3ª Aula de Química - 1º TrimProfessor: Renato MonteiroData: /09/2012

“ Maravilhar-se é o primeiro passo para o descobrimento”. Louis Pasteur

Tema: A Medição, sua importância na ciência. (Grandezas e Unidades)- Noções de Peso e Massa - Materiais de Laboratório e Regras de Segurança nos laboratórios

1. A Medição, sua importância na ciência. (Grandezas e Unidades)

Introdução

As Ciências chamadas Exatas (a Física, a Química, a Astronomia, etc.) baseiam-se na "medição", sendo esta sua característica fundamental.

Em outras Ciências, ao contrário, o principal é a descrição e a classificação. Assim, a Zoologia descreve e classifica os animais, estabelecendo categorias de separação entre os seres vivos existentes.

Todos temos uma certa noção do que é medir e o que é uma medida.

O dono de uma mercearia não pode realizar seus negócios se não mede; com uma balança mede a quantidade de farinha ou de feijão pedida. Um lojista, com o metro, mede a quantidade de fazenda que lhe solicitaram. Em uma fábrica mede-se com o relógio, o tempo que os operários trabalham.

Há diferentes coisas que podem ser medidas; o dono da mercearia mede "pesos", o lojista "comprimentos", a fábrica "tempos". Também podem ser medidos volumes, áreas, temperaturas, etc.

Tudo aquilo que pode ser medido chama-se "grandeza", assim, o peso, o comprimento, o tempo, o volume, a área, a temperatura, são "grandezas". Ao contrário, visto que não podem ser medidas, não são grandezas a Verdade ou a Alegria ou a dor.

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Medir é comparar uma quantidade de uma grandeza qualquer com outra quantidade da mesma grandeza que se escolhe como "unidade".

Careceria de sentido tentar medir uma quantidade de uma grandeza com uma unidade de outra grandeza. Ninguém, mesmo que esteja louco, pretenderá medir a extensão de um terreno em quilogramas, ou o comprimento de uma rua em litros.

A Física não trabalha com números abstratos. O fundamental é medir e o resultado da medição é um número e o nome da unidade que se empregou. Assim, pois, cada quantidade fica expressa por uma parte numérica e outra literal. Exemplos: 10 km; 30 s; 8h; 39º; 25kg, etc.

Grandezas Fundamentais e respectivas Unidades Básicas do S.I.

(Sistema Internacional de unidades)

Grandeza Unidade SímboloComprimento metro m

Massa quilograma

kg

Tempo segundo sCorrente elétrica ampère A

Temperatura termodinâmica kelvin KQuantidade de matéria mol e molIntensidade luminosa candela cd

Medição de volume e pesagemMedida de volumes

A técnica de medição do volume de uma amostra depende do estado físico da amostra (líquido ou sólido) e da sua forma (regular ou irregular).Os resultados obtidos podem ser expressos em unidades SI, metro cúbico (m³), ou emunidades submúltiplas deste, que é o caso mais frequente.Normalmente, as unidades submúltiplas mais usadas são o mililitro (ml), oucentímetro cúbico (cm³), e o litro (L), ou o decímetro cúbico (dm³).

Medir volumes de líquidosPara medir volumes de líquidos usam-se diversos instrumentos, consoante o rigor a observar e o volume da amostra.Para medições rigorosas usam-se pipetas, buretas ou balões volumétricos. Para medições menos rigorosas utilizam-se as provetas.

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Erros associados à incorrecta posição do observador.A leitura deverá ser feita de modo a que a direcção do olhar coincida com a linha tangente à parte interna do menisco se este for côncavo (ex: água), ou à parte externa do menisco se este for convexo (ex: mercúrio). Vide FIGURA 1

Figura 1

a) VOLUME Volume (V): é a extensão de espaço ocupado por um corpo. O volume de um corpo com a forma de um cubo é determinado multiplican-do-se seu comprimento por sua altura e por sua largura.

Observação: Quando usamos aparelhagem de medida de volume, devemos manteros olhos no mesmo nível da superfície do líquido, conforme mostra afigura ao lado.

