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Introdução/ Objectivos Neste trabalho, existem vários objectivos que pretendemos alcançar. Realizámos na aula, um conjunto de quatro actividades práticas laboratoriais. No entanto, todas elas pretendiam que chegássemos à mesma conclusão: determinar uma constante física (Densidade Relativa de Sólidos e Líquidos, Ponto de Fusão de um Sólido, neste caso o Enxofre, e também a determinação do Ponto de Ebulição de dois líquidos – o etanol e a acetona). Na determinação da densidade relativa de um Líquido por Picnometria, tivemos oportunidade de escolher entre o etanol ou a acetona. Decidimos escolher o etanol. Depois de escolhido o reagente, o nosso objectivo seria medir a sua densidade relativa, utilizando a técnica do picnómetro (para líquidos). Na determinação da densidade relativa de um Sólido por Picnometria, pudemos escolher também entre vários materiais: pequenas esferas de chumbo, um fio de ouro, pequenas lâminas de cobre ou pregos de aço. Escolhemos as lâminas de cobre, uma vez que os outros materiais já tinham sido escolhidos pelos outros grupos de trabalho. O nosso objectivo, neste caso, era medir a densidade relativa do cobre, utilizando a técnica do picnómetro (para sólidos). Na determinação do ponto de fusão de um Sólido, tivemos igualmente oportunidade de escolher entre: ácido salicílico, ácido benzóico, enxofre, naftaleno ou borato de sódio. Escolhemos o enxofre (em pó), que possui ponto de fusão tabelado de 115,21 ºC. Pretendia-se determinar o seu ponto de fusão, e compará-lo com o valor tabelado, podendo assim avaliar o seu grau de pureza. Na determinação do ponto de ebulição de um Líquido, mais uma vez tivemos de optar entre os seguintes pares: água da torneira e água destilada (purificada/ desionizada) ou acetona e etanol. Escolhemos a acetona e etanol que possuem pontos de ebulição tabelados de 56,5 ºC e 78,5 ºC, respectivamente. O objectivo que se pretendia alcançar era determinar o ponto de ebulição destes líquidos, avaliando assim o seu grau de pureza. Neste caso, pretendíamos usar o aparelho automático para determinação do ponto de ebulição de uma substância, mas como este não se encontrava nas melhores condições, tivemos de optar pela realização da técnica tradicional. 1.Densidade Relativa de um Líquido(Etanol) Respostas às questões pré-laboratoriais 1. A presença de bolhas de ar no picnómetro introduz erros experimentais. Serão estes aleatórios ou sistemáticos? R: Trata-se de erros sistemáticos. Materiais / Reagentes Os materiais usados para a execução desta actividade prática foram: . Balança . Picnómetro (de líquidos) . Pipeta Pasteur . Papel Absorvente . Termómetro Os reagentes usados para a execução desta actividade prática foram: . Água Destilada (H2O) . Etanol (C2H5OH) Procedimento/ Cuidados a ter
Posteriormente, secámos o picnómetro e verificámos se estava completamente cheio. Medimos a massa do picnómetro cheio de amostra e registámos o valor. Repetimos estes últimos passos, mas desta vez utilizando a água destilada. Medimos a massa do picnómetro cheio com água destilada e registámos o valor. Em seguida, para completar a actividade prática, medimos a temperatura da água.
