Universidade Federal do Cear - Departamento de Qumica Analtica e Fsico-Qumica Fsico-Qumica Experimental-2006/02 1 MINISTRIO DA EDUCAO UNIVERSIDADE FEDERAL DO CEAR CENTRO DE CINCIAS DEPARTAMENTO DE QUMICA ANALTICA E FSICO-QUMICA MANUAL DE PRTICAS DISCIPLINA: FSICO-QUMICA II Universidade Federal do Cear - Departamento de Qumica Analtica e Fsico-Qumica Fsico-Qumica Experimental-2006/02 2EXPERIMENTOS 1.DETERMINAO DO COEFICIENTE DE VISCOSIDADE PELO VISCOSMETRO DE OSTWALD.......................................................................3 2.INFLUNCIA DA TEMPERATURA NO COEFICIENTE DE VISCOSIDADE DE LQUIDOS...........................................................................7 3.POLARIMETRIA: VERIFICAO DA LEI DE BIOT EM SOLUO.......9 4.CONSTRUO DO DIAGRAMA TERNRIO DE COMPOSIO CIDO ACTICO CLOROFRMIO GUA............................................13 5.CONSTRUO DO DIAGRAMA TERNRIO DE COMPOSIO GUA ETANOL BENZENO........................................................................15 6.DETERMINAO DO VOLUME MOLAR PARCIAL NaCl/H2O...........16 7.DETERMINAO DA CONCENTRAO MICELAR CRTICA DE UM SURFACTANTE...........................................................................................19 8.MEDIDA DA TENSO SUPERFICIAL: MTODO DA GOTA...................22 9.ABAIXAMENTO DO PONTO DE FUSO......................................................26 10. ANEXOS................................................................................................................27 Universidade Federal do Cear - Departamento de Qumica Analtica e Fsico-Qumica Fsico-Qumica Experimental-2006/02 3DETERMINAO DO COEFICIENTE DE VISCOSIDADE PELO VISCOSMETRO DE OSTWALD 1.Objetivos:Determinarocoeficientedeviscosidaderelativa,dinmicaecinemticade solues, utilizando o viscosmetro de Ostwald ou de Cannon-Fenske. 2. Teoria: Reologiaacinciaquetratadasdeformaesefluxodemateriaiscausadospela aplicao de uma fora. O estudo da reologia importante pois o conhecimento das propriedades reolgicas do material (como viscosidade) permite conhecer o comportamento dos materiais nas mais variadas situaes durante a produo, transporte, armazenagem, etc. As faixas de viscosidade apresentadas por materiais comuns, encontram-se abaixo. Viscosidades de alguns materiais muito comuns: MATERIALVISCOSIDADE (Pa-s) Vidro 1040 Vidro Fundido 1012 Polmeros Fundidos 103 Mel 10 Glicerol 1 leo de oliva 0,1 gua 0,001 Ar 10-6 Quandoumlquidoescoaatravsdeumtuboestreito,semturbulncia,isto,demodo contnuoeregular,avelocidadedeescoamentodepende,emprimeirolugar,daforaqueo produz.Almdisso,umavezqueasdiferentespartesdolquidonosemovemnointeriordo tubo com a mesma velocidade, isto , as camadas mais prximas s paredes do tubo se movem mais lentamente que as camadas centrais, e a velocidade alcana um mximo no centro do tubo, podemosconsideraracorrentelquidacomocompostadeumgrandenmerodecilindros concntricos,cadaummovendo-secomvelocidadeconstante,qualsuperiordovizinho imediato e de maior dimetro. Produz-se, assim, um deslizamento ou movimento das diferentes camadas,umasemrelaosoutras,nadireodoescoamento.Aestedeslocamentodas diferentes camadas, ope-se o atrito interno (atrito entre os cilindros sucessivos) e o coeficiente de viscosidade de um lquido uma medida deste atrito. Seconsiderarmosumacamadaretangularedelgada(deespessuradx)dolquido,cuja superfciesuperior(dereaA)semoverelativamentesuperfcieinferior(tambmdereaA) comumavelocidadedV,aforaFquesenecessitaaplicar,tangencialmente,ssuperfcies superior e inferior, para manter o gradiente de velocidade (dV/dx), depender da viscosidade do lquido, isto : (F/A) (dV/dx) ou (F/A) = (dV/dx)(1) A grandeza (eta), definida por esta equao, o coeficiente de viscosidade dinmica. Este coeficiente de viscosidade numericamente igual fora tangencial, por unidade de rea,necessriaparamanterumaunidadedevelocidadededeslocamentodedoispontos paralelos,afastadosdeumaunidadededistncia,oespaoentreelesestandocheiocomum lquidoviscoso.Aviscosidadedeumfluidopodeserdeterminadaporvriosmtodos experimentais,como,porexemplo,amedidadotempodevazodeumlquidoatravsdeum capilar(nestecasoocoeficientedeviscosidadedadopelaLeidePoiseuille);amedidado Universidade Federal do Cear - Departamento de Qumica Analtica e Fsico-Qumica Fsico-Qumica Experimental-2006/02 4tempodequedadeumaesferaatravsdeumlquido(utilizando-sealeideStokeobtm-seo coeficiente de viscosidade) etc. NosistemaCGSaunidadedeviscosidadedinmicaoPoise(g/cm.s).Aviscosidade cinemtica, definidacomo = /, onde a viscosidade dinmica e a massa especfica do lquido, tem por unidade o Stoke (cm2/s). Nocasodavazodeumlquidoatravsdeumcapilarocoeficientedeviscosidade, segundo Poiseuille, : l Vp t r. .. . .84 =(2) onde:P a presso hidrosttica sobre o lquido, em N.m-2, V o volume em m3 (volume do lquido que flui em t segundos atravs do capilar de raio r e de comprimento l, ambos em metros). OviscosmetrodeOstwald(Fig.1)oudeCannon-Fenskepermiteumadeterminao simples do coeficiente de viscosidade desde que seja conhecida sua constante. No entanto, quando se desconhece a constante, as medidas de viscosidade so feitas por comparao entre o tempo de vazo do lquido cuja viscosidade se deseja determinar e deumlquidodeviscosidadeconhecida,geralmentegua.Namesmatemperaturaeno mesmo aparelho. Figura 1 : Viscosmetro de Ostwald . Apartirdaequao(2)aplicadaaolquidodeviscosidadedesconhecidaeaolquido padro, obtm-se a equao (3), a qual nos permite determinar a viscosidade relativa do lquido: ttrel212121= =(3) onde :1e2sooscoeficientesdeviscosidadedinmica,dolquidoemestudoedagua, respectivamente. 1e2soosvaloresdemassaespecficadosfluidosdesconhecidoeconhecido, respectivamente, e t1 e t2 so os tempos gastos para que se escoem volumes iguais. ab Lquido Universidade Federal do Cear - Departamento de Qumica Analtica e Fsico-Qumica Fsico-Qumica Experimental-2006/02 5Asviscosidadesdinmicaecinemticapodemsercalculadas,respectivamente,atravs das equaes: 1 = rel . 