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UNIJUI – UNIVERSIDASDE REGIONAL DO NOROESTE DO ESTADO RS
DCVida- DEPARTAMENTO CIÊNCIAS DA VIDA
DISCIPLINA: QUÍMICA GERAL EXPERIMENTAL-EXERCÍCIO I -2014
ALUNO: Sandi Rieger Profa Dra. Ilaine T.S. Gehrke
Observações: Exercício deve ser feito em grupos de 03 (três) alunos.
O somatório dos exercícios na disciplina terá o PESO de 20 pontos.
Exercícios errados /não resolvidos implicam em diminuição da nota.
A não entrega da lista de exercícios na data marcada implica em diminuir a nota.
Somente se aprende fazendo, a aprendizagem é facilitada quando da consulta aos Livros orientados no Plano de Ensino.
1) Indique um motivo pelo qual se devem prender os cabelos compridos quando se trabalha num laboratório que envolve experimentos de química. Explique devidamente.
Um dos motivos pelos quais devemos prender os cabelos compridos quando se trabalha num laboratório é porque os cabelos soltos podem entrar em contato com produto químico ou até mesmo pegar fogo quando estivermos fazendo o uso de chamas.
2) Um recipiente que contém um líquido está rotulado do seguinte modo:
a) Indique o significado de cada um dos símbolos de segurança.
O símbolo Xn significa que o líquido é nocivo e o símbolo F, facilmente inflamável.
b) Suponha que pretendia aquecer uma porção do referido líquido. Indique que fonte de aquecimento utilizaria. Justifique.
Eu utilizaria uma placa de aquecimento porque o líquido é facilmente inflamável e não deve ser aquecido com chama devido ao alto risco de incêndio.
c) Apesar de todos os cuidados tidos na experimentação efetuada, não foi possível evitar a deflagração de um incêndio.
i- Indique o extintor adequado para este tipo de fogo.
O extintor adequado para este tipo de fogo seria um extintor de pó normal.
ii- Porque motivo não deveria utilizar água?
Porque o líquido em chamas flutuaria na água alastrando o incêndio e, além disso, a alta temperatura formaria vapor d'água projetando o líquido em chamas.
3) Em uma das atividades experimentais, um grupo de alunos recebeu um material que continha areia [basicamente, óxido de silício, SiO2(s)], naftalina [essencialmente, naftaleno, C10H8(s)] e sal de cozinha [basicamente, cloreto de sódio, NaCl(s)].
a) Este material é homogêneo ou heterogêneo. Justifique.
Este material é homogêneo porque apresenta um aspecto uniforme e propriedades iguais em todos os seus pontos, tendo apenas uma única fase. É impossível distinguir superfícies de separação entre os componentes, mesmo utilizando os mais poderosos instrumentos de aumento.
b) Cite algumas características de cada substância presente no material que permite fracionar (separar) o material recebido.
Areia (SiO2s): insolúvel em água, ponto de fusão: 1600ºC, densidade: 2,65g/cm3, ponto de ebulição: 2230ºC.
Naftalina (C10H8(s)): densidade: 1,14g/cm3, ponto de fusão: 80,26ºC, ponto de ebulição: 218٥C é uma substância cristalina em forma de lâminas, volátil, com um odor degradante, alto grau de insaturação, evapora facilmente.
Sal de cozinha (NaCl(s)): densidade: 2,16g/cm3, ponto de fusão: 801ºC, ponto de ebulição: 1413ºC é um composto solúvel em água.
c) Tendo por base alguma propriedade saliente de cada substância, descreva o processo de separação de cada substância presente no material.
Como o sal de cozinha é solúvel em água, pode-se fazer uma levigação para separar a água e o sal, da naftalina e da areia. Como a naftalina é um sólido que não passa na peneira, pode-se fazer uma peneiração para separar a naftalina da areia.
4) Quatro (4) substâncias diferentes encontram-se misturadas e estão identificadas por letras A,B,C,D. Algumas características são dadas para cada uma das substâncias, abaixo:
P.F(oC) P.E(oC) Densidade Solubilidade
A 660 1800 2,7 ins. em B, C, D
B 0 100 1,00 solúvel em D e ins. em C
C - 64 61 1,50 ins. em B e solúvel em
D - 94 57 0,70 solúvel em B e C. Prefere B.
Qual o estado físico das 04 substâncias nas condições normais ambientes (25o e pressão normal). Justifique.
O estado físico da sustância A (Alumínio), na temperatura ambiente, é sólido porque é um metal com elevado ponto de fusão devido a uma compactação e alta estabilidade da estrutura dos retículos cristalinos.
