Apostila Laboratorio Quimica Geral

download Apostila Laboratorio Quimica Geral

of 108

Transcript of Apostila Laboratorio Quimica Geral

  • 8/17/2019 Apostila Laboratorio Quimica Geral

    1/108

     

    Prof. Francisco Klebson Gomes dos Santos

    Laboratório de Química Geral

  • 8/17/2019 Apostila Laboratorio Quimica Geral

    2/108

     

    Prefácio

    Este material didático tem por objetivo inteirar o aluno aos conhecimentos básicos

    de um laboratório de química, tornando-o capaz de reconhecer as principais vidrarias e

    outros equipamentos utilizados em um laboratório, além de executar práticas laboratoriais

    através de experimentos de química.

    O primeiro capítulo introduz alguns aspectos de segurança, indispensáveis a um

    laboratorista, evidenciando algumas regras básicas, a importância do uso de EPI´s e EPC´s,

    dentre outros.

    No capítulo dois são apresentados equipamentos, vidrarias, algumas manipulações,

    acessórios e procedimentos utilizados em um laboratório de química.

    Nos demais capítulos são oferecidos uma variedade de experimentos abordando

    assuntos diversos no âmbito da química.

  • 8/17/2019 Apostila Laboratorio Quimica Geral

    3/108

     

    Sumário

    UNIDADE I .......................................................................................................................... V 

    CAPÍTULO I - SEGURANÇA NO LABORATÓRIO ................................................................................ 1 

    CAPÍTULO II  – EQUIPAMENTOS, VIDRARIAS, MANIPULAÇÕES E OUTROS ACESSÓRIOS E PROCEDIMENTOS

    INDISPENSÁVEIS EM UM LABORATÓRIO DE QUÍMICA ......................................................................... 9 

    EXERCÍCIOS .......................................................................................................................... 21 

    CAPÍTULO III - DENSIDADE DE SÓLIDOS E LÍQUIDOS ...................................................................... 22 

    OBJETIVOS ........................................................................................................................... 22 

    INTRODUÇÃO ........................................................................................................................ 22 

    METODOLOGIA ..................................................................................................................... 23 

    MATERIAIS E REAGENTES ......................................................................................................... 23 

    PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL ................................................................................................ 25 

    PICNOMETRIA ....................................................................................................................... 25 

    1ª. PARTE – DETERMINAÇÃO DO VOLUME DO PICNÔMETRO(CALIBRAÇÃO DO PICNÔMETRO) ................... 25 

    EXERCÍCIOS .......................................................................................................................... 28 

    CAPÍTULO IV - DESTILAÇÃO SIMPLES ........................................................................................ 29 

    EXERCÍCIOS .......................................................................................................................... 34 

    CAPÍTULO V - CONSERVAÇÃO DA MASSA .................................................................................. 35 

    METODOLOGIA ..................................................................................................................... 37 

    EXERCÍCIOS .......................................................................................................................... 38 

    UNIDADE II ........................................................................................................................ 39 

    CAPÍTULO VI  – DETERMINAÇÃO DA VISCOSIDADE DE UM LÍQUIDO ................................................... 40 

    METODOLOGIA ..................................................................................................................... 42 

    EXERCÍCIOS .......................................................................................................................... 44 

    CAPÍTULO VII - EXTRAÇÃO LÍQUIDO-LÍQUIDO ............................................................................. 46 

    METODOLOGIA ..................................................................................................................... 49 

    EXERCÍCIOS .......................................................................................................................... 50 

    CAPÍTULO VIII - SOLUÇÕES .................................................................................................... 51 

    METODOLOGIA ..................................................................................................................... 53 

    EXERCÍCIOS .......................................................................................................................... 56 

    CAPÍTULO IX - ANÁLISE VOLUMÉTRICA...................................................................................... 57 

    METODOLOGIA ..................................................................................................................... 58 

    EXERCÍCOS ........................................................................................................................... 60 

    UNIDADE III ....................................................................................................................... 61 

    CAPÍTULO X - CALORIMETRIA ................................................................................................. 62 METODOLOGIA ..................................................................................................................... 69 

  • 8/17/2019 Apostila Laboratorio Quimica Geral

    4/108

     

    EXERCÍCIOS .......................................................................................................................... 73 

    CAPÍTULO XI - FATORES QUE INFLUENCIAM A VELOCIDADE DE UMA REAÇÃO QUÍMICA .......................... 74 

    METODOLOGIA ..................................................................................................................... 75 

    EXERCÍCIOS .......................................................................................................................... 79 

    CAPÍTULO XII - EQUILÍBRIO Q UÍMICO ....................................................................................... 80 

    METODOLOGIA ..................................................................................................................... 85 

    EXERCÍCIOS .......................................................................................................................... 89 

    CAPÍTULO XIII - SOLUÇÃO TAMPÃO ......................................................................................... 90 

    METODOLOGIA ..................................................................................................................... 94 

    EXERCÍCIOS .......................................................................................................................... 97 

    ANEXOS............................................................................................................................. 98 

    ANEXO 1. DENSIDADE DA ÁGUA EM DIFERENTES TEMPERATURAS ...................................................... 99 

    ANEXO 2. MATEMÁTICA BÁSICA .............................................................................................. 100 

  • 8/17/2019 Apostila Laboratorio Quimica Geral

    5/108

     

    Unidade I

  • 8/17/2019 Apostila Laboratorio Quimica Geral

    6/108

     

    1

    CAPÍTULO I - Segurança no laboratório

    Regras básicas

    Um laboratório de química é um local onde são manipuladas substâncias tóxicas,

    inflamáveis, corrosivas, etc. A minimização dos riscos de acidentes no laboratório passa pela

    obediência a certas normas. A seguir encontram-se algumas normas que deverão ser

    observadas e seguidas pelos alunos antes, durante e após as aulas práticas.

    Não é permitido brincadeiras em um laboratório. O laboratório de química é um lugar

    de trabalho.

    Não beba nem coma no laboratório, pois qualquer alimento que esteja no ambiente

    laboratorial está sujeito a contaminação. Existe um risco químico constante nesse local.

    Siga rigorosamente as instruções fornecidas pelo professor, não mexendo em qualquer

    coisa que esteja fora do escopo da prática.

    Durante a sua permanência no laboratório use sempre os equipamentos de proteção

    individual, também conhecidos por EPIs, indispensáveis: calça comprida, calçado fechado e

    bata apropriada. Outros EPIs serão fornecidos quando necessário, como por exemplo, óculos

    de segurança e luvas.

    Caso tenha cabelo comprido, mantenha-o preso durante a realização das experiências.

    Recomenda-se a não utilização de lentes de contato sempre que possível.

     Todas as experiências que envolvam a libertação de gases e/ou vapores tóxicos devem

    ser realizadas na capela, que é um compartimento fechado e envidraçado, contendo um

    exaustor, que serve para proteger dos gases tóxicos que venham a ser liberados durante a

    manipulação de determinadas substâncias.

     Ao preparar soluções aquosas de um ácido, coloque o ácido concentrado sobre uma

    razoável quantidade de água, aproximadamente 1/3 (um terço) da capacidade do balão

     volumétrico utilizado. Nunca adicione água diretamente ao ácido concentrado.

    http://pt.wikipedia.org/wiki/G%C3%A1shttp://pt.wikipedia.org/wiki/Toxicidadehttp://pt.wikipedia.org/wiki/Toxicidadehttp://pt.wikipedia.org/wiki/G%C3%A1s

  • 8/17/2019 Apostila Laboratorio Quimica Geral

    7/108

     

    2

    Nunca usar a boca para pipetar. Fazer uso dos pipetadores.

    Nunca aqueça o tubo de ensaio, apontando a extremidade aberta para um colega ou

    para si mesmo, pois pode ocorrer uma ejeção de fluido quente.

    Não coloque sobre a bancada de laboratório bolsas, capacetes ou qualquer material

    estranho ao trabalho que irá ser realizado.

    No caso de contato de um produto químico com os olhos, boca ou pele, lave

    abundantemente com água; em seguida, procure atendimento médico.

    Saiba a localização e como utilizar o chuveiro de emergência, extintores de incêndio e

    lava olhos.

    Nunca teste um produto químico pelo sabor.

    Não é aconselhável identificar um produto químico pelo odor, porém caso seja

    necessário, não coloque o frasco sob o nariz. Desloque suavemente com a mão, para a sua

    direção, os vapores que se desprendem do frasco.

    Não aqueça líquidos inflamáveis em chama direta. Usar sempre um aquecedor elétrico

    ou uma manta de aquecimento.

     Abra os frascos o mais longe possível do rosto e evite aspirar ar naquele exato

    momento. Faça isso na capela.

    Os frascos contendo reagentes devem ser sempre identificados. Indicar o nome da

    substância, sua concentração, o nome do responsável e a data da fabricação.

    Nunca volte a colocar no frasco um produto químico retirado em excesso e não usado.Ele pode ter sido contaminado.

    Quando sair do laboratório, verifique se não há torneiras (água, gás ou outros) abertas.

    Desligue todos os aparelhos, deixe todo o equipamento limpo e lave as mãos.

  • 8/17/2019 Apostila Laboratorio Quimica Geral

    8/108

     

    3

    Equipamentos de proteção coletiva (EPCs)

    São denominados EPCs os equipamentos que, quando utilizados de forma correta,

    permitem executar operações em boas condições de salubridade para o operador e as demais

    pessoas no laboratório. Estes equipamentos permitem também eliminar ou reduzir o uso de

    alguns Equipamentos de Proteção Individual (EPIs) como será visto mais adiante.

     A capela é um bom exemplo de EPC. Seu revestimento interno deve ser resistente aos

    produtos com os quais se vai operar. O sistema de exaustão deve ter potência suficiente para

    promover a exaustão dos gases. Deve haver um sistema de iluminação adequado. Os

    equipamentos elétricos e interruptores devem ser à prova de explosão.

     A Figura 1.1 ilustra exemplos de capelas.

    Figura 1.1. Ilustrações de capelas.

    Só deve-se operá-la com os sistemas de exaustão e iluminação ligados e em perfeito

    funcionamento. Aconselha-se remover vidrarias e frascos desnecessários ao trabalho. Deve-se

    manter a janela (guilhotina) com a menor abertura possível. Ao terminar o trabalho, é

    necessário deixar o exaustor funcionando de 10 a 15 minutos, depois, então, desocupar e

    limpar a capela, se necessário.

  • 8/17/2019 Apostila Laboratorio Quimica Geral

    9/108

     

    4

    O chuveiro de emergência auxilia o laboratorista nos primeiros socorros,

    principalmente em casos de derramamento de ácidos ou outras substâncias que provoquem

    queimaduras. Ele deve estar bem identificado e disposto em local de fácil acesso. Devem ser

    alimentados com água de boa qualidade e de fonte ininterrupta.

     A Figura 1.2 ilustra um chuveiro de emergência e seu funcionamento.

