ser prejudiciais ao crescimento das plantas. A sarda da batatinha causada por uma bactria que vive em solos alcalinos. Podemos determinar o pH do solo para que possa ser corrigido para melhor se adequar a uma dada cultura.

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Material Amostra de solo; Indicador universal verde (pode ser extrato de repolho roxo, papel indicador universal ou papel de tornassol); gua destilada; 1 bquer de 50mL; 2 tubos de ensaio; 1 conta-gotas; 1 colher (de ch) de plstico; Sistema de aquecimento (lamparina ou bico de gs, trip com tela refratria); 1 basto de vidro (ou palito de madeira). Procedimento Coloque um pouco de gua destilada no bquer e aquea at a ebulio. Coloque em um tubo de ensaio uma colher da amostra de solo, adicione gua destilada at a altura de 2 cm e agite bem. Espere sedimentar, retire com o conta-gotas o lquido sobrenadante, passando-o para outro tubo, e adicione algumas gotas do indicador (ou coloque uma tira do papel indicador universal, ou um pedao de papel tornassol azul e um do vermelho). No jogue fora o contedo do tubo. No caso de ter usado extrato de repolho roxo ou soluo de indicador universal verde, compare a cor do lquido com uma das escalas abaixo:

No caso de ter usado o papel de tornassol, espere alguns minutos para observar se ocorreu mudana de cor. Se o solo for cido, o papel de tornassol azul ficar rosa; se for alcalino, o papel de tornassol vermelho ficar levemente azulado. d) Corrigindo o pH do solo Para diminuir a acidez dos solos utiliza-se a calagem, que consiste em adicionar ao solo materiais calcrios que contenham clcio e magnsio (calcrios calctico, dolomtico ou magnesiano). Para diminuir a alcalinidade podem ser adicionados ao solo sulfato de ferro II, sulfato de alumnio ou gesso. Matria Contedo do tubo da experincia anterior (lquido sobrenadante da mistura solo e gua); Carbonato de clcio; Sulfato de ferro II;

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Procedimento Se o pH do solo tiver sido menor que 6, adicione ao tubo uma pequena quantidade de carbonato de clcio (uma pontinha da colher), agite vigorosamente e compare a cor com a escala correspondente ou adicione uma tira de papel indicador universal ou de tornassol vermelho. Se o pH da amostra do solo tiver sido maior que 7, adicione uma pequena quantidade de sulfato de ferro II (uma pontinha da colher), agite vigorosamente e compare a cor com a escala correspondente ou adicione uma tira do papel indicador universal ou de tornassol azul. O carbonato de clcio, ao ser adicionado ao solo, pode reagir dos seguintes modos: CaCO3(s) + 2H+(aq) CaCO3(s) + H2O(l) CO32(aq) + H2O(l) Ca2+(aq) + CO2(g) + H2O(l) Ca2+(aq) + CO32(aq) HCO3 (aq) + OH(aq)-

As espcies CO32(aq), OH(aq) e HCO3 (aq) formadas podem reagir com H+(aq) do solo cido, diminuindo a acidez. O sulfato de ferro diminui a alcalinidade, interagindo com ons OH: FeSO4(s) + 2OH(aq) Fe(OH)2(s) + SO42(aq)

Em presena de ar o Fe(OH)2 oxida rapidamente: 4Fe(OH)2(s) + 2H2O(l) + O2(g) 4Fe(OH)3(s)

Notas O teste para ons Fe3+ pode ser feito utilizando-se o cido acetilsaliclico, contido em comprimidos comerciais de aspirina. Para tal, coloque um pouco de solo em dois bqueres, acrescente gua at cerca de dois dedos acima do nvel do solo. Pulverize um comprimido de aspirina e adicione em um dos copos. Aguarde trs a quatro dias, observando diariamente a cor da fase aquosa. O cido acetilsaliclico em gua sofre hidrlise, formando o cido saliclico que, devido presena do grupo fenlico, interage com os ons Fe3+, formando um complexo colorido (rosa a vermelho). Sobre o extrato de repolho roxo, ver Qumica Nova na Escola n. 1, p. 32 (1995). Ao se utilizar o papel de tornassol, deve-se deix-lo em contato com a fase aquosa por alguns minutos antes de verificar se a cor muda ou no. O papel de tornassol no d bons resultados em solos levemente cidos e levemente bsicos (faixa do pH de viragem do tornassol: 4,5 a 8,3). Receita do indicador universal verde: 0,05 g de azul de bromotimol, 0,012 g de vermelho de metila e 0,10g de fenolftalena. Dissolver em 100 mL de etanol 70% e adicionar NaOH 0,050 mol/L gota a gota at a soluo ficar verde. O sistema para medida de condutibilidade pode ser feito utilizando uma lmpada de nenio e um resistor de 560 kW (conhecido como resistor de 560 k).

IV. Questionrio 1) Descreva os resultados obtidos em cada experimento. 2) Relacione as prticas com alguns contedos estudados, bem como, com as respectivas disciplinas. 3) Relate as principais dificuldades na preparao e realizao destas prticas . 30


V. Referncia bibliogrfica: Laboratrio Aberto - GEPEQ - IQ USP. Experimentos sobre Solos. QUMICA NOVA NA ESCOLA N 8, NOVEMBRO 1998.