2(4) e = 1 / 1(5). A viscosidade uma propriedade importante, tanto em trabalhos prticos como tericos. Embiologiaefisiologiaoviscosmetroutilizadonoestudodaspropriedadesdosangue.Em tecnologia,temsidoaplicadonasoluodeumagrandevariedadedeproblemasrelacionados com:tintas,fibras,colas,borrachaeoutrosprodutosindustriais.EmprojetosdeEngenharia Qumica,aviscosidadeumfatorimportante,poisocustodebombasmuitasvezes considervel e isto depende muito da viscosidade dos lquidos ou gases a serem transportados. Aprecisonaoperao,comesteviscosmetro,dependedocontroleedamedidadas seguintes variveis: temperatura, tempo, alinhamento vertical do capilar e volume da substncia estudada. 3. Material Necessrio: 1 viscosmetro de Ostwald, 1 cronmetro, 1 picnmetro, tubo de borracha, 1 pipeta (seu volume depende do volume do viscosmetro), 1 termmetro 0-100 0C , 1 banho termosttico. 4. Tcnica Experimental: 1.O viscosmetro deve estar limpo e seco. 2.Prepare 100 mL de uma soluo de NaCl 0,500 mol/L e, por diluio, 50 mL das solues de 0,300 e 0,100 mol/L. 3.Prepare 100 mL de uma soluo de C12H22O11 (sacarose) 0,010 mol/L e, por diluio, 50 mL das solues de 0,006 e 0,002 mol/L. 4.Coloque um certo volume (6mL) de gua no viscosmetro pela extremidade 1. Por suco comumtubodeborrachanaextremidade2,eleveolquidonointeriordotuboe verifiqueseestevolumesuficienteparaultrapassaramarcaAsemquefaltelquido entre as marcas A e C (ver Figura 1 b). 5.Verifique se o nvel do lquido em repouso est a +/- 1 cm abaixo da marca B. 6.Determine(comumapipeta),ovolumedeguadoviscosmetroquesatisfaaestas condies eANOTEeste valor. 7.Coloqueoviscosmetro,contendoovolumedeguaacimadeterminado,numbanho termosttico a 25 0C (a parte do viscosmetro que contm o lquido deve ficar submersa). Espere que o sistema atinja o equilbrio trmico. 8.Por suco, atravs do tubo de borracha, eleve o lquido no interior do tubo at a marca A.Deixeolquidoescoarparaverificarseoescoamentoestseprocessando convenientemente e sem que gotas fiquem aderidas s paredes do tubo. Se isto acontecer, oviscosmetrodeveseresvaziadoenovamentelimpocomcuidado.Torneaaspiraro lquidoatuns2centmetrosacimadamarcasuperior(reproduzirsempreestamesma posioemtodasasmedidas,nodevendoelevar-seacimadonveldaguadobanho termosttico) e tire o tubo de suco. Quando o menisco do lquido passar pelo trao superior, d partida ao cronmetro.Quando o menisco alcanar a marca inferior, trave o cronmetro. Repita a determinao trs vezes com o mesmo lquido. Seoviscosmetroestiverconvenientementelimpo,ostemposdeescoamentono diferirodemaisde0,2%.Nocasodetemposdeescoamentodiferiremdemaisde0,2%, precisa-se examinar cuidadosamente a tcnica e o materialparaencontraraorigemdos erros. 9.Retireoviscosmetrodobanhotermostticoeseque-o.Laveentocomolquido-problema para se ter certeza de que no ficou nenhum resduo do lquido anterior. 10. Torneacolocaroviscosmetronobanhotermosttico.Pormeiodapipetacoloqueno viscosmetro,ovolumedasubstncia(ousoluo)cujaviscosidadedeveser determinada.Espere 5 minutos para que se estabelea o equilbrio trmico, e repita o Universidade Federal do Cear - Departamento de Qumica Analtica e Fsico-Qumica Fsico-Qumica Experimental-2006/02 6procedimento,tendoocuidadodeconduzirasoperaesnasmesmascondies anteriores. 11. Observe que necessrio determinar a massa especfica de cada lquido ou soluo. PICNMETRO: Utilize um picnmetro de 25 ou 50 ml para determinar a massa especfica de cadalquidonasrespectivastemperaturasemqueforamfeitasasdeterminaesdas viscosidades. COMO PROCEDER: Pese o picnmetro vazio. Depois de pesado, encha o picnmetro com o lquido-problema (faa primeiro para a gua) e coloque-o para termostatizar (mesma temperatura do viscosmetro) durante +/- 5 minutos. Tire o picnmetro do banho rapidamente, seque-o bem e pese-o. Repita este procedimento para as outras temperaturas utilizadas (30 e 40 0C) (menos para agua).Atravsdafrmula(=m/v)vocobtmovalordamassaespecficadolquido naquela temperatura. (No esquea de descontar a massa do picnmetro vazio). OBS: Este procedimento feito para a gua a 25 0C para aferir o volume do picnmetro. O valor da massa especfica da gua se encontra na TABELA I, para a temperatura utilizada. pressodeumaatmosfera,aviscosidadedagua,segundooNationalBureauof Standards, dada na TABELA I. TABELA I - Coeficiente de viscosidade e massa especfica da gua a vrias temperaturas. Obs: 1 Poise = din.s.cm-2 Temperatura (0C) Coeficiente de viscosidade (milipoise) Massa especfica (g.cm-3) 1013,0700,99973 1511,3900,99913 2010,0200,99822 258,9040,99707 307,9750,99568 357,1940,99406 406,5290,99225 505,4680,98807 604,6650,98323 5. Tratamento dos Dados Experimentais: Para cada lquido-problema, complete a seguinte tabela em seu caderno: H2O= H2O (g/mL) =tH2O (segundos) = Lquido (g/mL)t (segundos) Rel1Concentrao (mM)t1 t2 t3 gua Tire a mdia dos 3 tempos de cada soluo, faa um clculo de erro. Faa um grfico do coeficiente de viscosidade dinmica pela concentrao da soluo. Universidade Federal do Cear - Departamento de Qumica Analtica e Fsico-Qumica Fsico-Qumica Experimental-2006/02 7INFLUNCIA DA TEMPERATURA NO COEFICIENTE DE VISCOSIDADE DE LQUIDOS 1.Objetivos:Determinarocoeficientedeviscosidadedealgunslquidosavrias temperaturas, utilizando o viscosmetro de Ostwald ou de Cannon-Fenske. 2. Teoria:Oefeitodatemperaturasobreocoeficientedeviscosidadedeumfluidodifere notadamentesegundoofluidolquidoougs.Nosgases,ocoeficienteaumentacomatemperatura, mas nos lquidos diminui marcadamente com a elevao da temperatura. Arelaodoscoeficientesdeviscosidadedoslquidoscomatemperaturadadapela equao de Carrancio: = A . exp B/RTou T RBA.ln ln + = (1) onde:AeBsoconstantesprpriasdoslquidosdados,sendoBumamedidadeenergia necessria para fazer o lquido fluir. Apartirdadeterminaodocoeficientedeviscosidadedeumlquidoemdiferentes temperaturas possvel, graficamente, determinar-se os valores das constantes A e B. Nesteexperimentotambmserdeterminadoocoeficientedeviscosidaderelativapara posterior clculo do coeficiente de viscosidade da substncia ou soluo. 3. Tcnica Experimental: Repitaoprocessodescritoanteriormente(paraumanicatemperatura),paradiferentes temperaturas30e40 0C,desdequeatemperaturadeebuliodolquido-problemanoestejamuitoprximodatemperaturadobanhotermosttico.Paracadatemperatura,faaos experimentos com gua e com os lquidos-problemas. 