Universidade Presbiteriana Mackenzie LABORATÓRIO DE FÍSICO-QUÍMICA Professora: Dra. Sonia B. Faldini ALUNO: TURMA: CÓDIGO: 1 O SEMESTRE 2003
S U M Á R I O INSTRUÇÕES GERAIS 02 BIBLIOGRAFIA 10 RELAÇÃO DE EXPERIÊNCIAS 11 EXPERIÊNCIA 0 - GRÁFICOS E TRATAMENTO DE DADOS 12 EXPERIÊNCIA 1 - DETERMINAÇÃO DA MASSA MOLECULAR DE UM POLÍMERO POR MEDIDAS DE VISCOSIDADE 24 EXPERIÊNCIA 2 - TENSÃO SUPERFICIAL 28 EXPERIÊNCIA 3 - SISTEMA LÍQUIDO TERNÁRIO 32 EXPERIÊNCIA 4 - ADSORÇÃO EM SÓLIDOS 35 EXPERIÊNCIA 5 - CINÉTICA QUÍMICA - REAÇÃO DE 1 a ORDEM 38 EXPERIÊNCIA 6 - CÉLULAS GALVÂNICAS E ELETROLÍTICAS 42 EXPERIÊNCIA 7 - ELETRODOS, MEDIDAS DE POTENCIAL DE ELETRODO E POTENCIAL DE CORROSÃO 48 EXPERIÊNCIA 8 - LEIS DE FARADAY 52 EXPERIÊNCIA 9 - REFRAÇÃO MOLAR 55
INSTRUÇÕES GERAIS PARA O BOM ANDAMENTO DO TRABALHO NO LABORATÓRIO, OS ALUNOS DEVERÃO: A) APRESENTAR-SE COM AVENTAL; B) RESPEITAR O HORÁRIO DE INÍCIO DA AULA, HAVENDO OCASIONALMENTE UMA TOLERÂNCIA DE ENTRADA DE 10 MINUTOS; C)TER CONHECIMENTO PRÉVIO DO ASSUNTO A SER ABORDADO NA AULA; D) REALIZAR O EXPERIMENTO COM SERIEDADE; E) ENTREGAR A INTRODUÇÃO TEÓRICA RELATIVA A UMA DADA EXPERIÊNCIA NO DIA DA REALIZAÇÃO DA EXPERIÊNCIA E NO COMEÇO DA AULA; F) ENTREGAR O RELATÓRIO NA AULA SUBSEQUENTE À DA REALIZAÇÃO DA EXPERIÊNCIA ( NO COMEÇO DA AULA ) ATENÇAO - O NÃO CUMPRIMENTO DE QUALQUER ÍTEM ACIMA NUM DADO EXPERIMENTO, ACARRETARÁ NA DIMINUIÇÃO DA NOTA DO EXPERIMENTO.
O RELATÓRIO DEVERÁ SATISFAZER OS SEGUINTES PONTOS: A) A CAPA DO RELATÓRIO (VER MODELO) DEVIDAMENTE PREENCHIDA, B) OBJETIVO DA EXPERIÊNCIA; C) ESQUEMA DA APARELHAGEM USADA DURANTE O EXPERIMENTO, D) PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL; E) TABELAS COM OS DADOS EXPERIMENTAIS OBTIDOS; F) CÁLCULOS REALIZADOS USANDO OS DADOS EXPERIMENTAIS E/OU DADOS TEÓRICOS OBTIDOS EM LIVROS OU MANUAIS APROPRIADOS. G) CONSTRUÇÃO DE GRÁFICOS QUANDO NECESSÁRIO; H) TABELAS CONTENDO VALORES EXPERIMENTAIS OBTIDOS,VALORES CALCULADOS A PARTIR DOS VALORES EXPERIMENTAIS (QUANDO FOR O CASO) E VALORES TEÓRICOS ( VALORES ENCONTRADOS NA LITERATURA) ; I) COMPARAÇÃO ENTRE OS VALORES EXPERIMENTAIS E OS VALORES TEÓRICOS; J) COMENTÁRIOS SOBRE AS DIFICULDADES EXPERIMENTAIS; L) CONCLUSÕES; M) REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS. ATENÇÃO - CADA UMA DAS PARTES ACIMA DEVERÁ SER DESTACADA EM SEPARADO ATRAVÉS DE UM SUBTÍTULO CONTENDO O NOME DO ÍTEM.
