terça-feira, 2 de novembro de 2010

Relatório de Química Experimental: Densidade de um Solvente

I – Introdução

Densidade é a razão entre massa de um corpo e seu volume, é uma propriedade física usada para identificar substancias.

Densidade = Massa/Volume

Nosso cérebro avalia inconscientemente a densidade de um corpo que se quer levantar, estimando visualmente o volume e preparando os músculos do corpo para agüentar o peso esperado.1   

O ponto de ebulição ou temperatura de ebulição é a temperatura em que uma substância passa do estado líquido ao estado gasoso.
No ponto de ebulição, a pressão do vapor saturado de um líquido é igual à pressão ambiente (do sistema), a qual pode ser considerada a pressão atmosférica (760 mmHg), caso o sistema esteja comunicante com a atmosfera terrestre e ao nível do mar. Neste último caso, deve-se levar em conta que o ponto de ebulição varia com a altitude, já que a pressão atmosférica varia com a mesma. As ligações químicas que juntam os átomos se "quebram", deixando os átomos muito mais livres (característica do estado gasoso).
Quanto mais baixa for a pressão do sistema, menor será o ponto de ebulição e vice-versa. O ponto de ebulição da água em condições de atmosfera padrão é de 100 °C. Vale citar, como exemplo que, a água, em pressões muito baixas, ferve à temperaturas bem inferiores à 100 °C.
De acordo com a definição IUPAC, ponto de ebulição é a temperatura na qual a pressão de líquido iguala-se a pressão atmosférica.2

O ponto de fusão designa a temperatura à qual uma substância passa do estado sólido ao estado líquido.
Ponto de fusão é a temperatura na qual a substância sólida está em equilíbrio com a substância que dela se obtêm por fusão.3


II - Objetivos

Determinar alguns dos parâmetros físicos utilizados na caracterização e identificação das substâncias.
   
III - Procedimento Experimental

– Materiais utilizados

Bequer de 150,00 mL
Picnometro de 50,00 mL
Proveta de 50,00 mL
Proveta de 25,00 mL
Proveta de 100,00 mL
Balão de Fundo Redondo
Mata de Aquecimento
Perolas de Vidro
Conexão
Condensador
Garra
Mufa
Almofariz
Tubinho Capilar
Bastão de Alumínio


Determinação da densidade de líquidos

Pegou-se um picnometro de 50,00mL com a tampinha sem tocar com as mãos, usou-se um papel toalha para que materiais que estivessem contidos nas mãos interferi-se nos resultados.
            Pesou-se o picnometro de 50,00mL na balança semi-analitica
            Encheu-se um béquer de 150,00mL com acetona e transferiu-se para o picnometro.
            Pesou-se o picnimetro com acetona.
            Devolveu-se a acetona no seu respectivo recipiente.
            Lavou-se o picnometro duas vezes com o hexano que seria o próximo salvente a ser medido a densidade.
            Encheu-se o picnometro com o hexano.
Pesou-se o picnometro com o hexano.

Determinação da densidade de um sólido

            Pesou-se o alumínio.
            Pegou-se uma proveta de 50,00mL e encheu-se até 25,00mL com água destilada.
            Colocou-se o alumínio dentro da proveta de 50,00mL.
            Pegou-se uma proveta de 25,00mL e encheu-se até chegar em 13,00mL 
            Botou-se um prego de aço dentro da proveta de 25,00mL.
            Observou-se que o liquido variou 0,1mL.
           
                       

Determinação do ponto de ebulição de um liquido puro

Pegou-se o Éter Etilico e encheu uma proveta de 100,00mL e encheu-se até o menisco.
Pegou-se um balão de fundo redondo e colocou-se todo o Éter Etilico que estava na praveta de 100,00mL.
Botou-se o balão de fundo redondo em uma manta de aquecimento.
Pegou-se um condensador e uma conexão com um termômetro e encaixou-se no balão de fundo redondo para que a temperatura de ebulição possa ser medida.
Ligou-se a manta de aquecimento, assim que começou a formar uma gota do liquido na ponta do termômetro mediu-se a temperatura.
Deixou-se aquecer mais alguns instantes para ver se o liquido variaria a sua temperatura. 


Determinação do ponto de fusão de um liquido puro


Pegou-se acetonilida que estava no almofariz, e botou-se em um tubinho capilar, como o tubinho capilar tem um orifício muito pequeno dificulta a colocação da acetonidila.
Pegou-se um bastão de alumínio grande, colocando-o em posição vertical encostando-o na bancada do laboratório.
Manteve-se o tubo capilar o mais horizontal possível para empurrar sua extremidade aberta de encontro à amostra, para ajudar a acomodar a amostra no tubo.
Soltou-se o tubinho capilar do extremo superior do bastão de alumínio até a bancada, com a ponta fechada voltada para baixo.
Repetiu-se essa operação até que se forme uma camada compacta da amostra no fundo do tubo capilar (aproximadamente 1 cm).
Pegou-se outro tubinho capilar e repetiu-se o mesmo processo.
Botou-se os dois tubinhos capilares no medidor de ponto de fusão para medir a sua temperatura de fusão.
Assim que o solido começou a se liquefazer dentro dos tubinhos capilares, mediu-se a temperatura inicial.
Quando o solido ficou totalmente liquido mediu-se a temperatura final.