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3.5.

EXPERIMENTO N0 5 Escurecimento e Limpeza de Objetos de Prata - Um Experimento Simples e de Fcil Execuo Envolvendo Reaes de OxidaoReduo

I. Objetivos Esta prtica tem como objetivo permitir ao professor uma abordagem prtica sobre as reaes de oxidao-reduo, por meio de uma proposta experimental simples: o escurecimento e a limpeza de alguns objetos de prata, empregando materiais alternativos simples e facilmente disponveis no cotidiano. II. Fundamentos Tericos Neste artigo, descrito um experimento simples e de fcil execuo, envolvendo reaes de oxidao-reduo de escurecimento e limpeza de objetos de prata, como brinco e fio de prata enrolado. Esse experimento auxilia os estudantes a compreenderem de uma forma mais fcil os conceitos de oxidao-reduo, alm de despertar a curiosidade para questes de qumica que esto presentes no cotidiano. III. Materiais e Reagentes Lista de material necessrio para a realizao do experimento, de escurecimento e limpeza da prata: objeto de prata ou recoberto por prata (brinco, acessrios de prata). 1 bquer de 500 mL ou um frasco de vidro Pyrex; 3 ovos; bico de Bunsen ou lamparina; trip e tela de amianto; 1 copo tipo americano; papel alumnio; 1 colher de sopa; sal de cozinha (cloreto de sdio, NaCl); gua; papel toalha ou leno de papel; flanela IV. Procedimento Experimental O trabalho foi dividido em duas etapas: a primeira correspondendo ao processo de escurecimento do objeto de prata; e a segunda, ao processo de limpeza da prata. Escurecimento de um objeto de prata 1) Colocar uma certa quantidade de gua em um bquer, suficiente para o cozimento de trs ovos; 2) Aps 12 minutos de aquecimento, quando os ovos j se encontram cozidos, dar leves batidas nestes, com auxlio de uma colher, at que se observem rachaduras na casca dos ovos, deixando parte da clara exposta; 3) Inserir o objeto de prata e deixar em cozimento por 25 minutos; 4) Parar o cozimento, retirar o objeto de prata, lavar com gua de torneira e observar o resultado. 32


Limpeza de objeto de prata 1) Aquecer 250 mL de gua at a fervura; 2) Adicionar a esta 1 colher (sopa) de sal de cozinha e misturar bem; 3) Forrar a parte interna de um copo tipo americano com papel alumnio e colocar a soluo preparada anteriormente; 3) Inserir o objeto de prata e deixar reagir por 3 minutos; 3) Retirar o objeto de prata e lavar com gua em abundncia; 4) Secar com papel toalha ou leno de papel e lustrar com uma flanela. Observar o resultado. V. Questionrio 1) O que uma reao de oxidao-reduo? 2) Qual o requisito bsico para se prever a espontaneidade de uma reao de oxidao-reduo? 3) O que indica o valor de potencial-padro que cada semi-reao de reduo apresenta? 4) Compare o potencial-padro de reduo do sulfeto de prata, Ag2S(s), em relao ao do alumnio metlico, Al (s). Por que Ag+(aq) no Ag2S(s) sofre reduo? VI. Fonte: SARTORI, Elen R., BATISTA, rica F.; FATIBELLO-FILHO, Orlando. Escurecimento e Limpeza de Objetos de Prata - Um Experimento Simples e de Fcil Execuo Envolvendo Reaes de Oxidao-Reduo. QUMICA NOVA NA ESCOLA, N 30, NOVEMBRO 2008.

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3.6.

EXPERIMENTO N0 6 Alteraes de Cores dos Vegetais por Cozimento: Experimento de Qumica Inorgnica Biolgica

I. Objetivos Esse experimento tem por objetivo verificar a mudana que ocorre na colorao de vegetais durante seu processo de aquecimento e, dessa forma, demonstrar a formao das feofitinas. Alm de permitir ao discente entender alguns conceitos de bioinorgnica. II. Fundamentos Tericos A bioinorgnica consiste de uma rea da qumica que estuda a influncia de elementos e substncias inorgnicas nos organismos vivos. Neste conceito encontram-se os vegetais que apresentam na sua constituio a presena de clorofila. A clorofila, substncia responsvel pela cor verde das plantas, atua como um receptor de energia luminosa na sntese de carboidratos a partir de gua e CO2 proveniente do ar, num processo denominado fotossntese. Ela uma metalobiomolcula, pois contm um on Mg(II) em sua estrutura. Quando verduras e vegetais so preparados por meio do cozimento, mudanas qumicas podem ocorrer na estrutura da clorofila. Prope-se um experimento simples para verificar a mudana que ocorre na colorao de vegetais durante o processo de aquecimento e, dessa forma, demonstrar a formao da feofitina. Esse experimento ilustra a importncia do on Mg(II), dito inorgnico, na manuteno da vida. III. Materiais e Reagentes 3 folhas de couve Suco de 1 limo 1 g de bicarbonato de sdio 450 mL de gua 3 bqueres de 250 mL Chapa de aquecimento Papel indicador de pH IV. Procedimento Experimental Numerar os bqueres de 1 a 3. Ao bquer nmero 1, devem ser adicionados uma folha de couve picada e 150 mL de gua. Esse recipiente ser o ensaio controle. O bquer nmero 2 deve conter uma folha de couve picada, 150 mL de gua e suco de meio limo. Com auxlio do papel indicador e pH, verificar se o meio est cido. E ao bquer nmero 3, devem ser acrescentados uma folha de couve picada, 150 mL de gua, suco de meio limo e 1 g de bicarbonato de sdio. Com auxlio do papel indicador de pH, observar se o meio est neutro. Aquecer todos os bqueres por 20 minutos. Observar, anotar e comparar os fenmenos que ocorrem em todos os recipientes.

