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UNIVERSIDADE FEDERAL DO ESPÍRITO SANTO CENTRO UNIVERSITÁRIO NORTE DO ESPÍRITO SANTO Departamento de Ciências Matemáticas e Naturais ExatasExatasatas QUÍMICA GERAL 1

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QUÍMICA GERALROTEIROS DE AULAS PRÁTICAS

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PROFESSOR: BRENO NONATO DE MELCURSO: CIÊNCIAS BIOLÓGICAS

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SÃO MATEUS 2010

ConteúdoINSTRUÇÕES SOBRE CONFECÇÃO DE UM RELATÓRIO...............................................3

PRÁTICA 1- INTRODUÇÃO AO LABORATÓRIO..........................................................4

PRÁTICA 2- MEDIDAS DE VOLUME..............................................................................5

PRÁTICA 4 - SOLUBILIDADE DE SUBSTÂNCIAS POLARES E NÃO POLARES.......9

PRÁTICA 5- PREPARO DE SOLUÇÃO E PROCESSO DE DILUIÇÃO.............................11

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PRÁTICA 6- REAÇÕES QUÍMICAS E ESTEQUIOMETRIA..............................................13

PRÁTICA 7- MEDIDAS DE CALORES DE REAÇÃO.........................................................15

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INSTRUÇÕES SOBRE CONFECÇÃO DE UM RELATÓRIO

1ª PÁGINA

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DEPARTAMENTO DE CIÊNCIAS MATEMÁTICAS E NATURAIS

TÍTULO DA AULA PRÁTICA

DISCIPLINA: QUÍMICA GERAL

2ª PÁGINA

1 - OBJETIVOS

Em tópicos ou em um texto único – são os mesmos descritos no roteiro ou pelo professor.

2 - INTRODUÇÃO

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TURMNA: ENGENHARAIA DA CAMPUTAÇÃOPROFESSOR: BRENO NONATO

COMPONENTES DO GRUPO:

SÃO MATEUS – DATA

Você deve fazer um apanhado bibliográfico relativo aos conceitos importantes e a exemplos. Sempre no intuito de apresentar o que será trabalhado. A introdução ao assunto torna relevante o experimento.

3 - MATERIAIS E REAGENTES

É necessário descrever todos os materiais utilizados na execução do experimento. Às vezes os materiais utilizados diferem dos descritos no roteiro (atenção).

3ª PÁGINA

4 - PROCEDIMENTO

Aqui se faz o protocolo da execução. O texto é dissertado na terceira pessoa do plural de forma impessoal.

Todo resultado deve ser posto em uma tabela.

Deve ser apresentado o esquema, fluxograma, desenho de montagens utilizadas no experimento.

4ª PÁGINA

5 - DISCUSSÃO DOS RESULDODOS

Sempre com bases teóricas você deve fazer um comentário crítico, comparativo e explicativo dos resultados obtido. (gráficos, tabelas, cálculos, etc)

6 - CONCLUSÃO

Concluir significa avaliar os objetivos dentro de todo o experimento. Apresentar uma idéia geral ou específica do comportamento trabalhado. É o fechamento do trabalho.

5ª PÁGINA

7 - BIBLIOGRAFIA

Deve ser apresentada toda a literatura que deu suporte para a realização deste trabalho.

SUGESTÕES

Todo o texto deve ser formatado (justificado) o tamanho da letra de 12 a 14 nos modos TIMES NEW ROMAN, OU ARIAL OU TAHOMA.

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8 - ANEXO - QUESTIONÁRIOÉ obrigatório resolução dos exercícios.

Salte uma linha entre um parágrafo e outro.

Não ultrapasse cinco páginas de relatório (do tópico 1 ao 7).

Releia todo o texto depois de escrito, minimize os erros. Peça a todos do seu grupo para ler o relatório, e se encontrar erros corrija-os.

Boa redação.

PRÁTICA 1- INTRODUÇÃO AO LABORATÓRIO

IntroduçãoOs laboratórios de ensino são essencialmente semelhantes aos laboratórios de pesquisa ou

de uma indústria, mas diferem nas finalidades e em outras particularidades.Nesta aula você conhecerá o laboratório de Química Geral e Inorgânica onde, provavelmente,

fará o seu primeiro contato com equipamentos, materiais, reagentes e métodos de trabalho. Os conhecimentos, as habilidades e atitudes que aqui você desenvolverá serão úteis, não apenas durante o Curso de Ciências Biológicas, mas, também, nas suas atividades profissionais.

Uma ênfase especial será dada à segurança no trabalho. Um laboratório de química poderá tornar-se um local perigoso quando nele se tem uma conduta inadequada. Você conhecerá as

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normas gerais de segurança para os laboratórios de ensino de química; os procedimentos específicos serão abordados no transcorrer de cada aula e em cada experiência.

A adoção de medidas de segurança no trabalho é uma exigência legal: todas as Instituições, com um número mínimo de trabalhadores, são obrigadas a constituir uma Comissão Interna de Prevenção de Acidentes (CIPA), encarregada de planejar, implantar e manter um sistema específico de segurança.