O estado físico da substância B (H2O) é líquido porque o oxigênio de uma molécula atrai hidrogênio de outras moléculas de água estabelecendo uma ligação de hidrogênio com uma força de dipolo excepcionalmente forte resultando em um elevado ponto de ebulição.
O estado físico da substância C (clorofórmio-CHCl3) é líquido, diminuindo seu ponto de ebulição em relação às substâncias anteriores, podendo se oxidar rapidamente na presença da luz e se transformar em um gás tóxico (fosgênio).
O estado físico da substância D (CO2) é gasoso, constituído por moléculas de geometria linear e de caráter apolar, o que gera atrações intermoleculares muito fracas.
5) Um grupo recebeu um material (sempre um conjunto de substâncias misturadas) não identificada. Disponibilizando material para montagem da aparelhagem para proceder à destilação. Pergunta-se:
a) Porque é recomendado o uso de pedacinhos de porcelana ou outro material sólido inerte (como pérolas de vidro) para ser adicionado no balão contendo a mistura?
Para evitar derramamento do líquido e possíveis queimaduras. Por serem porosas, prendem as bolhas de vapor do líquido que se formam no fundo do recipiente e as liberam gradualmente, evitando o espirramento do líquido e a explosão do recipiente para o aquecimento.
b) Por que se usa "banho maria" com óleo ou manta de aquecimento para fazer uma destilação?
O "banho maria" com óleo é recomendado para substâncias que tem seu ponto de ebulição superior a 100٥C, sendo que é usado para aquecer substâncias líquidas ou sólidas dentro de um recipiente, submergindo noutro onde exista óleo ou água a ferver. Já as mantas de aquecimento não são recomendadas para a destilação de produtos muito voláteis e inflamáveis, como, por exemplo, o éter. Nelas o aquecimento é rápido, mas o controle da temperatura se torna difícil.
c) Porque o bulbo do termômetro deve estar o mais próximo possível da saída dos vapores.
Para verificar com precisão os pontos de ebulição das substâncias destiladas.
d) Em que características das substâncias, devemos pensar para propor a destilação como processo de separação?
O ponto de ebulição das substâncias, desde que a diferença entre seus pontos de ebulição seja bem distinta.
e) Qual a diferença de uma destilação simples para uma fracionada?
A destilação simples é usada quando a diferença entre os pontos de ebulição dos componentes é superior a 80ºC. Enquanto que a destilação fracionada permite separar misturas de líquidos onde os pontos de ebulição dos componentes diferem de menos de 80ºC.
f) Defina: azeótropo, pressão de vapor, destilação fracionada. Qual é o objetivo do refluxo?
Azeótropo é uma mistura de duas ou mais substâncias que possui um ponto de ebulição constante e fixo, como se fosse uma substância pura.
Pressão de vapor é a pressão exercida por um vapor quando este está em equilíbrio termodinâmico com o líquido que lhe deu origem, ou seja, a quantidade de líquido (solução) que evapora é mesma que se condensa.
Destilação fracionada é o processo de vaporização de uma substância, útil para separar uma mistura quando os pontos de ebulição dos componentes diferem de menos de 80ºC.
O objetivo do refluxo é esfriar e resfriar o vapor no interior do tubo de vidro revestido e condensá-lo, retornando ao estado líquido.
6) Um grupo fracionou os componentes básicos de um material denominado gasolina. A gasolina brasileira, como você sabe, é um material homogêneo, no caso uma mistura homogênea, de hidrocarbonetos (derivados do petróleo) e etanol, atualmente 21-23 % em volume.
a) Descreva o processo que permite fracionar (separar) o etanol da outra parte que constitui a mistura de hidrocarbonetos (compostos constituídos pelos elementos C e H).
A extração com solvente é realizada em funil de separação, por agitação da solução a ser extraída. A capacidade do funil não deve exceder ¾ do volume total do funil. Após agitação, deixa-se em repouso até a separação completa das fases.
b) Por que adicionando água ao material o álcool sai da outra mistura de hidrocarbonetos? Quais processos poderiam ser usados para fracionar as duas porções obtidas com a adição da água?
Porque a água e o álcool interagem através de forças intermoleculares que estão diretamente ligados a suas propriedades físico-químicas, tais como: geometrias, estado da matéria em temperatura ambiente, índice de viscosidade entre outros. Depois que a água e o etanol se misturaram e se separaram da gasolina, ficando na parte inferior do frasco, resfria-se a mistura, pois a água com o álcool congelam a OºC.
c) Qual a porção que fica na parte inferior do menisco (separação entre as duas fases) e qual a porção que fica na parte superior?