    Figura 1.2. Chuveiro de emergência e seu funcionamento.

    Os lava olhos, assim como o chuveiro de emergência, auxiliam o laboratorista em

    primeiros socorros. No caso de queimaduras nos olhos com agentes corrosivos, lavar os olhos

    durante 10 a 15 minutos e consultar um médico imediatamente.

     A Figura 1.3 ilustra um lava olhos e seu funcionamento.

  • 8/17/2019 Apostila Laboratorio Quimica Geral

    10/108

     

    5

    Figura 1.3. Lava olhos e seu funcionamento.

    Os extintores de incêndio são equipamentos indispensáveis. Têm a finalidade de

    extinguir ou controlar incêndios em casos de emergência. Em geral estão dispostos na forma

    de um cilindros  que podem ser carregados até o local do incêndio, contendo um agente

    extintor pressurizado.

     A Figura 1.4 ilustra extintores de incêndio.

    Figura 1.4. Extintores de incêndio.

    O agente extintor mais apropriado para cada tipo de incêndio depende do material que

    está em combustão. Em alguns casos, alguns agentes extintores não devem ser utilizados, pois

    coloca em risco a vida do operador do equipamento. Os extintores trazem em seu corpo as

    classes de incêndio para as quais é mais eficiente, ou as classes para as quais não devem ser

    utilizados:

    http://pt.wikipedia.org/wiki/Extin%C3%A7%C3%A3o_de_inc%C3%AAndioshttp://pt.wikipedia.org/wiki/Inc%C3%AAndiohttp://pt.wikipedia.org/wiki/Cilindrohttp://pt.wikipedia.org/wiki/Cilindrohttp://pt.wikipedia.org/wiki/Inc%C3%AAndiohttp://pt.wikipedia.org/wiki/Extin%C3%A7%C3%A3o_de_inc%C3%AAndios

  • 8/17/2019 Apostila Laboratorio Quimica Geral

    11/108

     

    6

    a)  Classe A: Incêndio em materiais sólidos cuja queima deixa resíduos ocorrendo em

    superfície e em profundidade, como madeira, papel, tecidos, borracha. Para esta classe

    é recomendado o uso de extintores contendo água ou espuma.

    b)  Classe B: Incêndio em líquidos e gases cuja queima não deixa resíduo e ocorre apenas

    na superfície, como a gasolina, o álcool, o GLP (gás liquefeito de petróleo). Para esta

    classe é recomendado o uso de extintores contendo espuma, dióxido de carbono e pó

    químico.

    c)  Classe C: Incêndio que envolva materiais condutores que estejam potencialmente

    conduzindo corrente elétrica. Neste caso o agente extintor não pode ser um condutor

    para não eletrocutar o operador. Para esta classe devem ser utilizados apenas os

    extintores contendo dióxido de carbono e pó químico.

    d)  Classe D: Incêndio que envolva metais pirofóricos (combustão que se inicia

    espontaneamente no ar)  como, por exemplo, potássio,  alumínio,  zinco ou titânio. 

    Requerem extintores com agentes especiais que extinguem o fogo por abafamento,

    como os de cloreto de sódio. 

    Equipamentos de proteção individual (EPIs)

    Os equipamentos de proteção individual, conhecidos por EPIs, destinam-se a proteger

    o trabalhador ou o laboratorista em operações em que a proteção coletiva não é suficiente

    para garantir sua saúde e integridade física.

     A Figura 1.5 mostra alguns exemplos de EPIs.

    http://pt.wikipedia.org/wiki/Madeira_(material)http://pt.wikipedia.org/wiki/Papelhttp://pt.wikipedia.org/wiki/Tecidohttp://pt.wikipedia.org/wiki/Borrachahttp://pt.wikipedia.org/wiki/Gasolinahttp://pt.wikipedia.org/wiki/%C3%81lcoolhttp://pt.wikipedia.org/wiki/GLPhttp://pt.wikipedia.org/wiki/Corrente_el%C3%A9tricahttp://pt.wikipedia.org/wiki/Pirof%C3%B3ricohttp://pt.wikipedia.org/wiki/Combust%C3%A3ohttp://pt.wikipedia.org/wiki/Arhttp://pt.wikipedia.org/wiki/Pot%C3%A1ssiohttp://pt.wikipedia.org/wiki/Alum%C3%ADniohttp://pt.wikipedia.org/wiki/Zincohttp://pt.wikipedia.org/wiki/Tit%C3%A2niohttp://pt.wikipedia.org/wiki/Cloreto_de_s%C3%B3diohttp://pt.wikipedia.org/wiki/Cloreto_de_s%C3%B3diohttp://pt.wikipedia.org/wiki/Tit%C3%A2niohttp://pt.wikipedia.org/wiki/Zincohttp://pt.wikipedia.org/wiki/Alum%C3%ADniohttp://pt.wikipedia.org/wiki/Pot%C3%A1ssiohttp://pt.wikipedia.org/wiki/Arhttp://pt.wikipedia.org/wiki/Combust%C3%A3ohttp://pt.wikipedia.org/wiki/Pirof%C3%B3ricohttp://pt.wikipedia.org/wiki/Corrente_el%C3%A9tricahttp://pt.wikipedia.org/wiki/GLPhttp://pt.wikipedia.org/wiki/%C3%81lcoolhttp://pt.wikipedia.org/wiki/Gasolinahttp://pt.wikipedia.org/wiki/Borrachahttp://pt.wikipedia.org/wiki/Tecidohttp://pt.wikipedia.org/wiki/Papelhttp://pt.wikipedia.org/wiki/Madeira_(material)

  • 8/17/2019 Apostila Laboratorio Quimica Geral

    12/108

     

    7

    Figura 1.5. Exemplos de EPIs: máscaras, óculos de proteção, luvas, protetores auriculares,

    bata ou jaleco, capacete e botas.

    Quando há riscos de exposição a vapores ou pós, fora da capela, faz-se necessário o

    uso de uma máscara e, essa, dependendo da substância que for manipular, deve conter filtros,

    como mostrado na primeira fotografia da Figura 1.5.

     As luvas, dependendo da situação, poderão ser de diversos tipos, como luvas de

    borracha, luvas de couro, etc.

    Os óculos de segurança são bastante utilizados em manipulação de reagentes químicos

    que liberem vapores ou espirrem produtos químicos, quando se trabalha com reagentes em

    pó, materiais particulados diversos ou proteção contra projéteis, radiações ultravioleta e

    infravermelho, e a própria proteção da face; há também os protetores faciais que podem atuar

    como óculos de segurança.

    Os protetores auriculares são indispensáveis quando se trabalham em ambientes com

    ruídos acima do permitido pela legislação, superiores a 60 decibéis. Os limites de tolerância

  • 8/17/2019 Apostila Laboratorio Quimica Geral

    13/108

     

    8

    para ruídos, contínuo ou intermitente, vão depender do nível do ruído e do tempo de

    exposição ao mesmo.

    É importante frisar que se deve procurar obter as melhores condições possíveis no

    laboratório no que diz respeito às instalações (iluminação, ventilação, uso de capelas etc.), para

    que o uso obrigatório de EPI se dê em último caso. Por outro lado, os EPIs, quando

    necessários, devem ser de boa qualidade e proporcionar o máximo conforto possível. Deve-se

    também realizar a inspeção dos equipamentos de proteção segundo os prazos estabelecidos de

    acordo com as normas técnicas de segurança.

    Referências

     VERGA FILHO, A. F. Manual de Segurança em Laboratórios. Conselho Regional de Química -

    IV Região, Campinas-SP, 2008.

    PEREIRA, M. M.; ESTRONCA, T. M. R.; NUNES, R. M. D. R. Guia de segurança no

    laboratório de química. Departamento de Química, Faculdade de Ciências e Tecnologia, Universidade de

    Coimbra , 2ª. Edição, FCTUC.

    Exercícios

    1)  Liste alguns equipamentos de proteção individual, EPIs.

    2)  Liste alguns equipamentos de proteção coletiva, EPCs.

    3)  Quando se prepara soluções aquosas de um ácido, deve-se colocar água sobre o ácido

    concentrado? Explique sua resposta.

    4)  Pode-se combater um incêndio utilizando qualquer tipo de extintor? Explique sua

    resposta.

    5) 

    Explique o que é uma capela e como funciona.

  • 8/17/2019 Apostila Laboratorio Quimica Geral

    14/108

     

    9

    CAPÍTULO II  –   Equipamentos, vidrarias, manipulações e outros

    acessórios e procedimentos indispensáveis em um laboratório de química

    Equipamentos e vidrarias

     Vários equipamentos e vidrarias são utilizados em um laboratório de química e o

    manuseio adequado destes é fundamental para o analista.

    O Quadro 2.1 relaciona alguns equipamentos de uso comum no laboratório e suas

    aplicações.

    Quadro 2.1. Relação de alguns equipamentos de laboratório e algumas de suas aplicações.

     Tubo de ensaio:

    Usado

    principalmente em

    testes de reação.

    Becker: Usado para

    aquecimento de

    líquidos, reações de

    precipitação, etc.

    Erlemnmeyer:

    Usado para

    titulações eaquecimento de

    líquidos.

    Balão de fundo

    chato: Usado para

    aquecimento e

    armazenamento delíquidos.

    Balão de fundo

    redondo: Usado

    para aquecimento

    de líquidos e

    reações com

    desprendimento de

    gases.

  • 8/17/2019 Apostila Laboratorio Quimica Geral

    15/108

     

    10

    Balão de destilação:

    Usado em

    destilações. Possui

    saída lateral para a

    condensação de

     vapores.

    Pipeta volumétrica:

    Usada para medir

     volumes fixos de

    líquidos.

    Pipeta graduada:

    Usada para medir

     volumes variáveis

    de líquidos.

    Proveta: Usado

    para medidas

    aproximadas de

     volume de líquidos.

    Funil de vidro:

    Usado em

    transferências de

    líquidos e em

    filtrações.

    Frasco de

    reagentes: Usado

    para o

    armazenamento de

    soluções.

    Bico de Bunsen:

    Usado em

    aquecimentos de

    laboratório.

     Tela de amianto:

    Usado para

    distribuir

    uniformemente o

    calor emaquecimentos de

    laboratório.

     Tripé de ferro:

    Usado para

    sustentar a tela de

    amianto.

    Cadinho de

    porcelana: Usado

    para aquecimentos

    a seco no bico de

    Bunsen e Mufla.

    Estante para tubos

    de ensaio: suporte

    de tubos de ensaio.

    Bureta: Usada para

    medidas precisas

    de líquidos.

     Triângulo de

    porcelana: Usado

    para sustentar

    cadinhos de

    porcelana em

    aquecimento no

    bico de Bunsen.

    Funis de

    decantação: Usado

    para separação de

    líquidos imiscíveis.

    Pinça de madeira:

    Usada para segurar

    tubos de ensaio em

    aquecimento no

    bico de Bunsen.