Discussão dos Resultados Obtidos Os valores obtidos encontram-se descriminados na seguinte tabela:
Quadro I – Resultados obtidos nas medições efectuadas com o picnómetro, o etanol, e a água destilada Resultados Finais/ Conclusão O valor tabelado para a densidade relativa do etanol é de 0,79. O valor de densidade relativa que obtemos com esta actividade é de 16,46 / 18,30 = 0,90. Com isto, podemos concluir que a amostra não é pura, uma vez que o etanol utilizado é de 96 volumes, ou seja, 96% de álcool etílico e 4% de água. Outro elemento que terá provocado esta discrepância de valores é o facto de amostra conter impurezas. Respostas às questões pós-laboratoriais 1. Calcula, para cada ensaio, a massa de líquido (mA = m2 – m1), e a massa de água (mB = m3 – m1) R: 1º Ensaio – Massa de líquido = 16,46 – 8,56 = 7,90 g. Massa de água = 18,30 – 8,56 = 9,74 g. 2º Ensaio – Massa de líquido = 16,46 – 8,57 = 7,89 g. Massa de água = 18,30 – 8,57 = 9,73 g. 2. Calcula, para cada ensaio, a densidade do líquido (d) em relação à água, à temperatura (T) R: 1º Ensaio – Densidade Relativa = 7,90 : 9,74 = 0,81 g. 2º Ensaio – Densidade Relativa = 7,89 : 9,73 = 0,81 g. 3. Calcula a densidade relativa média, tendo em conta os dois ensaios. (0,81+0,81) : 2 = 0,81 4. Compara o valor obtido com o valor da massa volúmica tabelado da amostra, e tira conclusões quanto à pureza da amostra em estudo. O valor obtido não é igual ao valor tabelado de densidade do etanol, por conseguinte, podemos concluir que a amostra não é pura. 2.Densidade Relativa de um Sólido (Cobre) Respostas às questões pré-laboratoriais 2. Determina a densidade relativa do material que constitui as esferas metálicas através da expressão: d=mA / (mB-mC) R : d= 13,72g / (75,85g-74,64g) d= 11,34g 3. A que corresponde a massa mB - mC? R: A massa mB - mC corresponde ao volume de água que foi expelida do picnómetro quando as esferas metálicas foram inseridas. Materiais / Reagentes
Os materiais usados para a
execução desta actividade prática foram: . Balança . Picnómetro (de líquidos) . Pipeta Pasteur . Papel Absorvente . Termómetro Os reagentes usados para a execução desta actividade prática foram: . Água Destilada (H2O) . Duas lâminas de cobre (Cu)
Procedimento/ Cuidados a ter Enchemos um picnómetro de sólidos com água destilada até à marca. Procedemos de acordo com a técnica “ Encher um picnómetro”. Medimos a massa da amostra, registando o valor obtido. Secámos convenientemente e medimos a massa do picnómetro cheio de água juntamente com a amostra e de seguida registámos o valor obtido. Introduzimos a amostra dentro do picnómetro e completámos com água destilada até à marca. Secámos convenientemente e medimos a massa do picnómetro com água e amostra e logo de seguida registamos o valor obtido. Medimos a temperatura da água destilada com um termómetro. Repetimos os procedimentos anteriores, realizando mais um ensaio e registamos todos os valores obtidos. Discussão dos Resultados Obtidos Os resultados obtidos encontram-se na tabela abaixo:
Quadro II – Resultados obtidos nas medições efectuadas com o picnómetro e o cobre Resultados Finais/ Conclusão O valor tabelado para a densidade relativa do cobre é de 8,9. O valor de densidade relativa que obtemos com esta actividade é de: 0,36 / (79,99 – 79,95) = 9,00 Com isto, podemos concluir que a amostra não é pura, uma vez que o valor obtido, apesar de ser bastante aproximado, não é igual ao do valor da densidade relativa tabelado para esta substância. Respostas às questões pós-laboratoriais 1. Calcula, para cada ensaio, a densidade da amostra (d) em relação à água, à temperatura T. R: 1º Ensaio – Densidade Relativa = 0,35 / (79,98 – 79,95) = 11,7 2º Ensaio – Densidade Relativa = 0,36 / (79,99 – 79,94) = 7,2 2. Calcula a densidade relativa média, tendo em conta os dois ensaios. R: Densidade Relativa Média = (11,7 + 7,2) : 2 = 9,45 3. Compara o valor obtido com o valor da massa volúmica tabelada da amostra, e tira conclusões quanto à pureza da amostra em estudo. R: O valor tabelado para a densidade relativa do cobre é de 8,9. O valor de densidade relativa que obtemos com esta actividade é de: 0,36 : (79,99 – 79,95) = 9,00 Com isto, podemos concluir que a amostra não é pura, uma vez que o valor obtido, apesar de ser bastante aproximado, não é igual ao do valor da densidade relativa tabelado para esta substância. 