1.O viscosmetro deve estar limpo e seco. 2.Coloque um certo volume de gua no viscosmetro pela extremidade 1. Por suco com um tubo de borracha na extremidade 2, eleve o lquido no interior do tubo e verifique se este volume suficiente para ultrapassar a marca A sem que falte lquido entre as marcas A e C (ver Figura 1 b, do roteiro anterior). 3.Verifique se o nvel do lquido em repouso est a +/- 1 cm abaixo da marca B. 4.Determine(comumapipeta),ovolumedeguadoviscosmetroquesatisfaaestas condies e ANOTEeste valor. 5.Coloqueoviscosmetro,contendoovolumedeguaacimadeterminado,numbanho termosttico a 25 0C (a parte do viscosmetro que contm o lquido deve ficar submerso). Espere que o sistema atinja o equilbrio trmico. 6.Por suco, atravs do tubo de borracha, eleve o lquido no interior do tubo at a marca A.Deixeolquidoescoarparaverificarseoescoamentoestseprocessando convenientemente e sem que gotas fiquem aderidas s paredes do tubo. Se isto acontecer, oviscosmetrodeveseresvaziadoenovamentelimpocomcuidado.Torneaaspiraro lquidoatuns2centmetrosacimadamarcasuperior(reproduzirsempreestamesma posioemtodasasmedidas,nodevendoelevar-seacimadonveldaguadobanho termosttico) e tire o tubo de suco. Quando o menisco do lquido passar pelo trao superior, d partida ao cronmetro.Quando o menisco alcanar a marca inferior, trave o cronmetro. Repita a determinao trs vezes com o mesmo lquido. Seoviscosmetroestiverconvenientementelimpo,ostemposdeescoamentono diferirodemaisde0,2%.Nocasodetemposdeescoamentodiferiremdemaisde0,2%, precisa-se examinar cuidadosamente a tcnica e o materialparaencontraraorigemdos erros. Universidade Federal do Cear - Departamento de Qumica Analtica e Fsico-Qumica Fsico-Qumica Experimental-2006/02 87.Retireoviscosmetrodobanhotermostticoeseque-o.Laveentocomolquido-problema para se ter certeza de que no ficou nenhum resduo do lquido anterior. 8.Torneacolocaroviscosmetronobanhotermosttico.Pormeiodapipetacoloqueno viscosmetro o volume da substncia (ou soluo) cuja viscosidade deve ser determinada (mesmovolumeutilizadoanteriormente).Espere5minutosparaqueseestabeleao equilbrio trmico, e repita o procedimento, tendo o cuidado de conduzir as operaes nas mesmas condies anteriores. 9.Observe que necessrio determinar a massa especfica de cada lquido ou soluo em cada temperatura. 4. Tratamento dos Dados Experimentais: Para cada lquido e para cada temperatura, complete a seguinte tabela em seu caderno: Lquido =TemperaturaH2O H2O (g/mL)tH2O (seg.) Liq (g/mL)t Liq (seg.) Liq Lquido =TemperaturaH2O H2O (g/mL)tH2O (seg.) Liq (g/mL)t Liq (seg.) Liq Lquido =TemperaturaH2O H2O (g/mL)tH2O (seg.) Liq (g/mL)t Liq (seg.) Liq Em seguida complete a tabela abaixo: LquidoT(K)T-1 ln Faaumgrficodologaritmodocoeficientedeviscosidadedinmicaemfunodo inversodatemperaturaabsoluta,paracadalquido(inclusiveagua).Usandoaequao(1), determine graficamente as duas constantes A e B para cada lquido. Se for necessrio, calcule estas constantes pelo mtodo dos mnimos quadrados. ApresenteosresultadosdeviscosidadesutilizandoasunidadesemPa.s(kG.m-1s-1)eos termos relacionados com energia em Joules/mol. Compare os valores de A e B dos diferentes lquidos. Universidade Federal do Cear - Departamento de Qumica Analtica e Fsico-Qumica Fsico-Qumica Experimental-2006/02 9POLARIMETRIA: VERIFICAO DA LEI DE BIOT EM SOLUO 1.Objetivos: Determinaropoderrotatrioticoespecficodasacarose,eoteordesacaroseemuma amostra impura (com contaminante no ativo oticamente). 2. Introduo: Sabe-sequealuznaturalconstitudadeondaseletromagnticasquesepropagamem todasasdirees,eminfinitosplanosdevibrao.Comoexemplocita-sealuzsolar,uma lmpada incandescente etc. Por outro lado, quando a luz natural passada atravs de um prisma polarizadordeNicolaradiaoemergentevibraemapenasumplanodevibraoe denominadaluzpolarizada.Poderserpolicromticaoumonocromtica,dependendodafonte luminosa. Quandoumfeixedeluzplano-polarizadamonocromticaatravessaumtubode comprimentoigualaL,cheiocomumasoluocontendoumasubstnciaoticamenteativa (possuiemsuamolculaumtomodecarbonoassimtricoouchiral),deconcentraoC,o desvio angular do plano de polarizao dado por: A constante ] [20D o poder rotatrio tico especfico caracterstico da substncia (em 20,0Carotaoespecficadasacarose,sobluzdesdio,66,53oeadaglicose52,7o)e dependedocomprimentodeondadofeixedeluzedatemperatura.definidocomosendoo ngulo-desvio(emgrausangulares)apresentadoporumaalquotadeumasoluocuja concentraodeumquilograma(1000g)desubstnciaoticamenteativapormetrocbico (1000L) de soluo, colocada em um tubo polarimtrico de 1 metro (10 dm) de comprimento e observada, a 20,0C, sob luz de sdio; L o comprimento, em dm, do tubo polarimtrico; C a concentrao da soluo em g/cm3 e a rotao observada, em graus angulares. No Sistema Internacional (SI), ] [20D= m e sua unidade rad.m2/kg. Pela expresso (1) v-se que o ngulo-desvio varia linearmente com a concentrao.O desvio angular medido com um polarmetro, cujo esquema o seguinte: Figura 1 A luz proveniente de uma fonte luminosa monocromtica (L), polarizada ao atravessar um prisma de Nicol (P). Aps este prisma, o feixe luminoso atravessa o lquido contido no tubo (T) e, em seguida, outro prisma de Nicol chamado analisador (A). O campo do instrumento observado com a ocular (0). O analisador pode girar em torno do eixo longitudinal do instrumento enquanto que o polarizador fixo. Quando o tubo (T) contm uma substncia que no possui atividade tica (por exemplo, a gua) e o analisador est cruzado com o polarizador, nenhuma luz passar e o campo do instrumento, portanto, se apresentar escuro. Esta situao corresponde ao zero gravado no limbo do aparelho. Caso o tubo (T) contenha uma substncia oticamente ativa, o raio luminoso sofrer uma rotao no seu plano de polarizao. Para que o | |( ) 120LCD = Universidade Federal do Cear - Departamento de Qumica Analtica e Fsico-Qumica Fsico-Qumica Experimental-2006/02 10campo fique novamente escuro necessrio girar o analisador de certo ngulo, que ser registrado no limbo e representa