  • 8/17/2019 Apostila Laboratorio Quimica Geral

    16/108

     

    11

     Almofariz e pistilo:

    Usado para triturar

    e pulverizar

    sólidos.

    Placa de Petri:

    usada para cultivo

    de

    microorganismos e

    fins diversos.

     Vidro de relógio:

    Usado para cobrir

    beckers em

    evaporações,

    pesagens etc.

    Pisseta: Usada para

    lavagens, remoção

    de precipitados e

    outros fins.

    Picnômetro: Usado

    para determinar a

    densidade de

    líquidos.

    Cuba de vidro:

    Usada para banhos

    de gelo e fins

    diversos.

    Cápsula de

    porcelana: Usada

    para evaporar

    líquidos em

    soluções.

    Bastão de vidro:

    Usado para agitar

    soluções,

    transporte de

    líquidos na filtração

    e outros.

    Dessecador: Usado

    para resfriar

    substâncias em

    ausência de

    umidade.

    Pinça metálica

    Casteloy: Usada

    para transporte de

    cadinhos e outros

    fins.

    Balão volumétrico:

    Usado para

    preparar e diluir

    soluções.

     Termômetro:

    Usado para

    medidas de

    temperatura.

    Funil de Buchner:

    Usado para

    filtração a vácuo. Kitassato (acoplado

    a um funil de

    Buchner): Usado

    para filtração a

     vácuo.

    Garra metálica:Usada em

    filtrações,

    sustentação de

    peças, tais como

    condensador, funil

    de decantação e

    outros fins.

  • 8/17/2019 Apostila Laboratorio Quimica Geral

    17/108

     

    12

    Suporte universal.

     Anel para funil.

    Mufa: Suporte para

    a garra de

    condensador.

    Escovas de

    limpeza: Usada

    para limpeza de

    tubos de ensaio e

    outros materiais.

    Pinça de Hoffman:

    Usada para impedir

    ou diminuir fluxos

    gasosos.

    Pêra: Usada para

    pipetar soluções.

    Condensadores: Usados para condensar os gases

    ou vapores na destilação.

    Espátulas: Usadas paratransferência de substâncias

    sólidas.

    Estufa: Usada para secagem de materiais (até 200°C). Mufla: Usada para calcinações (até

    1500°C).

  • 8/17/2019 Apostila Laboratorio Quimica Geral

    18/108

     

    13

    Operações no laboratório e aparelhagem

    Em experiências químicas, como as realizadas em aulas práticas, são usados

    equipamentos específicos de química. A seguir são apresentadas algumas das aparelhagens

    utilizadas em laboratório, assim como as principais operações realizadas.

    Bico de Bunsen

    Para obter calor nas experiências em laboratório usa-se comumente um aparelho

    denominado bico de Bunsen. Neste aparelho, cujo esquema aparece na Figura 2.1, a mistura

    gás-ar é queimada, gerando uma chama que pode ser de combustão completa (azul) ou

    incompleta (amarela).

    Figura 2.1. Representação do bico de Bunsen.

     A forma correta de usar o bico de Bunsen é fechar a entrada de ar no anel, abrir a

     válvula de gás e acender. A chama será larga e amarela. Então, abre-se a entrada de ar até que a

    chama fique azul, que é a ideal para o uso. Na mistura gás-ar, pode-se distinguir dois cones de

  • 8/17/2019 Apostila Laboratorio Quimica Geral

    19/108

     

    14

    cores distintas: um mais interno de cor azul e outro mais externo de cor laranja. A chama

    laranja é oxidante, a amarela é redutora e a azul é neutra, sendo o ponto mais quente o ápice

    do cone azul.

    Balança e pesagem

    No laboratório, a massa de substâncias químicas é determinada com o uso de balanças.

    Na maioria das análises, uma balança analítica precisa ser utilizada para se obter massas com alta

    exatidão. As balanças de laboratório menos exatas também são empregadas para as medidas de

    massa quando a demanda por confiabilidade não for crítica.

     A precisão a ser utilizada depende do trabalho a ser desenvolvido. É importante

    salientar que não se devem realizar pesagens de produtos químicos diretamente sobre o prato

    da balança. Costuma-se usar um vidro de relógio ou outra vidraria, como o becker.

     A Figura 2.2 ilustra uma balança analitica.

    Figura 2.2. Ilustração de uma balança analítica.

  • 8/17/2019 Apostila Laboratorio Quimica Geral

    20/108

     

    15

     Tipos de balanças analíticas

    Por definição, uma balança analítica é um instrumento usado na determinação de

    massas com uma capacidade máxima que varia de 1 g até alguns quilogramas, com umaprecisão de pelo menos 1 parte em 105 em sua capacidade máxima. A precisão e a exatidão de

    muitas balanças analíticas modernas excedem a 1 parte em 106 em sua capacidade total.

     As balanças analíticas mais comumente encontradas ( macrobalanças ) têm uma

    capacidade máxima que varia entre 160 e 200 g. Com essas balanças, as medidas podem ser

    feitas com um desvio-padrão de ±0,1 mg. As balanças semi-microanalíticas têm uma carga

    máxima de 10 a 30 g com uma precisão de ±0,01 mg. Uma balança microanalítica típica tem

    capacidade de 1 a 3 g e uma precisão de ±0,001 mg.

     A primeira balança analítica de prato único surgiu no mercado em 1946. A velocidade

    e conveniência de pesar com essa balança eram amplamente superiores ao que se podia

    realizar com a balança de dois pratos tradicional. Consequentemente, essa balança substituiu

    rapidamente a anterior na maioria dos laboratórios. A balança de prato único está sendosubstituída atualmente pela balança analítica eletrônica. A conveniência, a exatidão e a

    capacidade de controle e manipulação de dados por computador das balanças analíticas

    asseguram que as balanças mecânicas de prato único vão eventualmente desaparecerem de

    cena.

    Precauções no uso de uma balança analítica

     A balança analítica é um instrumento delicado que você precisa manusear com

    cuidado. Observe as seguintes regras gerais no trabalho com uma balança analítica, não

    obstante a marca ou modelo.

    a)  Centralize tanto quanto possível a carga no prato da balança.

  • 8/17/2019 Apostila Laboratorio Quimica Geral

    21/108

     

    16

    b)  Proteja a balança contra a corrosão. Os objetos a serem colocados sobre o prato

    devem ser limitados a metais inertes, plásticos inertes e materiais vítreos.

    c)  Observe as precauções especiais para a pesagem de líquidos.

    d)  Consulte o professor se julgar que a balança precisa de ajustes.

    e)  Mantenha a balança e seu gabinete meticulosamente limpos. Um pincel adequado é útil

    na remoção de material derramado ou poeira.

    f)  Sempre deixe que um objeto que tenha sido aquecido retome à temperatura ambiente

    antes de pesá-lo.

    g) 

    Utilize uma pinça para prevenir a absorção da umidade de seus dedos por objetos

    secos.

    Utilização de uma balança analítica

    Existem duas técnicas para pesagens dependendo do tipo de balança. Uma delas é

    pesar previamente a vidraria e em seguida o reagente químico, determinando a massa destepor diferença. A outra consiste em zerar a balança com a vidraria a ser utilizada na pesagem

    sobre o prato, obtendo-se diretamente a massa do reagente.

    Para se fazer as pesagens adotam-se os seguintes procedimentos:

    a)  Observa-se se a balança está no nível; caso não esteja, deve-se regular girando-se os

    “pés”. 

    b)  Fecham-se as portas de vidro.

    c)  Zera-se a balança pressionando o botão “tara” ou “zerar”.

    d)   Abre-se a porta, coloca-se o que se deseja pesar e fecha-se a porta.

    e)  Espera-se até que o mostrador digital não flutue mais e anota-se a massa. Preste

    atenção a unidade de medida (mg, g, ...).

    f) 

     A última casa decimal é a incerteza.

  • 8/17/2019 Apostila Laboratorio Quimica Geral

    22/108

     

    17

    Medidas de volume

    Os aparelhos para medir volume de líquidos em laboratório, os quais aparecemdescritos na Figura 2.3, podem ser classificados em dois grupos: 

    a)   Aparelhos volumétricos, os quais são calibrados para a medida de um único volume de

    líquido.

    Ex.: Balão volumétrico e pipeta volumétrica.

    b)   Aparelhos graduados, os quais possuem uma escala graduada, a qual permite a medida

    de diversos volumes de um líquido.

    Ex.: Pipeta graduada, proveta e bureta.

     A Figura 2.3 ilustra exemplos de aparelhos volumétricos.

    Figura 2.3. Exemplos de aparelhos volumétricos.

  • 8/17/2019 Apostila Laboratorio Quimica Geral

    23/108

     

    18

     A superfície de um líquido raramente é plana. Dependendo da natureza das forças

    intermoleculares existentes no líquido, a sua superfície geralmente apresenta-se curva,

    podendo ser côncava ou convexa. Para efetuar a leitura, deve-se comparar o menisco (ponto

    de máximo ou de mínimo da curvatura da superfície do líquido) com as linhas no aparelho,

    conforme Figura 2.4.

    Figura 2.4. Tipos de meniscos. Um menisco é a superfície curva de um líquido na sua interface

    com a atmosfera.

    Qualquer medida de volume feita com aparelhos desta natureza está sujeita a erros

    devido a:

    a)  Dilatação e contração do material de vidro provocado pela variação de temperatura;

    b)   Ação da tensão superficial sobre a superfície líquida;

    c)  Imperfeita calibração dos aparelhos volumétricos;

    d) 

    Erro de paralaxe, o qual se origina no momento da leitura. Para evitar este erro, deve-

    se sempre posicionar o aparelho de forma que o nível do líquido esteja na altura dos olhos.

    Na leitura de volumes, o olho precisa estar no nível da superfície do líquido, para se

    evitar o erro devido à paralaxe, uma condição que faz com que o volume pareça menor que

    seu valor verdadeiro, se o menisco for visto de cima, e maior, se o menisco for visto de baixo.

  • 8/17/2019 Apostila Laboratorio Quimica Geral

    24/108

     

    19

     A paralaxe é o deslocamento aparente do nível de um líquido ou de um ponteiro, à

    medida que o observador muda de posição e ela ocorre quando um objeto pode ser visto a

    partir uma posição que não seja a do ângulo correto para a sua observação.

    Sistema internacional de medidas, SI

    Em 1971, a 14ª Conferência Geral de Pesos e Medidas escolheu sete grandezas como

    fundamentais, formando assim a base do Sistema Internacional de Unidades, abreviado como

    SI e popularmente conhecido como sistema métrico. As unidades foram escolhidas de modo

    que os valores dessas grandezas numa “escala humana” não fossem excessivamente grandes

    ou excessivamente pequenos.

    Muitas unidades secundárias (ou derivadas) são definidas em termos das unidades das

    grandezas fundamentais. Assim, por exemplo, a unidade de potências no SI, que recebeu o

    nome watt (abreviação W), é definida em termos das unidades de massa, comprimento e

    tempo.

