Química Experimental

INTRODUÇÃO

O conhecimento acerca do manuseio correto dos equipamentos empregados em um experimento e o domínio das técnicas de laboratório são essenciais, tanto para uma maior eficácia experimental, com maior probabilidade de obtenção de dados exatos e precisos, quanto para manter um ambiente de trabalho mais seguro ao operador.

Além disso, deve-se considerar o fato de a incerteza ser inerente ao experimento laboratorial, seja ela causada por imprecisão dos instrumentos utilizados ou pela falta de fidelidade na leitura da medida realizada pelo químico atuante. Por isso, é necessário calcular o erro dos dados coletados e expressá-los cientificamente, com as unidades e os algarismos significativos corretos.

Assim, com o manuseio adequado dos equipamentos de laboratório e das informações obtidas, é possível conseguir dados experimentais mais exatos e precisos.

OBJETIVOS

Conhecer os equipamentos e vidraria de uso freqüente em trabalhos práticos, assim como aprender a manuseá-los da forma devida, de acordo com suas especificações, adequando seu uso a um dado contexto experimental. Visa-se também o aprendizado das maneiras corretas de se realizar leitura das medidas feitas no laboratório e como expressá-las cientificamente.

PROCEDIMENTOS

Medida da temperatura de ebulição da água: Inicialmente, ligamos a chapa de aquecimento. Então, colocamos cerca de 150 ml de água e 3 pérolas de vidro em um béquer de capacidade 250 mL e posicionamos o béquer sobre a chapa em aquecimento. Quando a água começou a ferver, pegamos um termômetro e, após prendê-lo à garra, imergimos na água e medimos sua temperatura de ebulição.

Capacidade e desvios de aparelhos: Analisamos a capacidade de uma bureta, uma proveta e uma pipeta graduada e calculamos seus desvios. Dada a ausência de especificações do fabricante dos instrumentos, o erro corresponde à metade da menor divisão da escala do aparelho.

Cálculo de Desvio Padrão de uma série de medidas: Enchemos uma bureta com água e a zeramos. Em seguida, enchemos completamente um tubo de ensaio utilizando a bureta e fizemos a leitura do volume. Esvaziamos o tubo e realizamos a secagem do tubo com um pouco de etanol. Repetimos essas etapas três vezes, e calculamos o desvio padrão das medidas.

Determinação da densidade de um líquido: Numeramos dois béqueres de 50 ml e pesamos cada um em uma balança digital. Ao béquer 1, adicionamos 10 mL de um líquido desconhecido X, medido com uma pipeta graduada. Pesamos novamente o béquer e determinamos a massa da amostra. No béquer 2, medimos 10 ml do líquido X e pesamos o conjunto para determinar a massa da amostra. Com os dados obtidos, determinamos a densidade do líquido X medido com a pipeta e com o béquer 2. A partir dos valores de densidade e da tabela presente na apostila, procuramos identificar o líquido X. Para confirmar, misturamos tal líquido com a água para verificar sua solubilidade.

RESULTADOS E DISCUSSÃO

Medida da Temperatura de ebulição da água: Ao medir a temperatura de ebulição da água utilizando um termômetro de mercúrio, encontramos o valor de (93,0 +/- 0,5)ºC, nas condições em que o experimento foi realizado. O valor é inferior ao esperado quando o experimento ocorre ao nível do mar, uma vez que Belo Horizonte localiza-se a uma altitude superior, portanto, com menor pressão atmosférica, o que torna mais fácil a equivalência entre a pressão de vapor da água e a pressão atmosférica.

Capacidade e desvio de aparelhos:

INSTRUMENTO CAPACIDADE E DESVIO (mL)

Bureta 50,00 (+/-0,05)

Proveta I 100 (+/- 1)

Proveta II 50 (+/- 1)

Proveta III 10,0 (+/- 0,2)

Pipeta Graduada 10,00 (+/-0,05)

Após a realização desse experimento, é possível perceber que para cada quantidade de uma substância utilizada ou para a precisão necessária para cada dado existe um aparelho de medida mais adequado. Nesse caso, para utilizar 100mL de um líquido como a água, por exemplo, para uma receita simples, pode-se usar a proveta I, pois não é necessário uma quantidade muito precisa. Já para a produção de um remédio, se for necessário 10mL de água é preferível usar uma pipeta graduada, pois ela é um instrumento de medida mais precisa, o que é necessário nessa ocasião.

Cálculo de Desvio Padrão de uma série de medidas: Utilizando uma bureta com capacidade de (50,00 +/-0,05) mL, nós enchemos um tubo de ensaio três vezes com água e obtivemos os seguintes volumes:

1ª medida: 19,70 mL

2ª medida: 19,65 mL

3ª medida: 19,65 mL

Calculando o desvio padrão (D) dessas três medições nós chegamos ao seguinte resultado:

D= √( 〖(19,70-19,66)〗^2+〖(19,65-19,66)〗^(2 )+〖(19,63-19,66)〗^2 ) / 2

D = √((0,04)^(2 )+ 〖(0,01)〗^2+ 〖(0,03)〗^2 ) / 2

D = √(0,0016+0,0001+0,0009) / 2

D = √0,0026 / 2

D ~ 3,6 x 〖10〗^(-2) mL = 0,036 mL

Logo, o melhor valor para o volume desse tubo de ensaio é: V = (19,66 +/-0,04) mL

Determinação da densidade de um líquido:

Béquer 1: a massa obtida foi de (33,32 +/-0,01)g. Após inserirmos (10,00 +/-0,05)mL do líquido desconhecido X, o conjunto ficou com massa (41,05+/-0,01)g. Logo, a massa do líquido X é: (41,05+/-0,01)g – (33,32+/-0,01)g = (7,73 +/-0,02)g.

Assim, sua densidade é: d=m/v

d=(7,73± 0,02g)/(10,00±0,05 mL) = (0,77 +/- 0,01*) g/mL

(*) Erro relativo, calculado dessa forma: (0,02 )/7,73+ 0,05/10,00= 0,75% ( Em 0,773 o erro é 0,005)

Béquer 2: A massa do béquer é (32,55 +/-0,01)g, e, quando o recipiente está com (10 +/-5)mL do