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V. Questionrio 1) Relate qual(is) fatores so responsveis pelas alteraes verificadas. 2) Busque dois exemplos a onde os conceitos de bioinorgnica se aplicam e explique-os. VI. Fonte: Michele F. de Oliveira e Elene C. Pereira-Maia. Alteraes de cor dos vegetais por cozimento: Experimento de Qumica Inorgnica Biolgica. QUMICA NOVA NA ESCOLA N 25, MAIO 2007.

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3.7.

EXPERIMENTO N0 7 Experimentos com Alumnio

I. Objetivos Esse experimento tem por objetivo propor um conjunto de atividades, a partir de materiais simples e de baixo custo presentes no cotidiano, baseadas na anlise da influncia de alguns fatores que afetam a velocidade de uma reao qumica (oxidao do alumnio em meio cido), tais como: a concentrao dos reagentes, a superfcie de contato entre os reagentes e a temperatura de reao. II. Fundamentos Tericos Por ser leve e muito resistente, o alumnio se mostra um metal ideal para uma srie de aplicaes, dentre as quais se pode citar peas automotivas, revestimentos, embalagens e artefatos de cozinha. Diante da ampla disponibilidade desse metal em nosso dia-a-dia, foi elaborada uma atividade experimental sobre cintica qumica a partir do estudo dos fatores que afetam a velocidade da reao de oxidao do alumnio em meio cido, utilizando materiais simples e de baixo custo. III. Materiais e Reagentes 2 garrafas de PET [poli(tereftalato de etileno)] Papel alumnio 4 anis de alumnio retirados de latas de bebidas Soluo limpa piso (ou cido muritico) Soda custica Cubos de gelo 2 bqueres de 250 mL 4 tubos de ensaio 2 provetas de 10 mL Na ausncia de material de laboratrio, a vidraria utilizada pode ser substituda por material alternativo, como copos de vidro ou de plstico. Da mesma forma, em todas as etapas pode ser utilizada a gua da torneira. A concentrao de cido clordrico na soluo limpa piso de aproximadamente 5 mol/L, tendo sido previamente determinada por titulao cido-base. Por sua vez, a soluo aquosa de soda custica foi preparada na concentrao de 4 g/L (0,1 mol/L). No caso dos anis de alumnio, alm de ser um material de fcil aquisio e conhecido pelos alunos, outra grande vantagem do seu emprego que eles apresentam, praticamente, uniformidade de massa e volume, o que contribui para os experimentos propostos. Medidas bsica de segurana Os reagentes devem ser cuidadosamente manipulados, j que a concentrao de cido clordrico no reagente comercial aproximadamente 5 mol/L. Assim, recomenda-se que os alunos utilizem guarda-p, cala comprida e sapato fechado. IV. Procedimento Experimental Abordagem do carter anftero do alumnio Em dois tubos de ensaio, adiciona- se quantidades iguais de soluo limpa piso e soluo aquosa de soda custica (0,1 mol/L). Em seguida, simultaneamente, adiciona-se um anel de alumnio em cada tubo. O volume utilizado de cada soluo deve ser de aproximadamente 1/3 do volume do tubo ou o equivalente para cobrir por completo os anis de alumnio. Em ambos os tubos, deve ser observado o consumo do metal e intensa formao de gs. Atravs desses experimentos, possvel comprovar o carter anftero do alumnio, j que na soluo limpa piso 36


