CEFET QUÍMICA UNIDADE RJ QUÍMICA GERAL I EXPERIMEN TAL. 1º Período

CEFET QUÍMICA UNIDADE RJ QUÍMICA GERAL I EXPERIMEN TAL 1º Período Montagem e revisão: Profª. Ana Paula Fontan

QUÍMICA GERAL I EXPERIMENTAL SUMÁRIO Noções elementares de segurança em laboratório... 03 Material básico de laboratório... 05 Limpeza e secagem de material de vidro... 07 PRÁTICA n 1: Medidas de volume... 08 PRÁTICA n 2: Técnicas de pesagem e determinação de densidade... 11 PRÁTICA n 3: Técnicas de aquecimento e Lei de Lavoisier... 15 PRÁTICA n 4: Fenômenos físicos e químicos... 20 MÉTODOS DE SEPARAÇÃO DE MISTURAS...23 PRÁTICA n 5: Separação de misturas heterogêneas... 29 PRÁTICA n 6: Separação de misturas homogêneas e Obtenção de gases...... 33 PRÁTICA n 7: Ligações iônicas e moleculares... 35-2 -

NOÇÕES ELEMENTARES DE SEGURANÇA EM LABORATÓRIO Sendo a Química uma Ciência Experimental, são necessários conhecimentos práticos, pois é a partir deles que conseguimos compreender suas Leis e Teorias. A freqüência ao laboratório de Química Geral é de grande importância, particularmente no ensino técnico, uma vez que, além de experiências que permitem a melhor compreensão do que está sendo estudado teoricamente, nele é realizado o aprendizado de técnicas básicas, tão necessárias e usadas ao longo de toda a vida profissional do técnico. Esta apostila é destinada aos alunos do 1º período e tem por objetivo auxiliar de forma segura os primeiros contatos dos estudantes com os trabalhos de laboratório. Infelizmente, a ocorrência de acidentes em laboratório não é tão rara como possa parecer; sendo assim, com a finalidade de diminuir a freqüência e a gravidade desses eventos, torna-se absolutamente imprescindível que durante os trabalhos realizados em laboratório se observe uma série de normas de segurança: Siga as instruções específicas do professor. Ao efetuar as experiências, siga rigorosamente seus roteiros, lendo-os com bastante atenção, identificando o material que será utilizado. Acidentes de qualquer natureza devem ser comunicados imediatamente ao professor. Localize o extintor de incêndio e familiarize-se com o seu uso. Certifique-se do bom funcionamento dos chuveiros de emergência. As tubulações de laboratório possuem cor específica, segundo normas de segurança. No caso do nosso laboratório são encontradas as seguintes cores: verde = água; amarela = gás não liqüefeito; cinza = eletricidade. Coloque todo o material escolar (mochilas, pastas, cadernos, etc.) no local próprio. Não utilize a bancada como mesa. Não fume no laboratório. Não coma dentro do laboratório. Uso de guarda-pó é indispensável. Durante as aulas práticas é obrigatório o uso de calça comprida e sapato fechado. No caso de cabelos compridos, estes deverão estar presos. Durante a permanência no laboratório, evite passar os dedos na boca, nariz, olhos e ouvidos. Seja particularmente cuidadoso quando manusear substâncias corrosivas como ácidos e bases. Lave sempre as mãos após manusear reagente (tenha sempre uma toalha pequena ou um perfex no bolso de seu guardapó). Não trabalhe com material imperfeito, principalmente o vidro que contenha rachaduras, pontas ou arestas cortantes. Leia com atenção o rótulo de qualquer frasco de reagente antes de usá-lo, certificando-se de seu uso. Segure o frasco de reagente com o rótulo voltado para a palma de sua mão, evitando desta forma, danos ao rótulo. Sobras de reagentes não devem ser devolvidas ao frasco original, evitando assim possíveis contaminações. Quando for testar um produto químico pelo odor, não coloque o frasco sob o nariz. Desloque com a mão, para sua direção, os vapores que se desprendem do frasco. Não aspire gases ou vapores sem antes se certificar de que não são tóxicos. Todas as experiências que envolvam produtos corrosivos ou vapores tóxicos devem ser realizadas na capela (dispositivo provido de exaustão). Ao introduzir tubos de vidro em rolhas, umedeça-os convenientemente e enrole a peça numa toalha para proteger as mãos. - 3 -