o desvio angular. O polarmetro tem um dispositivo auxiliar, que torna a medida do desvio angular mais precisa. Graas a ele o campo visual do instrumento fica dividido em trs partes (ver Figura 2). Quando o analisador est um pouco antes da posio cruzada em relao ao polarizador a parte central do campo visual torna-se escura e as partes laterais tornam-se claras (ver Figura 3). Quando o analisador est um pouco alm da posio cruzada em relao ao polarizador, a parte central do campo visual torna-se clara e as partes laterais tornam-se escuras (ver Figura 4). Uma posio intermediria, em que as trs partes do campo esto totalmente sombreadas, corresponde ao cruzamento dos dois prismas (ver Figura 5). Caso o prisma analisador esteja na mesma posio que o prisma polarizador, o campo apresenta-se totalmente iluminado (ver Figura 6). Fig.2Campovisual dividido em trs partes. Fig.03Analisadorum poucoantesdaposio cruzadaemrelaoao polarizador Fig.04Analisadorum poucoalmdaposio cruzadaemrelaoao polarizador. Fig.05Analisadornaposio cruzada em relao ao polarizador, com o campo visual totalmente sombreado. Fig.06Analisadorparaleloao polarizadorcomocampovisual totalmente claro. Leitura da escala Semprequeseadicionarumanovasoluonotubo paraumaleitura,antesdesefazeroajustedoanalisador deve-seajustaraescala(lateralaovisor)naposio0,00, conforme figura 7, ao lado. Alinhamento das marcaes do pontozerodaescaladedentro(fixa)comamarcaodo ponto zero da escala de fora (mvel). Seasoluonotubonoapresentardesviodaluz plano-polarizada (desvio 0,00) o campo visual ser idntico ao da figura 6, com a escala conforme figura ao lado. No entanto, estando a escala ajustada na posio 0,00 eseforadicionadaaotuboumasoluoqueapresente desviodaluzplano-polarizada(desvio0,00)ocampo visualseridnticoaodafigura3ouaodafigura4.Uma vezvistoisso,deve-seprocurarajustar(lentamente)o analisadordemodoaseobservarnovamenteaimagemda figura6.Paraocasodeumasoluodesacarose,que apresentadesviopositivo,devemosgiraroanalisadorno Figura 7: Escala polarmetro.Escala fixa Universidade Federal do Cear - Departamento de Qumica Analtica e Fsico-Qumica Fsico-Qumica Experimental-2006/02 11sentidohorrio.Apsencontrar-seaposionaqualse observaaimagemdafigura6faz-sealeituradodesvio angular. Supondoqueparaumasoluohipotticaoajuste tenha ficado conforme a figura 8, ao lado. O valor lido ser de 6,15 graus. O ponto de referncia a marcao do zero da escala fixa.Comoeleestentre6e7daescalamveldevemos anotar6,__.Osdoisltimosalgarismos(osdoisdepoisda vrgula)soobtidosnaescalafixadaseguintemaneira. Procureaprimeiramarcao(risco)daescalafixaque coincidaexatamentecomumamarcao(qualquer)da escalamvel,onmerocorrespondenteaestamarcao (fixa) lhe fornece os nmeros depois da vrgula. Neste caso teremos6,15poisaquartamarcaodaescalafixaest alinhada com uma da mvel. Obs.: Observe a diviso das escalas A rotao especfica (tal como o ponto de fuso e o de ebulio) uma constante fsica importante para a identificao de substncias. A polarimetria, dentre outras aplicaes, utilizada na indstria alimentcia e na anlise de produtos farmacuticos. 3. Procedimento Experimental: Obs.Atenoparaoitem9.Aprimeiraleituraaserfeitadeveserdasoluomais concentrada. 1.Prepare 100 ml de uma soluo contendo 0,15 g/mL de sacarose. 2.Por diluio prepare 50 mL de soluo de sacarose com as seguintes concetraes: 0,10, 0,05 e 0,02. Tenha o cuidado de restar ao menos 30 mL de cada soluo. 3.Ligue a lmpada de sdio. 4.Enchaotubodopolarmetrocomguadestiladaecoloque-onoinstrumento.Tenhao cuidado de no deixar bolhas de ar no interior do tubo e de limpar suas faces externamente. 5.Observeaoculardoinstrumentodemaneiraadistinguirnitidamenteaslinhasqueseparam astrspartesdocampovisualdopolarmetro.Gireaalavancaquecomandaaposiodo analisadornosentidohorrioouanti-horrio,atobservarquehumainversona iluminaodaspartescentralelateraldocampovisual.Emseguida,gireoanalisadorno sentidoquetorneastrspartesigualmenteiluminadas.Determine,cuidadosamente,este ponto e anote o ngulo encontrado, que deve ser igual a zero (ou 90) grau(s). Caso isto no ocorra o polarmetro necessita de um ajuste especial. Mesmo assim, anote a leitura (s). 6.Esvazieotubopolarimtricoelave-ocomasoluoaseranalisada.Emseguida,encha-o com a prpria soluo eelimine as bolhas de ar, caso existam. Por fim, feche o tubo e limpe-o externamente.Repita as operaes do item 6 e anote o desvio angular (obs). 7.Operando de maneira anloga, determine o desvio angular para as demais solues. 8.Prepare a soluo da amostra problema (sacarose impura) e faa a leitura. 9.Depoisdefeitaaleituradodesvioapresentadopelasoluomaisconcentrada,devolvaa mesma para seu frasco e em seguida adicione 0,5 mL de HCl concentrado e ao final da aula repita a leitura da mesma. Figura 8: Escala polarmetro. Universidade Federal do Cear - Departamento de Qumica Analtica e Fsico-Qumica Fsico-Qumica Experimental-2006/02 124. Clculos e Resultados: a) Organize seus dados sob a forma da seguinte tabela: Desvio angular do solvente (H2O) = s = Comprimento do tubo =dmTemperatura= C SoluoConcentrao C (g/cm3) Desvioangular observado (obs) Desvio angular final, f = obs - s solvente 1 2 3 4 problema??? OBS.: f o desvio angular final eobs o desvio angular observado. b) Construa um grfico relacionando o desvio angular com a concentrao de sacarose e, apartir deste, obtenha o valor do poder rotatrio tico especfico da sacarose. c)Graficamenteencontreovalordaconcentraodesacarosenasoluodaamostra problema, para em seguida determinar qual o teor de sacarose na mesma. d) Discuta o resultado observado no item 10 do procedimento. Universidade Federal do Cear - Departamento de Qumica Analtica e Fsico-Qumica Fsico-Qumica Experimental-2006/02 13CONSTRUO DO DIAGRAMA TERNRIO DE COMPOSIO CIDO ACTICO CLOROFRMIO GUA 1. Objetivos: Construir um diagrama de fases de um sistema de trs componentes. 