    1 watt = 1 W = 1 J/s e 1 joule = 1 J = 1 kg.m2/s2 

     A Tabela 2.1 mostra as principais grandezas do sistema internacional de unidades, SI.

  • 8/17/2019 Apostila Laboratorio Quimica Geral

    25/108

     

    20

     Tabela 2.1. Algumas grandezas fundamentais e suas unidades, no SI.

    Grandeza Nome da unidade Símbolo

    Comprimento metro m

     Tempo segundo s

    Massa quilograma kg

    Corrente elétrica ampère A

     Temperatura kelvin K

    Intensidade luminosa candeia cd

    Quantidade de matéria mol mol

    Referências

    HARRIS, D. C. Análise química quantitativa. 6ª ed. Rio de Janeiro: LTC, 2008, 862 p.

  • 8/17/2019 Apostila Laboratorio Quimica Geral

    26/108

     

    21

    Exercícios

    1)  Represente esquematicamente as principais zonas da chama de um bico de Bunsen,

    indicando o ponto mais quente.

    2)  Por que não se devem colocar vidrarias de volumes precisos sob aquecimento?

    3)  O que significa erro de paralaxe e como se pode evitá-lo?

    4)  Quais as vidrarias e equipamentos necessários para se preparar uma solução?

    5)  Quando se deve utilizar uma pipeta volumétrica? Quando não utilizá-la?

    6)  Monte um sistema de filtração a vácuo, identificando todos os equipamentos e

     vidrarias.

    7)  Monte um sistema de destilação simples, identificando todos os equipamentos e

     vidrarias.

    8)  Quais os cuidados que se deve tomar ao se utilizar uma balança analítica?

    9)  Qual o procedimento adequado ao se usar uma balança analítica?

  • 8/17/2019 Apostila Laboratorio Quimica Geral

    27/108

     

    22

    CAPÍTULO III - Densidade de sólidos e líquidos

    Objetivos

    Medir a densidade de líquidos e de sólidos utilizando a técnica de picnometria e o

    princípio de Arquimedes.

    Introdução

     A densidade absoluta de uma substância é definida como sendo a relação entre a massa

    e o volume dessa substância. A densidade é função da temperatura, no entanto, ela varia com

    a variação de temperatura. As unidades de densidade absoluta podem ser descritas como:

    g/cm3, Kg/m3, lbm/ft3 etc.

     A densidade relativa de uma substância é a razão entre a densidade absoluta dessa

    substância e a densidade absoluta de uma substância padrão, tomada como referência, como a

    água; obviamente nas mesmas unidades e na mesma temperatura de operação.

     A picnometria é uma técnica laboratorial utilizada para fazer a determinação da

    densidade de líquidos. Pode também se determinar a densidade de sólidos, devendo antes ser

    dissolvido. 

    O picnômetro é um recipiente de vidro com tampa esmerilhada,

     vazada por tubo capilar, que permite seu completo enchimento com

    líquidos. A capacidade volumétrica do instrumento é facilmente

    determinável pela pesagem de um líquido tomado como padrão de

    densidade, na temperatura de operação. O picnômetro é uma

     vidraria especial que possui baixo coeficiente de dilatação. 

    http://pt.wikipedia.org/wiki/Laborat%C3%B3riohttp://pt.wikipedia.org/wiki/Densidadehttp://pt.wikipedia.org/wiki/L%C3%ADquidoshttp://pt.wikipedia.org/wiki/Dissolu%C3%A7%C3%A3ohttp://pt.wikipedia.org/wiki/Vidrariahttp://pt.wikipedia.org/wiki/Coeficiente_de_dilata%C3%A7%C3%A3ohttp://pt.wikipedia.org/wiki/Coeficiente_de_dilata%C3%A7%C3%A3ohttp://pt.wikipedia.org/wiki/Vidrariahttp://pt.wikipedia.org/wiki/Dissolu%C3%A7%C3%A3ohttp://pt.wikipedia.org/wiki/L%C3%ADquidoshttp://pt.wikipedia.org/wiki/Densidadehttp://pt.wikipedia.org/wiki/Laborat%C3%B3rio

  • 8/17/2019 Apostila Laboratorio Quimica Geral

    28/108

     

    23

     Arquimedes foi um dos mais importantes cientistas da antiguidade, que dentre outras

    de suas invenções notáveis estão: a alavanca e a hidrostática.

    Descobriu a relação existente entre a massa de um corpo e seu volume, e fundamentou

    a teoria do empuxo:

    "Todo corpo imerso, total ou parcialmente, num fluido em equilíbrio, dentro de um

    campo gravitacional, fica sob a ação de uma força vertical, com sentido ascendente,

    aplicada pelo fluido; esta força é denominada empuxo, cuja intensidade é igual à do

    peso do fluido deslocado pelo corpo." Arquimedes de Siracusa, 287 a.C. – 212 a.C.

     A técnica de Arquimedes consiste na determinação do volume de um corpo a partir do

    deslocamento de volume de água do recipiente o qual o corpo foi submerso.

    Um instrumento que rege esse princípio é o densímetro. Esse instrumento

    mede a densidade dos líquidos. Trata-se de um tubo de vidro com certa

    quantidade de chumbo na base. Na parte de cima do tubo há uma escala.

     Ao mergulhá-lo no líquido, ele afunda até deslocar um volume de fluido

    cujo peso se iguale ao dele. A superfície do líquido indica determinado

    ponto na escala, isto é, sua densidade. Esses instrumentos são muito

    usados em postos de combustíveis para verificar se os mesmos estão

    dentro das especificações do órgão que regulamenta os combustíveis, a

     ANP (Agência Nacional de Petróleo, Gás Natural e Biocombustíveis).

    Metodologia

    Materiais e reagentes

    Balança analítica

    Picnômetro

    Funil simples

    Pisseta com água

    http://pt.wikipedia.org/wiki/287_a.C.http://pt.wikipedia.org/wiki/212_a.C.http://pt.wikipedia.org/wiki/212_a.C.http://pt.wikipedia.org/wiki/287_a.C.

  • 8/17/2019 Apostila Laboratorio Quimica Geral

    29/108

     

    24

    Provetas de tamanhos variados

    Solução de hidróxido de sódio 0,5 M

     Amostras de materiais sólidos

    Uma das amostras que será determinada a densidade é o aço. O aço é uma liga

    metálica formada essencialmente por ferro e carbono,  com percentagens deste último

     variando entre 0,008 e 2,11%. Distingue-se do ferro fundido, que também é uma liga de ferro

    e carbono, mas com teor de carbono entre 2,11% e 6,67%. A diferença fundamental entre

    ambos é que o aço, pela sua ductibilidade, é facilmente deformável, enquanto que uma peça

    em ferro fundido é fabricada pelo processo de fundição ou usinagem. No entanto, o valor

    teórico da densidade do aço, exibido posteriormente, Tabela 3.1, é um valor médio.

     Vale salientar que, a partir dos valores de densidade é possível, dentre outras coisas,

    caracterizar um determinado material, observando inclusive o grau de pureza.

     A Tabela 3.1 mostra os valores teóricos das densidades das amostras de materiais

    sólidos, a 20°C, utilizadas no experimento.

     Tabela 3.1. Valores teóricos das densidades das amostras de materiais sólidos, aço,

    alumínio e cobre, a 20°C.

     Amostra de material Valor teórico da densidade a 20°C

    d (kg/m³) d (g/cm³)

     Aço 7860 7,860

     Alumínio 2697 2,697

    Cobre 8920 8,920

    http://pt.wikipedia.org/wiki/Liga_met%C3%A1licahttp://pt.wikipedia.org/wiki/Liga_met%C3%A1licahttp://pt.wikipedia.org/wiki/Ferrohttp://pt.wikipedia.org/wiki/Carbonohttp://pt.wikipedia.org/wiki/Ferro_fundidohttp://pt.wikipedia.org/wiki/Ductibilidadehttp://pt.wikipedia.org/wiki/Fundi%C3%A7%C3%A3ohttp://pt.wikipedia.org/wiki/Usinagemhttp://pt.wikipedia.org/wiki/Usinagemhttp://pt.wikipedia.org/wiki/Fundi%C3%A7%C3%A3ohttp://pt.wikipedia.org/wiki/Ductibilidadehttp://pt.wikipedia.org/wiki/Ferro_fundidohttp://pt.wikipedia.org/wiki/Carbonohttp://pt.wikipedia.org/wiki/Ferrohttp://pt.wikipedia.org/wiki/Liga_met%C3%A1licahttp://pt.wikipedia.org/wiki/Liga_met%C3%A1lica

  • 8/17/2019 Apostila Laboratorio Quimica Geral

    30/108

     

    25

    Procedimento experimental

    Picnometria

    1ª. Parte – Determinação do volume do picnômetro (Calibração do picnômetro)

    Essa primeira parte consiste na calibração do picnômetro, determinando seu volume.

    Esse volume pode ser determinado a partir da pesagem de uma substância em que se conheça

    a densidade na temperatura em que a mesma encontra-se. Essa substância pode ser a água.

    Conhecendo-se a densidade e a massa, tem-se o volume, pois a água, assim como todos os

    líquidos, ocupa o volume de todo o recipiente. Vale salientar que o volume é função da

    temperatura, e que a densidade também varia com a mesma. Conhecendo-se a densidade da

    água, por exemplo, a uma determinada temperatura, é possível se determinar o volume do

    picnômetro. Para isso, siga os seguintes passos:

    a)  Pese o picnômetro (com a tampa) vazio e seco;

    b) 

    Fora da balança, coloque água destilada no picnômetro até que o volume do líquido

    fique acima do colo;

    c)  Coloque a tampa capilar, verifique se ficou cheio e enxugue cuidadosamente o excesso

    de líquido na parte externa;

    d)  Pese o picnômetro com água destilada;

    e)  Obtenha a massa de água, subtraindo a massa do picnômetro cheio de água, da massa

    do picnômetro vazio;

    f)   Veja na Tabela A.1, qual a densidade da água, na temperatura em que a mesma se

    encontra (verificar com termômetro);

    g)  Calcule o volume do picnômetro pela relação V=m/ρ. 

    2ª. Parte – Determinação da densidade da solução de hidróxido de sódio 0,5 M

  • 8/17/2019 Apostila Laboratorio Quimica Geral

    31/108

     

    26

     Assim como se determinou o volume do picnômetro, a partir da relação

    massa/volume, determina-se também a densidade da solução. Vale lembrar que se deve usar o

    picnômetro o qual se determinou o volume, ou seja, o qual foi feita a calibração. Siga os

    seguintes passos:

    a)  Esvazie o picnômetro;

    b)  Lave inteiramente o picnômetro com a solução a ser analisada (NaOH 0,5 mol/L);

    c)  Coloque a solução no picnômetro até que o nível do líquido fique acima do colo;

    d)  Coloque a tampa capilar e enxugue cuidadosamente o excesso de líquido;

    e)  Pese o picnômetro com a solução;

    f)  Obtenha a massa da solução, subtraindo a massa do picnômetro cheio de solução, da

    massa do picnômetro vazio;

    g)  Calcule a densidade da solução, pela relação massa/volume.

