Experiência (1)

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PROF. CLEBER FERNANDO SERAFIN ÍNDICE 1. Titulação. 2. Diluição do ácido sulfúrico concentrado. 3. Eletrólise em meio aquoso do HCl, NaCl e NaOH. 4. Eletrólise do NaCl. 5. Cobreação. 6. Efeito da osmose. 7. Velocidade de uma reação – reação relógio. 8. Fatores que influem na velocidade de uma reação – temperatura e superfície de contato. 9. Reação reversível. 10. Deslocamento do equilíbrio – influência da concentração. 11. Deslocamento do equilíbrio – influência da hidratação. 1ª EXPERIÊNCIA TITULAÇÃO OBJETIVO: Simular uma titulação. MATERIAIS: Vinagre incolor, indicador fenolftaleína, soda cáustica, dois conta – gotas, um copo, um tubo de ensaio e uma colher de chá. COMO FAZER: a) Dissolva uma colher de soda cáustica em meio copo de água. b) Coloque duas colheres de chá (5 mL) de vinagre em um tubo de ensaio. c) Acrescente ao tubo de ensaio três gotas de indicador. d) Usando o outro conta – gotas, comece a gotejar a solução de soda cáustica no vinagre. O ideal será agitar o tubo após a adição de cada gota. e) A simulação da titulação terminará quando a solução contida no tubo de ensaio adquirir a cor rosa. COMENTÁRIOS: Se você dispuser de material adequado, poderá inclusive investigar a concentração molar aproximada do ácido acético no vinagre. Basta fazer o seguinte: a) Pese 40 g de NaOH impuro e dissolva em água suficiente para 1,0 L de solução. Assim, você terá uma solução de NaOH de concentração molar aproximadamente igual a 1 mol/L. b) Conte o n.º de gotas utilizado na titulação. Cada 20 gotas corresponde a 1 mL, ou seja, cada gota equivale a 1 mL dessa forma, você poderá calcular o volume consumido de solução básica ( VA ). c) Aplique a expressão MA . VA = MB .VB. MA = concentração molar do ácido VA = volume do ácido MB = concentração molar da base VB = volume da base 2ª EXPERIÊNCIA DILUIÇÃO DO ÁCIDO SULFÚRICO CONCENTRADO (Perigoso) OBJETIVO: Realizar uma diluição MATERIAIS: Ácido sulfúrico concentrado, água destilada, copo de béquer, tubo de ensaio, pinça de madeira e proveta. COMO FAZER: a) Medir com cuidado 50 mL de H2SO4 concentrado em uma proveta. b) Adicionar lentamente o ácido a 50 mL de água, que já deve estar em um copo de béquer de 250 mL (o ácido original concentrado é 18 mol / L, se for de boa qualidade ). c) A solução obtida é 9 mol / L, repetindo o processo com 100 mL do H2SO4 (aq) 9 mol/L com outros 100 mL de água obteremos 200 mL de solução 4,5 mol/L. COMENTÁRIOS: Qual o volume de H2SO4 concentrado (18 mol/L) teria de ser usado para obter 50 mL de solução diluída a 2,25 mol / L? 3ª EXPERIENCIA ELETRÓLISE EM MEIO AQUOSO DO HCl, NaCl e NaOH Para fazer esta atividade é necessário ter um bom sistema de suporte de pilhas (4). Pode improvisar com cano de PVC ou madeira. O importante é ter segurança que não haja corte da corrente elétrica. Para eletrodos deve usar preferencialmente grafite (eletrodo bastante inerte). O grafite ou carvão pode ser obtido das pilhas secas (pilhas velhas). Para fazer o eletrodo faça um furo na extremidade do bastão de grafite (broca bem fina, usando furadeira) e adapte um fio de cobre com bom contato. Feche o orifício com cola (araldite veda bem) certificando-se que não isolou o contato entre o fio e o grafite e que o fio de cobre em contato com a solução esteja isolado (encapado). 4 pilhas As soluções a serem usadas: 1) HCl (aq) 1 mol/ L. 2) NaCl (aq) 1 mol / L. 3) NaOH (aq) 1 mol / L. Indique os produtos formados em cada eletrólise. Observação: Use sempre água destilada. 4ª EXPERIÊNCIA ELETRÓLISE DO NaCl OBJETIVO: Verificar uma eletrólise MATERIAS: Uma bateria com dois fios conectados a ela, dois lápis apontados nas duas extremidades, papel cartão, 1 recipiente transparente, água destilada, NaCl e fenolftaleína. COMO FAZER: a) Conecte os fios da bateria aos dois lápis e introduza no frasco contento a solução aquosa de NaCl. Para manter os lápis na vertical, prepare uma tampa com o papel cartão, fazendo nele dois furos. Nesses furos você encaixa os eletrodos (lápis). b) Observe o que acontece nos eletrodos (não respire os gases formados). c) Após certo tempo coloque o indicador (ou comprimido de lactopurga) COMENTÁRIOS: Quais íons são atraídos pelo ânodo? Qual deles tem prioridade de descarga? Escreva a semi – reação que representa este fenômeno. Quais íons são atraídos pelo cátodo? Qual deles tem prioridade de descarga? Escreva a equação que representa esta semi – reação? Escreva a equação global da eletrólise aquosa do NaCl. Qual a finalidade da fenolftaleína? A solução final terá caráter ácido, neutro ou básico? Quais os gases liberados? 