Práticas de Química para Engenharias by Editora Átomo

2ª Edição Revisada e Ampliada

DIRETOR GERAL Wilon Mazalla Jr. COORDENAÇÃO EDITORIAL Willian F. Mighton COORDENAÇÃO DE REVISÃO E COPYDESK Catarina C. Costa REVISÃO DE TEXTOS Paola Maria Felipe dos Anjos EDITORAÇÃO ELETRÔNICA Fabio Diego da Silva Tatiane de Lima CAPA Patrícia Lagoeiro Dados Internacionais de Catalogação na Publicação (CIP) (Câmara Brasileira do Livro, SP, Brasil) Maia, Daltamir Práticas de química para engenharias / Daltamir Maia. - - Campinas, SP: Editora Átomo, 2017. 2ª Edição Bibliografia. 1. Prática de ensino 2. Química – Estudo e ensino I. Título. 08-04019

CDD-540.240.2462

Grupo Átomo e Alínea Rua Tiradentes, 1053 - Guanabara - Campinas-SP CEP 13023-191 - PABX: (19) 3232.9340 e 3232.0047 www.atomoealinea.com.br Impresso no Brasil

CONSELHO EDITORIAL Área | Química Aécio Pereira Chagas Universidade Estadual de Campinas – UNICAMP

Célio Pasquini Universidade Estadual de Campinas – UNICAMP

Flávio Leite T & E Analítica

José de Alencar Simoni Universidade Estadual de Campinas – UNICAMP

Mário Sérgio Galhiane Universidade Estadual Paulista – UNESP

Pedro Faria Universidade Estadual de Campinas – UNICAMP

Robson Fernandes de Farias Universidade Federal do Rio Grande do Norte – UFRN

Sumário Normas de Segurança do Laboratório..........................................................9 Acidentes comuns em laboratório e procedimentos de primeiros socorros.............................................10 Segurança no laboratório................................................................11 Materiais de laboratório..................................................................12 1. Separação de Misturas..........................................................................15 Introdução.......................................................................................16 Materiais.........................................................................................18 Procedimento..................................................................................18 Questões.........................................................................................21 2. Separação de Misturas: produção de etanol anidro...............................23 Introdução.......................................................................................24 Materiais.........................................................................................26 Procedimento..................................................................................26 Questões.........................................................................................29 3. Preparo de Soluções em Mol por Litro (mol L-1)..................................33 Introdução.......................................................................................34 Materiais.........................................................................................37 Procedimento..................................................................................37 Questões.........................................................................................41 4. Determinação do Coeficiente de Solubilidade......................................43 Introdução.......................................................................................44 Materiais.........................................................................................47 Procedimento..................................................................................47 Questões.........................................................................................49

5. Teste de Chama.....................................................................................51 Introdução.......................................................................................52 Materiais.........................................................................................55 Procedimento..................................................................................56 Questões.........................................................................................57 6. Reações Químicas.................................................................................59 Introdução.......................................................................................60 Materiais.........................................................................................64 Procedimento..................................................................................64 Questões.........................................................................................67 7. Estudo Estequiométrico da Precipitação de PbI2..................................69 Introdução.......................................................................................70 Materiais.........................................................................................72 Procedimento..................................................................................73 Questões.........................................................................................76 8. Estudo Quantitativo da Reação de um Metal com Ácido.....................79 Introdução.......................................................................................80 Materiais.........................................................................................84 Procedimento..................................................................................85 Questões.........................................................................................87 9. Titulação Volumétrica...........................................................................89 Introdução.......................................................................................90 Materiais.........................................................................................93 Procedimento..................................................................................93 Questões.........................................................................................95 10. O Efeito Tampão.................................................................................97 Introdução.......................................................................................98 Materiais.......................................................................................100 Procedimento................................................................................101 Questões.......................................................................................102 11. Efusão e Difusão de Gases................................................................105 Introdução.....................................................................................106 Materiais.......................................................................................110 Procedimento................................................................................111 Questões.......................................................................................116

12. Entalpia da Reação entre HCl e NaOH.............................................119 Introdução.....................................................................................120 Processos exotérmicos e endotérmicos.........................................122 Materiais.......................................................................................125 Procedimento................................................................................125 Questões.......................................................................................129 13. Velocidade de Reações Químicas: formação de enxofre coloidal....131 Introdução.....................................................................................132 Materiais.......................................................................................135 Procedimento................................................................................136 Questões.......................................................................................139 14. Equilíbrio Químico Cromato-Dicromato..........................................141 Introdução.....................................................................................142 Materiais.......................................................................................147 Procedimento................................................................................147 Questões.......................................................................................150 15. Eletrólitos..........................................................................................153 Introdução.....................................................................................154 Materiais.......................................................................................157 Procedimento................................................................................157 Questões.......................................................................................159 16. Eletroquímica: a pilha de Daniell.....................................................163 Introdução.....................................................................................164 Materiais.......................................................................................168 Procedimento................................................................................168 Questões.......................................................................................169 Anexos.....................................................................................................171 Como escrever um relatório.........................................................172 O uso dos gráficos nas representações.........................................181 Tutorial para fazer gráficos no Excel............................................184 Referências Bibliografia..........................................................................191