    Método de Arquimedes

    a)  Em uma balança, pese os materiais sólidos e anote as massas;

    b)  Coloque um determinado volume de água na proveta, suficiente para submergir a

    amostra de material sólido; faça isso para os três materiais;

    c)  Coloque a amostra do material sólido na proveta com água;

    d) 

     Anote o valor do volume de água deslocado;

    e)  Calcule as densidades dos materiais.

  • 8/17/2019 Apostila Laboratorio Quimica Geral

    32/108

     

    27

    Resultados

     Tabela 3.2. Dados experimentais – Picnometria.

    Dado 

    Massa do picnômetro (g) =

    Massa do picnômetro com água (g) =

    Massa da água (g) =

    Densidade da água (g/mL) e Temperatura (ºC) =

     Volume do picnômetro (mL) =

    Massa do picnômetro com a solução (g) =

    Massa da solução (g) =

    Densidade da solução (g/mL) =

     Tabela 3.3. Dados experimentais – Princípio de Arquimedes.

    Objeto  mobjeto (g) V i (mL) V f (mL) V objeto (mL)

     V objeto=V f - V i 

    ρ (g/cm3)* 

    ρ = mobjeto/V objeto 

     Aço Alumínio

    Cobre

    *1mL = 1cm3 

  • 8/17/2019 Apostila Laboratorio Quimica Geral

    33/108

     

    28

    Referências

     ATKINS, P.; JONES, L. Princípios de Química: Questionando a vida moderna e o meio

    ambiente. 1ª ed. Porto Alegre: Bookman, 2001.

    BROWN, T. L.; LEMAY, E.; BURSTEN, B. E. Química  –   A Ciência Central. 9ª ed.

    Pearson, São Paulo, 2006.

    RUSSELL, J. B. Química geral. 2ª ed, vol 1, São Paulo, Ed Pearson Makron Books, 1994.

    Exercícios

    1)  Explique a diferença entre densidade absoluta e densidade relativa.

    2)  O que é picnometria?

    3)  Descreva o princípio de Arquimedes.

    4) 

    Quais as vidrarias e equipamentos necessários para se determinar a densidade, por

    picnometria e pelo princípio de Arquimedes?

    5)   A partir dos dados obtidos na prática calcule o volume do picnômetro e a densidade

    da solução analisada.

    6)  Efetue os cálculos das densidades das amostras sólidas.

    7)  Efetue os cálculos dos erros percentuais das densidades das amostras sólidas.

    8)  Comente os possíveis erros.

  • 8/17/2019 Apostila Laboratorio Quimica Geral

    34/108

     

    29

    CAPÍTULO IV - Destilação Simples

    Objetivos

    Realizar uma destilação simples, se inteirando sobre o aparato utilizado nesse processo

    e, realizar um teste do destilado.

    Introdução

     A destilação é um dos métodos mais utilizados para separação de líquidos, pois é

    bastante simples e, se tomados todos os cuidados necessários, apresenta boa qualidade na

    separação. Pode ocorrer de duas formas, a simples e a fracionada.

     A destilação simples apresenta boa versatilidade, pois pode ser usada para separar

    líquidos de outras substâncias que podem ser sólidas ou líquidas também, desde que tenham

    pontos de ebulição bem distintos; basta aquecer a mistura de substâncias até uma temperatura

    acima do ponto de ebulição da mais volátil, esta irá entrar em ebulição e passará ao estado

     vapor, que após ser resfriado em um condensador, retornará ao estado líquido.

     Já a destilação fracionada é usada para separar substâncias com pontos de ebulição

    próximos, a mistura deve ser aquecida até uma temperatura ligeiramente acima da substância

    de maior ponto de ebulição; este tipo de destilação requer um sistema mais robusto, onde uma

    coluna de fracionamento deve favorecer logo na entrada a condensação da sustância com

    maior ponto de ebulição fazendo com esta retorne ao recipiente de origem, e a substância de

    menor ponto de ebulição seguirá ao condensador.

  • 8/17/2019 Apostila Laboratorio Quimica Geral

    35/108

     

    30

    Um exemplo de destilação fracionada é a destilação do petróleo, onde o mesmo é

    submetido a um processo de onde são obtidos diversos produtos, de acordo com seus pontos

    de ebulição, desde gases, a gasolina, óleos lubrificantes entre outros.

    Metodologia 

    Materiais e reagentes

    Materiais/Quantidade Reagentes

    Balão de destilação – 01 Cloreto de sódio NaCl 10%w Termômetro – 01

    Pedras de ebulição

    Nitrato de prata AgNO3 0,1N

    Becker – 02

    Funil simples – 01

    Garra metálica – 01

     Aquecedor – 01

     Adaptador para condensador – 01

    Condensador – 01

    Suporte universal – 01

    Proveta – 01

     Tubo de ensaio – 02Mufa, rolha, mangueiras, estante para tubos de ensaio

  • 8/17/2019 Apostila Laboratorio Quimica Geral

    36/108

     

    31

    Procedimento Experimental

    Parte I - Destilação

    a) 

     Adicione pedras de ebulição ao balão de destilação;

    b)  Colete 50 mL de uma solução de NaCl no balão, com o auxílio de uma proveta

    (para medir o volume);

    c)  Com o auxílio de um funil de vidro de haste longa, transfira os 50 mL da solução

    de NaCl para o balão;

    d)  Monte um sistema de destilação simples, semelhante ao ilustrado na Figura 4.1;

    e)  Inicie o aquecimento do sistema;

    f)  Observe atentamente o sistema enquanto ocorre o aquecimento, constantemente

    observando a temperatura que é registrada no termômetro;

    g)  Observe o início da destilação, atentando para o que ocorre, visualmente, com a

    amostra;

    h) 

    Numa destilação os primeiros 5% (em relação à quantidade inicial contida no

    balão) devem ser descartados, pois pode conter impurezas. Em seguida, troque este becker

    por outro becker limpo;

  • 8/17/2019 Apostila Laboratorio Quimica Geral

    37/108

     

    32

    Figura 4.1. Sistema de destilação simples (Brown et al., 2005).

    Parte II - Teste do destilado

     Após a destilação se faz necessário um teste para verificar se a destilação foi bem

    sucedida. Assim, deve-se testar o destilado a fim de saber se ainda existe a presença do NaCl.

    Para tanto siga os passos descritos a seguir:

    a) 

     Adicione 1 mL de solução de AgNO3 (nitrato de prata) a dois tubos de ensaio.;

    b)  Numere-os como tubo 1 e tubo 2, respectivamente;

    c)   Ao tubo 1 adicione 1 mL de solução de NaCl. Observe que ocorre a formação de

    um precipitado de coloração branca. O precipitado formado é o AgCl (cloreto de prata).

     Assim, o tubo 1 servirá como referência para o tubo 2;

    d)   Adicione 1 mL do destilado ao tubo 2. Observe o que acontece.

  • 8/17/2019 Apostila Laboratorio Quimica Geral

    38/108

     

    33

     Tabela de Resultados

    Observações

    Referências

     ATKINS, P.; JONES, L. Princípios de Química: Questionando a vida moderna e o meio

    ambiente. 1ª ed. Porto Alegre: Bookman, 2001.

    BROWN, T. L.; LEMAY, E.; BURSTEN, B. E. Química  –   A Ciência Central. 9ª ed.

    Pearson, São Paulo, 2006.

  • 8/17/2019 Apostila Laboratorio Quimica Geral

    39/108

     

    34

    Exercícios

    1)  Em que se baseia o princípio da destilação simples e em que tipos de amostra ela pode ser

    usada?

    2)  Esquematize um sistema de destilação simples, enumerando cada componente, citando o

    nome e sua função.

    3)  Qual a função das pedras de ebulição?

    4)  Qual reação explica a formação do precipitado branco de AgCl?

    5)  Se no tubo 2, após adicionar a solução AgNO3, houver a turvação do destilado o que pode

    ter ocorrido?

  • 8/17/2019 Apostila Laboratorio Quimica Geral

    40/108

     

    35

    CAPÍTULO V - Conservação da Massa

    Objetivos

     Verificar a lei da conservação da massa através da determinação da massa total antes e

    depois de ocorrerem às seguintes reações:

    Reação 1: Na2CO3(aq) + CaCl2(aq) → 2NaCl(aq) + CaCO3(s)↓ 

    Reação 2: 2NaCl(aq) + CaCO3(s) + H2SO4(aq) → 2NaCl(aq) + CaSO4(aq) + H2CO3(aq) 

    Introdução

    Em 1774 Antoine Lavoisier enunciou a lei da conservação da massa, também

    conhecida como lei de Lavoisier, onde afirmava, baseado em resultados de uma série de

    experimentos, que mesmo com uma reação química não era possível criar massa, o que

    ocorria era apenas a modificação dos compostos, conservando-se, desde que em um sistema

    fechado, todos os átomos presentes antes das reações, apesar de os produtos se apresentaremcom configurações químicas e estado físico distintos dos reagentes.

  • 8/17/2019 Apostila Laboratorio Quimica Geral

    41/108

     

    36

     Antoine-Laurent de Lavoisier nasceu em Paris, em 1743 e morreu em

    Paris, 1794. Era químico, e foi considerado o criador da química

    moderna. Foi o primeiro cientista a enunciar o princípio da conservação

    da matéria. Além disso, identificou e batizou o oxigênio e participou na

    reforma da nomenclatura química. Célebre pela sua frase "Na Natureza

    nada se perde, nada se cria, tudo se transforma."

    (http://pt.wikipedia.org)

    Por volta de 1905, Albert Einstein publicou a teoria da relatividade, revolucionando osconhecimentos da época. Segundo a teoria, um objeto que se movimente com velocidade

    próxima à velocidade da luz sofre efeitos como o aumento da sua massa entre outros.

     Juntamente com a equação da equivalência entre a massa e a energia, E=m·c2, testes

    comprovaram a veracidade da teoria da relatividade mediante o estudo das reações nucleares,

    onde ocorre a liberação de imensas quantidades de energia, resultantes da perda de massa do

    sistema.

