UNIVERSIDADE DA INTEGRAÇÃO INTERNACIONAL DA LUSOFONIA AFRO-BRASILEIRA (UNILAB)

INSTITUTO DE ENGENHARIAS E DESENVOLVIMENTO SUSTENTÁVEL

ENGENHARIA DE ENERGIAS

DISCIPLINA: LABORATÓRIO DE QUÍMICA I

RELATÓRIO DA AULA DE LABORATÓRIO DE QUÍMICA I

EXPERIMENTO 3: IDENTIFICAÇÃO DE SUBSTÂNCIAS

ACARAPE

RELATÓRIO DA AULA DE LABORATÓRIO DE QUÍMICA I

EXPERIMENTO 3: IDENTIFICAÇÃO DE SUBSTÂNCIAS

Relatório apresentado ao curso de

graduação em Engenharia de Energias do

Instituto de Engenharia e Desenvolvimento

Sustentável da UNILAB, como requisito

parcial para qualificação e aprovação na

disciplina de Laboratório de Química I.

Orientador:

ACARAPE

2

ÍNDICE

Resumo ..................................................................... 4

Introdução Teórica .................................................... 5

Objetivos ................................................................... 7

Materiais e Métodos .................................................. 7

Resultados e Discussões .......................................... 10

Conclusão ................................................................. 13

Referências Bibliográficas ........................................ 14

Anexos ...................................................................... 15

3

RESUMO

O presente relatório refere-se à segunda aula de Laboratório de Química I,

ministrada no Campus do Pici da Universidade Federal do Ceará (UFC) pela Profª.

Drª. Karolinny Chaves no dia 19 de Outubro de 2013 e tem por objetivo descrever a

mesma. O intuito dessa aula de laboratório foi, em geral, a identificação de

substâncias. Para tal identificação, foram realizados alguns procedimentos como:

determinação da densidade de sólidos por leituras indireta e direta de seus volumes,

teste da chama e verificação de propriedades magnéticas. Os resultados obtidos nas

medições são apresentados e discutidos ao final deste relatório.

4

INTRODUÇÃO TEÓRICA

Essa aula de laboratório teve o objetivo de identificar substâncias, e para isso

devemos observar algumas propriedades que são características de tais

substâncias. Essas propriedades podem ser classificadas em físicas ou químicas.

Para tal classificação, são observadas algumas características que diferem uma

propriedade da outra. Propriedades físicas não mudam a composição da substância,

portanto podem ser medidas sem modificar sua identidade. Algumas propriedades

físicas são: Ponto de fusão, ponto de ebulição, densidade, capacidade de conduzir

eletricidade, cor da chama em um teste de chama, dentre outras. Já as propriedades

químicas são constatadas a partir de experiências químicas realizadas. Quando uma

substância é transformada em outra substância, é possível observar algumas de

suas propriedades e compará-las com valores teóricos existentes na literatura.

Algumas propriedades químicas são: Eletroafinidade, eletronegatividade, dentro

outras. No laboratório trabalhamos com tais propriedades:

Densidade: A densidade é uma grandeza que expressa a razão entre a

massa de um material e o volume por ele ocupado. Matematicamente, a

expressão usada para calcular a densidade é dada por: D=m /V . Conforme

se observa na expressão matemática, ela é inversamente proporcional ao

volume, isto significa dizer que quanto menor o volume ocupado por

determinada substâncias, maior será a sua densidade. A densidade

determina a quantidade de matéria que está presente em uma unidade de

volume, por exemplo, dizer que uma substância “A”, numa mesma quantidade

de volume, possui densidade maior que uma substância “B”, significa dizer

que a substância “A” tem mais matéria que a substância “B”.

Teste da chama: Cada elemento químico tem uma distribuição característica

dos elétrons em níveis de energia. E, ao serem expostos a altas temperaturas

os elétrons dos átomos podem ser excitados, ocorrendo uma absorção de

energia. Quando os elétrons regressam ao seu estado fundamental ocorre a

liberação dessa energia. Se essa radiação de energia ocorre de uma forma

visível, a chama que deu inicio ao processo obtém uma forma colorida.

5

Propriedades Magnéticas: As propriedades magnéticas estão interligadas à

capacidade de uma substância de se orientar, por diferentes maneiras, em

um campo magnético. Um exemplo muito prático de um campo magnético é

um ímã, que é capaz de atrair as substâncias com mais, ou menos

intensidade. Independente do estado físico das substâncias, elas possuem

propriedades magnéticas, que podem ser classificadas em:

1. Ferromagnéticas: as substâncias ferromagnéticas, quando colocadas

em um campo magnético, como o ímã, por exemplo, tem uma forte

atração e se direcionam na direção do campo, ficando fortemente

magnetizadas. Somente quatro substâncias tem essa capacidade:

ferro, níquel, cobalto e gadolínio.

