EXPERIÊNCIA Na 5 - Solubilidade 51. EXPERIÊNCIA Ne 5 SOLUBILIDADE. 8 Identihcar algumas variáveis que afetam a solubilidade.

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1 EXPERIÊNCIA Na 5 - Soubiidade 51 EXPERIÊNCIA Ne 5 SOLUBILIDADE OI. ONtTIVOS No ana desta o(periência o auno deverá ser capaz de 8 Identihcar agumas variáveis que afetam a soubiidade. e Utiizar técnicas simpes de extração, recristaização e Htração 0. INTRODUÇÃO Para que você entenda os termos usados nesta experiência ivro de química gera as definições dos termos abaixo sovente soução souto saturada supersaturada não-saturada extração, miscíve - imiscíve - poar - não-poar - eetronegatividade, constante dieétüca procure em um Imagine que você tenha dois béqueres com 100 m de água a 5'C em cada um dees. Se você adicionar NaCI ao I' béquet, misturando bem, você irá verificar que cerca de 35g de NaCI se dissovem. A adição de mais NaCI resuta num acúmuo deste no fundo do béquer. Portanto, 35 g de NaCI é o ponto de saturação para 100 m de H0 a 5'C. Nesta soução, NaCI é o $Quto e H0 o gé!!!én@. Se você adicionar acetaníida ao ' béquer e misturar bem, você verá que apenas aguns miigramas se üssovem, quando o ponto de saturação é acançado 'Para que um sóido se dissova, as /terças de atração (pe mantêm a estrumrd cristaina doem ser vencidas peas ata'anões entre o sovente e o souto". Vqa abaixo o exempo da o )(6X oxé Dissoução de NaCI em água No processo de sovatação aquosa, onde ocorre a dispersão de um sa, como o NaCI, tanto os cátions (Na') quanto os âníons (CI') tornam-se hidratados com energia suficiente para vencer a energia da rede cristaina. Soutos com poaridades

2 5 EXPERIÊNCIA Na 5 - Soubiidade pró;amas à poaridade do sovente, dissovem-se em maior quantidade do que aquees com poaridades muito diferentes. Coreto de sódio e água são substâncias muito poares. Acetanüda é bem pouco poar. Portanto, Naco dissove-se bem em água, mas a soubiidade da acetaniida em água é pequena Resumindo, a regra é: "0 semehante dissove semehante". Não são somente a natureza do souto e a do sovente que inuenciam na soubiidade. Mas a temperatura também é importante. A soubiidade de quase rodas os compostos orgânicos aumenta com o aumento de temperatura. Este fato é utiizado na técmca de purificação chamada recristaização. O efeito da temperatura na soubiidade dos compostos inorgânicos varia muito. Enquanto muitos compostos têm a soubiidade aumentada com um aumento de temperatura, aguns tem a soubuidade diminuída. E outros, como o NaCI, a soubiidade quase não é afetada. Separação e Pari/iação Os produtos químicos são extraídos de fontes naturais ou são sintetizados a partir de outros compostos através de reações químicas. Quaquer que sqa a origem, extrações ou sínteses,raramenteproduzemprodutos puros E agum üpo de purificação é necessário. Convém observar que compostos comerciais apresentam diferentes graus de pureza e, frequentemente, possuem 90-95% de pureza. Para certas apicações, a pureza de 95% pode ser satisfatória. Enquanto que para outras, é necessária uma pureza maior. As técnicas de purihcação mais comuns são extração, recristaização, destiação e cromatografia. Para a purificação de sóidos, o primeiro método a ser tentado é a recristaização. Recristaização Esta técnica utiiza o fato de que as soubüdades de sóidos em um sovente são diferentes e aumentam com o aumento da temperatura do íquido. Uma soução saturada a uma determinada temperatura é resfriado. Ao ser resfriada, a soubiidade diminui com a diminuição da temperatura. Portanto, o sóido precipita. Podendo, em seguida, ser fitrado e seco. Obs: Ás impurezas insoúveis podem ser removidas pea fitração da soução sagrada numa empa'aura na souçaoha. 03. MATERIAL Qtdade Mateüa de vidro mais ata..4s impurezas qu( sdo soúveis no sovmre não se cristaíaam, mesmo 6 Tubo de ensaio sem roça Tubo de ensaio com roha