     Apesar de ocorrer liberação de energia durante as reações químicas comuns, as

    quantidades são demasiadamente inferiores às liberadas durante as reações nucleares, e,

    portanto, não é mensurável a conversão de massa em energia nestas reações, verificando-se

    assim a lei da conservação da massa em sistemas reacionais não nucleares.

    http://images.google.com.br/imgres?imgurl=http://fisicoquimica8a.files.wordpress.com/2008/02/antoine_lavoisier.jpg&imgrefurl=http://fisicoquimica8a.wordpress.com/2008/02/22/mas-notinhas/&usg=__hjXlkxtJQevTj9UusyfTGZXeMq8=&h=500&w=325&sz=23&hl=pt-BR&start=1&tbnid=klxxIAiPrTdHxM:&tbnh=130&tbnw=85&prev=/images%3Fq%3Dlavoisier%26gbv%3D2%26hl%3Dpt-BRhttp://images.google.com.br/imgres?imgurl=http://fisicoquimica8a.files.wordpress.com/2008/02/antoine_lavoisier.jpg&imgrefurl=http://fisicoquimica8a.wordpress.com/2008/02/22/mas-notinhas/&usg=__hjXlkxtJQevTj9UusyfTGZXeMq8=&h=500&w=325&sz=23&hl=pt-BR&start=1&tbnid=klxxIAiPrTdHxM:&tbnh=130&tbnw=85&prev=/images%3Fq%3Dlavoisier%26gbv%3D2%26hl%3Dpt-BR

  • 8/17/2019 Apostila Laboratorio Quimica Geral

    42/108

     

    37

    Metodologia

    Materiais e reagentes

    Materiais Reagentes

    Balança analítica Carbonato de sódio 0,1 M

    Frascos pequenos Cloreto de cálcio 0,1 M

    Béqueres cido sulfúrico 0,1 M

    Pipetas

    Pipetadores

    Procedimento experimental

    O sistema adotado consiste em: conjunto dos três frascos, tampados e com as

    respectivas soluções. O que serão feitas são manipulações dos conteúdos dos frascos. As

    pesagens serão sempre do sistema.

    a)  Pipetar 5 mL de solução de Na2CO3 (0,1 M) e colocar em um frasco. Fechar o frasco;

    b)  Pipetar 5 mL de solução de CaCl2 (0,1 M) e colocar em um frasco. Fechar o frasco;

    c)  Pipetar 10 mL de solução de H2SO4 (0,1 M) e colocar em um frasco. Fechar o frasco;

    d)  Pesar os três frascos juntos. Anotar a massa do conjunto;

    e)  Fora da balança, adicionar a solução de CaCl2 (0,1 M) no frasco que contem a solução

    de Na2CO3 (0,1 M) e tampar ambos os frascos. Verificar o que ocorre;

    f)  Pesar novamente o conjunto de frascos e anotar a massa;

    g)  Novamente fora da balança, adicionar a solução de H2SO4  (0,1 M) ao frasco que

    contém a solução formada pela Reação 1. Tampar o frasco rapidamente. Observar o que

    ocorre;

    h) 

    Pesar mais uma vez o conjunto e anotar a massa.

  • 8/17/2019 Apostila Laboratorio Quimica Geral

    43/108

     

    38

     Tabela 5.1. Dados experimentais.

    Sistema: frascos com soluções Massa (g)

    antes das reações

    após a 1ª reação

    após a 2ª reação

    Referências 

     ATKINS, P.; JONES, L. Princípios de Química: Questionando a vida moderna e o meio

    ambiente. 1ª ed. Porto Alegre: Bookman, 2001.

    BROWN, T. L.; LEMAY, E.; BURSTEN, B. E. Química  –   A Ciência Central. 9ª ed.

    Pearson, São Paulo, 2006.

    RUSSELL, J. B. Química geral. 2ª ed, vol 1, São Paulo, Ed Pearson Makron Books, 1994.

    Exercícios

    1)  O que diz a lei da conservação da massa, conhecida também por lei de Lavoisier?

    2)  Calcule a quantidade de matéria, em mols, de cada solução utilizada nesse experimento.

    3)   Verifique se há reagente em excesso nas proporções em que foram utilizadas.

    4)  Considere a reação 2Na3PO4 + 3Ba(NO3 )2 → Ba3(PO4 )2 + 6NaNO3. Suponha que uma

    solução contendo 3,5 g de Na3PO4 é misturada com uma solução contendo 6,4 g de

    Ba(NO3 )2. Quantos gramas de fosfato de bário podem ser formados?

    5)  Com base nos dados obtidos, como é possível interpretar a Lei da Conservação da Massa ?

    6)  Qual a origem da turvação observada na primeira reação?

    7)  Calcule a média e o desvio padrão da massa do sistema (três frascos com as três

    soluções). Comente o resultado.

  • 8/17/2019 Apostila Laboratorio Quimica Geral

    44/108

     

    39

    Unidade II

  • 8/17/2019 Apostila Laboratorio Quimica Geral

    45/108

     

    40

    CAPÍTULO VI –  Determinação da viscosidade de um líquido 

    Objetivo

    Determinar a viscosidade de um líquido utilizando o método de Stokes.

    Introdução

    Por causa da interação das camadas adjacentes das moléculas, os líquidos realizam uma

    resistência contra o escoamento, conhecida como viscosidade.

    Dos inúmeros métodos para se determinar a viscosidade de um líquido aplica-se aqui o

    método de Stokes, baseado na Lei de Stokes. Um corpo sólido caindo em um líquido sofre a

    ação de uma força de atrito para cima. Para uma esfera de raio (r), esta força de atrito segue a

    Lei de Stokes, que diz: A resistência encontrada por um sólido que se desloca em um líquido é

    proporcional a 6Π, ao raio do corpo sólido (r), ao coeficiente de viscosidade ( η ) e a velocidade

    do corpo (Vc), como mostra a Equação 1:

    F = 6 . Π . η . Vc . r (1)

     Além da força de atrito, age sobre a esfera a força gravitacional, Equação 2:

    P = 4/3  Π . r3. s . g

    (2)

    e a força do empuxo, Equação 3:

    E = 4/3  Π . r3 . liq . g

    (3)

     A Figura 6.1 ilustra um esquema do experimento.

  • 8/17/2019 Apostila Laboratorio Quimica Geral

    46/108

     

    41

    Figura 6.1. Esquema do experimento: esfera de vidro escoando em um fluido dentro de uma

    proveta, com ilustração do balanço das forças.

    No momento da queda, em que o corpo tem uma velocidade constante, as forças se

    compensam, ou seja, E + F = P, e chega-se a Equação 4:

    η = 2 . r2

    . g . ( s - liq  )/ 9 . Vc(4)

    onde s = densidade do sólido e liq  = densidade do líquido.

    Quando as grandezas da Equação 4 são expressas em unidades de CGS (centímetro –

    grama –segundo), a unidade de viscosidade chama-se Poise. Nos livros encontram-se muitas

     vezes o milipoise (10-3

      poise) abreviando mP, e centipoise (10-2

      poise) abreviando cP.

    EF

    P

    r

    L

    R

  • 8/17/2019 Apostila Laboratorio Quimica Geral

    47/108

     

    42

    Portanto, 1P é correspondente a 1g/cm.s; multiplicando esse valor por 100 obtém a unidade

    equivalente em 1cP, que é igual a 1mPa.s (lê-se milipascal segundos), que é outra unidade de

     viscosidade muito utilizada.

     A velocidade da esfera será influenciada pela proximidade das paredes da proveta; por

    isso é recomendável deixá-la cair no centro da proveta.

     A relação entre a velocidade constante (V), numa proveta de raio (R) e a velocidade de

    queda da esfera (Vc) de raio (r) é dada pela Equação 5:

     Vc = V(l + 2,4 . r/R) (5)

    onde V = velocidade desenvolvida no movimento retilíneo uniforme, V=L/∆t.

    Metodologia

    Materiais e reagentes

    leo de soja  Esferas de vidro 

    Balança analítica  Cronômetros 

     Termômetro  Régua graduada 

    Proveta de 2000 mL 

    Procedimento experimental

    Com o método de Stokes vai ser determinada a viscosidade do óleo de soja ( liq  = 0,92

    g/cm3 ) com auxílio de esferas de vidro ( s = 2,57 g/cm3 ).

    1)  Em uma balança analítica, pese as esferas de vidro a serem utilizadas;

    2)  Obtenha o volume de cada esfera, usando a relação entre a massa e a densidade;

    3)  Calcule os raios das esferas, sabendo que o volume da esfera é igual a 4/3 . Π . r3;

  • 8/17/2019 Apostila Laboratorio Quimica Geral

    48/108

     

    43

    4)  Meça a distância entre os pontos marcados na proveta, L; e o diâmetro interno da

    proveta, para obtenção do raio da proveta, R;

    5)  Ponha uma esfera de vidro próximo à superfície do óleo e no centro da proveta e

    deixa-a cair. Use o cronômetro para determinar o tempo, ∆t, em que a esfera percorre

    o trajeto;

    6)  Repita a experiência com outras esferas.

    Resultados

    Pressão atmosférica, P (atm):

     Aceleração da gravidade, g (cm/s2 ):

     Temperatura, T (ºC): 

    Massa da esfera, m (g): 

    Distância entre os pontos marcados

    na proveta, L (cm): 

    Raio da proveta, R (cm): 

    Esfera  Tempo de queda da esfera, ∆t (s): 

    1

    2

    3

    4

    5

  • 8/17/2019 Apostila Laboratorio Quimica Geral

    49/108

     

    44

    Cálculos

    Referências Bibliográficas

    CASTELLAN, G. Fundamentos de Físico-Química. Tradução de Cristina M. P. dos

    Santos e Roberto B. Farias, LTC, Rio de Janeiro, 1986.

    MOORE, W. J. Físico-Química.  Tradução da 4ª. Edição americana, Helena Lichum e

    outros. Edgard Blucher, São Paulo, 1976.

    Exercícios

    1)  O que é viscosidade?

    2)  Faça um esquema do experimento, identificando todo o aparato.

    3)  Coloque o passo a passo que se deve fazer para se determinar a viscosidade de um

    fluido pelo método de Stokes.

    4)   A partir dos dados experimentais, calcule a viscosidade do óleo.

  • 8/17/2019 Apostila Laboratorio Quimica Geral

    50/108

     

    45

    5)  Pesquise qual a viscosidade do óleo na temperatura em que se fez o experimento. Caso

    não encontre, na mesma temperatura, informe qual a temperatura em que você

    encontrou a viscosidade.

    6)  Calcule o erro experimental. Se houver diferença de temperatura, como descrito no

    item anterior, comente esse fator.

    7)  Explique as possíveis fontes de erros.

    8)  Faça uma pesquisa sobre outros métodos de se determinar a viscosidade de líquidos.

  • 8/17/2019 Apostila Laboratorio Quimica Geral

    51/108

     

    46

    CAPÍTULO VII - Extração líquido-líquido

    Objetivo

    Realizar uma extração líquido-líquido para se determinar o teor de etanol em uma

    amostra de gasolina.

    Introdução

     A gasolina é uma das frações do petróleo. Trata-se de uma mistura de

    hidrocarbonetos de cadeias que podem variar de 6 (seis) a 12 (doze) átomos de carbono.

    Seu principal constituinte é o iso-octano. Ela pode ser obtida por vários métodos, como

    destilação fracionada, isomerização, alquilação e craqueamento catalítico. No Brasil

    adiciona-se etanol (álcool etílico) à gasolina, com a finalidade, dentre outras, de reduzir as

    emissões de poluentes oriundos da queima do combustível fóssil.

