MEDIDAS DE TEMPERATURA: USO DE TERMÔMETRO E CONSTRUÇÃO DE UMA CURVA DE AQUECIMENTO

MEDIDAS DE TEMPERATURA: USO DE TERMÔMETRO E CONSTRUÇÃO DE UMA CURVA DE AQUECIMENTO

Belo Horizonte – MG

Outubro, 2015

1. Introdução

Antes de entendermos o que é temperatura de ebulição precisamos entender o conceito básico de temperatura, esta que é definida como a média da energia cinética das partículas. “Quanto maior for à energia cinética media dos átomos (ou das moléculas) que constituem um objeto, maior será a temperatura desse objeto.” [1]

Para se aferir esta propriedade existem algumas ferramentas chamadas de termômetros que utilizam escalas de variação de temperatura própria.

Existem diversos tipos de termômetros; para os laboratórios de química os mais utilizados e indicados são os de mercúrio e os de álcool. São facilmente reconhecidos pela diferença de coloração, no qual o que apresenta liquido interno com coloração avermelhada é o de álcool e o que apresenta cor prata é o de mercúrio. O termômetro de álcool é utilizado para medir baixas temperaturas enquanto o de mercúrio serve para medir altas temperaturas. O mercúrio não adere às paredes do tubo capilar de vidro de um termômetro. Portanto, permite uma medição de temperatura mais precisa, no entanto tem alto custo financeiro e é altamente tóxico.

Uma diferença entre o termômetro clinico e o laboratorial é a presença do estrangulamento na parte inferior do termômetro clinico, que permite a visualização da medida após o encerramento do contato do bolbo com o corpo.

Entenda sobre as diversas escalas e suas correlações:

“Há dois sistemas de unidades em que escalas de temperatura são especificadas. No Sistema Internacional de Unidades, SI, a unidade básica de temperatura é o grau Kelvin (K). O grau Kelvin é formalmente definido como sendo (1/273,16) da temperatura do ponto triplo da água, isto é, a temperatura na qual a água pode estar, em equilíbrio, nos estados sólido, líquido e gasoso. A temperatura de 0 K é chamada de zero absoluto, correspondendo ao ponto no qual moléculas e átomos têm o mínimo de energia térmica. Nas aplicações correntes do dia-a-dia usa-se a escala Celsius, na qual o 0 oC é a temperatura de congelamento da água e o 100 oC é a temperatura de ebulição da água à pressão atmosférica ao nível do mar. Em ambas as escalas a diferença de temperatura é a mesma, isto é, a diferença de temperatura de 1 K é igual à diferença de temperatura de 1 oC, a referência é que muda.

Ainda existe a escala Fahrenheit que para calibrar o seu termômetro de mercúrio, Fahrenheit definiu 3 pontos: um banho de gelo e sal (32 oF) - o mais frio reprodutível, a axila de um homem saudável (96 oF) e água ebulindo - o mais quente reprodutível (212 oF).

Nos países de língua inglesa, e predominantemente nos USA, as escalas Rankine e Fahrenheit são ainda muito usadas. Na escala Rankine, da mesma forma que na escala Kelvin, o zero é o zero absoluto. Ainda, da mesma forma que a escala Celsius em relação à Kelvin, a escala Fahrenheit é a comumente usada no dia-a-dia, ao invés da Rankine. E também a diferença de temperatura de 1 oR é igual à diferença de temperatura de 1 oF.” [2]

“A temperatura de ebulição normal de uma substância é definida como a temperatura na qual sua pressão de vapor é igual à pressão atmosférica normal (760 mmHg).” ³ Assim é possível afirmar que quanto maior a altitude menor será a temperatura de ebulição e quanto menor a altitude for maior será a temperatura de ebulição. “Cada líquido que não sofra decomposição antes de alcançar a pressão de vapor de 760 mmHg possui seu ponto de ebulição característico. Em geral, o ponto de ebulição de uma substância depende da massa de suas moléculas e da intensidade das forças interativas entre elas.” [3]

Os líquidos polares possuem tendência a ferver a temperaturas mais altas que os apolares de mesma massa molecular. Devido às relações entre a entalpia e a entropia do sistema.

“A temperatura de ebulição é uma constante característica muito utilizada para a identificação de líquidos. No entanto, devido à sua grande dependência da pressão e aos erros que podem ocorrer na presença de impurezas, é menos seguro e útil na caracterização e como critério de pureza que o ponto de fusão, usado para os sólidos.” [3]

A prática tem por objetivo a identificação da temperatura de ebulição para a água dentre as circunstâncias laboratoriais, e a confirmação de que líquidos puros tem faixa de transição de estado físico constante.

2. Parte Experimental

2.1 Materiais

Béquer de 100 mL

Suporte Universal

Termômetro de Mercúrio

Agitador Magnético com aquecimento

Garra

Aquecimento Total

Mufa

Barra Magnética

Haste Metálica

Cronômetro

2.2 Reagentes e Toxicidade

Água destilada H2O

Produto não tóxico ou sensibilizante.

2.3 EPI’s

Jaleco

2.4 Procedimentos

1- Examinou-se a escala de medida de temperatura indicada no termômetro.

2- Montou-se o sistema para aquecimento de água.

3- Verteu-se cerca de 100 mL de água destilado em um béquer.

4- Colocou-se o béquer sobre o agitador magnético desligado.

5- Prendeu-se o termômetro no suporte universal com auxílio da garra, de maneira a deixar o bulbo do termômetro mergulhado na água, sem tocar o fundo do béquer.

6- Aguardou-se 1 minuto e fez-se a leitura da temperatura da água.

7- Anotou-se o resultado considerando o desvio avaliado do termômetro.

8- Colocou-se cuidadosamente a barra magnética no líquido.

9- Ligou-se o agitador magnético em velocidade baixa, e o aquecedor,