Objetivos

Conhecer as instalações do laboratório Conhecer as Normas Gerais de Segurança Conhecer os materiais e equipamentos usuais de laboratório

Materiais.Balança;.Balão volumétrico; .Béquer 50, 100 e 250 mL; .Bico de gás;.Bureta;.Erlenmeyer;.Fósforo; .Garra metálica;.Pinça metálica;

.Pinça para tubo;

.Pipeta graduada;

.Pipeta volumétrica;

.Suporte para tubo;

.Tela de amianto;

.Termômetro;

.Tripé ou aro metálico;

.Tubo de ensaio;

.Outros materiais disponíveis.

PARTE EXPERIMENTALProcedimentos

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1- O professor fará exposição e, quando couber, demonstração sobre:

a) O laboratório (instalações, sistemas elétrico, hidráulico, de gás, de exaustão, etc.).

b) Segurança no Trabalho (normas gerais de segurança, sistema de segurança do laboratório). (Apêndice- 1).

c) Utilização, manuseio e cuidados com materiais e equipamentos do laboratório: bico de gás, balanças, termômetros, aparelhos de medida de volume e outros materiais de uso corrente em um laboratório.

2- Após a exposição do professor, os alunos ficarão à vontade para examinar as instalações, os aparelhos e os materiais apresentados.

Questionário

1. Por que se deve trabalhar de avental no laboratório?2. Por que é importante conhecer as instalações e as normas de funcionamento de um laboratório?3. O que é uma “capela”? Qual é a sua utilidade?4. Por que as sobras de reagentes devem ser armazenadas e não jogadas na pia ou no lixo?

PRÁTICA 2- MEDIDAS DE VOLUME

Introdução

Medir é comparar uma grandeza com um padrão. Toda medida está afetada por um erro; as fontes de incerteza são o aparelho utilizado, o objeto e/ou o operador.

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A incerteza pode ser expressa de várias maneiras: pelo erro absoluto, que é a diferença entre o valor da grandeza e o da medida; pelo erro relativo, que é o erro absoluto dividido pelo valor da medida; pelo erro percentual, que é o erro relativo multiplicado por cem; etc.

Quanto menor for o erro de uma medida, maior será a sua exatidão. A exatidão reflete a concordância do valor da grandeza com o valor da medida.

Nos casos em que o conhecimento da incerteza for importante, ela deve ser expressa junto com a medida: (15,30 ± 0,02) mL, por exemplo. Usualmente, não há necessidade de explicitar o erro, mas uma medida deve, sempre, ser expressa com a sua unidade e o número correto de algarismos significativos .A medida anterior deve ser expressa como 15,30 mL e não como 15,3 mL ou 15,300 mL. Consulte o Apêndice-3 sobre algarismos significativos.

A capacidade de um aparelho é o volume máximo de líquido que pode ser medido, nele, de uma só vez. Alguns aparelhos, como as buretas, pipetas graduadas e provetas podem medir volumes variáveis, enquanto que os balões e as pipetas volumétricas só podem medir volumes iguais às suas capacidades.

As buretas, pipetas e provetas são aparelhos que medem o volume vertido, enquanto que os balões volumétricos são aparelhos que medem o volume do líquido contido.

Uma medida deve dar a idéia da exatidão com que ela foi feita e isso depende do aparelho utilizado. Os erros que afetam as medidas feitas com os balões e pipetas volumétricas podem ser encontrados nos catálogos dos fabricantes.Consulte o Apêndice-4 sobre aparelhos volumétricos.

Para os aparelhos graduados, os erros podem ser avaliados a partir da escala. Uma maneira prática de saber o erro de uma medida, feita com um aparelho graduado, é através do desvio avaliado do aparelho que é a metade da menor divisão da escala. Uma proveta cuja menor divisão é 1 mL terá um desvio avaliado de 0,5 mL.

Somente em casos especiais as medidas devem vir acompanhadas dos erros. Nas medidas comuns pode-se ter uma idéia da exatidão utilizando os algarismos significativos.

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O erro expresso pelo desvio avaliado indicará a ordem de grandeza do algarismo duvidoso.Porém, mesmo expressando corretamente uma medida, o resultado pode não corresponder à realidade, devido aos erros do operador. A vidraria calibrada requer limpeza esmerada para evitar que parte do líquido fique aderido nas paredes e não deve ser seca em estufa, à temperatura elevada, para que não fique descalibrada pois o coeficiente de dilatação volumétrico do vidro é diferente do coeficiente de contração. Evidentemente, é fundamental que o operador saiba utilizar corretamente a vidraria.

Objetivos

Utilizar aparelhos volumétricos e expressar corretamente as medidas de volume Operar com algarismos significativos

Materiais e Reagentes

.Balão volumétrico de 25 mL;

.Béquer de 250 mL;

.Bureta de 50 mL;

.Pipeta graduada de 10 mL;

.Pipeta volumétrica de 20 ou 25 mL;

.Pêra;

.Provetade50mL;

.Água.

PARTE EXPERIMENTALProcedimentos

Verifique a disponibilidade dos materiais necessários às atividades. Prepare uma tabela para anotar os dados.1- Os aparelhos graduados.

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Verifique a menor divisão da escala dos seguintes aparelhos: bureta, pipeta graduada e proveta.

A metade da menor divisão é o desvio avaliado do aparelho, que será atribuído como erro de todas as medidas feitas com ele.

Anote a capacidade de cada aparelho, usando o número correto de algarismos e a unidade de volume.

2- Os aparelhos volumétricos.