3 EXPERIÊNCIA NQ 5 - Soubiidade 53 Reagentes odo (soução = 0,03% ); Querosene; -Butano; Etano, Acetaniida, Aspirina \," Acetanihda Aspirina (Ácido Aceti Sahcüco) 04. PROCEDIMENTO Obs: Lave as pipetas antes de usá-as para não contamíriar os reagentes. A. Miscibihdade de Líquidos Prepare as seis misturas em seis tubos de ensaio numerados de a 6, conforme está descrito na tabea abaixo Ç[Z[DÁDQ: m HnO m HaO m H0 m etano m etano m -butano erarzo], ]-buranoz e querasenc são inüamáveís m etano m -butano m querosene m -butano m querosene m querosene Agite cada tubo de forma a homogeneizar a mistura Escreva suas observações na foha de dados. Vá para a etapa B B. Extração Cooque cerca de 3 m de uma soução aquosa saturada de iodo (aproximadamente 0,03% de iodo por massa) no tubo de ensaio com roha. Adicione cerca de m de querosene. Não agite. AnçB suas observações. Cooque a roha no tubo e agite. Espere a mistura descansar e anoto suas observações. Resíduos A soução item A,(água e etano) pode ser descartada na pia, pois estes resíduos não são tóxicos

4 54 EXPERIÊNCIA NQ 5 - SoubHidade As outras souções ou misturas do item A, a 6, devem ser armazenadas no recipiente adequado para posterior tratamento. Os resíduos do item B, querosen e iodo, devem ser descartados em outro frasco.(veja pg. v, tratamento de resíduos") 3 Os tubos de ensaio com querosene devem ser avados com detergente e uma escovinha própria para impar tubos de ensaio. Deixe os tubos invertidos para que a agua escorra. C. Precipitação Verüquc Wa dos reagentes sa'á urikado: acetaniida ou aspirina. Pese 0,5 g de acetaniída, em um béquer pequeno de 50 m, adicione 4 m de etano e agite até sua chssoução. A seguir, acrescente 0 m de água destiada, agite e deixe cristaizar em um banho de geo(numa bacia pástica). Após a cristaização vá para a etapa D. D. Fitração DagaêÊgç@: Peça dada ao professor para dobrar o pape Jirro e montar o equipamento deitraçao ao ado Dobre duas vezes um pape Htro circuar de modo a ficar como indicado na figura ao ado. E cooque-o no funi de vidro Cooque um béquer embaixo do funi, de modo que a ponta do funi toque a parede interna do béquer. Com o basco a\ ador, mohe o pape Htro um pouco para fixa-o no funi Transporte para o Htro, com a ajuda de um bastão de vidro, todo o conteúdo do béquer contendo a acetanmda cristaizada, etano e água: Terminada a Htração, retü'e o pape fitro com a acetaniida seca e guarde-a num frasco adequada Lave o materia e impe sua bancada de trabaho. A soução de água e etano, após a Htragem da acetanihda, pode ser descartada na pia

5 > EXPERIÊNCIA Ne 5 - Soubiidade 55 - '- e'; u qn 8 qn - n8.a 8 «. q: «qx.: q- d;aq -- z q- - dn g q. 88 ' : «.q='qn q qg «- q-a q qç E q; ãq q nmq a 8 qq.? qa.i ã } 3 8 E qq: ê qe 8 qg Ê - E a * çá n~' ngs 0 B Í co g a 8 8 -'d N =»q; q IR F qç ü q q â qg W ã H 3 m h.5 qa.8 q,' a q= Euq q 8 qp.g 3a. a «- q: g, * d ê n ü Eb.z q

