Química experimental - Unidade mestra para química geral e eletroquímica - Volume 1 - Química inorgânica - EQ102A.

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1 Autor: Luiz Antonio Macedo Ramos - Revisor: Leandro dos Santos Silveira - Direitos autorais reservados Índice Remissivo... 8 Abertura O presente manual é composto por três partes: Documentação do produto, Instruções para o professor e Atividades para o aluno Documentação do produto / Documentación del producto / Product Documentation Atendimento ao cliente Também dos Direitos Autorais: A publicação/divulgação da(s) fotografia(s) e/ou ilustração(ões) reproduzida(s) na presente obra dependerá da prévia e expressa autorização do(s) fotógrafo(s) e/ou ilustrador(es) como da concordância das pessoas retratadas, se for o caso Também das Patentes Industriais: Os produtos Cidepe contem uma ou mais patentes industriais, portanto são protegidos pela Lei das Patentes da Propriedade Industrial, sendo proibida sua cópia Atendimiento al cliente También de los Derechos de Autor: "La publicación/ divulgación de la(s) fotografía(s) e/o ilustración (ciones) reproducida(s) en la presente obra dependerá de la previa y expresa autorización del (de los) fotógrafo(s) y/o ilustrador(es) como de la concordancia de las personas retratadas, si es el caso" También de las Patentes Industriales Los productos Cidepe contan con un o más patentes industriales, por lo tanto, son protegidos por la Ley de las Patentes de la Propiedad Industrial, siendo prohibida su copia Customer service Copyright: "The publication/release of the photographs and/or illustrations reproduced in this book depend on the prior and express authorization of the photographer and/or illustrator as the agreement of the people portrayed, if applicable." Industrial patents Cidepe's products contain industrial patents, therefore protected by the Patent Law of Industrial Property, being prohibited its copy Garantia / Guarantee...15 Certificado de Garantia Internacional As instruções identificadas no canto superior direito da página pelos números que se iniciam pelos algarismos 199 são destinadas ao professor As instruções identificadas no canto superior direito da página pelos números que se iniciam pelos algarismos 999 são destinadas a informações de segurança e avisos importantes Certificado de Garantía Internacional Las instrucciones identificadas en la parte superior de la página, a la derecha, por los números que se inician con los guarismos "199 ", son destinadas al profesor Las instrucciones identificadas en la parte superior de la página, a la derecha, por los números que se inician por los guarismos "99 ", son destinadas a informaciones de seguridad y avisos importantes International Certificate of Guarantee The instructions identified in the upper right corner of the page, by numbers beginning with "199 " are intended to the teacher. 16 The instructions identified in the upper right corner of the page, by numbers beginning with "999 " are for safety information and important warnings PCN Os produtos Cidepe são adequados aos Parâmetros Curriculares Nacionais - PCN Los productos Cidepe son adecuados a los Parâmetros Curriculares Nacionais - PCN Cidepe's products are adequate for Parâmetros Curriculares Nacionais - PCN Informações sobre segurança em equipamentos elétricos Advertências e símbolos de advertência Evite colocar aparelhos elétricos em lugares molhados Precauções quanto ao cabo de alimentação CA

2 Autor: Luiz Antonio Macedo Ramos - Revisor: Leandro dos Santos Silveira - Direitos autorais reservados A alimentação e a instalação elétrica Evite a sobrecarga de corrente elétrica Caso de amplitude sonora (volume de audio) Caso de trocadores de calor (aquecedores) Caso de câmaras de pressão Informações sobre avisos importantes de uso e de serviços Evite a corrosão do equipamento Acessórios conectáveis ao equipamento A limpeza Equipamentos com entradas para ventilação A manutenção em equipamentos não elétricos Caso de troca ou reposição de peças Questões ambientais O descarte da embalagem O descarte de um produto não elétrico O descarte de um produto elétrico O descarte de pilhas (ou baterias) elétricas, quando for o caso Instruções para o professor Identificação do produto e seus componentes, passo a passo das montagens, cuidados, informações técnicas e teóricas relevantes Os diferentes níveis de sugestões experimentais nos manuais Cidepe Como montar um manual personalizado com a sequência experimental desejada Como montar um manual personalizado com capa personalizada Onde encontrar o sumário atualizado das instruções que acompanham determinado equipamento constante em qualquer conjunto Cidepe Outras informações e suporte técnico _102A Conheça os componentes do conjunto EQ102A Como selecionar ou fazer a troca de fusível em equipamentos elétricos Cidepe Aparelhos que operam com tensão única (110 VAC ou 220 VAC) O fusível reserva A troca do fusível Aparelhos que podem operar tanto em 110 VAC quanto em 220 VAC Com etiqueta ETIQ006 e mudança de fusível O ajuste da tensão em conformidade com a tensão local VAC VAC A troca do fusível O fusível reserva Com etiqueta ETIQ007 sem mudança de fusível O ajuste da tensão em conformidade com a tensão local VAC VAC A troca de fusível O fusível reserva O cabo de força Atenção! Nunca retire o pino TERRA do cabo de força que acompanha o equipamento Recomendações emergenciais para eventuais acidentes em laboratórios de química ou biologia Todo laboratório apresenta algum risco Laboratórios de química ou de biologia Algumas regras de segurança Revisões periódicas em equipamentos de segurança e precauções