o reagente predominante o cido clordrico, enquanto na soda custica o hidrxido de sdio. As equaes 1 e 2 representam os fenmenos qumicos a serem observados para os meios cido e bsico, respectivamente. 2Al (s) + 6HCl (aq) 2AlCl 3(aq) + 3H2(g) (1) 2Al (s) + 2NaOH(aq) +4H2O(l) 2NaAlO2.2H2O(aq) + 3H2(g) (2) O aumento de temperatura perceptvel em ambos os casos, evidenciando que as reaes executadas so exotrmicas. As velocidades da reao de oxidao do metal nos meios analisados podem ser comparadas mediante a intensidade do desprendimento gasoso e do tempo necessrio para a dissoluo total do material. Nas etapas subseqentes procura-se abordar os principais fatores que afetam a velocidade desta reao qumica. Embora a reao ocorra satisfatoriamente nos dois meios testados, nos prximos experimentos optou-se apenas pelo emprego da soluo limpa piso como reagente. Influncia da concentrao do cido clordrico sobre a velocidade da reao Usando dois tubos de ensaio, ao primeiro adiciona-se 10 mL de soluo limpa piso e, no segundo, 10 mL desta mesma soluo diluda em gua na proporo de 50% (v/v). Introduz-se, simultaneamente, um anel de alumnio em cada tubo e compara-se a velocidade de reao nos dois sistemas em funo da quantidade de gs produzido. Para feito de comparao, observe os dois tubos aps 2 min e 5 min de reao, respectivamente. A partir da diferena visual entre as quantidades de gs formado nos dois sistemas, pode-se constatar que, na soluo diluda, a reao mais lenta, enquanto que, com o reagente comercial (soluo concentrada), a reao ocorre de forma mais rpida, com destaque parao tempo de 5 min no qual a quantidade de gs formado to intensa que dificulta a visualizao do anel. Influncia da temperatura do sistema sobre a velocidade da reao Adiciona-se 10 mL de soluo limpa piso em dois tubos de ensaio. Em um bquer, introduz-se os cubosde gelo e cerca de 100 mL de gua. Um dos tubos colocado no interior do bquer, deixando o sistema em repouso por 5 min. Aps esse intervalo, simultaneamente, adiciona-se um anel de alumnio a cada um dos tubos e compara-se a velocidade de reao nos dois sistemas em funo da quantidade de gs produzido. Neste caso, deve-se constatar que com o tubo mantido temperatura ambiente a velocidade maior. De forma anloga, este ensaio tambm poderia ser realizado com o reagente em contato com banho de aquecimento. Influncia da superfcie de contato do alumnio sobre a velocidade da reao Em duas garrafas PET, adiciona-se o mesmo volume de soluo limpa piso. Corta-se dois pedaos de papel alumnio de modo que estes tenham o mesmo tamanho. Faz-se uma pequena bola com um dos pedaos e, simultaneamente, adiciona-se a bola e o outro pedao (de superfcie lisa) a cada uma das duas garrafas, tampando-as em seguida. Compara-se a velocidade de reao nos dois sistemas em funo da quantidade de gs produzido e da rapidez com que as amostras de alumnio so consumidas. Durante a realizao deste ensaio, visando facilitar a observao, recomenda-se que a soluo de cido muritico esteja previamente resfriada, isto , seja mergulhada em banho de gelo por alguns minutos antes da realizao do experimento, pois, uma vez rompida a barreira protetora de xido de alumnio, a reao se torna muito rpida. Desta forma, caso a soluo esteja temperatura ambiente, as velocidades de reao nas duas garrafas sero muito prximas, dificultando o entendimento do experimento. Recomenda-se o uso das garrafas de PET neste ensaio por serem impermeveis ao gs hidrognio e tambm por facilitarem a comprovao da formao deste produto atravs do aumento da presso interna do sistema. Vale destacar tambm a possibilidade da realizao do teste de chama, j que o experimento realizado em sistema fechado, permitindo a identificao qualitativa do gs produzido mediante os efeitos sonoro e visual decorrentes da combusto enrgica do hidrognio.

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V. Questionrios 1. A reao de oxidao do alumnio metlico em soluo diluda de cido clordrico um processo espontneo (G < 0). Discuta como os fatores entalpia (H) e entropia (S) contribuem para a espontaneidade da reao, a partir das observaes experimentais e da respectiva equao qumica. 2. Na realizao do ensaio da superfcie de contato, ao se empregar o reagente comercial temperatura ambiente, a velocidade de reao nas duas garrafas muito prxima. Sugira uma explicao para este fato. 3. O emprego de cido muritico seria indicado para a limpeza de uma escada de alumnio utilizada durante a pintura de uma casa? VI. Fonte: COSTA, Thiago Santangelo; ORNELAS, Danielle Lanchares; GUIMARES, Pedro Ivo Canesso; MERON, Fbio. Experimentos com Alumnio. QUMICA NOVA NA ESCOLA N 23, MAIO 2006.

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3.8 EXPERIMENTO N0 8 Reagente limitante de uma reao envolvendo metais de transio.

I. Objetivos Observar e interpretar uma reao com excesso de reagente. II. Fundamentos Tericos Nas reaes industriais dificilmente so utilizadas quantidades estequiomtricas exatas dos materiais (lei das propores definidas). Quase sempre se utiliza em excesso um dos reagentes para garantir que a reao requerida permita o mximo de converso do reagente mais caro. Por exemplo, na equao 2H2 (g) + O2 (g) 2H2O(g) a proporo de mols de molculas de H2 e de O2 2:1 que a razo estequiomtrica dos reagentes para esta reao. Se fossem utilizados 2,5 mols de H2 e 1 mol de O2, haveria excesso do reagente H2e 0,5 mol dele ficaria sem reagir aps a reao. Neste caso, diz-se que o oxignio o reagente limitante, pois sua quantidade impede que os 2,5 mols de H2 sejam consumidos na reao, e que o hidrognio encontra-se em excesso. Caso fossem utilizados 2 mols de molculas de H2 e 1,5 mol de molculas de O2, o H2 seria o reagente limitante e o O2estaria em excesso em 0,5 mol. III. Materiais e Reagentes 4x Tubo de ensaio 1x Suporte para tubos Pipetas 1x Funil Papel de filtro 1x suporte universal 1x argola Soluo de Cromato de potssio Soluo de Nitrato de chumbo