2. Paramagnéticas: esse tipo de substância se magnetiza fracamente

em um campo magnético e se orienta paralelamente em relação ao

mesmo, por isso são chamadas de paramagnéticas. Essa

característica observada em substâncias que contém elementos da

família dos metais de transição.

3. Diamagnéticas: as substâncias diamagnéticas se orientam normais ao

campo e apresentam uma repulsão por um dos polos do ímã. Tal

característica está presente em todos os materiais, mas é tão fraca que

geralmente não pode ser observada, pois o material possui uma das

outras duas propriedades. 

6

OBJETIVOS

A segunda aula referente à disciplina de Laboratório de Química I teve os seguintes

objetivos:

1. Determinar densidade de amostras sólidas, por meio de métodos de leitura

direta e indireta de volume;

2. Identificar cátions metálicos através do teste de chama;

3. Verificar propriedades magnéticas de metais, com o auxílio de um ímã;

4. Determinar a viscosidade de óleos lubrificantes.

MATERIAIS E MÉTODOS

Materiais utilizados:

1. Erlenmeyer de 125 mL;

2. Balança de Precisão;

3. Amostras de Alumínio

(Al);

4. Amostras de Ferro (Fe);

5. Proveta;

6. Alça de Metal

7. Bico de Bunsen;

8. Ímã;

9. Amostras de Cobre;

10.Moeda (Aço).

Reagentes utilizados:

1. Água Destilada (H₂O);

2. Ácido Clorídrico (HCl);

3. Potássio (K);

4. Cobre (Cu);

5. Bário (Ba);

6. Cálcio (Ca);

7. Sódio (Na);

8. Lítio (Li).

7

Procedimento Experimental:

O procedimento experimental dessa aula de Laboratório de Química I foi dividido em

cinco partes: A, B, C, D e E. A parte E dessa prática não foi executada, portanto

nesse item só estão expostas das partes A a D.

PARTE A: Determinação de densidade de sólidos (alguns metais) por leitura indireta de volume.

1. Pesar um erlenmeyer de 125 ml com tampa, limpo e seco.

2. Encher o mesmo com água destilada de forma que ao tampá-lo a água

transborde para garantir que não ficam bolhas de ar entre a tampa e a

superfície da água.

3. Enxugar bem a parte externa do erlenmeyer.

4. Pesar o erlenmeyer que deve estar seco na parte externa e cheio com água.

5. Considerando a densidade da água, 1g/ml, determinar o volume do

erlenmeyer.

6. Esvaziar o frasco.

7. Pesar uma amostra do metal (80 – 100g) em um pedaço de papel.

8. Transferir o metal para o erlenmeyer.

9. Permanecendo o metal no erlenmeyer, encher o recipiente com água.

10.Preencher com água até transbordar ao colocar a tampa.

11.Enxugar por fora e pesar o erlenmeyer contendo o metal e a água. Veja a

Figura 1 no item Anexos.

12.Repetir o procedimento com amostra de outro metal.

Os resultados obtidos estão expostos na Tabela 1, contida no item Resultados e

Discussões.

8

Parte B - Determinação de densidade de uma amostra sólida por leitura direta de volume.

1. Escolher amostras dos mesmos metais utilizados na Parte A. 2. Pesar cuidadosamente estas amostras. 3. Utilizando uma proveta, colocar um dado volume de água. 4. Despejar, com cuidado, o pedaço do metal na proveta com água e determinar

o volume de água deslocado.

Os resultados obtidos estão expostos na Tabela 2, contida no item Resultados e Discussões.

Parte C – Identificação de cátions metálicos pelo teste de chama.

1. Mergulhar a alça de metal com HCl e queimar na chama do bico de Bunsen. Repetir a operação três vezes ou mais, até que não ocorra mudança na cor da chama. Veja a Figura 2 no item Anexos.

2. Mergulhar a alça de metal na solução aquosa em estudo e observar a cor da chama.

3. Repetir a operação de limpeza do item 1.4. Determinar a cor da chama para os sais K, Cu, Ba, Ca, Na e Li, sempre

repetindo a operação de limpeza.5. Repetir o teste com duas amostras desconhecidas.

Os resultados obtidos estão expostos na Tabela 3, contida no item Resultados e

Discussões.

Parte D- Verificação de Propriedades Magnéticas.

1. Utilizando um imã, identificar das amostras disponíveis as que têm propriedades ferromagnéticas.

Os resultados obtidos estão expostos na Tabela 4, contida no item Resultados e

Discussões.