Quando for utilizar o gás, abra a torneira somente após acender o palito de fósforo (nunca um isqueiro!) e, ao terminar seu uso, feche com cuidado a torneira, evitando vazamentos. Traga sempre uma caixa de fósforos para as aulas práticas. Não aqueça reagentes em sistemas fechados. Ao aquecer tubos de ensaio não volte a extremidade aberta para si ou para uma pessoa próxima. Não deixe vidro quente onde possam pegá-lo inadvertidamente (o vidro quente parece com o vidro frio!). Coloque-o sempre sobre uma tela de amianto, o que alertará aos demais sobre o perigo de queimaduras. Para evitar acidentes, não deixe o bico de gás aceso com chama forte sobre a bancada. Não deixe produtos inflamáveis perto do fogo. Dedique especial atenção a qualquer operação que necessite aquecimento prolongado ou que desenvolva grande quantidade de energia. Se qualquer produto químico for derramado sobre a bancada, lave imediatamente o local. Evite debruçar-se sobre a bancada. Algum reagente pode ter caído sobre a mesma, sem que fosse percebido, o que pode ocasionar acidentes. Conserve, portanto, sempre limpa a bancada e a aparelhagem que utilizar. Não deixe frascos de reagentes destampados, principalmente se contiverem substâncias voláteis. Tenha o cuidado de não trocar as tampas dos frascos. Os reagentes de uso coletivo deverão ser mantidos em seus devidos lugares. Durante os trabalhos em grupo apenas um aluno deverá se deslocar para pegar materiais e reagentes. Sempre que trabalhar com água e ácidos concentrados, use sempre a capela, adicionando, lentamente, o ácido sobre a água e NUNCA o contrário (poderá haver projeção, devido à energia liberada no processo). Não jogue nenhum material sólido nas pias e nos ralos. Habitue-se a utilizar sempre a lata de lixo. Tenha um caderno de laboratório, onde deverão estar registrados todos os dados da prática. Durante a realização das experiências, dirija sua atenção única e exclusivamente ao trabalho que está executando. Esta atitude permitirá que, além de fazer observações com maior exatidão, sejam evitados acidentes no laboratório. A princípio, o estudante deverá repetir a experiência caso a mesma não apresente o resultado esperado ou satisfatório. Antes, porém, de fazê-lo, procurar um dos professores para esclarecer as possíveis causas do erro e se há realmente necessidade de proceder a nova experiência. Ao se retirar do laboratório, verifique se não há torneiras (água ou gás) abertas e limpe todo o material utilizado, bem como a bancada. Mantenha o laboratório sempre limpo. Higiene também é uma questão de segurança. OBSERVAÇÃO: Todos os materiais e reagentes de laboratório são de alto custo, portanto, cuide bem do seu material e utilize somente quantidades necessárias dos reagentes, evitando desperdícios. Qualquer material que seja quebrado por negligência do aluno deverá ser reposto pelo mesmo. ATENÇÃO Em caso de acidentes envolvendo ácidos ou bases, a primeira providência é lavar o local abundantemente com água o maior tempo possível Não adicione nenhuma substância no local afetado apenas água - 4 -