    O teor de álcool etílico anidro na gasolina é fixado por portaria do Ministério da

     Agricultura, conforme Decreto Nº 3.966/2001. O percentual máximo de álcool etílico

    anidro adicionado à gasolina é de 25% desde 07/2007.

    O álcool utilizado como combustível, nos postos de gasolina, é o etanol hidratado.

    O etanol pode ser obtido por vários processos químicos, como do próprio petróleo, pela

    fermentação da beterraba, como é feito na Europa, ou do milho, nos Estados Unidos. No

    Brasil, o etanol é produzido a partir da cana-de-açúcar. A cana é processada em usinas,

    passando por diversas operações como moagem, fermentação e destilação.

  • 8/17/2019 Apostila Laboratorio Quimica Geral

    52/108

     

    47

    Enquanto os compostos presentes na gasolina são moléculas apolares, o etanol é

    uma molécula anfifílica, ou seja, possui uma parte polar e outra apolar.

     Veja, no esquema a seguir, a molécula do etanol, destacando a calda, apolar, e a

    cabeça, polar.

     A parte polar da molécula é hidrofílica, ou seja, tem afinidade por água, enquanto a

    parte apolar é hidrofóbica, ou seja, tem repulsão à água.

    Devido a essa dupla afinidade, a molécula de etanol pode se misturar tanto com a

    gasolina, que é apolar, quanto com a água, que é polar. No entanto, a contribuição

    hidrofílica da molécula de etanol é superior à hidrofóbica. Dessa forma, quando se mistura

    água com gasolina, a água consegue extrair o álcool presente na mistura.

    Do ponto de vista das interações intermoleculares, as pontes de hidrogênio,

    formadas entre a água e o álcool, são mais fortes do que as interações dipolo-dipolo,

    presentes nas moléculas da gasolina. Vamos revisar um pouco essas interações.

     As forças intermoleculares são forças existentes entre as moléculas de compostos

    que formam ligações covalentes. Essas forças são bem mais fracas do que as ligações

    químicas.

     A Figura 7.1 ilustra a diferença entre uma ligação química e atração intermolecular.

    CabeçaCH3-CH2-  OH

    Calda

  • 8/17/2019 Apostila Laboratorio Quimica Geral

    53/108

     

    48

    Figura 7.1. Ilustração da diferença entre ligação química e atração intermolecular

    (Brown et al, 2005).

     As forças intermoleculares podem ser do tipo: dipolo-dipolo, íon-dipolo, força de

    dispersão de London e pontes/ligações de hidrogênio.

     As forças dipolo-dipolo ocorrem em compostos polares, ou seja, compostos onde

    existe uma diferença de eletronegatividade entre os elementos ligantes. As moléculas se

    atraem quando o lado positivo de uma está próximo do lado negativo de outra. Ex: H-Cl

     As forças do tipo íon-dipolo ocorrem entre compostos polares e na presença de

     íons em suspensão. Esse tipo de força intermolecular é mais forte do que a dipolo-dipolo.

    Ex: H-Cl em solução salina de Na+Cl- 

     As forças de dispersão de London ocorrem entre moléculas apolares. Um momento

    de dipolo instantâneo, bastante pequeno, pode ser criado devido o movimento de elétrons

    em um átomo ou molécula. Ex: N2, O2, CH4 

     As pontes ou ligações de hidrogênio são forças intermoleculares mais fortes. Elas

    ocorrem em compostos polares onde a diferença de eletronegatividade é mais pronunciada.

    É formada entre o hidrogênio (H) e outro elemento demasiadamente eletronegativo como

    o Flúor, Oxigênio e Nitrogênio (F, O, N). Ex: H2O, HF

  • 8/17/2019 Apostila Laboratorio Quimica Geral

    54/108

     

    49

    Metodologia

    Materiais e reagentes

    Becker

    Proveta de 100 mL, com tampa

    Luvas

    Óculos de segurança

    Gasolina comum

    Procedimento experimental

    CUIDADOS IMPORTANTES

    Não acender ou ligar nenhum tipo de fonte de calor. Usar óculos

    de proteção e luvas. Realizar o experimento na capela,

     preferencialmente. Armazenar o efluente em recipiente que está

    disponível no laboratório para que seja adequadamente tratado.

    a)  Colocar 50 mL de água na proveta de 100 mL, previamente limpa e seca,

    observando a parte inferior do menisco;

    b)  Completar o volume até 100 mL com a amostra de gasolina. Faça isso

    cuidadosamente para que as fases não se misturem;

    c)   Tampar de forma adequada a proveta;

    d)  Misturar as camadas de água e gasolina através de inversões da proveta. Segure

    firme para evitar vazamentos;

  • 8/17/2019 Apostila Laboratorio Quimica Geral

    55/108

     

    50

    e)  Manter a proveta em repouso até a separação das fases;

    f)   Anotar o aumento da camada aquosa, em mililitros.

    Referências

    BROWN, T. L.; LEMAY, E.; BURSTEN, B. E. Química  –  A Ciência Central. 9ª ed.;

    Pearson; São Paulo; 2006.

    Exercícios

    1)  O que são forças intermoleculares?

    2)  Dê a definição de cada força intermolecular, citando um exemplo de cada.

    3)  Por que no Brasil se adiciona etanol à gasolina?

    4)  Faça uma pesquisa sobre extração líquido-líquido.

    5)  Qual dos líquidos tem maior densidade? Como você deduziu sua resposta?

    6)  Por que a água extrai o etanol da gasolina?

    7)  Qual o teor de etanol na gasolina em % e em mL de etanol/L de combustível?

    8)  Calcule o erro experimental, caso exista, baseado na percentagem de etanol

    permitida na gasolina. Comente os possíveis erros.

  • 8/17/2019 Apostila Laboratorio Quimica Geral

    56/108

     

    51

    CAPÍTULO VIII - Soluções

    Objetivos

    Inteirar o aluno com os cálculos e preparo de soluções.

    Introdução

    Soluções são substâncias formadas pela mistura homogênea de dois ou mais

    compostos químicos, sendo que a composição química é sempre a mesma ao longo de toda

    a mistura. As soluções são constituídas de dois componentes: o soluto e o solvente.

    Denomina-se soluto o composto que é dissolvido e solvente o composto que irá dissolver,

    sendo que este último se encontra em maior quantidade.

    Existem duas maneiras para se determinar qual componente é o soluto: deve-se

     verificar o componente da solução que muda de estado físico ao ser misturado, ou então

     verificar o composto que se encontra em menor porção na mistura.

     A solubilidade das substâncias depende de vários fatores, dentre eles, o tipo de

    soluto e de solvente. Em geral as substâncias inorgânicas são polares, enquanto as

    orgânicas são apolares. Uma substância polar tende a dissolver-se num solvente polar. Uma

    substância apolar tende a se dissolver num solvente apolar.

     As soluções podem ocorrer nos três estados físicos da matéria: soluções sólidas,

    líquidas e gasosas. Nas soluções sólidas todos os componentes devem estar no estado

    sólido. Exemplo: ligas metálicas, como o aço.

    Quando a solução é líquida o solvente tem que ser um líquido e o soluto pode ser:

  • 8/17/2019 Apostila Laboratorio Quimica Geral

    57/108

     

    52

    a.  Sólido, como uma solução de hidróxido de sódio dissolvido em água;

    b.  Líquido, por exemplo, uma solução de álcool em água, e;

    c.  Gasoso, como a solução de HCl concentrada onde HCl(g) é borbulhado em água.

     As soluções gasosas são formadas de compostos no estado gasoso. Exemplo: ar.

     As soluções podem ainda ser classificadas com relação à quantidade de soluto em:

    i.  Soluções insaturadas  –  a quantidade de soluto presente é menor que o máximo

    solúvel na quantidade de solvente considerada, também chamada de solução

    diluída;

    ii. 

    Soluções saturadas  –  a quantidade de soluto presente é exatamente o máximosolúvel na quantidade de solvente considerada, também chamada de solução

    concentrada, e;

    iii.  Soluções supersaturadas  – a quantidade de soluto presente é maior que o máximo

    solúvel na quantidade de solvente considerada, também chamada de solução

    instável, pois qualquer alteração irá provocar a precipitação do excesso de soluto.

     A quantidade de soluto presente em uma solução é chamada de concentração.

    Pode-se expressar essa quantidade de diferentes formas. A seguir são apresentadas as

    principais expressões de concentração:

    Concentração comum: indica a massa de soluto presente em cada litro de solução.

    [C] = g/L

    Título: é a relação entre a massa do soluto e a massa da solução.

    Molaridade: é a quantidade de matéria, em mols, de soluto presente em cada litro

    de solução.

    [ M ] = mol/L

  • 8/17/2019 Apostila Laboratorio Quimica Geral

    58/108

     

    53

    Fração molar: é a relação entre a quantidade de matéria em mols do soluto (ou de

    solvente) e a quantidade de matéria em mols da solução.

    ou X1 + X2 = 1

    Molalidade: é a relação entre a quantidade de matéria em mols do soluto, e a

    massa do solvente (em Kg).

     Ao se preparar uma solução é preciso tomar os cuidados necessários para evitar

    acidentes durante a adição do soluto, como também se deve prestar atenção à marcação de

    calibração do recipiente de forma a não inserir erros na concentração da mesma.

    Metodologia

    Materiais e reagentes

    Materiais Reagentes

    Balões volumétricos Acido clorídrico (HCl)

    Béqueres Hidróxido de sódio (NaOH)

    Bastões de vidro

    Espátulas

    Funis simples

    Pipetas

    Pissetas

    Pipetadores

  • 8/17/2019 Apostila Laboratorio Quimica Geral

    59/108

     

    54

    Procedimento experimental

    Preparo da solução de HCl 0,5 mol/L.

    a) 

    Determine o volume necessário de ácido clorídrico concentrado para se preparar asolução na quantidade e concentração desejada. Atente para as informações no rótulo do

    frasco do reagente;

    b)  Por questões de segurança (ver Capítulo I), coloque água destilada,

    aproximadamente 1/3 da capacidade da vidraria, no balão volumétrico;

    c)  Na capela, coloque um valor aproximado de ácido concentrado em um becker e em

    seguida, com o auxílio de um pipetador, transfira o volume de ácido concentrado,

    determinado no item (a), para o balão volumétrico;

    d)  Espere o balão esfriar até a temperatura ambiente e complete, até o menisco, com

    água destilada;

    e)  Faça uma homogeneização por inversão;

    f) 

     Transfira a solução preparada para um frasco de vidro e rotule com os dados dasolução, número da turma, equipe e data;

    Preparo da solução de HCl 0,1 mol/L.

    a)  Determine o volume necessário de solução matriz, preparada no passo anterior, e

    transfira para o balão volumétrico, de capacidade desejada;

    b)  Complete com água destilada até o menisco, seguindo o procedimento de preparo

    indicado anteriormente.