3 Conhecendo alguns componentes do laboratório de química Vidrarias, observação geral Algumas orientações sobre a limpeza e a secagem das vidrarias (QB) Como lavar e limpar a vidraria O preparo da solução sulfocrômica Como limpar gorduras da vidraria Como limpar substâncias orgânicas e resinas Como limpar substâncias inorgânicas ou minerais O bico de bunsen, componentes, preparo e manuseio (FQB) Os tipos de chama do bico de bunsen A chama redutora ou chama luminosa A chama oxidante ou chama não luminosa Cuidados com materiais inflamáveis Conheça o conjunto para determinação de densidade O picnômetro Recomendações para picnometria A densidade absoluta A unidade da densidade absoluta no SI Cuidados na medida da densidade de um sólido Cuidados ao medir a massa das amostras Tabela de algumas substâncias que poderão ser utilizadas nas atividades práticas, por grupo de alunos por ano letivo Recomendações antes da aquisição das substâncias Segurança sobre produtos químicos Tabela das soluções que poderão ser utilizadas nas atividades práticas Recomendações antes do preparo das soluções Segurança sobre produtos químicos Cal sodada - preparo Licor de Fehling - preparo Reativo de Tollens - preparo Transformações físicas e químicas da matéria A lei de Lavoisier (França, ) A lei de Proust (França, ) A Lei de Dalton (Inglaterra, ) Funções Químicas - Obtenção do ácido clorídrico e seu comportamento frente a indicadores Informações sobre o ácido clorídrico Funções Químicas - reações de obtenção de bases e de sais Base ou hidróxido Funções Químicas - Óxidos Obtenção e Classificação Obtenção do anidrido sulfuroso (SO2) Cuidado!

4 Obtenção do pentóxido de fósforo ou anidrido fosfórico (P2O5) Obtenção do MgO Obtenção do óxido de sódio (Na2O) Funções Químicas - As propriedades funcionais dos ácidos Primeira propriedade funcional dos ácidos Segunda propriedade funcional dos ácidos A terceira propriedade funcional dos ácidos A quarta propriedade funcional dos ácidos Constatação da ocorrência de reação química Cuidado! Classificação das reações inorgânicas Reação de dupla troca (de metátase) com precipitação Observações para o professor Solução de cloreto férrico Solução de cloreto de zinco Solução de hidróxido de sódio Cuidado! Classificação das reações - Reação de deslocamento, uma reação redox Classificação das reações inorgânicas Reação de análise ou decomposição (por pirólise) Catalisador Reação de Simples Troca ou Deslocamento - formação do hidróxido de sódio Informações sobre o hidróxido de sódio As reações do cobre Cuidado! Determinação de cloretos em água - Método de Mohr Z_AtivAL Atividades para o aluno...72 TAB_ Tabela da densidade absoluta da água em função da temperatura Procedimentos gerais para uma aula prática sem acidentes (FQB) Prepare-se para a realização do experimento: A Algumas normas de segurança (QB) B Alguns cuidados especiais com os reagentes (QB) C Sugestões para o relatório do experimento (FQB) D Procedimentos ao término das tarefas (QB) Procedimentos gerais com o microscópio

5 Como proceder após o uso do microscópio Como usar a pêra insufladora A calibração do picnômetro Tabela densidade da água versus temperatura Um modo de determinar a densidade de um líquido Um modo de determinar a densidade de um sólido As transformações da matéria, mudança de estado, comportamento dos sólidos ao serem aquecidos Perigo! Sublimação do iodo Transformações físicas e químicas da matéria Substâncias puras e misturas O sistema homogêneo A substância pura simples A substância pura composta As misturas Homogênea Heterogênea Análise Imediata - Filtração simples (por gravidade) Análise Imediata - Filtração a vácuo e decantação A decantação Análise Imediata - centrifugação Análise Imediata - destilação simples A ebulição Análise Imediata - destilação fracionada Alotropia - as diferenças entre os iguais As substâncias simples As substâncias compostas A alotropia Constatação da ocorrência de reação química Atenção! O fenômeno químico - a reação química A equação química Os reagentes Os produtos Classificação das reações inorgânicas Reação de análise ou decomposição (por pirólise) Pirólise