2. Introduo: Deacordocomaregradasfases,quandoonmerodecomponentesforigualatrs,o nmerodegrausdeliberdadedeumsistemamonofsicodeveserigualaquatro(presso, temperatura e numero de moles de dois componentes). L = C + 2 F = 5 F Mantendo-seconstantesa temperaturaeapresso,tem-se 2 variveis independentes e odiagramapodeser construdo no plano. L** = 3 F Osistemaemestudo constitudopordois componenteslquidos parcialmente miscveis entre si eumcompletamentemiscvel nosdois.Odiagramadefases desses3componentespode serapresentadonaforma triangular,ondecadavrtice corresponde a um componente puro (Figura ao lado). Nessafigura,acurvadentrododiagramarepresentaainterfacedeseparaoentreduas regies distintas: acima da curva a regio de uma fase, e abaixo a regio de duas fases. Cadaladoirindicarsistemasbinrios.Aslinhasqueindicamumaconcentrao constantedeumdadocomponentesoparalelasaoladoopostodovrticerepresentandoeste componente. Por exemplo, considerando-se o componente B, a linha AC (o prprio lado oposto) indicaospontosondenohcomponenteB,existindoapenasAeC(0%deB).Aslinhas paralelasaoladoACeemdireoaovrticeBindicam,sucessivamente,asconcentraes crescentesdeB(10%,20%,etc.).Demodosimilarpodemostraaraslinhasquedefinemas concentraes de A e C. Umalinhapassandoporumdosvrticesporexemplo,pelovrticeCapresenta proporoconstanteentreosdoisoutroscomponentes,nocasoAeB.Isto,aosedeslocaro ponto representativo do sistema ao longo desta linha, varia-se a quantidade de C, mantendo-se A e B (As concentraes variam, mas o quociente das concentraes permanece constante). Experimentalmente,odiagramaternrioobtidopreparando-seinicialmentemisturas conhecidasdos2lquidosparcialmentemiscveis.Emseguida,comoauxliodeumabureta,o terceiro lquido adicionado at que a turbibez desaparea. 3. Procedimento Experimental Parte A 1.Em um frasco erlenmeyer adicione 9,0 ml de clorofrmio. 2.Comoauxliodeumaburetaadicione0,5mLdeH2Oaofrasco.Tituleentocom CH3COOHataformaodeumanicacamada(1fase).Nesseinstante,assimque 0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,00,00,10,20,30,40,50,60,70,80,91,0 0,00,10,20,30,40,50,60,70,80,91,0H2O CHCl3CH3COOH Universidade Federal do Cear - Departamento de Qumica Analtica e Fsico-Qumica Fsico-Qumica Experimental-2006/02 14perceberumanicafaseanotenatabelaovolumedeCH3COOHutilizado.(primeiro ponto A). 3.Emseguidaadicione0,2mLdeH2Oaofrascodemodoquenototaltenhasido adicionado 0,7 mL de H2O (anterior mais a presente). Titule ento com CH3COOH at a formao de uma nica camada (1 fase). Nesse instante, assim que perceber a formao de uma fase anote na tabela o volume de CH3COOH utilizado. (segundo ponto A). 4.Adicione novamente ao frasco, mais 0,9 mL de H2O e torne a titular com CH3COOH at a formao de uma nica camada (1 fase). Nesse instante, assim que perceber a formao de uma fase anote na tabela o volume de CH3COOH utilizado. (terceiro ponto A). 5.Obtenha mais dois pontos repetindo o procedimento anterior, porm com a adio de um volumedeH2Odemodoaobterumtotalde3,0mLedepoismaisumaquantiaque totalize 6,0 mL. Obs.: Enquanto houver duas fases, sob agitao o sistema fica turvo. Parte B 1.Em um frasco erlenmeyer adicione 14,0 ml de gua. 2.Com o auxlio de uma pipeta adicione 0,5 mL de CHCl3 na gua (observe a presena de umasegundacamada).TituleentocomCH3COOHataformaodeumanica camada(1fase).Nesseinstante,assimqueperceberaformaodeumafaseanotena tabela o volume de CH3COOH utilizado (primeiro ponto B). 3.Novamentecomoauxliodeumapipetaadicionemais1,1mLdeCHCl3nofrasco (observeaformaodeumasegundacamada).TituleentocomCH3COOHata formao de uma nica camada (1 fase). Nesse instante, assim que perceber a formao de uma fase anote na tabela o volume de CH3COOH utilizado. (segundo ponto B). 4.Obtenha mais trs pontos repetindo o procedimento anterior, porm com a adio de: 1,5, 3,2 e 3,2 mL de CHCl3 por vez. Sempre titulando com CH3COOH aps cada adio. 4. Tratamento dos Dados Calcule as massas dos 3 componentes para cada ponto anotado. Organize os resultados na tabela a seguir: Obs.: Os valores de volume total de clorofrmio e gua de cada ponto anotados na tabela Clorofrmioguacido actico Ponto volumemassa% mvolumemassa% mvolumemassa% m 19,00,5 29,00,7 39,01,6 49,03,0 59,06,0 60,514,0 71,614,0 83,114,0 96,214,0 109,414,0 Mostre todos os clculos. Construa o diagrama ternrio utilizando as percentagens em massa de clorofrmio, gua e cido actico das misturas monofsicas. Determineexperimentalmenteovalordamassaespecficadecadacomponente.Caso contrrio utilize os seguintes dados de massas especficas: cido actico 1,05 g/mLClorofrmio 1,49 g/mLgua 1,00 g/mL Universidade Federal do Cear - Departamento de Qumica Analtica e Fsico-Qumica Fsico-Qumica Experimental-2006/02 15CONSTRUO DO DIAGRAMA TERNRIO DE COMPOSIO GUA ETANOL BENZENO 1. Objetivos: Construirumdiagramadefasesparaumsistemadetrscomponenteslquidos parcialmente miscveis, em T e P constantes. 2. Introduo: (Mesmas consideraes gerais do roteiro anterior). 3. Procedimento Experimental Parte A Com auxlio de buretas ou de pipetas, em tubos de ensaio prepare as seguintes solues e feche-as com papel alumnio. guaEtanolBenzeno Ponto volumemassa% mvolumemassa% mvolumemassa% m 14,02,5 24,04,0 34,06,0 42,75,0 51,55,0 60,53,5 70,33,5 Obs.: Note que o etanol do frasco estoque no 100% puro. Parte B Comoauxliodeumaburetatitulecombenzenoatqueapareaumaturbidez.Nesse instante, anote o volume. Mostre todos os clculos. Construa o diagrama ternrio utilizando as percentagens em massa de cada componente. Universidade Federal do Cear - Departamento de Qumica Analtica e Fsico-Qumica Fsico-Qumica Experimental-2006/02 16DETERMINAO DO VOLUME MOLAR PARCIAL NaCl/H2O Estude PICNOMETRIA para realizar esta prtica. 1. Objetivos: CalcularovolumemolarparcialdesoluesdeNaClcomoumafunoda concentrao a partir da massa especfica das solues (picnometria). 2. Introduo: Ovolumemolarparcialdeparticularinteressedevidoasuaconecotermodinmica comoutrapropriedademolarparcial,aenergialivredeGibbsmolarparcial,conhecidacomo potencialqumico.Umaimportantepropriedadedopotencialqumicoque,quandoem equilbrio,paraumadadasubstnciaelepossuiomesmovaloremtodasasfasesdosistema. Considereumsistemacontendoumasubstnciaslidapura(ex.NaCl)emequilbriocomuma soluosaturada.Opotencialqumicodosolutoomesmoemambasasfases.Imagineagora que a presso sobre o sistema seja mudada isotermicamente. O soluto tender a migrar de uma faseparaoutra,refletindoemumamudananasolubilidade?Paraumamudanadeequilbrio em temperatura constante envolvendo somente trabalho de expanso, a mudana na energia livre de Gibbs (G) dada por VdP dG = (1) Diferenciando relativamente a n2, o nmero de mols do soluto, obtemos dP V G d 2 2 = (2) Onde a energia livre de Gibbs molar parcial (potencial qumico) e o volume molar parcial aparecem. Para a mudana de estado NaCl (S)==NaCl (aq) Podemos escrever dP V G d 2 2 ) ( = ,ou 22 ) (VPGT =((

