Relatório de Quimica

UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA CATARINA CAMPUS DE ARARANGUÁ

Engenharia de Energia Laboratório de Química (FQM7334)

Professor Dr. Ismael Raitz

Lucaian Maciel Feijo

Murilo Durante

RELATÓRIO

SOLUBILIDADE E DETERMINAÇÃO DO TEOR DE ÁLCOOL NA GASOLINA

ARARANGUÁ 2024

RESUMO

No experimento envolvendo a solubilidade, diferentes componentes foram misturados, mostrando que são miscíveis, não miscíveis ou pouco miscíveis. No experimento, determinando o teor de álcool da gasolina se usou a preferência do álcool pela água, sendo possível determinar o volume de gasolina e álcool.

INTRODUÇÃO

Soluções são misturas que se formam quando uma substância se dispersa uniformemente em outra, podendo as mesmas serem gases, líquidos ou sólidos. O solvente é normalmente o componente presente em maior quantidade, sendo ele quem dissolve os demais componentes, denominados de soluto. Uma solução pode ter seu soluto totalmente dissolvido, sendo insaturada ou saturada, a última ocorre quando o soluto dissolve o máximo de solvente permitido, essa quantidade de solvente é o que determina a solubilidade. Se uma solução possui mais soluto do que o solvente consegue dissolver, ela é uma solução supersaturada. Quando um soluto sólido começa a dissolver em um solvente, a sua concentração aumenta, possibilitando uma maior chance de colisões com o sólido, essas colisões fazem o efeito de cristalização, contrário da dissolução, impossibilitando de que sejam dissolvidos novamente.

Os líquidos que se misturam em todas as proporções são miscíveis, os que não se dissolvem significativamente um no outro são imiscíveis e os que se dissolvem parcialmente, são parcialmente miscíveis.

A solubilidade de uma substância em outra depende se as reações envolvidas favorecem a desordem ou não e das energias das interações intermoleculares soluto-soluto e soluto-solvente. Outras questões que podem influenciar na solubilidade são, a temperatura e pressão. Os solutos polares e iônicos tendem a se dissolver em solventes polares, isso ocorre em decorrência da presença de diferença de cargas nas ligações intermoleculares, possibilitando que as cargas negativas de um componente se junto com as cargas positivas do outro; enquanto os solutos apolares tendem a se dissolver em solventes apolares, visto que, as suas cadeias de hidrocarbonetos tem a possibilidade de colidir podendo, em alguns casos, formar ligações dipolo-induzido.

Uma forma prática do uso do conceito de solubilidade é a determinação do álcool na gasolina. Uma das propriedades mais importantes da gasolina é a octanagem (capacidade de ser comprimida e não explodir), quanto maior ela for, maior será a resistência. A explosão acarreta em diminuição da potência e causa sérios danos ao motor. O álcool presente na gasolina serve para evitar esses problemas, ao custo de poder calorífico e aumento da emissão de gases tóxicos, a octanagem aumenta. Por isso, apesar de muito importante, o álcool pode estar a uma certa porcentagem determinada por Lei.

OBJETIVOS

Verificar: A miscibilidade de soluções entre os líquidos: água, etanol, 1-butanol e querosene; A mudança de ligações entre os componentes; O efeito de cristalização. Além de determinar o teor de álcool na gasolina.

PARTE EXPERIMENTAL

        Miscibilidade de líquidos: Primeiramente foram enumerados 6 tubos de ensaio, visto que seriam realizadas 6 soluções diferentes. Na primeira se usou 2 mL de água e 1 mL de etanol; na segunda se usou 2 mL de água e 1 mL de 1-butanol; no terceiro se usou 2 mL de água e 1 mL de querosene; no quarto se usou 2 mL de etanol e 1 mL de 1-butanol; no quinto se usou 2 mL de etanol e 1 mL de querosene; no sexto se usou 2 mL de 1-butanol e 1 mL de querosene. Com as substâncias nos tubos de ensaio, foram realizadas agitações de forma a homogeneizar a mistura. Após deitar descansar um pouco, os resultados da miscibilidade foram anotados.