Examine os aparelhos volumétricos fornecidos.Consulte as tabelas de erros de pipetas e balões volumétricos. Anote as capacidades dos aparelhos fornecidos, usando o número correto de algarismos e a

unidade de volume.

3- A soma dos volumes.

Lave com água os aparelhos que serão utilizados. Adicione, a um béquer de 250 mL, os volumes de água correspondentes à capacidade máxima que cada um dos seguintes aparelhos é capaz de medir: bureta, proveta, pipeta volumétrica e pipeta graduada.

Calcule e expresse, corretamente, a soma dos volumes adicionados.

4- As provetas.

A uma proveta de 50 mL, limpa e seca, adicione o volume de água correspondente à capacidade de uma pipeta volumétrica.

Anote o volume vertido e o volume de água na proveta. Compare as medidas e explique a coincidência ou divergência delas.

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5- Os balões volumétricos.

Adicione, com uma bureta, a quantidade de água que um balão volumétrico de 25 mL comporta até o traço de referência. O balão deve estar seco.

Anote, corretamente, os volumes medidos.Houve coincidência de resultados? Por que? Transfira o conteúdo do balão volumétrico para um béquer. Qual foi o volume transferido? Por que?

Questionário

1.Com que aparelho dentre bureta, proveta e pipeta graduada, se pode fazer medidas mais exatas de volume? 2. Examinando o catálogo do fabricante, verificou-se que um balão volumétrico de 250mL apresenta um desvio de ± 0,03 mL. Expresse corretamente o volume que o balão pode conter, usando apenas algarismos significativos e a unidade.3. Calcule o desvio avaliado de uma proveta cuja menor divisão da escala é 1mL. Expresse, corretamente, o valor de uma medida igual a vinte mililitros, efetuada nela.4. Expresse, corretamente, o volume de doze e meio mililitros, medidos em uma bureta cuja menor graduação é 0,1 mL.5. Considere os seguintes aparelhos, com 25 mL de capacidade: balão volumétrico, béquer, bureta, pipeta graduada, pipeta volumétrica e proveta.a) escolha aquele que não é indicado para medir líquidos com boa exatidão.b) escolha aqueles que medem o líquido vertido.c) quais são os adequados para medir 20,00 mL de um líquido ?d) quais podem medir 20 mL de um líquido ?6. Através dos desvios relativos e percentuais, escolha a medida mais exata.a) (1,00 ± 0,05) g b) (50,0 ± 0,5) mL

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c) (20,00 ± 0,05) mL d) (1.000 ± 1) kg7. Calcule e expresse, corretamente, o resultado das seguintes operações:a) 25 mL + 31,2 mL + 5,00 mL =b) 425 g - 23,3 g =

PRÁTICA 3- SEMELHANÇA E DIFERENÇAS NAS PROPRIEDADES QUÍMICAS DE ELEMENTOS DE UMA MESMA FAMÍLIA DA TABELA PERIÓDICA

Introdução:Elementos de mesma família da tabela periódica apresentam propriedades químicas

semelhantes. Isto ocorre porque as estruturas eletrônicas periféricas (última camada de valência) são iguais, pelo menos entre os elementos representativos. Como as propriedades químicas dos elementos dependem, em grande parte, da estrutura eletrônica da camada de valência, compreendem-se as semelhanças entre os elementos de uma mesma família. Por outro lado, as propriedades são apenas semelhantes e não iguais, existindo, de modo geral, também diferenças importantes.

Nesta prática, serão estudadas experimentalmente semelhanças e diferenças entre os elementos, na forma elementar ou iônica, das seguintes famílias:

a) Família dos metais alcalinos terrosos (2A): Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Ra.Estes elementos caracterizam-se por apresentar dois elétrons na camada de valência, que são facilmente doáveis, transformando-se em íons positivos de carga 2+. São também muito eletropositivos. Exemplo: Mg Mg2+ + 2e

b) Família dos ametais halogênios (7A): F, Cl, Br, I, At.Estes elementos possuem sete elétrons na sua camada de valência e, ao contrário dos metais, tendem a receber elétrons, transformando-se em íons negativos de carga 1-. Esses elementos são muito eletronegativos, pela facilidade com que ganham elétrons. Exemplo: Br2 + 2e 2 Br-

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A facilidade de ceder elétrons varia dentro das famílias dos metais alcalinos e alcalino-terrosos, bem como a facilidade de receber elétrons dentro da família dos halogênios.

Objetivo:1. Verificar quais elementos de uma mesma família possuem propriedades químicas

semelhantes;2. Verificar a diferenças nas eletronegatividades entre os metais e entre os não metais entre os

elementos de uma mesma família.

Material e Reagentes:2 béqueres de 100 mL água 2 pedaços CaO2 pedaços de MgO bastão de vidro espátula4 gotas fenolftaleína conta-gotas 3 tubos de ensaio 4 mL KI 0,1 mol/L 4 mL KBr 0,1 mol/L 2 mL Cl2(aq) (hipoclorito)1 proveta de 10 mL 2 mL de solução de amido 1%

Procedimento:Experiência I:

a) Adicione a dois béqueres de 100 mL contendo água até 2/3 de suas capacidades, 2 pedaços de óxido de cálcio (CaO) e, 2 pedaços de óxido magnésio (MgO), respectivamente.

b) A seguir, adicione aos dois béqueres 4 gotas de solução de fenolftaleína e aguarde por alguns momentos. Que você observa?

c) Pelas observações feitas, qual dos dois elementos é pouco eletronegativo? Por quê?d) Como então variar a eletropositividade dentro da família dos metais alcalinos-terrosos?