6 Eletrólise Fotólise Reação de Simples Troca ou Deslocamento - a formação do hidróxido de sódio Cuidado! Classificação das reações inorgânicas Reação de dupla troca (de metátase) com precipitação Cuidado! Corrosivo As leis das combinações - A lei de Lavoisier (Lei da conservação da massa ou Lei da conservação da matéria) As leis das combinações As leis ponderais As leis volumétricas Lavoisier, Antoine Laurent ( ) As leis das combinações - A lei de Proust (lei das proporções constantes) Proust, Joseph Louis ( ) As Leis das Combinações - A Lei de Dalton (lei das proporções múltiplas) Dalton, John ( ) Classificação das reações - As reações de oxidação-redução (Redox) O número de oxidação A substância redutora e a substância oxidante Reações com o cobre O cobre Cuidado! Funções Químicas Função ácido e função base A propriedade funcional e a função química As propriedades funcionais dos ácidos e bases A função química base (ou hidróxido) A função química ácido Funções Químicas - Obtenção do ácido clorídrico e seu comportamento frente a indicadores Funções Químicas - reações de obtenção de bases e de sais Centrifugação: procedimento Funções Químicas - Óxidos Obtenção e Classificação Os óxidos ácidos ou anidridos Os óxidos básicos Funções Químicas - As propriedades funcionais dos ácidos Determinação do ph Meio aquoso

7 Classificação do meio aquoso pelas concentrações dos íons H+ e OH Meio neutro Meio ácido Meio básico Acidez ou basicidade Söresen, Sören Peter Lauritz ( ) Potencial hidrogeniônico (símbolo ph) Potencial hidroxiliônico (símbolo poh) Classificação do meio segundo o ph O meio neutro O meio ácido O meio básico O indicador e o medidor de ph Classificação das soluções quanto as concentrações dos íons H+ e OH Solução neutra Solução básica Solução ácida

8 Índice Remissivo A aberturas de ventilação 19 acidez 142 ácido clorídrico 57, 63, 133 ácido muriático 57 ácido nítrico 63 ácido nítrico concentrado. Cuidado! 109, 127 ácido sulfúrico 63, 69, 137 ácido sulfuroso 59 ácidos 130, 140 advertência 17 Afiador cônico para furador 36 Agitador magnético com aquecimento 43 alaranjado de metila 132 Alça de níquel cromo 42 Alcoômetro 37 alimentação e a instalação elétrica 18 Almofariz com pistilo 36 alotropia 105 alótropos 105 análise imediata 93, 95, 97, 99, 102 Anéis de ferro 39 anel de borracha 38 anidrido sulfúrico 137 anidrido sulfuroso 59 anidridos 137 ânions oxidrila 129 Antoine Laurent Lavoisier 116 Atilho (anel de borracha) 38 Azurita 127 B Balão de destilação 31 Balão de fundo redondo 31 Barrilete 42 bases 135, 140 bases (ou hidróxidos) 58, 129 basicidade 142 Bastão de vidro 33 bico de bunsen 45 Bronze 127 Bureta 32 C cabo de alimentação CA 18 Cabo de Kolle 42 Cabo para conexões 41 Cadinhos 33 Calcopirita 127 Calcosina 127 calibração do picnômetro 80 Capela 43 capilar 83 Cápsula de porcelana 33 carbonato de cálcio 58, 63 catalisador 67 cátion H+ 130 cátion hidrogênio 130 Centrífuga 42 centrífuga 135 centrifugação 97, 98 chama luminosa 45 chama não luminosa 45 chama oxidante ou chama não luminosa 45 chama redutora ou chama luminosa 45 Chave multiuso 41 clorato de potássio 67, 111 cloreto de alumínio 62 cloreto de potássio 67 cloreto de prata 54, 63 cloreto de sódio 62, 63, 65, 109 cloreto de zinco 62, 65 cloreto férrico hexa-hidratado 65 cobre 127 cobre metálico 109, 127 coluna de fracionamento 104 comburente (alimenta a queima) 67 componentes de um laboratório de química 31 Condensador tipo Graham 32 Condensador tipo Liebig 32 Conjunto de massas e gancho lastro 40 Conjunto de três réguas metálicas 40 Constantan 127 constantes físicas 91 constituição do leite de magnésia 132 constituição do suco de limão 132 contrapeso da centrifugação 98 Copo de Becker 31 Corpo de conexão 36 corrosão 125 critérios de pureza 91 Cronômetro digital 40 cuidados especiais com os reagentes 76 Cuprita 127 D Dalton, John ( ) 122 decantação 96, 97, 98 densidade 82, 84, 96, 97 densidade absoluta 47 Densímetro 36, 37 descarte da embalagem 22 descarte de pilhas (ou baterias) elétricas 22 descarte de um produto elétrico 22 descarte de um produto não elétrico 22 Deslocamento 113 Dessecador 35 destilação fracionada 104 Destilador de água elétrico 43 dióxido de manganês 67, 111 dióxido de nitrogênio 63, 69 Disco para dessecador 35, 39 E ebulição 100 Elástico ortodôntico 39 8