(3) Ento,seovolumemolarparcialdosolutoemsoluoformaiorqueovolumemolar parcialdosolutoslido,umaumentonapressoacresceropotencialqumicodosolutoem soluorelativamentequeledafaseslida;osolutoentodeixarasoluoatqueumnovo equilbriosejaatingido.Poroutrolado,seovolumemolarparcialemsoluoformenorque aquele no slido, a solubilidade aumentar com a presso. Volume molar parcial, e em particular seus desvios apresentados em relao aos valores esperadosparasoluesideais,sodeconsidervelinteresseemconjuntocomateoriadas solues, especialmente quando aplicado a misturas binrias de componentes lquidos onde esto relacionados aos calores de mistura e desvios da lei de Raoult. Ovolumetotal(V)deumamisturabinriaigualsomadosvolumesdetodosos componentes na soluo; por sua vez, o volume de cada componente igual ao produto entre o nmero de mols daquele componente presente na soluo e seu volume molar parcial. Assim, 2 2 1 1. . V n V n V + =(4) A partir desta equao vemos que o volume total de uma quantidade de soluo contendo 1 kg (55,51 mol) de gua e m mol de soluto dado por 2 1. . 51 , 55 V m V V + = (5) Ondeosubscrito1e2refere-seaosolventeeaosoluto,respectivamente.Seja 01 V o volume molar da gua pura (=18,016/0,997044 = 18,069 cm3/mol a 25,00 0C). Ento definimos o volume molar aparente do soluto pela equao Universidade Federal do Cear - Departamento de Qumica Analtica e Fsico-Qumica Fsico-Qumica Experimental-2006/02 17 m V n V n V + = + =012011. 51 , 55 . .(6) A qual pode ser rearranjada para dar ( ) ( )010112. 51 , 551.1V VmV n Vn = = (7) Como: 21000 mMV+=(cm3)(8) 00111000.= V n(cm3)(9) onde a massa especfica da soluo e o a massa especfica do solvente puro, ambos em g/cm3, e M2 a massa molecular do soluto em gramas. Substituindo as equaes 8 e 9 na 7, obtemos ||.|

\| =ew ww wmM002.1000 1 ,we=massadopicnometrovazio,w0=massado picnometro cheio de gua e w = massa do picnometro com a soluo. Agora pela definio de volume molar parcial e pelo uso das equaes 5 e 6, mmnnnVVn P T+ =+ =||.|

\|=22, ,221(10) mmVnn V nnV =||.|

\| = 51 , 55120122201111 (11) Podemosprocedergraficando porm,obtendoumacurvasuavecomospontos,e posteriormentetraandotangentesaospontosrequeridosdemnacurvaeobteroscoeficientes angulares..Noentanto,parasoluesdeeletrlitosimples,foideterminadoquemuitas quantidademolaraparentetalcomo varialinearmentecomm ,mesmoemconcentraes moderadas. Este comportamento est de acordo com o previsto pela teoria de Debye-Hckel para solues diludas. Como m ddmdmm dm dddmd 21= = (12) A partir das equaes 10 e 11 obtemos m dd mm dd mm ddmmV2 2202 + = + = + =(13) ||.|

\| =m dd m mV V2 51 , 5501 1(14) Onde0 o volume molar aparente extrapolado para concentrao zero. Agora se pode plotarversusm e determinar a melhor reta entre os pontos. A partir do coeficiente angular m dd e do valor de0, ambos1 Ve2 Vpodem ser obtidos. 3. Procedimento Experimental 1.Prepare 200 mL de uma soluo aquosa (de NaCl) de aproximadamente 3,2 m (3,0 M). 2.Por diluio da soluo estoque prepare 100 mL de solues com: 1/2, 1/4, 1/8 e 1/16 da concentrao da soluo estoque. Universidade Federal do Cear - Departamento de Qumica Analtica e Fsico-Qumica Fsico-Qumica Experimental-2006/02 183.Comoempregodeumpicnmetrodetermineamassaespecficadecadasoluo preparada, inclusive a soluo estoque. PICNMETRO: Utilize um picnmetro de 25 ou 50 ml para determinar a massa especfica de cada lquido em temperatura constante. COMO PROCEDER: Pese o picnmetro vazio e seco. Depois de pesado, encha o picnmetro comolquido-problema(faaprimeiroparaagua)eseque-obemparapesagem.Repitaeste procedimentoparatodasassolues.Atravsdafrmula(=m/v)vocobtmovalorda massaespecficadolquidonaquelatemperatura.(Noesqueadedescontaramassado picnmetro vazio). OBS:Esteprocedimentofeitoparaaguapuraparaaferirovolumedopicnmetro.O valor da massa especfica da gua se encontra na tabela 1 dos anexos. 4. Clculos e Resultados Amolalidade(m,mol/kg)podeserobtidadamolaridade(M,mol/L)dasoluoatravs da seguinte equao: |.|

\||.|

\|=100012MMm, onde M2 = massa molar do soluto (58,45 g/mol), e =massa especfica da soluo (g/cm3). Calcule o para cada soluo. Faaumgrficodeversusm paracadasoluo.Determineocoeficienteangular (m dd) e o valor do coeficiente linear () atravs da reta que melhor correlaciona os pontos da figura. Calcule1 Ve2 Vpara m = 0.0, 0.5, 1.0, 1.5, 2.0 e 2.5. Construa um grfico de1 Ve2 Vversus m e trace as duas melhores curvas para estes pontos. Para discusso: AmassaespecficadoNaCl(S)2,165g/cm3a25C.ComoasolubilidadedoNaClem gua ser afetada por um acrscimo de presso? Universidade Federal do Cear - Departamento de Qumica Analtica e Fsico-Qumica Fsico-Qumica Experimental-2006/02 19 DETERMINAO DA CONCENTRAO MICELAR CRTICA DE UM SURFACTANTE 1. Objetivos: Determinar,graficamente,aconcentraomicelarcrticadeumsurfactantepor condutometria. 2. Introduo: Osdetergentes,tambmchamadossurfactantes,apresentamemsuaestruturamolecular umaregiohidrofbica,queconstitudaporumalongacadeiadehidrocarbonetoseuma regiohidroflica,queumgrupopolarouinico.Deacordocomaregiohidroflicaos surfactantesclassificam-seemcatinicos,aninicosenoinicos.Emsoluesdiludasos surfactantes existem na forma de monmeros, os quais atuam como eletrlitos fortes. medida queaconcentraoaumentaosmonmerosformamagregados(MICELAS)eaconcentrao mnimadesurfactanteemqueseiniciaaformaodemicelasdenominadaConcentrao Micelar Crtica (C.M.C.). AC.M.C. de um surfactante uma propriedade fsica to importante comoospontosdefusoeebulioouondicederefraodesubstnciaspuras.Asmicelas podem ser usadas como catalisadores ou inibidores no estudo cintico de reaes qumicas e tm grande aplicao na rea farmacutica, em operaes industriais etc. A C.M.C. de um surfactante determinada atravs do estudo da variao de propriedades fsicas tais como tenso superficial, condutncia eltrica e outras, em funo da concentrao do mesmo; graficamente, uma descontinuidade na curva obtida quando se loca condutncia eltrica, medidaemmicrosiemens(S),versusconcentraomilimolar(mM)dodetergente,indicao valor da C.M.C. Nestaexperinciadetermina-seaC.M.C.deumsurfactanteaninico(dodecilsulfatode sdio SDS) atravs da mudana no coeficiente angular da curva acima citada. 