4. Será possível avaliar, quantitativamente, o grau de pureza da amostra em causa a partir do valor da densidade relativa obtida? R: Não, não é possível de modo algum determinar quantitativamente o grau de pureza da amostra em causa a partir do valor da densidade relativa obtida. O máximo que conseguimos fazer é determinar qualitativamente, ou seja, dizer se a amostra é ou não pura. 3.Determinação do Ponto de Fusão de um Sólido (Enxofre) Respostas às questões pré-laboratoriais 1. Selecciona, de entre as montagens seguintes, aquela que é a mais adequada às condições laboratoriais disponíveis. A montagem mais adequada às condições laboratoriais disponíveis é a montagem nº1. 2. Será possível determinar o ponto de fusão de qualquer substância ou existe alguma impossibilidade física de não se realizar? Sim, existe uma impossibilidade física de isso não se realizar. Por exemplo, numa situação em que uma amostra possua um ponto de fusão demasiado elevado ou demasiado baixo. Por outro lado, existem alguns materiais que, quando expostos a um grande aquecimento, acabam por ver alteradas as suas propriedades químicas, como é o caso da sacarose. 3. Será possível avaliar qualitativamente, o grau de pureza da amostra em causa a partir do valor do ponto de ebulição determinado? Sim, comparando-o com o valor tabelado com o gráfico de temperatura-tempo.
Materiais / Reagentes Os materiais usados para a execução desta actividade prática foram: . Vidro de Relógio . Dois tubos capilares . Suporte universal . Garra . Rolha de Cortiça . Copo de precipitação . Placa de aquecimento . Termómetro . Elástico de borracha Os reagentes usados para a execução desta actividade prática foram: . Enxofre (S8) . Parafina líquida Procedimento/ Cuidados a ter Introduzimos no tubo capilar a amostra de enxofre, com cuidado para não partir o tubo, visto que é muito frágil. De seguida efectuámos a montagem dos materiais de acordo com o protocolo. Escolhemos a parafina líquida para o banho de aquecimento, pois tem um ponto de ebulição superior ao ponto de fusão do enxofre. Aquecemos a amostra rapidamente até aos 100 graus centígrados, e depois muito lentamente, para podermos observar o valor do ponto de fusão. Quando a amostra se fundiu totalmente, registámos o valor. Após a fusão da amostra, tivemos o cuidado de desligar a placa de aquecimento, prosseguindo depois com o segundo ensaio. Discussão dos Resultados Obtidos Quando começámos a experiência, esperávamos ver o enxofre, a passar do estado sólido ao estado líquido, quando o termómetro atingisse os 115 graus centígrados, o valor tabelado para o ponto de fusão do enxofre. Ao realizarmos a experiência, tanto no primeiro, como no segundo ensaio, tivemos resultados satisfatórios, observando o enxofre passar ao estado líquido, exactamente no valor tabelado. Resultados Finais/ Conclusão Neste procedimento, foi-nos possível concluir que o enxofre tem um ponto de ebulição bastante alto, pelo que não pudemos mergulhar o enxofre em água para atingir esse valor, pois é superior ao da mesma. Por isso usámos parafina líquida que tem um ponto de ebulição muito acima do enxofre. Pudemos concluir também que a mudança da fase sólida para a fase líquida é bastante rápida, pelo que tivemos de ter muita atenção. Respostas às questões pós-laboratoriais 1. A partir dos valores obtidos, calcula o valor médio do ponto de fusão para a amostra, tendo em conta os dois ensaios. R: 1º Ensaio: 115 ºC 2º Ensaio: 115 ºC Valor médio: 115 ºC 2. Compara o valor obtido com o valor tabelado, e tira conclusões quanto ao grau de pureza da amostra em estudo. R: O valor obtido e o valor tabelado, coincidiram, o que nos permite concluir, que a amostra em estudo tem um grau de pureza bastante elevado. 