MATERIAL BÁSICO DE LABORATÓRIO A execução de qualquer experimento na Química envolve geralmente a utilização de uma variedade de equipamentos de laboratório, a maioria muito simples, porém com finalidades específicas. O emprego de um dado equipamento ou material depende dos objetivos e das condições em que a experiência será executada. Contudo, na maioria dos casos, a seguinte correlação pode ser feita: Material de vidro Tubos de ensaio utilizado principalmente para efetuar reações químicas em pequena escala. Béquer ou Becher recipiente com ou sem graduação, utilizado para o preparo de soluções (onde a concentração seja aproximada), aquecimento de líquidos, recristalizações, etc. Erlenmeyer frasco utilizado para aquecer líquidos ou soluções e, principalmente, para efetuar um tipo de análise química denominada titulação. Kitassato frasco de paredes espessas, munido de saída lateral e usado em filtrações sob sucção. Balão de fundo chato ou de Florence frasco destinado a armazenar líquidos e soluções. Balão volumétrico recipiente calibrado, de exatidão, fechado através de rolha esmerilhada, destinado a conter um determinado volume de solução, a uma dada temperatura É utilizado no preparo de soluções de concentrações bem definidas. Proveta frasco com graduações, destinado a medidas aproximadas de um líquido ou solução. Cilindro graduado frasco com graduações, semelhante à proveta, mas que possui rolha esmerilhada permitindo assim que, além de ser usado para efetuar medidas, possa também ser utilizado no preparo de soluções, desde que não haja um grande rigor no que se refere à concentração da mesma. Bureta equipamento calibrado para medida exata de volume de líquidos e soluções. Permite o escoamento do líquido ou solução através de uma torneira esmerilhada e é utilizada em um tipo de análise química denominada titulação. Pipeta equipamento calibrado para medida exata de volume de líquidos e soluções. Diferentemente da proveta, que conterá o volume desejado, na pipeta deixamos escoar o volume necessário à nossa experiência. Existem dois tipos de pipetas: pipeta graduada pipeta volumétrica. A primeira é usada para escoar volumes variáveis enquanto a segunda é usada para escoar volumes fixos de líquidos ou soluções. Em termos de exatidão de medida, a pipeta graduada possui uma exatidão menor que a volumétrica. Funil utilizado na transferência de líquidos ou soluções de um frasco para outro e para efetuar filtrações simples. Existem funis que possuem haste curta e de grande diâmetro, adequados para transferência de sólidos secos de um recipiente para outro. Vidro de relógio usado geralmente para cobrir bechers contendo soluções, em pesagens, etc. Dessecador utilizado no armazenamento de substâncias, quando se necessita de uma atmosfera com baixo teor de umidade. Também pode ser usado para manter substâncias sob pressão reduzida. Pesa-filtro recipiente destinado à pesagem de substâncias que sofrem alteração em contato com o meio ambiente (absorção de umidade, de gás carbônico; volatilização; etc.). Bastão de vidro usado na agitação e transferência de líquidos e soluções. Quando envolvidos em uma de suas extremidades por um tubo de látex é chamado policial e é empregado na remoção quantitativa de precipitados. Funil ou ampola de separação (também chamado de decantação) equipamento usado para separar líquidos imiscíveis (mistura heterogênea de líquidos). Condensador equipamento destinado à condensação de vapores, em destilações ou aquecimento a refluxo. o Balão de destilação: recipiente, também de vidro, que possui uma saída lateral na qual o condensador estará acoplado e que é utilizado caso de destilações simples. - 5 -

o Balão de fundo redondo: é o recipiente acoplado ao condensador no caso do aquecimento a refluxo ou destilação fracionada, quando estará acoplado à uma coluna de fracionamento. Em ambos os casos, a forma arredondada dos recipientes permite um aquecimento homogêneo. Cuba de vidro ou cristalizador recipiente geralmente utilizado para conter misturas refrigerantes e finalidades diversas. Material de porcelana Funil de Büchner utilizado em filtrações por sucção, devendo ser acoplado a um kitassato. Cápsula usada para efetuar evaporação de líquidos. Caçarola usada para efetuar evaporação de líquidos. Cadinho usado para a calcinação de substâncias. Almofariz (ou gral) e pistilo destinado à pulverização de sólidos. Além de porcelana, podem ser feitos de ágata, vidro ou metal. Material metálico Suporte universal, mufa e garra peças metálicas usadas para montar aparelhagens em geral. Pinças peças de vários tipos, como Mohr e Hofmann, cuja finalidade é impedir ou reduzir o fluxo de líquidos ou gases através de tubos flexíveis. Existe um outro tipo de pinça usado para segurar objetos aquecidos. Bico de Bunsen bico de gás, usado como principal fonte de aquecimento de materiais não inflamáveis. Tela de amianto tela metálica, contendo amianto, utilizada para distribuir uniformemente o calor, durante o aquecimento de recipientes de vidro à chama de um bico de gás. Triângulo de ferro com porcelana usado principalmente como suporte em aquecimento de cadinhos. Tripé usado como suporte, principalmente de telas e triângulos. Banho de água ou banho maria utilizado para aquecimento indireto até 100 ºC. Argola usada principalmente como suporte para funil de vidro. Espátula usada para transferência de substâncias sólidas. Furador de rolhas utilizado na perfuração de rolhas de cortiça ou borracha. Materiais diversos Suporte para tubos de ensaio Pinça de madeira utilizada para segurar tubos de ensaio. Pissete frasco, geralmente plástico, contendo água destilada, álcool ou outros solventes, usado para efetuar a lavagem de recipientes ou materiais com jatos de líquido nele contido. Estufa equipamento empregado na secagem de materiais, por aquecimento, em geral até 200 ºC. Mufla ou forno utilizado na calcinação de substâncias, por aquecimento em altas temperaturas (até 1000 ou 1500 ºC). Manta elétrica utilizada no aquecimento de líquidos inflamáveis contidos em balão de fundo redondo. Centrífuga instrumento que serve para acelerar a sedimentação de sólidos em suspensão em líquidos. Balança instrumento para determinação de massa. - 6 -