9 Eletrodo de cobre 42 eletrólise 111 entradas para ventilação 21 enxofre 53 enxofre microcristalino 106 enxofre monoclínico 106 equação química 108 equilíbrio térmico 83 equipamentos que geram algum som com alta amplitu 19 Erlenmeyer (frasco) 31 Escala de imersão 40 Esfera de aço 42 Esfera de isopor com agulha 40 Espátula 32 Espátula colher 32 Espátula com cabo de madeira 32 estados físicos da matéria 86 Etiqueta 39 Evite a corrosão do equipamento 21 F fases de um sistema 90 fenolftaleína 68, 129 fenômeno de oxidação-redução 124 fenômeno físico 53, 86, 89 fenômeno químico 53, 89, 108 fenômenos químicos ou reações químicas 86 ferro 108 ferrugem 108, 124 filtração a vácuo 95, 97 filtração simples 95 filtragem 94 filtro 94 Fio de poliamida 39 flor de enxofre 106 Fonte de alimentação digital 40 Fonte digital de corrente DC para eletroquímica 41 fotólise 111 Frasco lavador 33 função química 129 Funções Químicas 135, 140 Funil de Büchner 34 Funil de separação Squib 33 Funil de vidro com haste curta 33 Furador de rolha manual 36 G galvanoplastia 125 Garra jacaré 38 gás carbônico 63 H Haste de alumínio 42 hidrogênio 68 hidróxido de amônio concentrado 127 hidróxido de cobre II 69 hidróxido de magnésio 59 hidróxido de sódio 63, 65, 69, 130 hidróxido de zinco 65 hidróxido férrico 65 hidróxidos 58 I Indicador visual para condutividade 41 Indicadores 142 indicadores 133, 137 indicadores ácido-base 129 inflamáveis 75 instalação, uso e manutenção do equipamento 17 investigação química 99, 102 iodeto de sódio 55 íon cúprico 66 íon hidrônio ou hidroxônio 130 íons negativos 129 J John Dalton 122 Joseph Louis Proust 118 K Kitasato (frasco de) 32 L Lápis dermográfico 39 Lavoisier, Antoine Laurent ( ) 116 lei conservação da massa 116 lei da conservação da matéria 116 lei das proporções 118 lei das proporções múltiplas 122 lei de Dalton ou lei das proporções múltiplas 56, 122 lei de Lavoisier 54, 116 lei de Proust 55, 118 lei ponderal 122 leis das combinações 116, 118, 122 leis ponderais 116 leis volumétricas 116 Lima triangular 39 Limalhas de ferro 40 limpeza 21 líquido sobrenadante 128 Luva para procedimento em laboratório 41 M magnésio 59 Malaquita 127 Mallechart 127 Mangueira de silicone 38 Manta aquecedora 42 manutenção do equipamento 22 mármore 63, 109 matéria heterogênea 90 matéria homogênea 90 material heterogêneo 90 material homogêneo 90 média arimética 82 medida da densidade de um sólido 47 Meio ácido 142 meio ácido segundo o ph 142 Meio aquoso 142 Meio básico 142 meio básico segundo o ph 142 9