Normas de Segurança do Laboratório

Todo e qualquer laboratório de Química é um local onde existem objetos, materiais e, principalmente, reagentes potencialmente perigosos. Portanto, todo cuidado é pouco para que acidentes não aconteçam. Lembre-se de que acidentes não ocorrem por acaso, são, na maioria das vezes, provocados. Alguns procedimentos são importantes para o bom andamento do experimento: 1. Seguir as instruções do professor e do roteiro; 2. Não comer, fumar ou beber no laboratório; 3. Lavar bem as mãos antes de deixar o laboratório; 4. Não levar as mãos à boca ou aos olhos quando estiver trabalhando com produtos químicos; 5. Não retornar reagentes aos frascos originais, mesmo que não tenham sido usados, pois estes podem ser contaminados; 6. Localizar os locais onde ficam os itens de segurança (lava-olhos, chuveiro, extintor, caixa de primeiros socorros); 7. Antes de usar reagentes que não conheça, consultar a bibliografia adequada e informar-se sobre como manuseá-los e descartá-los; 8. Alguns reagentes podem apresentar toxicidade. Neste caso, o professor explicará aos alunos as devidas precauções a serem tomadas;

Normas de Segurança do Laboratório

9. A manipulação de sistemas que exalem gases tóxicos deve ser feita na capela; 10. Durante as aulas de laboratório, é aconselhado o uso de roupas de algodão, sapatos fechados, calça comprida e avental (jaleco). Pessoas que tenham cabelos longos devem mantê-los presos enquanto estiverem no laboratório; 11. Manter a bancada e a vidraria sempre limpas; 12. Vidros quebrados devem ser descartados em recipiente apropriado; 13. Rotular os reagentes ou soluções preparadas e as amostras coletadas; 14. Evitar descartar produtos químicos nas pias de laboratório; 15. Atenção ao usar: equipamentos elétricos; recipientes de vidro; chama do bico de Bünsen; sistema de vácuo; produtos tóxicos etc. 16. Verificar a voltagem correta dos equipamentos para evitar queimá-los. Assim que terminar de usá-los, desconectá-los da tomada; 17. Os resíduos aquosos ácidos ou básicos devem ser neutralizados na pia antes de serem descartados. Para o descarte de metais pesados, metais alcalinos e de outros resíduos, consulte antecipadamente a bibliografia adequada. 18. Em hipótese alguma, teste o odor e o sabor de um produto desconhecido.

Acidentes comuns em laboratório e procedimentos de primeiros socorros Intoxicação por gases Remover a vítima para um ambiente arejado, deixando-a descansar.

Práticas de Química para Engenharias

Ácidos nos olhos Nos laboratórios existem lavadores de olhos acoplados aos chuveiros de emergência. A lavagem deve ser feita por 15 minutos e, logo após, deve ser aplicada uma solução de bicarbonato de sódio a 1%.

Álcalis nos olhos Proceder como no item anterior, apenas substituindo a solução de bicarbonato de sódio por uma solução de ácido bórico a 1%.

Queimaduras • Queimaduras causadas por calor seco (chama e objetos aquecidos): no caso de queimaduras leves, aplicar pomada de picrato de butesina. No caso de queimaduras graves, elas devem ser cobertas com gaze esterilizada umedecida com solução aquosa de bicarbonato de sódio a 5%. • Queimaduras por ácidos: secar o local e lavar em seguida com água em abundância por cerca de cinco minutos. Em seguida, lavar com uma solução saturada de bicarbonato de sódio. Secar, aplicando, então, mertiolate. • Queimaduras por álcalis (bases): lavar a região atingida imediatamente com bastante água, durante cinco minutos. Tratar com solução de ácido acético a 1% e novamente lavar com água. Secar, aplicando, então, mertiolate.

Segurança no laboratório https://www.cdc.gov/niosh/ipcs/ Nesse site, há informações a respeito da periculosidade das substâncias, formas adequadas de manipulação, métodos de tratamento de resíduos, referência à legislação e normas técnicas. O site é mantido pelo National Institute of Occupational Safety and Health

Normas de Segurança do Laboratório

(Instituto Nacional de Segurança e Saúde Ocupacional – NIOSH) e é possível acessá-lo em 14 línguas diferentes, entre elas, o espanhol e o inglês.

Materiais de laboratório Na realização dos experimentos de Química, usamos, frequentemente, recipientes adequados para manipular e medir as substâncias usadas e/ou produzidas. As figuras a seguir são de alguns dos materiais comuns usados em laboratório. É importante frisar que os desenhos não estão em escala; alguns dos objetos retratados podem ser feitos de diversos materiais (por exemplo: vidro, plástico, cerâmica etc.); a maioria é comercializada em várias opções de tamanho. Proveta

Bureta

Pisseta

Tubo de ensaio

Picnômetro

Bico de Bunsen

Condensadores

Balão volumétrico

Pipetas

774 520 ml 2 0 °C

500

4 50

4 00

3 50

3 00

2 50

2 00

1 50

1 00