DETERMINAÇÃO DA TEMPERATURA DE FUSÃO DO NAFTALENO

DETERMINAÇÃO DA TEMPERATURA DE FUSÃO DO NAFTALENO

Relatório apresentado como parte das exigências da disciplina Introdução ao Laboratório de Química, do curso de Engenharia Química da

1. INTRODUÇÃO

A química está presente em todas as atividades humanas, das mais sofisticadas às mais rotineiras. Tudo o que o ser humano toca é formado por substâncias químicas, tanto naturais quanto sintéticas, por isso a importância da química, ciência que estuda a estrutura composição, as propriedades e as transformações da matéria (USBERCO, SALVADOR, 2012).

O devido trabalho visa determinar a temperatura de fusão de uma amostra de naftaleno e verificar se ela é uma substância pura ou um material, utilizando para isso a transformação física de fusão. Substâncias puras apresentam em seus gráficos de aquecimento/resfriamento uma temperatura constante na transformação do estado físico, denominadas pontos de fusão e ebulição. Já as misturas não apresentam tal característica e suas transformações físicas ocorrem em faixas de temperaturas.

Na química orgânica são estudos os compostos do elemento carbono, estes que estão presentes em todos os seres vivos. Os principais hidrocarbonetos, cadeias carbônicas formadas por apenas carbono e hidrogênio, aromáticos não-ramificados são o benzeno (C6H6), o naftaleno (C10H8) e o antroceno (C14H10) (USBERCO, SALVADOR, 2012).

O aromático naftaleno, alvo do estudo do presente trabalho, também é conhecido popularmente como naftalina, é um hidrocarboneto aromático cuja molécula é constituída por dois anéis benzénicos condensados. Na temperatura ambiente se apresenta como um sólido cristalino em forma de lâminas, de cor branca, com odor característico das bolas antitraça. Possui um ponto de fusão de 80,2ºC e um ponto de ebulição de 218ºC, dados da Ficha de Informações de Segurança de Produtos Químicos (FISPQ).

Atualmente o naftaleno é comercializado, principalmente, para a fabricação de outros produtos químicos, como o ácido ftálico, corantes, plásticos, solventes (tetralina, decalina) e derivados halogenados do naftaleno (inseticidas, fungicidas e impregnantes para madeira).

Diante dessas utilidades é de grande interesse químico o conhecimento das propriedades de tal composto. Com esse fim, o composto foi fundido no experimento, assim determinando sua temperatura de fusão e pureza, com a construção de gráficos e tabelas para melhor entendimento dos resultados obtidos.

2. OBJETIVOS

• Plotar o gráfico de aquecimento e resfriamento de uma substância;

• Determinar a pureza aproximada da substância e comparar com a apresentada pela fabricante;

• Delimitar a faixa de fusão do naftaleno;

• Registrar as temperaturas a cada intervalo de tempo;

• Concluir se a substância é pura ou impura

3. REFERENCIAL TEÓRICO

O mundo é composto por diferentes tipos de matérias, conceituadas como tudo o que possui massa e ocupa lugar no espaço. Por sua vez, as variações das espécies da matéria podem ser classificadas como substâncias, e quando encontradas misturadas com outras substâncias são chamadas de matéria. (USBERCO, SALVADOR, 2012).

Para o estudo e desenvolvimento da experiência, é imprescindível a distinção entre substância e matéria. Substâncias são sempre homogêneas (apresentam apenas uma fase), também podendo ser divididas em dois grupos: as substâncias simples, formadas por somente um tipo de molécula ou elemento químico; e substâncias compostas, formadas por um só tipo de molécula ou elemento, essas com átomos diferentes.

Por outro lado os materiais consistem em duas ou mais substâncias simples ou compostas diferentes, fisicamente misturadas. Tais materiais podem ser classificados como solução e misturas.

É tida como solução a reunião de substâncias diferentes com propriedades de polaridade semelhantes, sendo homogêneas e tendo a variação de suas composições limitada, como água e cloreto de sódio. Segundo a FISPQ o cloreto de sódio possui uma solubilidade de 1g em 3ml de água.

Já a mistura existe quando a junção de substâncias forma um material homogêneo de aspecto uniforme em qualquer proporção, como misturas de água e álcool.

Os materiais podem ser preparados com várias composições e quantidades de uma sustância em relação à outra, o que influencia nas suas propriedades (ponto de congelamento, ponto de ebulição, densidade, etc). Os componentes de uma matéria, tanto homogênea como heterogênea, podem ser fracionados por processos físicos, tirando as impurezas e tornando-o mais puro (RUSSEL,1994).

Inúmeras vezes alguns materiais são confundidos com substâncias, por serem homogêneos. A distinção entre um material e uma substância pura pode ser realizada, pelo fato das substâncias possuírem propriedades físicas fixas e constantes, o que não é encontrado com os materiais.

Uma substância pura, tal como a água, ferve a temperatura constante. Por outro lado, o ponto de ebulição de uma solução de água salgada, aumenta gradualmente. Quanto maior for a concentração de substância dissolvida, maior será o ponto de ebulição, tal efeito é uma propriedade coligativa chamada edulioscopia (PEDROLO,2014)

Ao aquecer uma amostra de substância pura, como a água, e anotar as temperaturas nas quais ocorrem as mudanças de estado ao nível do mar, se obtêm o seguinte gráfico:

Figura – Curva de aquecimento de substâncias puras.

Pelo gráfico, é possível observar que a temperatura de fusão (PF) da água é 0°C e sua temperatura de ebulição (TE) é de 100°C. É perceptível, no gráfico de aquecimento da água, dois patamares, os quais indicam que, durante as mudanças de estado, a temperatura permanece constante (USBERCO, SALVADOR, 2012).

Já para gráficos de aquecimento de mostras de misturas, se obtém faixas de temperatura de fusão, durante as mudanças de estado da mistura, as temperaturas de fusão e ebulição não permanecem constantes, como no exemplo a seguir (USBERCO, SALVADOR, 2012):

Figura – Curva de aquecimento de misturas.

Sabendo desta propriedades, se torna possível determinar se uma matéria formada por substâncias puras