        Extração: Usando pipeta graduada, foi adicionado 3 mL de solução aquosa de iodo a 0,03% em um tubo de ensaio com rolha. Foram adicionados 1 mL de querosene (SEM AGITAR) e após foram feitas anotações. Houve a agitação e a reação é deixada em descanso para posterior anotações novamente.

        Precipitação: Foram pesados, aproximadamente, 0,50 g de acetanilida em um béquer de 50 mL. Adicionou-se 4 mL de etanol, utilizando pipeta volumétrica. Ocorreu a agitação com bastão de vidro até a dissolução da acetanilida. Adicionou-se 20 mL de água destilada, utilizando proveta. Agitou-se a mistura. Deixou-se ocorrer o efeito de cristalização da mistura em um banho de gelo. Deu-se continuidade no processo de filtração.

        Filtração: Primeiramente foi  feita a dobragem do papel filtro. Foi fixado um funil de vidro em um suporte universal. O papel filtro dobrado foi colocado no funil de vidro. Colocou-se um béquer de 200 mL embaixo do funil de modo que a ponta do funil toque a parede interna do béquer. Molhou-se o papel filtro com água destilada para que se fixasse melhor no funil. Filtrou-se a mistura obtida na precipitação com auxílio de um bastão de vidro. Retirou-se o papel filtro do funil, contendo a matéria sólida da mistura, para secagem à temperatura ambiente. Anotou-se observações na apostila.

        Determinação do teor de álcool na gasolina: Foi pesado, aproximadamente, 0,5 g de cloreto de sódio (NaCl) em um béquer de 100 mL. Adicionou-se 10 mL de água destilada usando uma proveta e dissolvida a mistura com o auxílio de um bastão de vidro. Transferiu-se 3 mL da solução para uma proveta de 10 mL. Adicionou-se gasolina na proveta até obter um volume de 6 mL. O sistema foi deixado em repouso para observação e anotação após a ocorrência da separação das fases.

RESULTADOS E DISCUSSÃO

        Miscibilidade de líquidos: A primeira solução foi observado que é miscível, isso ocorre pois tanto a água quanto o etanol são substâncias polares, ou seja, possuem “cargas” em sua estrutura, que acontece em decorrência da diferença de eletronegatividade entre o oxigênio e carbono/hidrogênio. Além disso, a quebra de ligações soluto-soluto é favorável, já que há a possibilidade de ligações de hidrogênio serem formadas entre soluto e solvente. A segunda solução foi observado que era imiscível, isso ocorre pois a cadeia carbônica (apolar) do 1-butanol é maior que a do etanol, dificultando na formação de ligações fortes soluto-solvente; pesquisando a densidade dos materiais, é possível chegar a conclusão de que, no sistema, a água estava na parte inferior e o 1-butanol na superior, visto que a densidade da água é maior. Apesar dessa baixa chance de reações soluto-solvente acontecerem, algumas ocorrem na forma de dipolo-dipolo induzido, que fica localizada na região entre as duas substâncias. A terceira solução foi observado uma coloração mais opaca, isso simboliza uma miscibilidade parcial, no qual nem todo soluto foi dissolvido, no caso o querosene é totalmente apolar, com isso, há a possibilidade de que ocorram ligações dipolo-dipolo induzido. Se a água tivesse uma concentração muito maior ou o querosene uma menor, é possível que o querosene se diluísse completamente, apesar de ser apolar. A quarta solução foi observada ser miscível, isso ocorre já que ambos os compostos possuem diferença de eletronegatividade em sua estrutura e uma cadeia carbônica, possibilitando com maior facilidade ligações do tipo dipolo-induzido. Na quinta solução foi observado ser miscível, isso ocorre pois ambos compostos têm grande possibilidade de formação de ligações dipolo-induzido, apesar do etanol ser polar e o querosene apolar. A sexta solução foi observada ser miscível, isso ocorre pela mesma justificativa da anterior, a grande chance de formação de ligações dipolo-induzido, nesse caso, as chances são ainda maiores já que a cadeia carbônica do 1-butanol é maior do que a do etanol.