IV. Procedimento Experimental 1 Colocar em 2 tubos de ensaio 3 ml de cromato de potssio. Usar a pipeta para fazer a . transferncia. 2 Acrescentar ao 1 tubo 2 ml de nitrato de chumbo. . 3 Acrescentar ao 2 tubo 4 ml de nitrato de chumbo. . 4 Agitar os 2 tubos e deixar em repouso durante 3 minutos. Observar. 5 Filtrar o, contedo do 1 . tubo. Dividir o filtrado, igualmente, em dois outros tubos (A e B). Etiquetar e colocar os tubos no suporte. Anotar a cor do filtrado e do precipitado retido no papel de filtro: a) Filtrado:_______; b) Precipitado:_____. 6 Filtrar o contedo do 2 tubo. Dividir o filtrado em dois tubos (C e D). Etiquetar e guardar no . suporte para tubos. No se esquea de trocar o papel de filtro e lavar o funil. Anotar a cor do filtrado e do precipitado: a) Filtrado:________; b) Precipitado:______. 39


7 Seguir a tabela abaixo para colocar 3 ml de cada reagente indicado nos tubos A, B, C, D: . Filtrado do 1 tubo Filtrado do 2 tubo A: Nitrato de chumbo C: Nitrato de chumbo B: Cromato de potssio D: Cromato de potssio 8 Agitar cada tubo e deixar em repouso por 3 minutos . . 9 Observar cada um dos tubos: . A:_______________________; B:_______________________; C:_______________________; D:_______________________.

V. Questionrio: 1 Escreva a equao qumica que represente a reao ocorrida. Identifique o precipitado e o sal . presentes na fase lquida. 2 Os filtrados obtidos tm caractersticas diferentes? O que se pode supor a partir desta . observao? 3 Analise as observaes feitas no item 9 do procedimento. Qual o reagente em excesso no 1 . tubo? E no 2 tubo? 4 Calcule o numero de mols de cada reagente utilizado nos diversos ensaios. As solues . utilizadas continham 0,10 mols de soluto em 1,00L de soluo. 5 Determine qual a proporo ideal entre os 2 reagentes utilizados, levando em considerao . suas observaes e analises feitas at aqui. VI. Fontes: ESPIRIDIO, Yvone M.; LIMA, Nades de C.S. Alves de. Qumica: dos experimentos teoria. So Paulo, Nacional, 1977 FOLGUEIRAS Dominguez, S. Reaes qumicas. Edart/ So Paulo Livraria Editoria Ltda.; So Paulo, 1975 Laboratrio Bsico Polivalente de Cincias para o 1 Grau: Manual do Professor. Fename/Premen/DEF, Rio de Janeiro, 1978. Qumica CBA Sistemas Qumicos e Investigao dos Sistemas Qumicos. Edart/So Paulo Livraria Editora Ltda., So Paulo, 1973. Qumica - Uma cincia experimental. 4. Ed. Edart/So Paulo Livraria Editora Ltda., So Paulo, 1975. RUBEN, Samuel. Manual de Elementos Qumicos. So Paulo, Edgard Blcher, 1970. Subsdios para a Implementao de Proposta Curricular de Qumica para o 2 Grau. SE/Funbec/CENP. So Paulo, 1979. GIL, Victor M.S. Qumica 10 Ano: Caderno de Laboratrio. Gradiva. Lisboa,1994.

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3.9.

EXPERIMENTO N0 9 Anlise de Chama

I. Objetivos Relacionar a cor da chama obtida pelo aquecimento de sais com as mudanas de nveis energticos do tomo. II. Fundamentos Tericos Uma das mais importantes propriedades dos eltrons que suas energias so "quantizadas", isto , um eltron ocupa sempre um nvel energtico bem definido e no um valor qualquer de energia. Se, no entanto um eltron for submetido a uma fonte de energia adequada (calor, luz, etc.), pode sofrer uma mudana de um nvel mais baixo para outro de energia mais alto (excitao). O estado excitado um estado metal-estvel (de curtssima durao) e, portanto, o eltron retorna imediatamente ao seu estado fundamental. A energia ganha durante a excitao ento emitida na forma de radiao visvel do espectro eletromagntico que o olho humano capaz de detectar. Como o elemento emite uma radiao caracterstica, ela pode ser usada como mtodo analtico. Em geral, os metais, sobretudo os alcalinos e alcalinos terrosos so os elementos cujos eltrons exigem menor energia para serem excitados; por isso foram escolhidos sais de vrios destes elementos para a realizao deste experimento. A partir do Modelo Atmico de Bohr, ficou estabelecido que os tomos possuem regies especficas disponveis para acomodar seus eltrons as chamadas camadas eletrnicas. 2.1. Os postulados de Bohr Usando os conceitos qunticos desenvolvidos para a luz, Bohr prope os seguintes postulados para o tomo: - O eltron move-se em rbitas circulares em torno do ncleo do tomo; - A energia total de um eltron (potencial + cintica) no pode apresentar qualquer valor, mas sim, valores mltiplos de um quantum; - Apenas algumas rbitas eletrnicas so permitidas para o eltron e ele no emite energia ao percorr-las; - Quando o eltron passa de uma rbita para outra, emite ou absorve um quantum de energia. No estado fundamental, de menor energia, os eltrons ocupam os nveis mais baixos de energia possveis. Quando um tomo absorve energia de uma fonte externa, um ou mais eltrons absorvem essa energia e pulam para nveis mais energticos ou externos. Neste caso, diz-se que o tomo encontra-se em um estado excitado. Isso pode ser observado na FIGURA 1.