4.Determinação do Ponto de Ebulição de um Líquido (Etanol e Acetona) Respostas às questões pré-laboratoriais 1. Selecciona, de entre as afirmações seguintes, aquela que melhor completa a frase: “Do ponto de vista químico, diz-se que um material é puro quando… R: “C – É constituído por uma única substância” 2. O ponto de ebulição é uma propriedade física característica de uma substância quando se controla uma determinada variável. Qual é essa variável? R: Essa variável é a pressão. 3. O ponto de ebulição determinado experimentalmente para uma determinada amostra permitirá concluir, sem margem de dúvida, se ela é pura ou não? Justifica. R: Sim, permite concluir. Teremos de comparar esses valores com os valores tabelados e poderemos também analisar o gráfico de variação temperatura-tempo. Materiais / Reagentes
Os materiais usados para a
execução desta actividade prática foram: . Suporte Universal . Garra . Rolha de cortiça . Copo de Precipitação . Placa de aquecimento . Termómetro Os reagentes usados para a execução desta actividade prática foram: . Etanol (C2H6O) . Acetona (C3H6O) Procedimento/ Cuidados a ter Começámos por colocar em cima da bancada o suporte universal e a garra. Com prendemos o termómetro numa rolha de cortiça, e colocámos a rolha na garra, para que esta a pudesse suportar. O 1º reagente (etanol), encontrava-se no copo de precipitação. Colocámos esse mesmo copo na placa de aquecimento, de modo a que o etanol, pudesse ser aquecido, e ao mesmo tempo colocámos o termómetro dentro do copo de precipitação, em contacto com o etanol, a fim de que a sua temperatura fosse controlada. Fizémos exactamente a mesma coisa com a acetona. Discussão dos Resultados Obtidos Controlámos a temperatura de ebulição. O valor tabelado para o ponto de ebulição do etanol é de 78,5 ºC. Quando a temperatura chegou aos 79 ºC, o etanol entrou em ebulição. No caso da acetona, este líquido entrou em ebulição aos 57 ºC. Resultados Finais/ Conclusão A temperatura a que o etanol entrou em ebulição foi de 79 ºC. Isto verifica-se devido ao facto de nos depararmos com uma mistura, e não com uma substância (pura). Os etanóis que temos disponível é de 94 volumes, ou seja, é constituído por 94% de álcool etílico e 4% de água. Ou seja, à partida já estávamos à espera que o valor do ponto de ebulição para esta mistura fosse ligeiramente superior a 78,5 ºC. No caso da acetona, passa-se exactamente o mesmo, ou seja, a temperatura em que esta mistura entrou em ebulição (57 ºC) não é igual ao valor tabelado, precisamente por isso, pelo facto de ser uma mistura, ou seja, por ser formada por mais de uma substância. Esta actividade prática veio mais uma vez que, nenhuma das amostras que temos em sala de aula é 100% pura. Respostas às questões pós-laboratoriais 1. A partir dos valores obtidos, calcula o valor médio do ponto de ebulição para cada uma das amostras, tendo em conta os dois ensaios. R: Etanol: 1º Ensaio – 79º C; 2º Ensaio – 79º C; Média = 79º C Acetona: 1º ensaio – 57º C; 2º Ensaio – 57º C; Média = 57 º C 2. Compara os valores obtidos com os valores tabelados, e tira conclusões quanto ao grau de pureza das amostras em estudo. R: Estes valores são ligeiramente diferente dos valores tabelados, o que nos permite perceber que não se tratam de substâncias, mas sim de misturas, porque contêm impurezas e outros tipos de resíduos. Referências Bibliográficas Protocolo das Actividades Práticas Laboratoriais, fornecido pelo professor. Manual Escolar “Química em Contexto 10” – 10º Ano (SIMÕES, Teresa Sobrinho; QUEIRÓS, Maria Alexandra; SIMÕES, Maria Otilde).
http://www.notapositiva.com/trab_estudantes/trab_estudantes/fisico_quimica/ http://pt.wikipedia.org/wiki/Etanol http://pt.wikipedia.org/wiki/Ponto_de_Fus%C3%A3o http://pt.wikipedia.org/wiki/Ponto_de_ebuli%C3%A7%C3%A3o Outros Trabalhos Relacionados
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Primeiro, medimos a massa
do picnómetro, registando o seu valor. Em seguida, enchemos o picnómetro
com a amostra. Tentámos evitar a formação de bolhas.
