O Relatório de Química

Experimento 3 - Estudo de propriedades físicas de líquidos: Densidade, miscibilidade e viscosidade[pic 1]

PARTE A: Densidade

1 - Introdução

        A densidade (ou massa específica) de uma substância corresponde à massa dessa substância, que ocupa um determinado volume e é geralmente representada pela unidade grama por centímetro cubico (g/cm3). A massa de água que ocupa o volume de 1 cm3 à temperatura de 4°C foi utilizada para definir o padrão da unidade de massa de 1g.

        Pode-se observar que as densidades dos líquidos mais usados como solventes variam dentro de uma faixa estreita, entre 0,6 (hidrocarbonetos) e 1,6g/cm3 (tetraclorometano), aproximadamente.

        A densidade de um líquido é uma propriedade física de difícil previsão, por estar associada a diversos fatores. Porém, ao considerar uma série de moléculas com características estruturais semelhantes, a natureza dos átomos que compõem as respectivas moléculas nos permite a avaliação de densidades das substâncias, de maneira comparativa ou relativa. Por exemplo, se introduzirmos um ou mais átomos com massa atômica maior que a de um carbono em hidrocarboneto, a densidade aumenta gradativamente, como pode ser observado na série do diclorometano CH2Cl2 (1,327)-triclorometano CHCl3 (1,483)-tetraclorometano CCl4 (1,594), ou na série diclorometano CH2Cl2 (1,327)-dibromometano CH2Br2 (1,542)-diiodometano CH2I2 (3,325).

Densidade de alguns líquidos a 20°C
Nome	Fórmula Empírica	Densidade (g/cm3)
n-Pentano	C5H12	0,626
n-Octano	C8H18	0,702
Etanol	C2H6O	0,789
Acetona	C3H6O	0,790
Ciclo-hexeno	C6H10	0,810
Benzeno	C6H6	0,879
Água	H2O	1,000
Ácido acético	C2H4O2	1,049
Etilenoglicol	C2H6O2	1,109
Nitrobenzeno	C6H5NO2	1,204
Glicerina	C3H8O3	1,261
Dimetilsulfato	C2H6O4S	1,328
Clorofórmio	CH3Cl3	1,483
Dibromometano	CH2Br2	1,542
Tetraclorometano	CCl4	1,594
Ácido Sulfúrico	H2SO4	1,841
Diiodometano	CH2I2	3,325

2 – Objetivo Geral

• Observar e avaliar algumas propriedades físicas de líquidos e relacioná-las com sua composição química.

3 - Materiais e reagentes (experimentos A – I, II)

08 tubos de ensaio; 01 estante para tubos de ensaio; 07 conta-gotas; 01 espátula; papel para pesagem de sólido; 08 frascos (mínimo de 100 mL) para resíduos individuais dos respectivos solventes; solução alcoólica de iodo 10 g L-1; cloreto de sódio sólido; diclorometano; éter etílico; acetato de etila; tolueno; hexano; acetona; clorofórmio; tetracloreto de carbono.

4 - Parte experimental

1. I - Densidade relativa de líquidos puros

1. Numere os 08 tubos de ensaio acrescente 20 gotas (~ 1 mL) de água e 3 gotas de solução alcoólica de iodo;
2. Adicione 20 gotas (~1 mL) de cada solvente aos tubos 1 a 8, respectivamente: diclorometano, acetato de etila; éter etílico, tolueno; hexano; acetona; clorofórmio; tetracloreto de carbono;
3. Agite os tubos;
4. Verifique em cada tubo se o respectivo solvente orgânico é mais denso ou menos denso que a água (o iodo ajuda na identificação da fase orgânica, pois é solúvel em solventes orgânicos, gerando uma solução de cor rosa ou castanha).
5. Anote o que você observou em cada tubo e estabeleça uma comparação entre eles.

Disposição dos resíduos

• O resíduo de cada tubo deve ser destinado a um frasco individual previamente disponibilizado pela equipe técnica;

Discussão

1. Qual é o efeito da temperatura sobre a densidade dos líquidos? Justifique.
2. Coloque as seguintes substâncias líquidas em ordem crescente de densidade: bromobutano (C4H9BR), clorobutano (C4H9Cl), dietiléter (C4H10O), dietilsulfeto (C4H10S), iodobutano (C4H9I) e pentano (C5H12). Justifique.

1. II – Densidade em soluções ou misturas líquidas

1. Coloque, em um tubo de ensaio, 2 mL de água, 2 mL de uma mistura de diclorometano e acetato de etila na proporção 1:1) e 03 gotas de solução alcoólica de iodo;
2. Agite o tubo e identifique as duas fases líquidas, fase inferior e fase superior (o iodo é solúvel na fase orgânica gerando uma cor rosa ou castanha);
3. Acrescente aproximadamente 0,5g de cloreto de sódio. Agite o tubo até dissolução completa do cloreto de sódio;
4.  Identifique novamente as duas fases líquidas, fase inferior e fase superior.

Disposição dos resíduos

• A fase orgânica, deve ser decantada e depositada em recipiente adequado para coleta de solventes orgânicos clorados;
• A fase aquosa pode ser diluída com bastante água e despejada na pia.

Discussão

1. Interprete a variação das densidades relativas dos dois líquidos ocorrida após adição do cloreto de sódio, sabendo que esse sal é solúvel em água e muito pouco solúvel em diclorometano.

PARTE B: Miscibilidade de líquidos

1 – Introdução

        Considerando combinações entre dois líquidos (sistemas binários), os componentes podem ser totalmente, parcialmente miscíveis ou ainda considerados imiscíveis a exemplo dos sistemas água/álcool (miscíveis) e água/óleo (considerado imiscível).

        A miscibilidade ou compatibilidade entre dois líquidos baseia-se na semelhança da constituição das respectivas moléculas e, consequentemente, na semelhança dos tipos de interação intermolecular em cada substância. Assim, o álcool etílico é miscível com água em qualquer proporção, pois os dois componentes são constituídos por moléculas pequenas caracterizadas por funções –OH (água: HOH, etanol: C2H5OH). À medida que a cadeia hidrocarbônica do álcool aumenta, a molécula perde gradualmente a sua similaridade com a água. Assim, o butanol (C4H9OH) é parcialmente miscível com água e o octanol (C8H17OH) é quase imiscível com água.

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