Universidade de São Paulo Instituto de Química de São Carlos Departamento de Físico-Química. Medidas de Massa, Volume e Temperatura

Transcrição

1 Universidade de São Paulo Instituto de Química de São Carlos Departamento de Físico-Química Medidas de Massa, Volume e Temperatura São Carlos,

2 Introdução 2

3 Introdução DEFINIÇÕES Comprimento: Metro Primeiro padrão: distância entre duas linhas gravadas em um barra de Pt-Ir (0 o C e 1 atm) Em 1960: ,73 comprimentos de onda da raia vermelho-alaranjada emitida pelo isótopo 86 do criptônio Em 1983: a distância percorrida pela luz no vácuo durante o intervalo de (1/ ) de segundo Massa: Quilograma Massa de um decímetro cúbico de água; massa de um cilindro de Pt-Ir mantido França Volume: Litro Volume de qualquer substância encerrado em 1 decímetro cúbico. 3

4 Introdução??? Os Ag Ti m = 1 µg? Pesar d Ti = 4,5 g ml d Ag = 10,5 g ml d Os = 22,6 g ml 100 ml 4

5 Objetivos Realizar medidas comuns em um laboratório de química Coletar dados quantitativos de volume e observar erros envolvidos em utensílios de laboratório Verificar a precisão e tempo de reposta de termômetros disponíveis comercialmente 5

6 Procedimento Experimental Materiais Necessários: Termômetros Suporte Universal Pipeta Volumétrica Pipeta Graduada Garra 50 ml Proveta 25 ml Pipetador Cronômetro Balança Analítica Béqueres 25 e 250 ml 6

7 Procedimento Experimental COMPARAÇÃO DA PRECISÃO DE FRASCOS VOLUMÉTRICOS Parte A: Bureta e pipeta volumétrica e graduada Verificar se os erlenmeyers e as rolhas fornecidos estão devidamente limpos e secos. Em seguida, usar etiquetas para marca-los como 1, 2, 3. Importante: Não trocar as rolhas quando pesar (1) (2) (3) 7

8 Procedimento Experimental 1 Pesar estes frascos, com as rolhas correspondentes, em uma balança analítica e anotar as medidas na folha de relatório. Utilizar luva ou papel para manusear o material de vidro a fim de evitar alterações de peso devido à gordura das mãos (1) (2) (3) (4) (5) 8

9 Procedimento Experimental 3 Montar a bureta utilizando o suporte universal e a garra apropriada. Em seguida, chamar o responsável para verificar a montagem e orientar sobre a correta manipulação da bureta 9

10 Procedimento Experimental 4 Encher a bureta com água destilada, observando para que não haja bolhas de ar retidas na região próximas à torneira. Se forem observadas bolhas de ar, abrir a torneira, deixando o fluxo de água arrastá-las. Terminar de completar o volume da bureta, até a marca do zero, anotando em seguida a leitura do volume inicial com o devido erro 10

11 Procedimento Experimental 5 Transferir aproximadamente 25 ml da água contida na bureta ao frasco 1 fechando-o com a rolha correspondente, esperar cerca de 30 segundos para que a água escorra pelas paredes da bureta e então ler o volume final, anotando-o devidamente 25 ml de água (1) 11

12 Procedimento Experimental 6 Utilizando a pipeta volumétrica de 25 ml transferir, com o auxilio de um pipetador, 25 ml de água destilada ao frasco 2, tampando-o em seguida com a rolha correspondente; 25 ml de água (2) 12

13 Procedimento Experimental 7 Repetir o procedimento anterior utilizando a pipeta graduada de 10 ml transferindo 25 ml de água para o frasco 3. Observar que com a pipeta graduada a transferência é realizada em três etapas; 25 ml de água (3) 13

14 Procedimento Experimental PARTE B: Proveta e Becker Prencher a proveta e o béquer até a marca de 25 ml nestes utensílios com água destilada. Anotar os volumes finais tanto nestes francos e compará-los com os correspondentes na bureta. 25 ml de Água MEDIDOS NA PROVETA Proveta 25 ml Béquer 25 ml 25 ml de Água MEDIDOS NO BECKER 14

15 Procedimento Experimental Repetir o mesmo procedimento dos parágrafos anteriores por três vezes, utilizando o béquer no lugar da proveta; 3X Béquer - 25 ml 15

16 Procedimento Experimental Parte C: Precisão em Medidas de Temperatura 1 Preparar dois béqueres de 250 ml e 600 ml, um com a mistura de água destilada + gelo e o outro com água destilada em ebulição. 2 Separar os três termômetros: Precisão, o C e o C água + gelo (250 ml) água em ebulição (600 ml) Termômetros 16

17 Procedimento Experimental 3 Colocar um dos termômetros no banho de gelo e esperar até a estabilização da leitura de temperatura. Anotar. 4 Em seguida, colocar imediatamente o termômetro no banho de água em ebulição e acompanhar a variação de temperatura com o tempo. Anotar na folha do relatório o tempo em que o termômetro acusa 8 leituras de temperatura, começando a medição a partir de 70 ºC até a temperatura de estabilização. Anotar a temperatura final. água + gelo água em ebulição 17

18 Procedimento Experimental 5 Repetir o procedimento anterior, fazendo o inverso, ou seja, colocando o termômetro inicialmente na água em ebulição e posteriormente no banho de gelo. Acompanhar a variação da leitura com o tempo e anotar na folha do relatório o tempo em que o termômetro acusa 8 leituras de temperatura, começando a medição a partir de 30 ºC até a temperatura de estabilização. Anotar a temperatura final. água + gelo água em ebulição 18

19 Procedimento Experimental 6 Repetir as duas experiências descritas acima utilizando os outros dois termômetros; 19

20 Resultados 20

21 Resultados 1. Calcular a massa de água nas três medidas de volume nominais de 25 ml (Parte A). Calcular também para a Proveta e Béquer o valor médio e o desvio padrão correspondente (Parte B); desvio padrão Valor médio ou Valor mais provável Incerteza Representação correta de uma medida 21

22 Resultados 2. Calcular os volumes reais de água medidos a partir da bureta na Parte A (à temperatura ambiente, a densidade aproximada da água é de 1,0012 g cm -3 ). Idem para as pipetas. Volume verdadeiro = massa de água medida / 1,0012 g cm Calcular a exatidão da bureta, pipetas, proveta e becker em forma de erro percentual utilizando a seguinte expressão: Erro percentual volume lido volume volume real real x 100% 22

23 Resultados 4. Fazer os gráficos de leitura de temperatura em função do tempo de resposta de cada termômetro; Temperatura / ºC Termômetro de Precisão tempo / s 23

24 Resultados 5. Comparar os tempos de resposta dos vários termômetros Qual é o termômetro com maior tempo de resposta? 5.2. Como poderiam ser planejadas as medidas de temperatura para uma determinada experiência em que a mesma varia com o tempo? 24

25 Resultados 6. Qual é o ponto de fusão do gelo e de ebulição da água em São Carlos? 7. Por quê os dados acima resultaram diferentes dos valores universalmente conhecidos (0 ºC para a fusão do gelo e 100 ºC para a ebulição da água)? 8. Conclusões. 25

26 Sugestões Acessar o guia da prática na Plataforma Moodle 26

27 Sugestões Bases de dados para pesquisa bibliográfica X 27

28 Sugestões Não façam cópia da internet ou do colega!!! 28