No SI, a unidade-padrão de volume é o metro cúbico (m3). No entanto, a unidade mais usada em Química é o litro (L).

Determinação do volume de um sólido

Se o sólido apresentar forma geométrica bem definida, você pode determinar seu volume, medindo suas dimensões e multiplicando-as. Porém, se precisar determinar o volume de um sólido com formato irregular, conhecendo somente a sua massa, sem conhecer a sua densidade, você pode proceder da seguinte forma:

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a) Coloque água em um recipiente graduado, como uma proveta, até um determinado volume.

b) Mergulhe o sólido de formato irregular no recipiente contendo água e verifique o novo volume de água.

c) A diferença entre o volume final e o volume inicial é o volume deste sólido. A partir deste procedimento podemos determinar a densidade do sólido utilizando a

expressão D=mV

b) MASSAS Medida de massas

Medir a massa de uma amostra é uma operação de “pesagem”.O instrumento necessário para essa operação é a balança, que está geralmente graduada em grama (g), unidade submúltipla do quilograma (kg). Existem vários tipos de balanças, com alcance e sensibilidade diversas.

O alcance é o valor máximo que é possível medir utilizando a balança; a sensibilidade é o valor da menor divisão da sua escala. Após a selecção da balança, pesa-se a amostra com os seguintes cuidados:

1. Não colocar a amostra directamente sobre o prato da balança, mas, sim dentro de um recipiente limpo e seco que pode ser um vidro de relógio, um copo de precipitação ou até um simples papel de filtro. Estes recipientes devem estar à temperatura ambiente;

2. Evitar vibrações da mesa ou da bancada em que se encontra a balança; 3. Evitar derrame de líquidos ou reagentes sólidos sobre o prato da balança.

A Massa mede-se em kilogramas (kg) ou seu submúltiplo o grama (g)

Obs: Geralmente confunde-se as noções de peso de um corpo e sua massa. Na verdade aquilo que em linguagem corrente chamamos peso, é verdadeiramente sua massa, que é a quantidade de matéria que o corpo possuir, medida com uma balança. O Peso na verdade só pode ser medido com um dinamómetro e vem expresso em Newton (N). O peso varia com o lugar enquanto que a massa não.

c) DENSIDADE Densidade (d): é a relação (razão) entre a massa de um material e o volume por eleocupado

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Exercícios sobre a DensidadeTrês frascos de vidro transparente, fechados, de formas e dimensões iguais, contêm cada uma mesma massa de líquidos diferentes. Um contém água, o outro, clorofórmio e o terceiro, etanol. Os três líquidos são incolores e não preenchem totalmente os frascos, os quais não têm nenhuma identificação. Sem abrir os frascos, como você faria para identificar as substâncias?A densidade (d) de cada um dos líquidos, à temperatura ambiente, é:d(água) = 1,0 g/cm3 ;d(clorofórmio) = 1,4 g/cm3 ; d(etanol) = 0,8 g/cm3

Assinale os frascos pelos respectivos conteúdos

A B C

Obs: Densidade e volume são inversamente proporcionais

Regras de Segurança nos LaboratóriosLaboratório - o local de trabalho do químicoA maior parte das actividades de um químico se desenvolve no laboratório. Por esse motivo, é necessário ter uma noção de sua aparelhagem básica e de como trabalhar nele.Um laboratório pode tornar-se um lugar muito perigoso, devido ao uso inadequadodos materiais e equipamentos nele existentes. Por isso, é importante conhecermos algumas normas de segurança. A maior parte dos acidentes que podem ocorrer em um laboratório é provocada pelo desconhecimento das seguintes regras básicas de segurança:a) não correr;b) manter os acessos desimpedidos;c) não colocar livros, sacolas, ferramentas etc. sobre as bancadas ou bancos;d) não comer, beber ou fumar;

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e) manter os extintores de incêndio em condições de uso;f) manter o local sempre limpo e organizado;g) fechar gavetas e armários logo após o uso.

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