A SEGUIR APRESENTAMOS COMENTÁRIOS E EXPLICAÇÕES REFERENTES AOS ÍTENS ACIMA. A) CAPA DO RELATÓRIO (este é o modelo para a capa) UNIVERSIDADE PRESBITERIANA MACKENZIE ENGENHARIA DE MATERIAIS LABORATÓRIO DE FÍSICO-QUÍMICA CURSO: TURMA: GRUPO: DATA DA EXPERIÊNCIA: DATA DE ENTREGA: EXPERIÊNCIA: (COLOCAR NESTE ESPAÇO O TÍTULO DA EXPERIÊNCIA E ESPECIFICAR SE É RELATÓRIO OU INTRODUÇÃO TEÓRICA NOME DOS COMPONENTES DO GRUPO CÓDIGO NOTA
B) OBJETIVO DA EXPERIÊNCIA: todo experimento apresenta um objetivo principal e objetivos secundários. Ao escrever o relatório dar apenas o OBJETIVO PRINCIPAL. No estabelecimento deste objetivo usar um VERBO pois ele é o elemento chave que define os resultados que se quer atingir com a determinada experiência. Exemplo do objetivo de uma experiência : Determinar a viscosidade do etanol usando a técnica do viscosímetro de Ostwald. C) ESQUEMA DA APARELHAGEM USADA: neste ítem deverão desenhar a aparelhagem utilizada durante o experimento, numerando e nomeando cada parte. D) PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL: neste ítem deverão descrever como foi realizada a experiência. ATENÇÃO - NÃO É CÓPIA DO PROCEDIMENTO FORNECIDO. E) TABELAS COM OS DADOS EXPERIMENTAIS OBTIDOS: montar tabelas com os valores obtido. Exemplo de uma tabela: TABELA I - Tempos de escoamento de reagentes líquidos a 298k. medidas realizadas com um viscosímetro de ostwald SUBSTÂNCIA TEMPO DE ESCOAMENTO/SEGUNDOS Etanol 20,0 Benzeno 15,0 Acetona 18,0
F) CÁLCULOS REALIZADOS USANDO OS DADOS EXPERIMENTAIS E/OU DADOS TEÓRICOS OBTIDOS EM LIVROS OU MANUAIS APROPRIADOS: na maioria dos experimentos, os dados experimentais serão transformados por meio de cálculos em outras grandezas. Estes cálculos devem ser apresentados nesta página de maneira clara. G) CONSTRUÇÃO DE GRÁFICOS QUANDO NECESSÁRIOS: a representação gráfica dos dados experimentais ou dos cálculos permite descobrir com facilidade o caráter da variação destes dados. Com a ajuda dos gráficos é possível efetuar uma derivação e uma integração sem que se conheça a forma analítica da dependência representada no gráfico. Durante a construção de um gráfico, devem ser observadas uma série de regras, algumas das quais apresentamos a seguir: -O VALOR DA VARIÁVEL INDEPENDENTE APARECE NO EIXO DAS ABCISSAS (EIXO X) E DA DEPENDENTE NO EIXO DAS ORDENADAS (EIXO Y); - A ESCALA DEVE SER ESCOLHIDA DE MODO QUE AS COORDENADAS DE QUALQUER PONTO DO GRÁFICO POSSAM SER DETERMINADAS COM RAPIDEZ E FACILIDADE. SE NO PAPEL MILIMETRADO A DISTÂNCIA ENTRE DUAS LINHAS VIZINHAS ESTÁ DIVIDIDA EM DEZ PARTES IGUAIS, O MELHOR É ESCOLHER