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Experiência II

a) Coloque num tubo de ensaio cerca de 2 mL de solução 0,1 mol/L de KI e, em outro tubo, igual volume de solução de KBr 0,1 mol/L.

b) Adicione respectivamente aos tubos contendo KBr e KI o mesmo volume de solução aquosa de cloro (hipoclorito). Que você observa?

c) Em termos de eletronegatividade, que se pode concluir? A presença de I2 pode ser comprovada pela adição ao tubo de ensaio correspondente de 4 gotas de solução de amido, que é um indicador para iodo molecular (I2). Amido em presença de iodo molecular produz composto de cor azul.

d) Qual a ordem de eletronegatividade entre os elementos testados, sabendo que o cloro é o mais eletronegativo?

Experiência IIIe) Tome um tubo de ensaio e transfira para ele, cerca de 2 mL de solução KI 0,1 mol/L.f) Adicione igual volume de solução de KBr 0,1 mol/L.g) Que você observa?h) Adicione também 1 mL de solução de amido.i) Pelo observado, que se pode concluir?j) Analisando estes resultados, a que conclusão você chega quanto à eletronegatividade destes

elementos?k) Qual o mais eletronegativo e qual o menos?l) Como deve variar a eletronegatividade dentro do grupo ou da família dos halogênios?

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PRÁTICA 4 - SOLUBILIDADE DE SUBSTÂNCIAS POLARES E NÃO POLARES

Introdução

Os átomos, apesar da neutralidade eletrônica, são espécies instáveis e reativas. Eles tendem a se combinar, de modo que a sua camada de valência (a mais externa) passe a conter oito elétrons ou uma expansão destes assumindo um estágio de menor energia e maior estabilidade.

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A ligação química pode envolver átomos iguais ou diferentes. Além disso, terem naturezas distintas como a ligação entre um átomo metálico e um não metálico. Cada átomo possui propriedades intrínsecas e entre essas se destaca o poder de atrair para si os elétrons, tanto os seus quanto os envolvidos em uma ligação química. A eletronegatividade é a medida da capacidade de um átomo atrair elétrons que está compartilhando com um outro, e polarizando assim a ligação.

A polarização da ligação, causa na molécula, uma distorção na nuvem de elétrons fazendo assim uma separação de densidade eletrônica que podemos chamar de pólos. Podemos assim dizer: quando a ligação for estabelecida entre dois átomos de igual eletronegatividade não ocorre a distorção desta nuvem de elétrons e a molécula não terá pólos e quando há uma diferença na eletronegatividade entre os átomos que formam a ligação química ocorre a formação de pólos na molécula. Resumidamente podemos dizer que, moléculas que não possuem pólos são não polares ou apolares e moléculas que possuem pólos são polares.

As moléculas polares ou não polares, quando em conjunto, interagem-se, gerando uma aproximação. Esta aproximação é mantida pelas forças intermoleculares (entre moléculas) que podem ser fortes ou fracas (figura 1). A interação intermoleculares interfere diretamente nas propriedades físicas como solubilidade, ponto de fusão, densidade, ponto de ebulição, dureza, entre outras.

Em compostos iônicos (contendo ligações iônicas – metal + não metal) as interações intermoleculares são denominadas íon-íon, que é uma interação muito forte. Em compostos covalentes as interações são mais fracas e podem ser do tipo ligação de hidrogênio, quando se tem um átomo muito eletronegativo ligado a um átomo de hidrogênio (esta interação é bastante forte - de 8 a 40 kJ/mol). E do tipo van der Waals como dipolo permanente-dipolo permanente quando a molécula possuir um átomo eletronegativo, ou seja, se ela for polar e quando a molécula for apolar as interações são denominadas dipolo induzido-dipolo induzido.

No processo de solubilização, as interações intermoleculares que agem no composto terão que ser vencidas estabelecendo novas interações. Ou seja, o soluto, composto que ira se solubilizar, apresenta interações soluto-soluto e quando solubilizado criará uma nova interação soluto-solvente.

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Esta nova interação se for de igual magnitude ou superior, solubilizará o soluto se não, o soluto será insolúvel. Desta forma podemos dizer que compostos polares serão solúveis em compostos polares e compostos apolares serão solúveis em compostos apolares.

Dipolo permanente-dipolo permanente Dipolo permanente-dipolo induzido

Ex: HCl, CO, H2CO, HBr, CHCl3 Ex: CO2, CH4, CH3CH3, I2

(interações dp-dp) (interações di-di)

Ligação de hidrogênio Ex: H2O, CH3COOH, NH3, HF

HF HF HF O

H

H OH

H

O

H

H

Figura 1: Representação esquemática de Forças Intermoleculares em Moléculas Covalentes

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δ+ δ-

δ+ δ- δ+ δ- δ+ δ-

δ+ δ-

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Objetivo

Observar a solubilidade de compostos polares e apolares

Materiais e Reagentes

.7 Tubos de ensaio;

.1 Suporte para tubos de ensaio;

.1 Espátula;

.1 Béquer;

.Água destilada (H2O);

.Álcool etílico (CH3CH2OH);

.Acetona (CH3COCH3);

.Hexano (CH3CH2CH2CH2CH2CH3);

.Iodo (I2);

.Iodeto de potássio (KI).