Após agitar e deixar decantar uma mistura de 60 ml de gasolina com 40 ml de água observa-se que o volume de álcool aumenta 50 ml. A água e o etanol se misturam e ficam na parte inferior do menisco enquanto a gasolina fica na parte superior. Então temos 10 ml de fase clara e 90 ml de fase amarela.
7) Para separar álcool de outras componentes da gasolina (hidrocarbonetos líquidos) utilizamos água, que foi misturada na gasolina original. Em uma operação destas, utilizou-se 160 ml de gasolina original e completou-se com água suficiente para 200 ml. Após agitar bem a mistura, deixou-se decantar, aparecendo, então duas fases no sistema. Uma fase aquosa medindo 76 ml e outra orgânica (mistura de hidrocarbonetos), medindo 124 ml. Pergunta-se:
- Qual a porcentagem de álcool em volume na mistura original da gasolina?
Volume total-volume de gasolina original =volume de água adicionada (200 ml-160 ml=40 ml de água adicionada).
Volume aquoso total-volume de água adicionada=volume de álcool encontrado (76 ml-40 ml=36 ml de álcool encontrado).
(Volume de álcool encontrado/volume de gasolina utilizado)x100=porcentagem de álcool encontrada na gasolina [(36 ml/160 ml)x100=22,5% de álcool encontrad0 na gasolina].
Portanto, a porcentagem de álcool encontrada na gasolina é de 22,5%.
8) Quatro (4) substâncias diferentes encontram-se misturadas e estão identificadas por letras A,B,C, D. As características das substâncias são dadas abaixo: (pág. 276 ou Tab. 4.2 . Masterton).
- Pto. Fusão (oC) Pto. Ebulição(oC) Densidade Solubilidade
A 660 1800 2,7 ins. em B,C,D
B 0 100 1,00 solúvel em D e ins. em C
C - 64 61 1,50 ins. em B e solúvel em D
D - 94 57 0,70 solúvel em B e C. Prefere B.
a) Qual o estado físico das quatro (04) substâncias nas condições normais ambientes (25o e pressão normal). Justifique.
O estado físico da sustância A (Alumínio), na temperatura ambiente, é sólido porque é um metal com elevado ponto de fusão devido a uma compactação e alta estabilidade da estrutura dos retículos cristalinos.
O estado físico da substância B (H2O) é líquido porque o oxigênio de uma molécula atrai hidrogênio de outras moléculas de água estabelecendo uma ligação de hidrogênio com uma força de dipolo excepcionalmente forte resultando em um elevado ponto de ebulição.
O estado físico da substância C (clorofórmio-CHCl3) é líquido, diminuindo seu ponto de ebulição em relação às substâncias anteriores, podendo se oxidar rapidamente na presença da luz e se transformar em um gás tóxico (fosgênio).
O estado físico da substância D (CO2) é gasoso, constituído por moléculas de geometria linear e de caráter apolar, o que gera atrações intermoleculares muito fracas.
b) Como procederia, qual a propriedade que você utilizaria para separar uma mistura homogênea contendo dois (02) líquidos em água.
O ponto de ebulição das substâncias, desde que estas tenham pontos de ebulição bem distintos entre si.
9) Em um experimento de laboratório adicionou-se 80mL de água a 120mL de uma gasolina, em um tubo graduado de 25mL. Após a agitação/decantação verificou-se que a porção inferior ocupa 98 ml. Qual a % em volume do álcool na gasolina analisada?
A porção inferior é a fusão da água com o álcool. Então, o volume dessa mistura-volume de água inicial=volume de álcool na gasolina (98 ml-80 ml=18 ml de álcool na gasolina).
(Volume de álcool encontrado/volume de gasolina utilizado)x100=porcentagem de álcool encontrada na gasolina [(18 ml/120 ml)x100=15% de álcool encontrado na gasolina].
Portanto, a porcentagem de álcool presente na gasolina é de 15%.
10) Uma amostra de um metal desconhecido é colocada em um tubo graduado contendo água. A massa da amostra é 37,5 g e o nível de água no tubo graduado passa de 7,0 ml para 21,0 ml quando se mergulha o metal. Qual a densidade deste metal.
Volume final-volume inicial=volume deslocado (21,0 ml-7,0 ml=14 ml).
Densidade=massa(g)/volume deslocado(ml), d=37,5 g/14 ml.
A densidade do metal é d=2,69 g/ml.
11) Defina solubilidade e miscibilidade
Solubilidade é a quantidade máxima que uma substância pode dissolver-se em um líquido, e se expressa em mols por litro, gramas por litro ou em porcentagem de soluto/solvente.
Miscibilidade é a capacidade de uma mistura formar uma única fase (mistura homogênea) em certos intervalos de temperatura, pressão e composição.