UMA ESCALA TAL QUE ESTA DISTÂNCIA CORRESPONDA A 1, 2, 5 UNIDADES OU A VALORES QUE CORRESPONDEM A 10 +N COM N UM NÚMERO INTEIRO. PARA UM MESMO EIXO O CRITÉRIO DE NUMERAÇÃO DEVE SER O MESMO; - É CONVENIENTE QUE OS VALORES INSCRITOS NAS COTAS NÃO TENHAM UM NÚMERO DE ALGARISMOS SIGNIFICATIVOS SUPERIOR AO DA PRECISÃO DA MEDIDA. POR EXEMPLO, SE LEMOS UMA TEMPERATURA DE 25,1 O C, A ESCALA USADA NÃO PODE TER COTAS DE 25,0000. - EM CADA EIXO DEVE-SE ESPECIFICAR A GRANDEZA E SUA RESPECTIVA UNIDADE;
- AO SE TRAÇAR UMA CURVA, DEVE-SE TRAÇÁ-LA DE MODO A REPRESENTAR A TENDÊNCIA MÉDIA DOS PONTOS (INTERPOLAÇÃO). NÃO SE DEVE AO MENOS QUE ASSIM SEJA SOLICITADO, UNIR OS PONTOS EXPERIMENTAIS ATRAVÉS DE RETAS (ISTO RESULTA NUM HISTOGRAMA); - AO TRAÇAR A ESCALA NÃO É OBRIGATÓRIO QUE OS VALORES INICIAIS DOS EIXOS SEJAM NULOS SALVO NOS CASOS DE EXTRAPOLAÇÃO; - A ESCALA DEVE SER ESCOLHIDA DE FORMA TAL QUE A CURVA, NA MEDIDA DO POSSÍVEL TENHA UMA INCLINAÇÃO DE 45 O ; - OS DADOS EXPERIMENTAIS PODEM SER REPRESENTADOS POR MEIO DE PONTOS, CRUZES, CÍRCULOS OU OUTROS SINAIS INSCRITOS CLARAMENTE; - EM GERAL O TRAÇADO DA CURVA DEVE SER UNIFORME ISTO É SEM DESCONTINUIDADES E O MAIS FINO POSSÍVEL (USAR CURVA FRANCESA); as figuras abaixo são apresentados, para os mesmos valores experimentais, dois gráficos sendo um correto e o outro incorreto. Figura 1 - Dependência do logaritmo da pressão de vapor saturado do difenil em função do inverso da temperatura. a) escala escolhida de maneira correta ; b) escala escolhida de maneira incorreta.
H) TABELAS CONTENDO : VALORES EXPERIMENTAIS OBTIDOS, VALORES CALCULADOS A PARTIR DOS VALORES EXPERIMENTAIS (QUANDO FOR O CASO) VALORES ENCONTRADOS NA LITERATURA: a seguir apresentamos um exemplo de uma tabela com valores experimentais e teóricos. TABELA II - Valores experimentais e teóricos da viscosidade de alguns reagentes a 293k. SUBSTÂNCIA VISCOSIDADE EXPERIMENTAL/ VISCOSIDADE TEÓRICA/ CENTIPOISE(cP) CENTIPOISE(cP) C 2 H 5 OH 1,190 1,200 H 2 O 1,120 1,005 CCl 4 0,960 0,969 I) COMPARAÇÃO ENTRE OS VALORES EXPERIMENTAIS E OS VALORES ENCONTRADOS NA LITERATURA (VALORES TEÓRICOS): comentar a respeito dos valores obtidos experimentalmente explicando quimicamente o por que desses valores sempre for possível. Calcular a % relativa de erro do valor experimental em relação ao valor teórico e comentar o por que da porcentagem de erro verificada. J) COMENTÁRIOS SOBRE AS DIFICULDADES EXPERIMENTAIS: enumerar e comentar a respeito das dificuldades encontradas durante o experimento. L) CONCLUSÕES: apresentar os resultados obtidos analisando-os de forma sucinta.
M) REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS: rol de livros e manuais de dados consultados para a realização do relatório ou da introdução teórica. Estes livros poderão ser de físico-química, de química geral, analítica, física, engenharia. Em hipótese alguma serão aceitos livros de 2 o grau como fonte de consulta. A APRESENTAÇÃO DA BIBLIOGRAFIA DEVE SER FEITA DE ACORDO COM AS NORMAS EM USO. A BIBLIOGRAFIA RELACIONADA LOGO EM SEGUIDA AOS MANUAIS DE DADOS FOI ELABORADA DE ACORDO COM A ABNT-NB - 66/89 MANUAIS DE DADOS Neles encontramos valores já determinados em laboratórios especializados e de máxima confiança. Os nossos valores deverão ser comparados com estes valores aos quais sempre nos referimos como valores teóricos. Dentre estes manuais ou enciclopédia de dados podemos citar: - CRC Handbook of Chemistry and Physics, The Rubber Co., várias edições. - N.A. Lange, Handbook of Chemistry, McGraw-Hill Book Co., várias edições. - International Critical Tables, McGraw-Hill Book Co., várias edições. - The Merck Index, várias edições. A seguir apresentamos uma lista de textos que poderão ser úteis na elaboração dos relatórios.
BIBLIOGRAFIA 1. ABBOTT, Michael M., VAN NESS, Hendrick C. Termodinâmica. Lisboa : McGraw-Hill, 1992.. 2. ALBERTY, Robert A. Physical chemistry. 7 a ed. Singapore : John Wiley & Sons, 1987. 3. ANTROPOV, Electrochimie Théorique, Mir, Moscou, 1979. 4. ATKINS, P. W., Physical chemistry. Fifth Ed. Belfast : Oxford University Press, 1995. 5. ATKINS, P. W., Físico-Química, Oxford University Press, Sexta Edição, Rio de Janeiro, 1999 6. ATKINS, P.W., Princípios de Química, Bookmann, São Paulo, 2002 7. CALLISTER, W.D.Jr Materials science and engeneering, an introduction. 4 th Ed. New York, John Wiley & Sons, Inc. 1997. 8. CASTELLAN, G. Fundamentos de físico-química. Rio de Janeiro : LTC, 1988. 9. DAMASKIN, B., Petri O. Fundamentos da eletroquímica teórica. : Moscou : Mir, 1981. 333 p. 10. DANIELS ET ALII, F. Experimental physical chemistry, Int.Student Edition, 8 th. Ed.,1992. 11. FALDINI, S. B. Apostila de Laboratório de Físico-Química, 2003 12. GLASSTONE S. Tratado de química-física. 5 a Ed. Aguilar, 1964. 13. JOHNSON T.. Introdução à física. São Paulo, 1975. 14. LEVINE, I. N. Physical chemistry. International Ed. New Tork : McGraw-Hill, 1988. 15. LUPIS, C.H. Chemical thermodynamics of materials. New Jersey, Prentice Hall PTR, 1983. 16. METZ, C. R. 2000 solved problems in physical chemistry. New York : McGraw-Hill, 1990. 17. MOORE, W. J. Físico-química. 4 a ed. São Paulo : Edgard Blucher, 1976. 2 V. 18. RANGEL, R. N. Práticas de físico-química. São Paulo : Edgar Blücher São Paulo, 1997. 19. RUSSELL, J. B. Química geral. 2 a ed. São Paulo : Makron Books, 1994. 2 V. 20. SEGADÃES, A M. Diagramas de Fases. Teoria e Aplicação em Cerâmica. São Paulo: Edgar Blücher LTD, 1987 21. SCHRÖDER, E. ET ALII. Polymer Characterization.. New York, Oxford University Press, 1989. 22. SHAW, D. J. Introdução à química dos colóides e de superfície. 2 a ed. São Paulo : EDUSP, 1975. 23. SHAW,. D J. Introduction to Colloid & Surface Chemistry -, 4 a ed., 1992 24. SHOEMAKER, G. ET AlII Experimental in Physical Chemistry. McGraw-Hill, 1997. 25. SOMORJAI, A. G. Introduction to surface chemistry and catalysis. New York, John Wiley & sons, 1994. 26. TICIANELLI, E. A. e GONZALEZ, E. R., Eletroquímica, Edusp, São Paulo, 1998. 27. WILSON J. M. Experiments in physical chemistry. Pergamon Press, 1962. OBS: PODEM SER CONSULTADOS LIVROS DE FÍSICO-QUÍMICA, EXPERIMENTOS DE FÍSICO-QUÍMICA E LIVROS DE TERMODINÂMICA, ADQUIRIDOS RECENTEMENTE (1992 EM DIANTE). LIVRO TEXTO = 4 OU 5 (VOLUME 1) E 10