PARTE EXPERIMENTAL

Procedimentos

1-Enumere os tubos de ensaios de um a sete.a- No tubo 1 coloque cerca de 2 mL de água destilada e acrescente cerca de 2mL de álcool

etílico. Agite, observe e anote o que aconteceu. Houve solubilização? O tubo de ensaio aqueceu?

b- No tubo 2 coloque cerca de 2 mL de água destilada e acrescente cerca de 2 mL de acetona. Agite, observe e anote o que aconteceu. Houve solubilização? O tubo de ensaio aqueceu?

c- No tubo 3 coloque cerca de 2 mL de água destilada e acrescente cerca de 2 mL hexano. Agite, observe e anote o que aconteceu. Houve solubilização? O tubo de ensaio aqueceu?

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d- No tubo 4 coloque cerca de 2 mL de água destilada e acrescente uma pequena porção de iodo. Agite, observe e anote o que aconteceu. Houve solubilização?

e- No tubo 5 coloque cerca de 2 mL de água destilada e acrescente uma pequena porção de iodeto de potássio. Agite, observe e anote o que aconteceu. Houve solubilização?

f- No tubo 6 coloque cerca de 2 mL de hexano e acrescente uma pequena porção de iodo. Agite, observe e anote o que aconteceu. Houve solubilização?

g- No tubo 7coloque cerca de 2 mL de hexano e acrescente uma pequena porção de iodeto de potássio. Observe e anote o que aconteceu. Houve solubilização?

2- No tubo 3 adicione uma pequena porção de iodo, agite e observe o que acontece. Explique sua observação.

3- No tubo 5 adicione uma pequena porção de iodo, agite e observe o que acontece. Explique sua observação.

Questionário

1. O que é solubilidade?2. O que é eletronegatividade?3. O que é momento de dipolo?4. O que é uma ligação covalente polar e uma ligação covalente não polar?5. Por que água e óleo não se misturam?6. O que são forças intermoleculares?

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7. Por que o hexano solubiliza iodo?8. Por que a solução aquosa de iodeto de potássio passou a solubilizar o iodo?9. Pode se dizer que todo composto iônico será solúvel em água?10. Por que a água solubiliza o álcool etílico?

PRÁTICA 5- PREPARO DE SOLUÇÃO E PROCESSO DE DILUIÇÃO

Introdução

Muitas reações químicas são processadas com os reagentes dissolvidos em certos solventes, pois isso favorece sobretudo, o contato entre as partículas, tais como íons ou moléculas. Esse tipo de sistema constitui um material homogêneo ou SOLUÇÃO. Uma solução é composta por um solvente (substância em que se dissolve) e um soluto (substância que será dissolvida). Como exemplo, temos a água salgada, onde o solvente é a água e o soluto é o sal.

A água é o mais importante dos solventes, pois é capaz de dissolver grande número de outras substâncias. Ela é denominada de SOLVENTE UNIVERSAL. As soluções onde a água é o solvente são chamadas de SOLUÇÕES AQUOSAS, muito importante na química.

Freqüentemente, a solubilidade de uma substância em um dado solvente pode ser aumentada mediante aquecimento. Por exemplo, a substância iodeto de chumbo II (PbI2) é pouco solúvel em água à temperatura ambiente e, bem mais solúvel quando em ebulição.

A solubilidade de uma substância é normalmente dada em livros de referência (Handbook) em gramas de soluto, que podem ser dissolvidos em 100 gramas de solvente.

Muitas vezes é importante conhecer as quantidades dos solutos dissolvidos em uma dada quantidade de solvente ou da solução total. Existem várias maneiras para se expressar a relação entre soluto e solvente:

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a- Relação entre a quantidade de matéria de uma substância e a quantidade de matéria do material. É denominada fração em quantidade de matéria ou fração em mol (xi): b- Concentração em massa (i). Relação entre a massa da substância i e o volume do material:c- Concentração em quantidade de matéria (Ci ou [i]). Relação entre a quantidade de matéria da substância i e o volume do material:

Em se tratando de soluções aquosas, pode-se distinguir dois tipos de solução: iônicas e moleculares.

Na primeira, o solvente destrói o retículo cristalino, liberando os íons, e conduz, portanto, eletricidade.

NaCl(s) Na+(aq) + Cl-(aq)

Na segunda, as moléculas do retículo molecular também se separam, mas o soluto não se altera quimicamente, não conduzindo, portanto, eletricidade.