3. Procedimento Experimental PARTE A 1.Prepare 100mL de dodecilsulfato de sdio (SDS) 40mM (surfactante aninico). 2.Monteumsistema,buretacomagitador magnticoeeletrododocundutivmetro, similarmenteaumsistemadetitulao potenciomtrica. Conforme figura ao lado 3.Coloquenacluladecondutncia inicialmente50mLdegua;meaa condutmcia eltrica inicial da gua. 4.Com auxlio de uma bureta adicione a soluo estoque do surfactante de 1,5 em 1,5mLat25mLsobagitao.Leiaa condutnciaapscadavolumeadicionado dasoluoestoque,calculeaconcentrao dasoluocompletandoassimatabelaa seguir. Universidade Federal do Cear - Departamento de Qumica Analtica e Fsico-Qumica Fsico-Qumica Experimental-2006/02 20 Resultados 1. Preencha as lacunas e a tabela abaixo: Temperatura = C; Conc. da sol. Estoque de SDS =mM;Volume inicial de gua =mL;Condut. inicial da gua (Li)= S; V, mlC, mMLobs , SLf , S V,mlVolumedesurfactanteadicionado,emmL;C,mMConc.milimolardasoluo resultante; Lobs , S Condut. eltrica observada da soluo resultante, em microsiemens; Lf , S Condut. eltrica final da soluo resultante, em microsiemens Lf=Lobs-Li 2.Construaogrficodacondutnciaeltricaversusconcentraodosurfactanteedeterminea C.M.C. do surfactante empregado. PARTE B (Efeito da adio de etanol) 1.Coloquenacluladecondutnciainicialmente40mLdeguaemais10mLdeetanol; mea a condutmcia eltrica inicial da soluo. 2.Novamente com auxlio de uma bureta adicione a soluo estoque do surfactante de 1,5 em 1,5 mL at 40 mL sob agitao. Leia a condutncia aps cada volume adicionado da soluo estoque, calcule a concentrao da soluo completando assim a tabela a seguir. Universidade Federal do Cear - Departamento de Qumica Analtica e Fsico-Qumica Fsico-Qumica Experimental-2006/02 21 Resultados 1. Preencha as lacunas e a tabela abaixo: Temperatura = C; Conc. da sol. Estoque de SDS =mM;Volume inicial de gua =mL;Condut. inicial da gua (Li)= S; Volume inicial de etanol =mL;Concentrao inicial de etanol = M; V, mlC, mMLobs , SLf , S V,mlVolumedesurfactanteadicionado,emmL;C,mMConc.milimolardasoluo resultante; Lobs , S Condut. eltrica observada da soluo resultante, em microsiemens; Lf , S Condut. eltrica final da soluo resultante, em microsiemens Lf=Lobs-Li 3.Construaogrficodacondutnciaeltricaversusconcentraodosurfactanteedeterminea C.M.C. do surfactante empregado sob a influncia do etanol. Universidade Federal do Cear - Departamento de Qumica Analtica e Fsico-Qumica Fsico-Qumica Experimental-2006/02 22 MEDIDA DA TENSO SUPERFICIAL: MTODO DA GOTA 1. Objetivos: Determinar a influncia da concentrao de um surfactante na tenso superficial da gua. 2. Introduo: Asmolculasdasuperfciedeumlquidososubmetidasaforasintermoleculares desiguais,resultandonatensosuperficial.Estatensosuperficialexpressacomoaenergia livre de superfcie por unidade de rea e pode ser representada como uma fora que age no plano da superfcie do lquido. Como consequncia, ao introduzir um tubo capilar em um lquido que o molhe, o lquido eleva-se pelo capilar (Fig. 1).

Figura 1. Asceno de um lquido em um capilar. A fora que sustenta a coluna lquida proporcional tenso superficialdolquido, fato estequepermitedetermin-la experimentalmente a partir da seguinte equao:

|.|

\|+=3 cos . 2) ('rLgr (1)

Onde a tenso superficial do lquido, a sua massa especfica, ' a massa especfica do sistemaquefazainterfacecomolquido-problema(gsoulquido),gaaceleraoda gravidade, o ngulo de contato do menisco, L a altura da coluna lquida e r o raio do tubo capilar. Outro aparelho utilizado para a medida da tenso superficial o tensimetro de Noy, o qual usa um anel de arame usualmente de platina com comprimentoP= 4r, onde r o raio do anel.Esteanelsuspensoporumbraosemelhanteaodeumabalanadepesagem.Num extremo est o anel e no outro pode ser aplicada uma fora varivel (ver figura 2). O anel deve tocarasuperfcielquida,aforaaplicadadeveserentocorrigidapararepresentaratenso superficialdolquidoatravsdaequao.Naprticaotensimetroforneceleituradiretamente no dial (escala circular) a partir da toro aplicada sobre um cabo metlico conforme a figura 3. Universidade Federal do Cear - Departamento de Qumica Analtica e Fsico-Qumica Fsico-Qumica Experimental-2006/02 23 (a) (b) Figura2:a)distenodeumapelculasuperficialduranteamedidadetensosuperficial.b) condio da pelcula de superfcie no ponto de ruptura. Figura3:TensimetrodeNouy,aparelhoutilizadoparamediratensosuperficialdeum lquido. Existemvriosmtodosdemedidadatensosuperficial;nestaexperinciaadota-seo baseadonaleideTates,emquesedeterminaamassa(m)deumagotadolquidoquese desprende, sob a ao do prprio peso, da extremidade de um tubo cilndrico, de raio R, mantido na vertical. Nestas circunstancias se tem: = mg/2R Onde a tenso superficial e g a acelerao da gravidade. Aexpressoanteriorsvlidaquandoagotasedesprendeintegralmenteda extremidade do tubo, o que no ocorre na realidade. Utiliza-se por isso a frmula = (mg/R)F` Universidade Federal do Cear - Departamento de Qumica Analtica e Fsico-Qumica Fsico-Qumica Experimental-2006/02 24Onde F` um fator determinado empiricamente, e que depende da razo entre o volume V da gota e R3. Tabelas ou grficos apropriados possibilitam a sua estimativa. Umaparelhosimplesquesepodeutilizarparamediramassamoesquematizadona figuraquesegue.Naextremidadedotubocapilarforma-seagotaque,aosedesprender recolhida no pesa filtro. Figura 4: Sistema utilizado para determinar a tenso superficial de um lquido. Avelocidadedeformaodasgotascontroladapormeiodeumavlvulacolocadano circuito. Atensosuperficialumapropriedadecujovalorsensvelmodificaoda temperatura;convenientemedi-laemtemperaturaconstante.Elatambminfluencivelpela presenadediminutasquantidadesdesubstnciasadsorvidasuperfciedoliquido(cidos graxos,porexemplo);indispensvel,porisso,quesetomeescrupulosocuidadoparaevitara contaminao da superfcie. Nesteexperimentoserdeterminadaavariaodovalordatensosuperficialdagua devido a diferentes concentraes de um surfactante. 