Se a quantidade de energia for menor do que a diferena entre os nveis (E), o eltron permanece em seu nvel de energia. O tomo no estado excitado encontra-se numa situao em que existe espao livre em nveis de energia mais baixos. Desse modo, o eltron excitado ou algum outro que esteja em nveis acima do espao livre pode cair deste nvel mais externo para ocupar o espao livre. O tomo, ento, volta ao estado normal de energia. Segundo Bohr, um eltron jamais poderia permanecer entre duas rbitas tidas como permitidas. Neste caso ocorre emisso de energia na forma de radiao eletromagntica. Como os tomos podem ter diferentes nveis, 41


podem ocorrer diferentes transies eletrnicas (absoro ou emisso), e cada uma dessas possveis transies envolve um valor bem definido de energia. O teste da chama est fundamentado nos princpios do modelo de Bohr, de que quando certa quantidade de energia fornecida a um determinado elemento qumico, alguns eltrons da camada de valncia absorvem essa energia passando para um nvel de energia mais elevado, produzindo o que chamamos de estado excitado. Quando um ou mais eltrons excitados retornam ao estado fundamental, eles emitem uma quantidade de energia radiante igual quela absorvida, cujo comprimento de onda caracterstico do elemento e da mudana de nvel eletrnico de energia. Assim, a luz de um comprimento de onda particular pode ser utilizada para identificar um referido elemento. Uma chama no-luminosa de Bunsen consiste em 3 partes: um cone interno azul (ADB), compreendendo, principalmente, gs no queimado, uma ponta luminosa em D (que s visvel quando os orifcios de ar esto ligeiramente fechados), um manto externo (ACBD), na qual se produz a combusto completa do gs. As partes principais da chama, de acordo com Bunsen, so claramente indicadas na FIGURA 3 abaixo. A mais baixa temperatura est na base da chama (a), que empregada para testar substncias volteis, a fim de determinar se elas comunicam alguma cor chama. A parte mais quente da chama a zona de fuso (b), que fica a cerca de um tero de altura da chama e eqidistante do interior e exterior do manto. A zona oxidante inferior (c) est situada na borda mais externa de b e pode ser usada para oxidao de substncias dissolvidas em prolas de brax. A zona oxidante superior (d) a ponta no-luminosa da chama. Nesta regio h um grande excesso de oxignio e a chama no to quente. A zona redutora superior (e) est na ponta do cone interno azul e rica em carbono incandescente. A zona redutora inferior (f), est situada na borda interna do manto prximo ao cone azul.

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III. Materiais e Reagentes 1x Vidro de relgio 7x Fio de nquel-cromo 1x Esptula 1x Lamparina cido clordrico concentrado Carbonato de clcio Cloreto de brio Cloreto de sdio Iodeto de sdio Nitrato de potssio Sulfato de cobre

IV. Procedimento Experimental 1 . 2 . 3 . 4 . 5 . Colocar uma ponta de esptula do cloreto de sdio no vidro de relgio. Molhar o fio de nquel-cromo no cido clordrico concentrado e no cloreto de sdio. Levar a ponta do basto contendo sal chama oxidante da Lamparina. Repetir os itens anteriores com os demais sais. No misture os fios de nquel-cromo. Observar a cor da chama e preencher a tabela: Cor

Sal Cloreto de sdio Iodeto de sdio Nitrato de potssio Nitrato de ltio Sulfato de cobre Cloreto de brio Carbonato de clcio

V. Questionrio: 1. Qual a funo do cido clordrico no experimento? 2. A cor caracterstica do ction, do anion, ou do composto? Explique. 3. Que tipo de energia fornecido ao composto? O que acontece com o eltron ao receber esta energia? 4. Que tipo de energia liberado? Por qu?