9

RESULTADOS E DISCUSSÕES

Resultados: PARTE A

Os resultados estão expostos na tabela a seguir:

Tabela 1

Metal 1 = Alumínio(Al) Metal 2 = Ferro(Fe)

Massa erlenmeyer seco (m1) 86,44 g 86,44 g

Massa erlenmeyer cheio com H₂O (m2) 262,24 g 262,24 g

Volume do erlenmeyer (VE = m2 - m1) 175,79 ml 175,79 ml

Massa do metal (m3) 90,25 g 99,66 g

Massa do metal+ H₂O+ erlenmeyer (m4) 319,10 g 348,79 g

Volume de H₂O (V1 = m4 – m1 – m3) 142,41 ml 162,69 ml

Volume do metal (VE – V1) 33,38 ml 13,1 ml

Densidade do metal 2,70 g/cm³ 7,61 g/cm³

*Obs1: Para o cálculo da Densidade do metal foi usada a fórmula: D=m /V

PARTE B

Os resultados estão expostos na tabela a seguir:

Tabela 2

Metal 1 = Alumínio (Al) Metal 2 = Ferro (Fe)

Massa do metal 8,71 g 10,09 g

Volume de H₂O inicial na proveta 20 ml 20 ml

Volume de H₂O deslocado 3 ml 1,5 ml

Densidade do metal 2,90 g/cm³ 6,73 g/cm³

*Obs2: Para o cálculo da Densidade do metal foi usada a fórmula: D=m /V

10

PARTE C

Os resultados estão expostos na tabela a seguir:

Tabela 3

Sais K Cu Ba Ca Na Li Amostras desconhecidas

A = Na B = Li

Cor da chama

Violeta Azul

esverdeada

Verde

amarelada

Vermelha Amarela Vermelho

rosado

Amarela Vermelho

rosado

PARTE D

Os resultados estão expostos na tabela a seguir:

Tabela 4

Metal 1 = Cobre (Cu)

Metal 2 = Alumínio (Al)

Metal 3 = Moeda (Ferro)

Propriedade Magnética

Diamagnético Paramagnético Ferromagnético

Discussões: PARTE A:

Os resultados encontrados na parte A do procedimento foram satisfatórios. Para o

alumínio, o resultado encontrado para a sua densidade foi exatamente igual ao

encontrados numa pesquisa feita numa literatura qualquer. Já para o ferro, o

resultado da sua densidade foi um pouco diferente da pesquisa, mas continua sendo

um resultado considerado satisfatório, pois a diferença entre o valor teórico e o valor

obtido foi muito pouca.

11

PARTE B:

Já os resultados obtidos, das densidades do alumínio e do ferro, na parte B, foram

um pouco mais diferentes dos resultados teóricos. Talvez o erro tenha ocorrido na

verificação do menisco na proveta ou por terem ficados bolhas na mesma durante a

pesagem.

PARTE C:

Na parte C descobrimos que cada metal possui uma cor de chama diferente um do

outro, pois quando os metais são aquecidos, os elétrons dos átomos podem ser

excitados, ocorrendo uma absorção de energia. Quando os elétrons regressam ao

seu estado fundamental ocorre a liberação dessa energia sob a forma de uma

chama colorida que varia de material para material.

PARTE D:

Com o auxílio do ímã, conseguimos identificar as propriedades magnéticas de três

amostras de metais. Um metal apresentou uma alta intensidade de atração com o

ímã, ele pode ser chamado de ferromagnético. Os outros que não tiveram essa

atração são diamagnéticos ou paramagnéticos.

12

CONCLUSÃO

A avaliação feita desta aula de Laboratório de Química I é que a mesma teve um

rendimento bastante satisfatório. A aula teve os objetivos de identificar as

substâncias, por meio da determinação da densidade por leituras direta e indireta de

volumes de sólidos, do teste da chama em sais e da verificação de propriedades

magnéticas com auxílio de um ímã, foram claramente atingidos.

Por meio dos resultados contidos no item Resultados e Discussões, conclui-se que

os objetivos foram atingidos. Conseguimos determinar a densidade, vimos a cor da

chama nos sais e percebemos a capacidade de atração dos metais. E a discussão

sobre os resultados, presente no mesmo item, mostra que ocorreu um aprendizado

sobre os métodos aplicados nesta prática.

Saber diferenciar as substâncias por meio da determinação de suas propriedades

físicas ou químicas é de uma importância inegável para a química. A aplicação deste

conhecimento, no nosso curso de Engenharia de Energias, estará presente

futuramente na disciplina de Ciências dos Materiais.

13

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS.

1) BROWN, T., LEMAY, H.E., Química: A ciência central. 9ª ed, Pearson

PrenticeHall, 2005.

2) ATKINS, P.; JONES, L. Princípios de química: Questionando a vida moderna e o meio ambiente. 3ª ed. Porto Alegre: Bookman, 2006.

3) CHIAVERINI, V. Aços e ferros fundidos,7 ed. São Paulo: ABM, 2005.

4) http://www.euroaktion.com.br/Tabela%20de%20Densidade%20dos

%20Materiais.pdf – Acesso em: 07/11/2013

5)http://www.ctb.com.pt/?page_id=1475 – Acesso em 08/11/2013

6)http://www.brasilescola.com/quimica/densidade.htm - Acesso em: 08/11/2013

7) Manual de Práticas – Laboratórios de Química I e II

14

ANEXOS

Figura 1:

Figura 2:

15

16