         





IV- Resultados e Discussões


Determinação da densidade de líquidos

Determinando a densidade da acetona

Peso do picnometro vazio: 31,8959g
Peso do picnometro cheio com acetona: 70,7516g

Para encontrar a massa da acetona que foi pesada no picnometro, diminuiu-se a massa do picnometro cheio pela massa do picnometro vazio. 

Picnometro cheio – Picnometro vazio
70,7516g – 31,8959g = 38,8557g(massa da acetona)

Para determinar a densidade do líquido substituiu na formula d = m/v, a massa da acetona (38,8557g) e o volume (50cm3) e obteve a densidade da acetona (0,777114g/cm3).

d = m/v
d = 38,8557g/50cm3 = 0,777114g/cm3
Densidade da Acetona = 0,777114g/cm3

Determinando a densidade do hexano


Peso do picnometro vazio: 31,8959g
Peso do picnometro cheio com hexano: 65,5728

Para encontrar a massa do hexano que foi pesado no picnometro, diminuiu-se a massa do picnometro cheio pela massa do picnometro vazio. 

Picnometro cheio – Picnometro vazio
65,5728 – 31,8959g = 33,6769g (massa do hexano)

Para determinar a densidade do líquido substituiu na formula d = m/v, a massa do hexano (33,6769g) e o volume (50cm3) e obteve a densidade do hexano (0,673538g/cm3).


d = m/v
d = 33,6769g /50cm3 = 0,673538g/cm3
Densidade do Hexano = 0,673538g/cm3


Determinação da densidade de um sólido

           
Peso do prego de aço: 2,4703g
Peso do alumínio: 1,5476g

Para encontrar a densidade do alumínio sólido, usou-se a técnica do deslocamento de liquido.
Pegou-se uma proveta de 50,00mL e encheu-se com água destilada até 25,00mL e depois colocou-se o alumínio dentro, observou-se que o alumínio deslocou a água destilada que passou de 25,00mL para 26,00mL. Ouve um deslocamento de 1,00mL de água destilada, então esse é o volume do sólido. Então para achar o sua densidade substituiu a massa do alumínio (1,5476g) e o seu volume (1,00mL), na formula d = m/v e obteve-se a densidade do alumínio.      

Vfinal – Vinicial = Vsolido
26,00mL – 25,00mL = 1,00mL
1,00mL é o volume do alumínio sólido

d = m/v
            d = 1,5476g/1cm3 = 1,5476g/cm3


Volume do Prego medido em uma proveta de 25,00mL

Para encontrar a densidade do prego de aço, usou-se a mesma técnica usada com o alumínio, técnica do deslocamento de liquido.
Pegou-se uma proveta de 25,00mL e encheu-se com água destilada até 13,00mL e depois colocou-se o alumínio dentro, observou-se que o alumínio deslocou a água destilada que passou de 13,00mL para 13,01mL. Ouve um deslocamento de 0,01mL de água destilada, então esse é o volume do sólido. Então para achar o sua densidade substituiu a massa do alumínio (2,4703g) e o seu volume (0,01mL), na formula d = m/v e obteve-se a densidade do alumínio.     

Vfinal – Vinicial = Vsolido
13,01 – 13,00 = 0,1mL
           
0,01 é o volume do sólido (prego)

Volume do alumínio medido na proveta de 50,00mL que tem um erro de + ou – 1mL

Determinação do ponto de ebulição de um liquido puro

A proveta de 100,00 mL tem um erro de + ou – 1mL
Efinal – Einicial = Variação
36c – 35c = 1c
É uma variação pequena.



Determinação do ponto de fusão de um líquido puro

Ffinal - Finicial = Variação
123c – 105c = 18c   


As experiências efetuadas mostraram-nos como determinar o ponto de fusão e de ebulição de substâncias.
            Verificou-se então que o ponto de fusão é a temperatura à qual uma substância passa do estado sólido para o líquido, nas condições normais de pressão, coexistindo ambas as fases (líquida e sólida) em equilíbrio.
            Não ocorreu nenhuma dificuldade na realização das experiências e os nossos objetivos foram atingidos com sucesso.
Com a realização deste trabalho experimental conseguimos um contato mais direto com os vários equipamentos e aprendemos regras básicas de manuseamento dos mesmos.
Conseguimos também aplicar os cálculos aprendidos ao longo das aulas para tirarmos as devidas conclusões, tais como o calculos de volumes, densidades, ponto de fusão e ebulição.
Esperamos assim que este trabalho sirva de base para futuras aulas.







V- Bibliografia

1KOTZ, J.C. e TREICHEL Jr., P. Química e reações químicas. Trad. J.R.P. Bonapace. 4ª ed. Rio de Janeiro: LTC, 2002. v. 1. – (Kotz e Treichel Jr., 2002).


3http://pt.wikipedia.org/wiki/Ponto_de_fusão

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