UNIVERSIDADE ESTADUAL DE MARINGÁ CENTRO DE CIÊNCIAS EXATAS DEPARTAMENTO DE QUÍMICA

ENGENHARIA QUÍMICA

CALIBRAÇÃO DE INSTRUMENTOS DE MEDIDA: PIPETA E

TERMÔMETRO

Disciplina: Laboratório de Química Geral e Inorgânica

Turma: 004

Acadêmicos R.A. Denilson de Oliveira Francisco 60998 Rafael Yuri Takashi Okada 65234 Ricardo Henry Sousa Hassegawa 61388 Túlio Begena Araújo 62247

Professor: Augusto

MARINGÁ-PR

2010

1. INTRODUÇÃO

Quando se faz uma experiência em laboratório, uma das principais

preocupações, já que se trata de um processo científico, é a de obter resultados

confiáveis e controlados. Em todos os tipos de medições podem ocorrer erros, sejam

estes devidos à falta de atenção do operador, do método ou erro nos próprios

instrumentos. Esses erros são denominados erros sistemáticos, sendo que os principais

ocorrem devido a instrumentos mal calibrados.

Nesse relatório é mostrado como foi feita a calibração de dois importantes

instrumentos utilizados nos laboratórios de química: a pipeta de 10,0 mL e o

termômetro.

A calibração da pipeta de 10,0 mL utiliza-se de algumas propriedades

fundamentais de qualquer substância: a densidade, e a sua variação em função da

temperatura, e a sua massa. Essa calibração é necessária, uma vez que a marca de

graduação da pipeta pode ter sido impressa erroneamente.

A calibração do termômetro é necessária, pois a água apresenta diferentes

pontos de fusão e de ebulição em função da pressão, assim, pode ser que o

termômetro utilizado em um local com uma determinada pressão P1 apresente uma

temperatura diferente do que apresentaria se estivesse num local com uma

determinada pressão P2. Embora o ponto de fusão da água pura não seja muito

afetado pela pressão, o ponto de ebulição da água pura sofre grande influência.

Assim, os objetivos dessas experiências foram determinar os valores

corretos para o volume de água escoado da pipeta e a equação que determina a

temperatura correta medida pelo termômetro. Além disso, também foi de interesse

construir um gráfico que relacionasse os valores reais de temperatura de fusão e

ebulição com os valores de fusão e ebulição encontrados na experiência.

2. PROCEDIMENTO

2.1. CALIBRAÇÃO DE PIPETAS

Materiais utilizados - Béquer de 50,0 mL; - Pipeta de 10,0 mL; - Pipetador; - Água destilada; - Balança; - Papel absorvente; - Termômetro; - Tabela de densidades da água.

Com o auxílio de uma balança, foi determinado o valor da massa de um béquer de 50,0 mL limpo e seco. Esse valor foi anotado para posterior conferência.

Encheu-se a pipeta de 10,0 mL com água destilada com a ajuda do pipetador até a marca de graduação (10,0 mL) e limpou-se a parede externa da pipeta com papel absorvente.

A água contida na pipeta foi transferida para o béquer de 50,0 mL, e então foi feita novamente a pesagem do béquer, agora com água. O valor encontrado foi anotado para posterior conferência.

Com o uso do termômetro, determinou-se a temperatura da água utilizada na experiência, tomando o cuidado de não encostar o bulbo do termômetro nas paredes do béquer. Anotou-se o valor encontrado para a temperatura.

A partir da tabela de densidades da água, foi determinado o volume real de água escoada da pipeta.

2.2 CALIBRAÇÃO DO TERMÔMETRO Materiais utilizados - Gelo picado; - Água destilada; - Béquer de 100,0 mL; - Termômetro; - Erlenmeyer de 250,0 mL; - Suporte para adaptar o termômetro à superfície da água contida no erlenmeyer; - Bico de bünsen; - Barômetro de Torricelli; - Tabela de ponto de ebulição da água em função da pressão atmosférica; - Béquer de 50,0 mL.

Foi colocado cerca de 50 mL de uma mistura de gelo picado e água destilada em um béquer de 100,0 mL, seguido de agitação dessa mistura.

Em seguida, o termômetro que seria calibrado foi introduzido na mistura até que seu bulbo ficasse totalmente imerso na mistura, porém tomando o cuidado de

não tocar o bulbo nas paredes do béquer. Após estabilizada a temperatura do sistema, foi observado o valor registrado no termômetro e anotado para posterior conferência.