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VI. Fontes: ESPIRIDIO, Yvone M.; LIMA, Nades de C.S. Alves de. Qumica: dos experimentos teoria. So Paulo, Nacional, 1977 FOLGUEIRAS Dominguez, S. Reaes qumicas. Edart/ So Paulo Livraria Editoria Ltda.; So Paulo, 1975. Laboratrio Bsico Polivalente de Cincias para o 1 Grau: Manual do Professor. Fename/Premen/DEF, Rio de Janeiro, 1978. Qumica CBA Sistemas Qumicos e Investigao dos Sistemas Qumicos. Edart/So Paulo Livraria Editora Ltda., So Paulo, 1973. Qumica - Uma cincia experimental. 4. Ed. Edart/So Paulo Livraria Editora Ltda., So Paulo, 1975. RUBEN, Samuel. Manual de Elementos Qumicos. So Paulo, Edgard Blcher, 1970. Subsdios para a Implementao de Proposta Curricular de Qumica para o 2 Grau. SE/Funbec/CENP. So Paulo, 1979. GIL, Victor M.S. Qumica 10 Ano: Caderno de Laboratrio. Gradiva. Lisboa,1994. www.pessoal.utfpr.edu.br/lisandra/.../aula%2002%20ambiental%20alunos.pdf

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3.10.

EXPERIMENTO N0 10 Reagindo Metais

I. Objetivos Construir e compreender parte de srie de reatividade. II. Fundamentos Tericos Os metais que tm maior tendncia de ceder eltrons so mais reativos e aparecem no incio da fila de reatividade dos metais. Os metais menos reativos, com menor tendncia de ceder, aparecem no final da fila. Os metais reativos doam eltrons para os menos reativos espontaneamente, estabelecendo assim, as reaes espontneas. Quando ocorre o inverso, ou seja, um metal menos reativo cede eltrons para um metal mais reativo, constitui-se uma reao no espontnea. Li,K,Rb, Cs,Ba,Sr,Ca,Na,Mg,Al,Mn,Zn,Fe,Co,Ni,Pb,H,Cu,Ag,Pd,Pt,Au Maior reatividade, Menor nobreza

III. Materiais e Reagentes 4x Tubos de ensaio Pregos pequenos Raspas de cobre Raspas de magnsio Raspas de zinco cido clordrico Cloreto de ferro III Nitrato de magnsio Nitrato de zinco Sulfato de cobre

IV. Procedimento Experimental 1 Colocar em 4 tubos de ensaio aproximadamente 1 ml de soluo de cido clordrico. . 2 Acrescentar aos tubos uma raspa de: . 1 tubo: cobre 2 tubo: magnsio 3 tubo: zinco 4 tubo: ferro (prego) 3 Anotar as observaes na tabela abaixo. Note que as observaes devem ser feitas aps 5 a . 10 minutos, pois algumas reaes so lentas. 4 Repetir os itens anteriores trocando a soluo e acompanhando a tabela abaixo. Prestar . ateno, pois alguns testes no precisam ser feitos, necessitando apenas de trs de ensaio.

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x Cobre Magnsio Zinco Ferro V. Questionrio:

cido clordrico

Sulfato de Nitrato de Nitrato cobre magnsio zinco x x x

de Cloreto de ferro III

x

(1) Analisando as reaes dos metais com cidos clordricos, coloque os metais em ordem crescente de reatividade. Explique. (2) A reao entre magnsio e sulfato de cobre ocorreu? E a reao inversa, entre cobre e nitrato de magnsio? Explique. (3) Escreva as equaes qumicas que representam as reaes ocorridas. (4) Organize novamente a srie de reatividade incluindo o H.

VI. Fonte: ESPIRIDIO, Yvone M.; LIMA, Nades de C.S. Alves de. Qumica: dos experimentos teoria. So Paulo, Nacional, 1977 FOLGUEIRAS Dominguez, S. Reaes qumicas. Edart/ So Paulo Livraria Editoria Ltda.; So Paulo, 1975. Laboratrio Bsico Polivalente de Cincias para o 1 Grau: Manual do Professor. Fename/Premen/DEF, Rio de Janeiro, 1978. Qumica CBA Sistemas Qumicos e Investigao dos Sistemas Qumicos. Edart/So Paulo Livraria Editora Ltda., So Paulo, 1973. Qumica - Uma cincia experimental. 4. Ed. Edart/So Paulo Livraria Editora Ltda., So Paulo, 1975. RUBEN, Samuel. Manual de Elementos Qumicos. So Paulo, Edgard Blcher, 1970. Subsdios para a Implementao de Proposta Curricular de Qumica para o 2 Grau. SE/Funbec/CENP. So Paulo, 1979. GIL, Victor M.S. Qumica 10 Ano: Caderno de Laboratrio. Gradiva. Lisboa,1994. http://www2.fc.unesp.br/lvq/exp07.htm

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3.11.

EXPERIMENTO N0 11 Reaes de Precipitao

I. Objetivos Discutir a ocorrncia de reaes de precipitao. II. Fundamentos Tericos A formao de substncias insolveis durante um processo reacional sempre foi considerado uma das caractersticas para determinao de um fenmeno qumico. Tal processo contribui em muito na quantificao de grupamentos ou substncias presentes no meio reacional que se encontram em soluo, mas pela simples adio de um reagente especfico precipitam e, posteriormente, so separados e quantificados. III. Materiais e Reagentes 5x Tubos de ensaio 1x proveta 1x estante para tubos de ensaio 1x garra de madeira 1x Lamparina Cloreto de brio Cloreto de ferro III Cloreto de Sdio Cromato de sdio Ferrocianeto de potssio Hidrxido de Amnio Nitrato de Chumbo Nitrato de prata Sulfato de Sdio Iodeto de Potssio