5ª EXPERIÊNCIA COBREAÇÃO Material Bateria conectada aos dois fios. Sulfato de cobre. Chave Frasco transparente. Procedimento No frasco, prepare uma solução de CuSO4 o mais concentrada possível. A seguir, prenda a chave ao fio ligado ao pólo negativo da bateria, introduzindo-a na solução. Finalmente, introduza a ponta do outro fio (pólo positivo) na solução: + – chave solução de CuSO4 Observe a cor da solução no início e no fim do processo e o que corre na chave. Resolva as questões: a) Descreva o que ocorreu com o fio imerso na solução. b) Descreva o que ocorreu com a chave. c) A concentração de Cu 2+ sofreu alguma alteração? d) Supondo que na cobreação da chave tenha ocorrido a deposição de 0,64g de cobre, após um tempo de 30 minutos. Determine a quantidade de corrente, em ampères, que circulou nesse processo. (Cu = 64g / mol) 6ª EXPERIÊNCIA OS EFEITOS DA OSMOSE OBJETIVO: Observar a passagem de água através de membranas vegetais. MATERIAIS: Berinjela fresca, pepinos frescos, chuchu fresco, ameixas secas ou uvas passas, água destilada, sal de cozinha, colher, copos e faca. COMO FAZER: a) Corte a berinjela, o pepino ou o chuchu, em fatias, com aproximadamente 1 cm de espessura. b) Prepare uma solução saturada de sal de cozinha. c) Coloque uma fatia de um desses vegetais em um copo com água destilada e outra em um copo contendo a solução saturada. d) Coloque uma ameixa seca (ou uva passa) em um copo com água destilada e outra em um copo com solução saturada. COMENTÁRIOS: Após algum tempo, observe o que aconteceu em cada copo; proponha hipóteses que justifiquem o que você observou. 7ª EXPERIÊNCIA VELOCIDADE DAS REAÇÕES QUÍMICAS – REAÇÃO RELÓGIO Com o auxílio de um cronômetro, podemos medir o tempo necessário para ocorrer uma mesma reação, em várias condições. Existem vários fatores que alteram a velocidade de uma reação e, nestes experimentos, iremos trabalhar com dois deles: temperatura e concentração. O término da reação é visualmente perceptível pela mudança brusca de coloração da solução. Material: Tubos de ensaio. Solução de bissulfito de sódio (NaHSO3). Copos. Solução de iodato de potássio (KIO3). Água. Solução de amido de milho. Gelo. Procedimento: Antes de qualquer coisa, prepare as soluções da seguinte maneira: 2g de NaHSO3 e água suficiente para um volume de 200 mL de solução. 2,5g de KIO3 e água suficiente para um volume de 300 mL de solução. 1g de amido de milho dissolvido a quente em 100 mL de água. Uma vez preparadas, adicione a solução de amido à de NaHSO3 e agite até tornar-se homogênea. Essa será a solução I e a de KIO3 será a solução II. Quando as soluções I e II são misturadas, ocorre uma reação que pode ser representada por: IO31 – (aq) + SO32 – (aq) + H + ( I2 (aq) + SO42 – (aq) + H2O O I2 formado, devido à presença do amido, dá à solução uma coloração característica: azul escuro. 1º experimento: Em temperatura ambiente, misture em um tubo de ensaio volumes iguais aos das soluções I e II. Meça o tempo gasto para a ocorrência da reação. 2º experimento: Em um tubo de ensaio, coloque um pequeno volume de água e adicione um volume igual ao da solução II. A seguir, adicione a este tubo o mesmo volume da solução I. Meça o tempo da reação. 3º experimento: Aqueça na lamparina, com auxílio de um pregador, um certo volume da solução I, quase até a ebulição e imediatamente a seguir coloque nesse tubo um volume igual ao da solução II. Meça o tempo da reação. 8ª EXPERIÊNCIA FATORES QUE AFETAM A VELOCIDADE DE UMA REAÇÃO TEMPERATURA Material: 1) Comprimido efervescente. 2) Água gelada. 3) Béquer. 