10 Meio neutro 142 meio neutro segundo o ph 142 menos iônico ou molecular 114 metais 66 mistura 93 misturas heterogêneas (sólido-líquido) 93, 97 misturas heterogêneas sólido-líquido 96, 97 Mola helicoidal 40 mudanças de estado físico 86 Mufa dupla 39 Multímetro digital 40 N nitrato de chumbo II 55 nitrato de cobre II 63, 66, 69 nitrato de prata 54, 109 nitrato de sódio 62 número de oxidação 124 O oxidação 124 óxido de cobre II 69 óxido de ferro (ferrugem) 108 óxido de magnésio 59 óxidos 59, 137 óxidos ácidos ou anidridos 137 óxidos básicos 137 oxigênio 67, 108 P palito de fósforo ígneo 123 Papel indicador universal com escala 38 Papel milimetrado 39 Papel tornassol azul 38 Papel tornassol vermelho 38 Papel-filtro 36 pentóxido de fósforo 59 pêra insufladora 79, 140 ph 142 ph do meio 144 picnometria 47 picnômetro 47, 82 Pinça com pontas revestidas 34 Pinça com pontas serrilhadas 35 Pinça de Hoffman 34 Pinça de madeira 34 Pinça de Mohr 34 Pinça para bureta com cabo 34 Pinça para cadinho 34 Pinça para condensador 34 Pipeta 33 Pipetador automático 35 pirólise 111 poder oxidante ou redutor da água 125 poh 142 ponto de ebulição 91 ponto de ebulição da água pura 102 ponto de ebulição do álcool etílico 102, 104 ponto de ebulição do benzeno 104 ponto de fusão 91 ponto de solidificação 91 Pote de vidro para reagente 34 Potencial hidrogeniônico (símbolo ph) 142 Potencial oxidriliônico (símbolo poh) 142 precipitação 114 produto iônico 142 produto volátil 114 produtos (ou resultantes) 108 propriedade funcional 129 propriedades funcionais 133 propriedades funcionais dos ácidos 61, 140 Proust, Joseph Louis ( ) 118 Proveta 32 Q quarta propriedade funcional dos ácidos 61 Questões ambientais 22 R reação de análise (ou reação de decomposição) 111 reação de análise ou reação de decomposição 69 reação de combustão 60 reação de decomposição 69, 111 reação de deslocamento 61, 70 reação de deslocamento e de oxidação-redução 66 reação de dupla substituição 114 reação de dupla troca 65, 69 reação de dupla troca ou reação de dupla substitui 114 reação de oxidação-redução 66, 70 reação de precipitação 65 Reação de Simples Troca 113 reação de troca simples (ou reação de deslocamento 70 reação química 108, 113, 140 reações de oxidação-redução 124 reações de síntese 60 reações endotérmicas 56 reagentes 108 redução 124 regras de segurança 29 Régua milimetrada 40 relação em volume 55 reposição de peças 22 Rolhas de borracha 37 S sabor ácido 61 sabor azedo denominado sabor ácido 61 sais 135 Seringa 38 simbolos de advertência 17 símbolos químicos 105 sistema 90, 109 sistema heterogêneo 90 sistema homogêneo 90, 142 sobrecarga de corrente elétrica 19 sódio metálico 68 solos de acidez favorável 144 solução 93 solução ácida 129, 143 solução alcalina

11 solução básica 143 solução de ácido clorídrico 143 solução de ácido sulfúrico 127 solução de cloreto de sódio 116 solução de hidróxido de sódio 127 solução de nitrato de prata 116 solução de nitrato de zinco 66 solução neutra 143 solução sulfocrômica 44 Sören Peter Lauritz Söresen 142 Söresen, Sören Peter Lauritz ( ) 142 sublimação 87 sublimação do iodo 86 substância pura composta 90 substância redutora 128 substâncias compostas 105, 114 substâncias oxidantes 125 substâncias puras 91 substâncias puras e as misturas 90 substâncias puras simples 90 substâncias redutoras 125 substâncias simples 105 sulfato de alumínio 62 sulfato de cálcio 58 sulfato de cobre II 69, 70 sulfato de sódio 58 sulfato de zinco 62 Suporte para tubos de ensaio 33 T Tabela periódica telada 41 Tela de amianto 35 terceira propriedade funcional dos ácidos 61 Termômetro químico 37 Tesoura 39 tipos de chama do bico de bunsen 45 tornassol 132 tornassol azul 138 transformação 86 Transformações 53, 88 Triângulo com isolamento de porcelana 37 Tripé metálico para tela de aquecimento 35 Tripé universal delta com sapatas 35 Tripé universal delta max com sapatas 35 Trompa de vácuo 41 tubo capilar 47 Tubo conectante em L 37 Tubo conectante em T 37 Tubo conectante em U 37 Tubo de ensaio 33 Tubo de vidro 37 U unidade da densidade absoluta no SI 47 unidade usual de medida da densidade absoluta 47 V variedades alotrópicas ou alótropos 105 Vidrarias, observação geral 43 Vidro-relógio 32 voláteis 75 Z zinco 66, 70 zinco metálico 127 zona oxidante da chama 46 zona redutora da chama 46 11