IV. Procedimento Experimental 1 Marcar os cincos tubos de ensaio com as letras: A, B, C, D e E. A cada letra . corresponder uma reao diferente, conforme indicado abaixo: 1 Reagente . | 2 Reagente . A: Nitrato de prata+ Cloreto de sdio B: Nitrato de chumbo+ Iodeto de potssio C: Sulfato de sdio+ cloreto de brio D: Cromato de sdio+cloreto de brio E: Cloreto de ferro III+ ferrocianeto de potssio 2 Colocar 1 ml do 1 Reagente em cada tubo etiquetado, seguindo a ordem acima. Em . outro tubo, colocar 1 ml do 2 reagente. Misturar o contedo do 2 tubo ao tubo etiquetado.

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3 Agitar a mistura e deixar em repouso de 3 a 5 minutos. Anotar as observaes dos . estados iniciais (antes da mistura) e finais (aps a mistura) na tabela abaixo: Tubo A Reagente Nitrato de prata Cloreto de sdio B C Nitrato de chumbo Iodeto de potssio Sulfato de sdio Cloreto de brio D Cloreto de ferro III Ferrocianeto de potssio Estado Inicial Estado Final

4 Acrescentar ao tubo A 2 ml de soluo de hidrxido de amnio. Agitar e observar. . 5 Aquecer o tubo B at desaparecer o precipitado. Deixar o tubo em repouso e observar . continuamente at voltar temperatura ambiente.

V. Questionrio:

1. O que um precipitado? 2. Escreva as equaes qumicas que representam as reaes de precipitaoobservadas. 3. Por que a mistura do tubo A volta a ficar incolor aps a adio de hidrxido de amnio? 4. Por que o precipitado do tubo B desaparece com o aquecimento e volta a aparecer com o resfriamento?

VI. Fonte: ESPIRIDIO, Yvone M.; LIMA, Nades de C.S. Alves de. Qumica: dos experimentos teoria. So Paulo, Nacional, 1977 FOLGUEIRAS Dominguez, S. Reaes qumicas. Edart/ So Paulo Livraria Editoria Ltda.; So Paulo, 1975. Laboratrio Bsico Polivalente de Cincias para o 1 Grau: Manual do Professor. Fename/Premen/DEF, Rio de Janeiro, 1978. Qumica CBA Sistemas Qumicos e Investigao dos Sistemas Qumicos. Edart/So Paulo Livraria Editora Ltda., So Paulo, 1973. Qumica - Uma cincia experimental. 4. Ed. Edart/So Paulo Livraria Editora Ltda., So Paulo, 1975. RUBEN, Samuel. Manual de Elementos Qumicos. So Paulo, Edgard Blcher, 1970. Subsdios para a Implementao de Proposta Curricular de Qumica para o 2 Grau. SE/Funbec/CENP. So Paulo, 1979. GIL, Victor M.S. Qumica 10 Ano: Caderno de Laboratrio. Gradiva. Lisboa,1994. 48


3.12. EXPERIMENTO N0 12 Gesto de Resduos de Laboratrio: Uma Abordagem para o Ensino Mdio I. Objetivos Esse trabalho objetiva facilitar a inculturao nos alunos da necessidade de serem parte integrante de uma relao mais harmoniosa com o ambiente. II. Fundamentos Tericos Este trabalho mostra a possibilidade, desde o Ensino Mdio, de os alunos terem contato com um dos desafios ambientais da atualidade: a gesto e o tratamento dos resduos gerados em laboratrios de qumica. Os tratamentos propostos se baseiam nos equilbrios qumicos bsicos em soluo aquosa (neutralizao, precipitao, oxirreduo e complexao) e facilitam a assimilao de diversos conceitos. III. Materiais e Reagentes - bquer de 50 ou 100 mL; - basto de vidro; - funil e suporte; - papel de filtro (filtrao rpida, mdia e lenta); - banho-maria; - tubo de ensaio; - pina para tubo de ensaio; - proveta graduada de 25 mL; - esptula; - soluo de NaOH 6 mol L-1; - zinco em p; - soluo de Na2SO4 1 mol L-1; - soluo de NaF 1 mol L-1; - papel indicador universal de pH; - soluo de HCl 2 mol L-1; - soluo de HNO3 8 mol L-1; - solues 0,1 mol L-1 dos nitratos dos metais selecionados para este estudo; - frascos coletores para os precipitados e os lquidos finais aps os experimentos.

IV. Procedimento Experimental Descrio do trabalho O critrio primordial para iniciar um trabalho, como o que ser apresentado, foi a coleta seletiva de resduos na fonte, gerados a partir de experimentos de aulas prticas (Tabela 1).

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Doze elementos qumicos foram selecionados por estarem presentes em substncias ou materiais utilizados no cotidiano das pessoas. Os resduos esto divididos em grupos conforme o tipo de reao empregado para trat-los, o que tambm facilita a destinao final posterior. Toma-se um volume de 20 mL do resduo (previamente homogeneizado agitando o fra

Apostila de Quimica Inorganica II Pratica e Experimental

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