C12H22O11(s) C12H22O11(aq)

Em alguns casos, as soluções são estocadas ou comercializadas em concentrações elevadas, e em casos específicos necessitamos fazer uma diluição para alcançar a concentração desejada. Assim, o método de diluição da solução estoque é bastante útil. Basta apenas acrescentar um certo volume de solvente a uma quantidade específica da solução estoque para se chegar à nova concentração desejada.Objetivos

Compreender a natureza e importância das soluçõesDistinguir tipos de soluçõesCompreender o conceito de solubilidade

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H2O

H2O

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Aprender a fazer diluições

Materiais e Reagentes

Bico de gás;.Tripé;.Tela de amianto;.Circuito para verificação de condução elétrica;.Balança semi-analítica;.2 Pipetas de 5 mL;.1 Bureta de 25 mL;.2 Béqueres de 50 mL;.2 Béqueres de 100 mL;

.1 Béquer de 250 mL;

.1 Bastão de vidro;1 Balão de 50mL.Sacarose;.Sulfato ferroso (FeSO4) ou cloreto de sódio (NaCl);.Solução de nitrato de chumbo [Pb(NO3)2] 1 mol/L;.Solução de iodeto de potássio (KI) 0,5 mol/L

PARTE EXPERIMENTAL

Procedimentos

a- Determinação de solubilidade

1- Pese em um béquer de 100 mL, 5 g de FeSO4 ou de NaCl. Acrescente lentamente (de 1 em 1 mL) e, sob agitação, o menor volume possível de água necessário para a dissolução completa do soluto. Determine a solubilidade do FeSO4 ou de NaCl à temperatura ambiente.

2- Repita o procedimento anterior utilizando agora a sacarose.

3- Teste a condutividade elétrica das soluções de FeSO4 ou de NaCl e de sacarose, utilizando o circuito para a verificação de condução elétrica.

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Observe e responda: as duas soluções são iônicas ou moleculares?

b- Processo de diluição

1- Calcule quantos mililitros de água destilada devemos tomar para, a partir de 1mL de solução estoque de KI, cuja concentração é 0,5 mol/L, atingir uma concentração de 0,1 mol/L desta substância. Com auxílio de uma bureta, após fazer ambiente, transfira 1 mL da solução estoque de KI, 0,5 mol/L, para um balão volumétrico adequado. Complete com água destilada, agite (homogeneizar) e rotule.

2- Calcule quantos mililitros de água destilada devemos tomar para, a partir de 1mL de solução estoque de Pb(NO3)2, cuja concentração é 1mol/L, atingir uma concentração de 0,05 mol/L desta substância. Com auxílio de uma bureta, após fazer ambiente, transfira 1 mL da solução estoque de Pb(NO3)2, 1 mol/L, para um balão volumétrico adequado. Complete com água destilada, agite (homogeneizar) e rotule.

3- Pipete 5 mL da solução de KI 0,1 mol/L e 5 mL da solução de Pb(NO3)2, 0,05 mol/L para um béquer de 100 mL. Observe e anote o resultado.

c- Efeito da temperatura na solubilidade

Leve o béquer com o produto formado na etapa anterior (b-3) ao aquecimento, sob agitação, até a ebulição. Utilize a montagem- bico de gás/tripé/tela de amianto. Observe e anote o resultado.

Questionário

1. O que é solução iônica?

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2. O que é solução molecular?3. Por que a solução molecular não conduz eletricidade?4. O que é solubilidade?5. Consulte no Handbook a solubilidade do cloreto de sódio (NaCl), etanol (CH3CH2OH), Pb(NO3)2, FeSO4 e KI em água.6. Escreva a equação que representa a reação entre o nitrato de chumbo aquoso e o iodeto de potássio aquoso.7. O que se pode concluir quanto ao efeito da temperatura sobre a solubilidade de PbI2?8. O que é solução aquosa?9. Quanto de água deve-se adicionar em 5 mL de uma solução de NaCl a 1 mol/L para se obter uma solução a 0,01 mol/L?10. Deseja-se preparar 250 mL de solução de NaOH 0,1 mol/L partindo de uma solução estoque de concentração 5 mol/L. Qual é o volume da solução estoque que se deve utilizar?

PRÁTICA 6- REAÇÕES QUÍMICAS E ESTEQUIOMETRIA

Introdução

Fenômeno é tudo que ocorre na natureza. Estes fenômenos podem ser divididos em dois tipos o fenômeno físico e o fenômeno químico denominado de REAÇÕES QUÍMICAS.

Em um fenômeno físico, a substância continua inalterada. Por exemplo, ao rasgarmos um pedaço de papel temos um exemplo de fenômeno físico. Ou seja, mesmo após ter sido rasgado o papel continua sendo papel. A queda de um copo de vidro também é um fenômeno físico, mesmo quebrado seus constituintes continuam inalterados.

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Durante um fenômeno químico ou Reação Química, por outro lado, ocorrem profundas modificações em que a substância (ou substâncias envolvidas) transforma-se em outra substância diferente da original. Como exemplo, a queima de um pedaço de papel (constituinte básico é a celulose) leva a produção de outras substâncias diferentes do papel original (CO2, H2O e C), liberando ainda uma certa quantidade de energia. Ao aquecermos um pedaço de magnésio (Mg) em presença de oxigênio, ele se transforma em outra substância nada parecida com a original, ou seja, transforma-se em óxido de magnésio (MgO).

As reações podem ser divididas em dois grupos: as reações que ocorrem com transferência de elétrons e as que ocorrem sem transferência de elétrons. E ainda podem ser classificadas quanto a sua natureza, como:

a) Reação de combustãob) Reação de análisec) Reação de decomposiçãod) Reação de síntese

e) Reação de deslocamento ou troca*simples *duplaf) Reação de complexação *aniônica *catiônicag) Reação de oxi-redução

As reações químicas ocorrem de forma proporcional, ou seja, os reagentes (tudo aquilo que irá reagir) se combinam em quantidades bem definidas levando à formação dos produtos. A esta quantidade bem definida damos o nome de estequiometria.