3. Procedimento Experimental 1.CombasenoexperimentoparaadeterminaodaCMCdeumsurfactanteprepareseis (6) solues do mesmo surfactante, de modo a abranger todo o intervalo de concentrao do experimento anterior. Concentraes no valor de: 0, 2, 4, 6, 8, 10 e 15 mM. Pipeta graduada VlvulaPesa filtro SeringaMangueira Tampa do pesa filtro Tubo capilar Universidade Federal do Cear - Departamento de Qumica Analtica e Fsico-Qumica Fsico-Qumica Experimental-2006/02 252.No instrumento, limpo, coloque um volume de gua suficiente para encher a pipeta. Este procedimento efetuado com o auxlio de uma seringa do seguinte modo: O bquer comolquidodevesercolocadonabasedosuportedemodoqueocapilarfique mergulhadonomesmo(certifique-sedequeavlvulaestejaaberta).Atravsda seringaconectadaaumamangueiranaextremidadesuperiordapipeta,faz-se suco (lenta) do lquido at que o volume atinja um nvel pouco superior marca do zero da pipeta (no permita que o lquido entre na mangueira). Aps ter enchido a pipeta feche a vlvula e em seguida desconecte a seringa e ento ajuste o menisco na marca da pipeta. Antes de iniciar as medidas, verifique o controle da velocidade de formao e desprendimento das gotas. Ajuste o fluxo de modo que as gotas se formem lentamente.Obs.Anoteovolumeinicialdolquidonapipetabemcomoovalorda massa do pesa filtro limpo e seco. 3.Conseguidooajustedevelocidade,ofrascopesafiltroimediatamenteabaixodotubo capilar e recolha 10 gotas, fechando-o logo em seguida. Retire o pesa filtro e determine sua massa (m1) e, na pipeta, determine o volume (v1) das 10 gotas. 4.Retornecomopesafiltro(comolquidorecolhido)erecolhamais10gotas;retire-o novamente, tampe-o e determine novamente sua massa (m2) e o volume (v2). A diferena entre as duas pesagens a massa de 10 gotas. Repita este procedimento 3 vezes para cada soluo (conforme tabela). 5.O pesa filtro deve estar limpo e seco externamente, antes de se efetuar cada pesagem. 6.Mea e anote o raio externo do tubo, e anote a temperatura. 7.Ao terminar limpe o instrumento e a vidraria. Obs. Aps ter recolhido as trinta gotas de cada soluo, no h a necessidade de efetuar a lavagem do pesa filtro parao recolhimento das gotas da soluo seguinte. 4. Resultados Preencha as lacunas e a tabela abaixo: T (C) = Massa do pesa filtro (g) =g = 979 cm/s2R (cm) = Massa de 10 gotas (g)Volume de 10 gotas (cm3) Massa de 1 gota (g) Vol de 1 gota (cm3) F` Soluo m1m2m3v1v2v3 gua fcil realizar o experimento e obter resultados com erros relativos menores que 1 a 2%. Uma causa freqente de erro a contagem errnea do nmero de gotas. Construa um grfico de tenso superficial em funo da concentrao e, outro grfico de tenso superficial em funo do logaritmo decimal da concentrao. Universidade Federal do Cear - Departamento de Qumica Analtica e Fsico-Qumica Fsico-Qumica Experimental-2006/02 26ABAIXAMENTO DO PONTO DE FUSO 2. Objetivos:Medirodecrscimodopontodefusodeumsolventedevidoapresenadeumsoluto. Determinar a massa molar do soluto a partir da propriedade coligativa estudada. 3. Introduo: Ver Propriedades Coligativas em livros de Fsico-Qumica. 4. Experimental: Ponto de fuso do cicloexano. 1.Adicione15mLdecicloexanoemumtubodeensaio.Determineamassadesse volume. 2.Monte o sistema conforme Figura abaixo. 3.Mergulhe o tubo de ensaio com o termmetro em um banho de gelo. 4.Quandoatemperaturaatingir10oCfaaleituras(anotaes)acada30segundos duranto 15 minutos (agite com o fio), anotar o instante em que se forma o slido. 5.Retireobanhodegeloparaqueosistemasofrafuso.Emseguidarepitao procedimento anterior. 6.Faaumgrficodetemperaturapelotempoedetermineatemperaturadefusodo cicloexano. Ponto de fuso das solues. 1.Pese 0,100 g de nafataleno e o dissolva no cicloexano do tubo. 2.Repita o procedimento descrito anteriormente para verificao do ponto de fuso. 3.Adicione mais 0,100 g de naftaleno e repita o processo anterior. Faa isso mais trs vezes. 4.Determine a temperatura de fuso das solues, grficamente. 5.Construaumgrficodavariaodetemperaturadefusoobservadaemfunoda concentrao do naftaleno, e determine o valor da constante crioscpica. 6.Construa um grfico da temperatura inicial de formao do slido observada em funo da concentrao do naftaleno. 7.Estime a massa molar do soluto. termmetroFio para agitao rolha Obs.: NO use o termmetro como agitador Universidade Federal do Cear - Departamento de Qumica Analtica e Fsico-Qumica Fsico-Qumica Experimental-2006/02 27 ANEXOS Tab. 1: Massa especfica da gua em diferentes temperaturas. Universidade Federal do Cear - Departamento de Qumica Analtica e Fsico-Qumica Fsico-Qumica Experimental-2006/02 28 Tab. 2: Valores de viscosidade da gua em diferentes temperaturas. oC (cP) oC (cP) oC (cP) oC (cP) 01,787260,8705520,5290780,3638 11,72827,851353,520479,3592 21,67128,832754,512180,3547 31,61829,814855,504081,3503 41,56730,797556,496182,3460 51,51931,780857,488483,3418 61,47232,764758,480984,3377 71,42833,749159,473685,3337 81,38634,734060,466586,3297 91,34635,719461,459687,3259 101,30736,705262,452888,3221 111,27137,691563,440289,3184 121,23538,678364,439890,3147 131,20239,665465,433591,3111 141,16940,652966,427392,3076 151,13941,640867,421393,3042 161,10942,629168,415594,3008 171,08143,617869,409895,2975 181,05344,606770,404296,2942 191,02745,596071,398797,2911 201,00246,585672,393498,2879 210,977947,575573,388299,2848 22,954848,565674,3831100,2818 23,932549,556175,3781 24,911150,546876,3732 25,890451,537877,3684 Universidade Federal do Cear - Departamento de Qumica Analtica e Fsico-Qumica Fsico-Qumica Experimental-2006/02 29 Tab. 3: Fator F para o calcula da tenso superficial de um lquido a partir da massa de uma gota do lquido.