  • 8/17/2019 Apostila Laboratorio Quimica Geral

    60/108

     

    55

    Preparo da solução de NaOH 0,5 mol/L.

    a)  Determine a massa de hidróxido de sódio, necessária para preparar a solução, em

     volume e concentração desejada. Atente para as informações no rótulo do frasco do

    reagente;

    b)  Pese a massa determinada, em um becker limpo e seco;

    c)  Com a ajuda de um bastão de vidro, dissolva-o, no próprio becker, com água

    destilada;

    d)   Transfira o conteúdo do becker para o balão volumétrico, e siga os procedimentos

    de preparo de soluções;

    e)   Transfira a solução para um frasco de plástico e rotule, como mostrado no

    procedimento anterior;

    f)  Guarde as soluções preparadas em um armário para utilização nas próximas

    experiências.

    Referências

     ATKINS, P.; JONES, L. Princípios de Química: Questionando a vida moderna e o

    meio ambiente. 1ª ed. Porto Alegre: Bookman, 2001. 911 p.

    BROWN, T. L.; LEMAY, E.; BURSTEN, B. E. Química  –  A Ciência Central. 9ª ed.

    Pearson, São Paulo, 2006.

    MAHAN, B. M.; MYERS, R. J. Química: um curso universitário. 4ª ed. São Paulo:

    Edgard Blücher, 1995, 582 p.

  • 8/17/2019 Apostila Laboratorio Quimica Geral

    61/108

     

    56

    Exercícios

    1)  O que é solução? Como se pode classificá-las?

    2)  Descreva o procedimento adequado para se preparar uma solução quando o soluto

    é um líquido.

    3)  Descreva o procedimento adequado para se preparar uma solução quando o soluto

    é um sólido.

    4)  Qual o procedimento para se preparar uma solução diluída a partir de uma solução

    concentrada de uma determinada substância?

    5) 

    Calcule o volume de HCl necessário para se preparar 250 mL de solução de HCl 0,5

    mol/L, partindo de uma solução de HCl a 37% em massa e  = 1,19 g/mL.

    6)  Calcule o volume de HCl necessário para se preparar 25 mL de solução de HCl 0,1

    mol/L, partindo da solução de solução de HCl 0,5 mol/L.

    7)  Calcule a massa de NaOH necessária para se preparar 250 mL de solução NaOH

    0,5 mol/L.

    8)  Converta HCl 0,5M para unidades de concentração comum, g/L.

  • 8/17/2019 Apostila Laboratorio Quimica Geral

    62/108

     

    57

    CAPÍTULO IX - Análise volumétrica

    Objetivos

    Familiarizar o aluno com a análise volumétrica, através da padronização da solução

    preparada na prática anterior.

    Introdução

     A análise volumétrica consiste na medida de volumes de duas soluções que reagem

    entre si. Uma delas apresenta concentração previamente conhecida, atuando como padrão

    de medida; a outra contém a espécie de concentração desconhecida que se deseja analisar.

     A solução padrão é adicionada gota a gota, por meio de uma bureta, à solução de

    concentração desconhecida (contida num erlenmeyer). Este tipo de operação recebe o

    nome de titulação.

    Como não é possível visualmente perceber o ponto de equivalência, é necessário

    que se utilize um indicador, no erlenmeyer, para indicar, através da mudança de cor, o

    ponto final da titulação.

    Indicadores, de um modo geral, são bases ou ácidos orgânicos fracos, apresentando

    cores diferentes quando nas formas protonada ou não-protonada. Consequentemente, a

    cor do indicador dependerá do pH.

     A solução titulante deve ser preparada de um padrão primário, ou deve ser

    previamente analisada a partir de um padrão primário.

    O biftalato de potássio, por exemplo, é um sal de potássio do ácido ftálico,  de

    fórmula química KHC8H4O4 ou C8H5KO4. Esse composto apresenta características de um

    http://pt.wikipedia.org/wiki/Pot%C3%A1ssiohttp://pt.wikipedia.org/wiki/%C3%81cido_ft%C3%A1licohttp://pt.wikipedia.org/wiki/F%C3%B3rmula_qu%C3%ADmicahttp://pt.wikipedia.org/wiki/Pot%C3%A1ssiohttp://pt.wikipedia.org/wiki/Carbonohttp://pt.wikipedia.org/wiki/Carbonohttp://pt.wikipedia.org/wiki/Oxig%C3%AAniohttp://pt.wikipedia.org/wiki/Oxig%C3%AAniohttp://pt.wikipedia.org/wiki/Oxig%C3%AAniohttp://pt.wikipedia.org/wiki/Oxig%C3%AAniohttp://pt.wikipedia.org/wiki/Carbonohttp://pt.wikipedia.org/wiki/Pot%C3%A1ssiohttp://pt.wikipedia.org/wiki/Pot%C3%A1ssiohttp://pt.wikipedia.org/wiki/F%C3%B3rmula_qu%C3%ADmicahttp://pt.wikipedia.org/wiki/%C3%81cido_ft%C3%A1licohttp://pt.wikipedia.org/wiki/Pot%C3%A1ssio

  • 8/17/2019 Apostila Laboratorio Quimica Geral

    63/108

     

    58

    padrão primário, pois é um sólido estável ao ar e a luz, não higroscópico e de alta massa

    molecular, 204,2212 g/gmol, sendo fácil de ser pesado precisamente.

    Metodologia

    Materiais e reagentes

    Materiais/Quantidade Reagentes

    Becker de 50 mL – 02 Solução de ácido clorídrico preparada no experimento anterior

    Bureta de 25 mL – 01 Solução de hidróxido de sódio, previamente padronizada

    Erlenmeyer de 125 mL – 01 Indicador ácido-base - solução de fenolftaleína 1%

    Garra para bureta – 01 Biftalato de potássio

    Suporte para bureta – 01

    Conta gotas – 01

    Pipeta de 10 mL – 01

    Procedimento experimental

    1ª Parte: Padronização da solução NaOH preparada na aula anterior.

    a)  Encha a bureta com a solução titulante - solução de biftalado de potássio,

    previamente preparada;

    b) 

     Abra a torneira da bureta e deixe escoar a solução até o desaparecimento de bolhas;

    c)  Complete o volume com a solução e zere a bureta;

    d)   Junte 20 mL da solução a ser analisada - solução de hidróxido de sódio preparada

    no experimento anterior - e transfira para um erlenmeyer de 125 mL;

    e)   Adicione duas gotas do indicador - solução de fenolftaleína;

    http://pt.wikipedia.org/wiki/Padr%C3%A3o_prim%C3%A1riohttp://pt.wikipedia.org/wiki/Padr%C3%A3o_prim%C3%A1rio

  • 8/17/2019 Apostila Laboratorio Quimica Geral

    64/108

     

    59

    f)   Abra cuidadosamente a torneira da bureta, de modo que a solução da base seja

    adicionada gota a gota ao erlenmeyer, até o aparecimento de uma coloração rósea

    persistente.

    g)   Anote o valor de solução de biftalato de potássio gasto na titulação.

    2ª Parte: Análise da solução HCl preparada na aula anterior.

    a)  Encha a bureta com a solução titulante - solução de hidróxido de sódio,

    previamente padronizada;

    b)   Abra a torneira da bureta e deixe escoar a solução até o desaparecimento de bolhas;

    c)  Complete o volume com a solução e zere a bureta;

    d)   Junte 20 mL da solução a ser analisada - solução de ácido clorídrico preparada no

    experimento anterior - e transfira para um erlenmeyer de 125 mL;

    e)   Adicione duas gotas do indicador - solução de fenolftaleína;

    f)   Abra cuidadosamente a torneira da bureta, de modo que a solução da base seja

    adicionada gota a gota ao erlenmeyer, até o aparecimento de uma coloração rósea

    persistente.

    g)   Anote o valor de solução de hidróxido de sódio gasto na titulação.

    Referências

     ATKINS, P.; JONES, L. Princípios de Química: Questionando a vida moderna e o

    meio ambiente. 1ª ed. Porto Alegre: Bookman, 2001. 911 p.

    MAHAN, B. M.; MYERS, R. J. Química: um curso universitário. 4ª ed. São Paulo:

    Edgard Blücher, 1995, 582 p.

  • 8/17/2019 Apostila Laboratorio Quimica Geral

    65/108

     

    60

     JEFFERY, G. H. et al. Análise Química Quantitativa. 5ª ed. Editora Guanabara Koogan

    S/A. Rio de Janeiro, 1992.

    Exercícos

    1)  O que é titulação e qual sua finalidade?

    2)  Para que serve um indicador?

    3)  Faça um esquema do experimento identificando todo o aparato.

    4)  Explique quando se deve suspender a adição de solução padrão em uma titulação.

    5)  Calcule a concentração verdadeira de HCl.

    6)  Calcule o erro experimental e comente o resultado.

  • 8/17/2019 Apostila Laboratorio Quimica Geral

    66/108

     

    61

    Unidade III

  • 8/17/2019 Apostila Laboratorio Quimica Geral

    67/108

     

    62

    CAPÍTULO X - Calorimetria

    Objetivos

    Determinar a capacidade calorífica de um calorímetro, o calor específico de um metal e o

    calor de formação para um mol de água.

    Introdução

    Calorimetria é a medida do calor liberado ou absorvido numa transformação. O aparelho

    utilizado nessa medida é o calorímetro, sendo o mais simples deles, o calorímetro de água.

    Quando uma transformação ocorre no interior de um calorímetro de água, a água que ele

    contém sofre aquecimento ou resfriamento. Medindo-se a elevação ou abaixamento da

    temperatura dessa massa de água, é possível determinar a quantidade de calor liberada ou

    absorvida na transformação através da expressão:

    Q = m.cp. T

    onde:

    Q = quantidade de calor liberado ou absorvido (J ou cal);

    m = massa da substância (g);

    cp = calor específico da substância a pressão constante (J/g °C ou cal/g °C);

     T = variação de temperatura (°C).

  • 8/17/2019 Apostila Laboratorio Quimica Geral

    68/108

     

    63

    a)  Determinação da capacidade calorífica ou equivalente em água do calorímetro (C)

    Esta determinação é necessária porque o calorímetro troca calor com o sistema que está

    sendo investigado no seu interior. Este processo é denominado de calibração.

     A calibração é feita pela mistura, no interior do calorímetro, de quantidades conhecidas de

    água fria e quente.

    Capacidade térmica ou capacidade calorífica(C) é a grandeza física que determina o calor

    que é necessário fornecer a um corpo para produzir neste uma determinada variação de

    temperatura. Ela é medida pela variação da energia interna necessária para aumentar em um grau

    a temperatura de um material. A unidade usada no SI é J/K (Joule por Kelvin).

    Geralmente, a capacidade calorífica de um calorímetro é determinada colocando-se uma

    determinada quantidade de água (mágua fria ) a uma determinada temperatura (tágua fria ) em seu

    interior e mis