REAGENTES PRODUTOS

De outro modo podemos dizer, que em condições idênticas, uma reação química obedece sempre às mesmas relações ponderais, isto é, obedece a uma determinada estequiometria.

nA + mB AnBm

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Havendo excesso de um dos reagentes, este excesso não reage, podendo ser recuperado.

Objetivos

Distinguir fenômeno físico de fenômeno químicoCompreender o que vem a ser uma reação químicaVisualizar e caracterizar alguns tipos de reações químicasCompreender a importância da estequiometria e verificar a estequiometria de uma reação química

Materiais e Reagentes

.1 Béquer de 100 mL;

.1 Bureta de 25 mL;

.1 Vidro de relógio;

.1 Pinça metálica;

.1 Erlenmeyer

.4 Tubos de ensaio;

.1 Conta-gotas;

.Fósforos;

.Fita de magnésio;

.Solução de H2SO4;

.Solução de NaOH ? mol/L;

.Solução de HCl 0,1 mol/L;

.Solução de AgNO3 0,1 mol/L;

.Solução de NaCl 0,1 mol/L;

.Solução 3% de H2O2

Solução de KMnO4

PARTE EXPERIMENTAL

Procedimentos

1. REAÇÃO DE COMBUSTÃO

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Com o auxílio de uma pinça metálica segure um pedaço de fita de magnésio e aproxime um palito de fósforo em chama. Deixe abaixo da fita um vidro de relógio. Observe e anote o ocorrido.

2. REAÇÃO DE NEUTRALIZAÇÃO E ESTEQUIOMETRIA

Pipete 20 mL de uma solução de NaOH de concentração desconhecida e coloque em um erlenmeyer. Adicione três gotas de fenolftaleína. Observe e anote o ocorrido.Coloque em uma bureta de 25 mL uma solução de HCl 0,1 mol/L. Vá adicionando, com agitação, a solução de HCl à solução de NaOH no erlenmeyer, até que a cor da solução desapareça. Anote o volume de HCl gasto e calcule a concentração da solução de NaOH.

3. REAÇÃO DE PRECIPITAÇÃO

Coloque em um tubo de ensaio cerca de 2 mL de solução de AgNO3, em seguida adicione cerca de 2 mL de NaCl. Observe o ocorrido. Qual precipitado foi formado? Qual é a sua cor?

4. REAÇÃO DE OXI-REDUÇÃO

Em um tubo (1) de ensaio coloque cerca de 5 mL de solução de KMnO4. Em outro tubo (2) de ensaio coloque cerca de 5 mL de H2O2 e acidifique com 3 gotas de H2SO4. Vire o conteúdo do tubo (2) no tubo (1) e observe o ocorrido. Explique.

Questionário

1. Escreva todas as equações que representam as reações ocorridas na aula prática.2. O que é fenômeno químico?

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3. O que é estequiometria?4. Por que a cor violeta do permanganato de potássio desapareceu?5. O que é uma reação química? Como podemos classificá-la?6. Observe a equação química, a tabela e o gráfico a seguir. Com as informações faça uma previsão da estequiometria desta reação:

nA + mB AnBm

Amostra[A ]

(mol/L)[B]

(mol/L)Massa

do sólido AnBm (g)1 0,0 10,0 0,02 1,0 9,0 2,13 3,0 7,0 5,84 5,0 5,0 6,75 7,0 3,0 4,16 9,0 1,0 1,47 10,0 0,0 0,0

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PRÁTICA 7- MEDIDAS DE CALORES DE REAÇÃO

Introdução

As reações químicas como as já tratadas por nós, no laboratório de Química Geral são acompanhadas por trocas de energia. De forma geral, a energia contida nos reagentes é diferente da energia contida nos produtos quando realizamos uma reação química. Esta diferença pode resultar num AQUECIMENTO ou num RESFRIAMENTO do sistema em que ocorre a reação. Por exemplo:

CH4(g) + 2O2 (g) CO2(g) + 2H2O(l) + ENERGIA

2N2H4(l) + N2O4(l) 3N2(g) + 4H2O(l) + ENERGIA

ENERGIA + 2H2O(l) 2H2(g) + O2(g)

A primeira reação, combustão do gás natural, fornece calor necessário para fritar um bife em um fogão a gás ou aquecer água com um bico de Bunsen. A segunda reação, entre a hidrazina e o óxido de nitrogênio, fornece a energia mecânica para elevar um foguete e a sua carga da superfície da terra. E em contrapartida, devemos fornecer energia elétrica para ocorrer a decomposição da água levando aos seus constituintes.

Assim, o que vem a ser ENERGIA? Energia é a capacidade de realizar trabalho. E o calor é uma forma de energia que é medido e sentido na vizinhança do sistema onde ocorre a reação. A transferência de calor entre reagentes e produtos é estudada na TERMOQUÍMICA.

Quando o sistema reacional libera calor para o meio ambiente, significa que a energia dos produtos é menor que a dos reagentes, e esse excesso é liberado para o ambiente. Este tipo de reação é chamada de reação EXOTÉRMICA. E quando o sistema necessita de energia para se

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processar, ou seja, absorve calor do meio ambiente temos uma reação ENDOTÉRMICA. Isto é, a energia dos produtos é maior que a dos reagentes.