4) Lâmina de corte. Procedimento: a) Coloque 100 mL de água da torneira em um béquer, 100 mL de água gelada em outro, 100 mL de água a 40ºC em um terceiro béquer e 100 mL de água em ebulição em um quarto béquer. b) Corte o comprimido em 4 partes iguais e coloque uma parte em cada béquer. c) Anote, para cada béquer, o tempo que leva para que todo o comprimido se decomponha. . Comentários: 1) A velocidade da reação foi influenciada pela temperatura da água? 2) Qual a influência do aumento da temperatura sobre a velocidade da reação? SUPERFÍCIE DE CONTATO Material: 1) Comprimido efervescente. 2) Béquer. 3) Lâmina de corte. . Procedimento: a) Coloque 100 mL de água da torneira em cada béquer. b) Corte em duas partes iguais o comprimido efervescente. A primeira parte deixar sem fragmentar e a segunda parte triturar em finas partículas. c) Colocar as duas partes, uma em cada béquer, anotar o tempo que estas partes levam para se dissolver. . Comentários: a) A reação de decomposição do comprimido se processa com igual velocidade em cada béquer? b) Porque ocorreu esta diferença de velocidade na reação entre as duas partes do comprimido? 9ª EXPERIÊNCIA REAÇÃO REVERSÍVEL OBJETIVO: Observar uma reação reversível, isto é, que se desloca em dois sentidos, conforme as condições do meio. MATERIAIS: Tubos de ensaio, 4 béqueres pequenos, 2 conta – gotas, K2Cr2O7, NaOH e HCl. COMO FAZER: a) Monte uma solução de K2Cr2O7, usando cerca de 4 g do sal em água suficiente para 200 mL de solução. b) Coloque uma amostra dessa solução em um tubo de ensaio. c) Goteje no tubo de ensaio a solução de NaOH. Observe se houve mudança de cor. d) Goteje a solução de HCl no mesmo tubo de ensaio. Observe se houve mudança de cor. e) Goteje novamente, no mesmo tubo de ensaio, a solução de NaOH. Verifique se haverá nova mudança de cor. 10ª EXPERIÊNCIA DESLOCAMENTO DE EQUILÍBRIO – INFLUÊNCIA DA CONCENTRAÇÃO A solução de dicromato (Cr2O72 –) apresenta coloração alaranjada e, em meio básico, estabelece o equilíbrio: Cr2O72 – + H2O 2 CrO42 – + 2 H+ Como o íon CrO42 – apresenta coloração amarela, a cor da solução será determinada pelo íon que estiver em maior concentração na solução. A ação de ácidos e bases pode provocar um deslocamento nesse equilíbrio, perceptível pela variação de cor. Material: Tubos de ensaio. Conta-gotas. Solução de dicromato de potássio (K2Cr2O7). Solução de soda cáustica (NaOH). Solução de ácido clorídrico (HCl). Procedimento: Inicialmente, prepare as soluções conforme indicado a seguir: Dicromato de potássio: 3,0g de K2Cr2O7 em água suficiente para preparar 200 mL de solução. Soda cáustica: 1,0g de NaOH em água suficiente para preparar 250 mL de solução. Ácido clorídrico: 2 mL de ácido clorídrico PA ou ácido muriático impuro dissolvidos em água suficiente para 200 mL de solução. Experimento 1: A um tubo de ensaio contendo a solução de K2Cr2O7, adicione lentamente algumas gotas de solução de NaOH até observar mudança de coloração. Experimento 2: À solução obtida no experimento 1, adicione algumas gotas da solução de HCl, até observar mudança de coloração. 11ª EXPERIÊNCIA DESLOCAMENTO DE EQUILÍBRIO – INFLUÊNCIA DA HIDRATAÇÃO Um aumento da concentração de um dos reagentes provoca um deslocamento do equilíbrio no sentido de formação dos produtos e vice- versa. Não só a variação de concentração provoca deslocamento de equilíbrios. Neste experimento, vamos estudar outro fator. O sulfato de cobre apresenta coloração azul, devido à presença de água de cristalização: CuSO4 . n H2O Porém, quando está totalmente anidro, ele apresenta coloração branca: CuSO4 = branco. Pelo fato de uma forma poder se transformar em outra, ou seja, por termos uma reação reversível do tipo: hidratado ( anidro e anidro ( hidratado Podemos admitir a existência de um equilíbrio. Material: Sulfato de cobre (CuSO4 . n H2O). Lamparina. Pregador de roupa. Procedimento: Experimento 1: Coloque uma pequena quantidade do sal hidratado em um tubo de ensaio e, com o auxílio do pregador, aqueça-o na lamparina, até observar a mudança de cor. Experimento 2: A seguir, deixe o sistema em repouso durante um certo tempo, até observar outra mudança de coloração.