Em um erlenmeyer de 250,0 mL foi adicionado cerca de 100 mL de água destilada. Em seguida, com a ajuda de suportes, foi adaptado um termômetro próximo à superfície do líquido (água destilada) contido no erlenmeyer. O erlenmeyer foi então colocado sobre um suporte com uma tela de amianto para que fosse feito o aquecimento da água até a sua ebulição, com um bico de bünsen. Foi registrada a temperatura marcada no termômetro quando ocorreu a ebulição da água.

Com o auxílio de um barômetro de Torricelli, foi medida e anotada a pressão atmosférica, em mmHg, no local da experiência. E após, observado o ponto de ebulição real da água fornecida pela tabela de ebulição da água em função da pressão atmosférica.

Num béquer de 50,0 mL foi adicionado aproximadamente 40 mL de água destilada e então foi determinada a temperatura da água com o mesmo termômetro utilizado na calibração.

A partir dos dados obtidos, foi construído um gráfico, sendo que na abscissa foram lançados os valores dos pontos de fusão e ebulição da água observados nas experiência, e na ordenada os valores reais fornecidos pela tabela.

Assim, construído o gráfico, o próximo passo foi montar uma equação termométrica para calcular a temperatura real da água (40 mL) contida no béquer de 50,0 mL.

3. RESULTADOS

1. Resultados da calibração de uma pipeta de 10 mL

A tabela abaixo indica com exatidão os resultados obtidos nos

experimentos para a calibração da pipeta.

TABELA 1 – Pesagens

Pesagem M’ (Béquer) M’’ (Béquer+Água) M Água (M’’-M’)

1 35,080g 45,061g 9,981g 2 35,078g 45,061g 9,923g 3 35,077g 44,885g 9,808g 4 35,080g 45,080g 10,000g

A água usada no experimento estava a 27°C, dado obtido pelo uso do

termômetro. Assim, usando a tabela da apostila foi possível determinar a densidade da

água usada naquele momento e que, no caso, era 0,996512g/cm³. Com esses valores,

foram feitos os cálculos usando a fórmula � = ��� para construção da tabela abaixo,

que indica o volume real escoado de água.

TABELA 2 – Volume real escoado

Execução Volume real escoado Desvio (em módulo)

1 10,016cm³ 0,054 2 9,9577cm³ 0,004 3 9,842cm³ 0,12 4 10,035cm³ 0,073 Médias 9,962cm³ 0,06

Assim, o volume corrigido da água é 9,962cm³0,06g. A partir desse valor,

calcula-se o erro, em porcentagem, da medida, encerrando a calibração.

%� =� ������ − � ��������� �� á���

� ������ � 100

%� =10,000 − 9,962

10,000 � 100

%� = 0,38 → ���� ����������

2. Resultados da calibração do termômetro

Após realizados os experimentos, observou-se os seguintes resultados: - O gelo apresentava temperatura de 0,5° C; - A água ferveu a 100° C; - A pressão atmosférica no local valia 711 mmHg;

O resultado esperado para o ponto de fusão da água era 0° C. Já o valor esperado para o ponto de ebulição era 98,145°C.

Este gráfico foi obtido da seguinte equação:

�(°�) = �� + � (I)

Onde “a” é o coeficiente angular e “b” é o coeficiente linear:

� =∆�

∆�=

98,145

100 − 0,5= 0,986

� = −0,5

Substituindo esses resultados em (I):

�(°�) = 0,986� − 0,5

4. CONCLUSÃO

A calibração de termômetros através da equação termométrica mostra-se essencial pelos resultados obtidos, pois utilizando este procedimento prévio a alguma prática de laboratório, a temperatura obtida será mais confiável.

Sobre a calibração da pipeta podemos dizer que, como os resultados chegaram bem próximos da medida do instrumento, então a pipeta foi calibrada corretamente. Isso demonstra que a calibração é sempre importante, pois os erros poderiam ter causado um resultado inadequado a um experimento qualquer, o que leva a concluir que a calibração é vital para a boa realização de qualquer experimento.

Assim, os objetivos da calibração, tanto da pipeta como do termômetro, foram devidamente realizados e com resultados satisfatórios.

BIBLIOGRAFIA

1. FELTRE, Ricardo; Química Geral 1; 6ª edição; Moderna; São Paulo; 2004.

2. ATKINS, P. W.; JONES, L. L.; Chemical Principles. 4th edition; W. H. Freeman

and Company; USA; 2008.

3. LABORATÓRIO DE QUÍMICA GERAL E INORGÂNICA; CENTRO DE

CIÊNCIA EXATAS; DEPARTAMENTO DE QUÍMICA.