A maioria das reações é exotérmica, pois existe uma tendência natural no sentido de ser conseguido um estado de menor energia, isto é, as reações químicas são favorecidas quando resultam em novas substâncias com menor conteúdo energético que as substâncias reagentes.

A energia, em forma de calor liberado ou absorvido durante uma reação química, é denominada CALOR DE REAÇÃO. Entretanto, o CALOR DE REAÇÃO depende das condições em que a reação se processa, principalmente se essa ocorre a volume constante (sistema fechado) ou em pressão constante (sistema aberto). O segundo caso é mais comum, já que, na maioria das vezes, as reações químicas se processam em sistemas abertos, tais como em béqueres, tubos de ensaio etc. Podemos definir então que CALOR DE REAÇÃO é a diferença entre as ENTALPIAS (H) dos reagentes e dos produtos.

H = H produtos - H reagentes

será negativo para reações exotérmicas e H será positivo pra reações endotérmicas.Em qualquer transformação química ou física ocorre a conservação da energia. Assim,

podemos determinar não apenas o sinal de para uma reação, como também o seu valor. Para isto, usamos o fato de que o valor de é igual à quantidade de fluxo de calor à pressão constante. E podemos utilizar a seguinte fórmula:

Q = m .c .t Onde: Q = Calor (absorvido ou liberado);

m = massa(g); c = calor específico (J/gºC ou cal/gºC); t = t final - t inicial (ºC).

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Se o calor envolvido na transformação for trocado entre a água podemos utilizar os dados referentes à água passando a ter:

Q = Calor absorvido ou liberado pela reação;m = massa da água (g);c = calor específico da água (4,18J/gºC ou 1cal/gºC);t = t final - t inicial (ºC).

O calor envolvido nas reações químicas pode ser medido em um calorímetro.

Objetivos

Conceituar energia e calor de reaçãoCompreender a relação entre reação química e energiaFamiliarizar com as unidades de energia e suas conversõesCalcular a quantidade de calor envolvida em uma dissolução e em uma reação de neutralização

Materiais e Reagentes

2Erlenmeyer de 250mL; .Termômetro; .Balança analítica; .Pipeta graduada de 10 mL; .Espátula; .Vidro de relógio;.Cápsula de porcelana;

.Algodão;

.Bastão de vidro;

.Capela;

.Gominha;

.Conta gotas;

.Água destilada;

.H2SO4 concentrado; 34

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.NaOH sólido; .KMnO4sólido

PARTE EXPERIMENTAL

Procedimentos

1. VERIFICAÇÃO DO PODER ENERGÉTICO DE UMA REAÇÃO

Na capela, coloque numa cápsula de porcelana um pouco de permanganato de potássio sólido e acrescente algumas gotas de ácido sulfúrico concentrado (CUIDADO). Com um bastão de vidro contendo um chumaço de algodão enrolado em sua ponta, toque na mistura da cápsula de porcelana (CUIDADO). O que você observa? Escreva a equação que representa a reação química observada.

2. CALOR DE DISSOLUÇÃO DO NaOH sólido

Em um erlenmeyer de 250mL coloque 100 mL de água destilada e com o termômetro meça a temperatura e anote.

Pese rapidamente 4,0 g de hidróxido de sódio em um vidro de relógio e adicione-o à água no erlenmeyer e agite, cuidadosamente, até dissolução completa. Meça a temperatura máxima atingida neste processo. A dissolução é endotérmica ou exotérmica? Escreva a equação química da dissolução do NaOH. Calcule a quantidade de calor envolvida. Calcule o valor de .

3. CALOR DE DISSOLUÇÃO DO H2SO4 concentrado

Em um erlenmeyer de 250 mL coloque 100 mL de água destilada e com o termômetro meça a temperatura e anote.

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Calcule a quantidade de ácido sulfúrico necessário para neutralizar 4,0 g de hidróxido de sódio e adicione-o à água no erlenmeyer, cuidadosamente, e meça a temperatura máxima atingida neste processo. A dissolução é endotérmica ou exotérmica? Escreva a equação química da dissolução do H2SO4. Calcule a quantidade de calor envolvida. Calcule o valor de .

4. CALOR DE NEUTRALIZAÇÃO

Deixe as soluções preparadas no 2º e no 3º passos atingir a temperatura ambiente. Confira esta temperatura com o termômetro e anote.

Deixe o termômetro dentro da solução de hidróxido de sódio e misture rapidamente a solução de ácido sulfúrico com a de hidróxido, medindo a temperatura máxima atingida nesta neutralização. A reação de neutralização é endotérmica ou exotérmica? Escreva a equação química desta neutralização. Calcule a quantidade de calor envolvida. Calcule o valor de .

Dados: d (H2SO4) = 1,840g/cm3 e pureza = 98% c (H2SO4) = 0,34 cal/g.ºC c (NaOH) = 0,94 cal/g.ºC

Questionário

1. O que é energia?2. Transforme os valores dos calores encontrados em calorias, para Joule.3. Desenhe um diagrama de energia para a reação de neutralização.4. Quando a glicose se combina com O2 , a seguinte reação ocorre: C6H12O6(s) + 6O2(g) 6CO2(g) + 6H2O(l) = -2820kJ

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Calcule quantos gramas de glicose deveriam ser queimados para aquecer 1,00kg de água de 25,00°C para 30,00°C (calor específico = 4,18 J/g.°C)?

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