6 56 EXPERIÊNCIA Na 5 - Soubiidade 5. PRÉ-LABORATÓRIO: 1. Por que existe uma grande diferença na soubiidade do NaCI e da acetaniida?. Defina os seguintes termos químicos: a) miscíve e) eetronegatividade i) moécua não-poar b) imiscíve f) moécua poar c) extração g) igação covaente poar d) souto h) igação covaente não-poar 3. A poaridade de uma moécua diatómica é estimada pea diferença das eetronegatividades da igação dos dois átomos. Quando a diferença das eetronegatividades for g 0,4 a igação é considerada covaente não-poar. Uma diferença de eetronegatividade entre 0,5 e 1,7 indica uma igação covaente poar e, quando a diferença for maior do que 1,7, a igação é chamada iónica. Usando os vaores de eetronegatividades na tabea abaixo, cassihque as igações nas moécuas seguintes como covaente não-poar, covaente poar ou iónica r'r 1 1 H N,BeH CaOPH, Na0CaC1 1: 4. Para as moécuas pohatõmicas, a poaridade de uma moécua é determinada peas poaridades das igações, e também pea geometria moecuar Embota C0 possua igações covaentes poares, a moécua é não-poar porque o momento bipoar(ou momento do chpoo eétríco) resutante é zero, conforme mostrado abaixo o:c:o momento dipoar da igaçãoc O momento dipoar resutante ; 0 Por outro ado, a moécua da água é poar, pois suas igações Ã formam um ânguo menor do que 180', não sendo inear como a.;#'#:\, moécua de C0. Assim, a moécua da água possui um momento H'' 'H dipoar diferente de zero. Momento dipoar resutante da igação O-H Verifique cada moécua abaixo, se é poar ou não-poar c c/c' «.c CI Tetracoreto de carbono Corofórmio s:;=c s : Dissufeto de carbono

7 EXPERIÊNCIA Ne 5 - Soubiidade 57 / }s n H Sufeto de hidrogénio N.. H'''' \ "'"H H Amónia Metano 0.,'~. Adeido 6rmico H--C=C--H Acetieno -.. d' 5. Subinhe os compostos que você acredita que soam soúveis em água. Justihquesuasrespostas. ' ' " '' a) NaCI c) etano(ch3ch0h) e) etano(h,c-ch;) b) LiBr d) metano(ch4) f) Br: 06. QUESTIONÁRIO Cooque em ordem decrescente de poaridade os quatro hquidos utüzados nesta experiência, começando pea água, que é mais poar m de água são adicionados a m de outro iquido, fomxando um par imiscíve(isto é, duas fases, a.água e o outro iquido). O que você pode fazer experimentamente para descobrir se a água constitui a fase inferior ou superior? Qua é a cor da soução de iodo e água, e de iodo e querosene? O que você observou depois de agitar a soução de iodo e água com querosene? U O iodo é mais soúve em querosene ou em água? Que evidência você utiizou para a sua resposta da questão 5? Expique sua resposta à questão 5, em termos das poaüdades r. querosene e água E)q)dique o que você observou quando adicionou a soução de acetaniida com etano na água. A acetaniida é mais soúve em água, ou em etano? ativas S do iodo

8 58 EXPERIÊNCIA Na 5 - Soubiidade (Foha de dados) EXPERIÊNCIA N5 EQuiPE: D}RN....Ç...t..TURMA Ne da bancada A. MiscibUidade de íquidos te Imiscíve miscíve m de -butano m de.a 3 m de água + m de querosene 4 m de etano. m de -butano 5 m] de etano] ' ] m de queros:!e 6 m de -butano * m de querosene B. Extração C. Precipitação D. Fitração

9 EXPERIÊNCIA Na 5 - Soubiidade 59 (Foha de dados) EXPERIÊNCIA Na 5 EQuipE: DATA:.TURMA Ne da bancada A. Miscibiidade de hquídos Soução m de água * m de etano m de água. m de -butano B. Extração C. Precipitação D. Fitração