LIMPEZA E SECAGEM DE MATERIAL DE VIDRO Limpeza Recomenda-se limpar o material com solução de detergente, enxaguá-lo várias vezes com água de torneira e depois com jatos de água deionizada (utilizar o pissete). Verifica-se a limpeza, deixando escoar a água, isto é, se a película líquida inicialmente formada nas paredes escorre uniformemente, sem deixar gotículas presas, a superfície está limpa. Caso seja necessária uma limpeza mais rigorosa, existem soluções especiais para esse objetivo No caso da Química Geral, a lavagem com detergente é suficiente. Os materiais volumétricos devem estar perfeitamente limpos, para que os resultados das medidas possam ser os mais confiáveis. Para secagem do material, pode-se utilizar: Secagem Secagem comum por evaporação à temperatura ambiente. Secagem rápida pode ser obtida, após enxaguar o material, com álcool ou acetona. Secagem em corrente de ar ar aspirado por meio de uma bomba de vácuo ou trompa d água. Estufa aquecimento em estufa em temperatura um pouco superior a 100 ºC. No caso da estufa, não se pode secar material volumétrico (buretas e pipetas), pois o mesmo nunca deve ser aquecido, o que comprometerá a calibração feita em sua confecção. Caso não se disponha de tempo para secar buretas ou pipetas, deve-se enxaguá-las repetidas vezes com pequenas porções do líquido que será usado para enchê-las (este processo recebe o nome de rinsagem). LEITURA DE RÓTULOS Um hábito que deve ser adquirido em trabalhos de laboratório é a leitura do rótulo do reagente que se irá manusear. Este hábito evitará acidentes e o uso indevido dos mesmos, como por exemplo, a troca de reagentes em um experimento. No caso dos reagentes vindos de fábrica, os rótulos contêm informações a respeito da fórmula da substância, sua pureza, densidade, massa molecular, além de símbolos que indicam se o reagente é inflamável, irritante, venenoso, etc. Estes reagentes são normalmente chamados de P.A. (pró análise) quando possuem um alto grau de pureza. No caso de soluções preparadas a partir de reagentes P.A., os frascos deverão conter o nome e a fórmula do reagente, assim como a concentração da solução (relação soluto /solvente). - 7 -

PRÁTICA Nº. 1: MEDIDAS DE VOLUME E TRANSFERÊNCIA DE REAGENTES O material a ser utilizado na medição de volumes depende da exatidão da medida que se necessita. Quando não é necessária uma grande exatidão na medida, esta pode ser efetuada em becher graduado, proveta ou pipeta graduada (ordem crescente de exatidão). Para medidas exatas, utiliza-se pipeta volumétrica, balão volumétrico e também buretas, que são calibrados pelo fabricante em temperatura padrão de 20ºC. Pipeta graduada Pipeta volumétrica Bureta Cilindro graduado Balão volumétrico Becher Observação: exatidão próximo do valor real precisão repet ibilidade de result ados encont rados Alguns critérios devem ser considerados na medição de volumes: O líquido (ou solução) a ser medido deve estar sempre à temperatura ambiente, pois variações de temperatura provocam dilatações e contrações. A escolha do material para se medir um líquido ou solução depende da exatidão que se necessita e do líquido ou solução a ser medido. Assim, por exemplo, se necessitamos de aproximadamente 20 ml, é mais correto usarmos um becher do que uma proveta. A medida do volume é feita comparando-se o nível do mesmo com os traços marcados na parede do recipiente. A leitura do nível para líquidos (ou soluções) transparentes, ao contrário dos líquidos escuros, deve ser feita na parte inferior do menisco. No momento da leitura de volume, a linha de visão do operador deverá estar perpendicular à escala graduada, para evitar o chamado erro de paralaxe. Dependendo da graduação do material, às vezes torna-se necessário fazer uma estimativa do volume a ser medido. Para tal, estimar o volume entre os traços da menor divisão, dividindo-o, mentalmente, em cinco intervalos equivalentes (2 4 6 8) ou, em caso de graduação muito pequena, em dois intervalos (0 5). Determinar, em seguida, a posição do menisco em relação à graduação. - 8 -

Técnica do uso de pipetas 1. Mergulha-se a pipeta, limpa e seca, no líquido (ou solução) a ser medido. 2. Aplica-se sucção (com a boca, pêra de borracha ou pró-pipete, conforme o material a ser pipetado) na parte superior da pipeta, aspirando líquido (ou solução) até um pouco acima da marca. Nesta operação, a ponta da pipeta deve ser mantida sempre mergulhada no líquido (ou solução), caso contrário será aspirado ar. 3. Fecha-se a extremidade superior da pipeta com o dedo indicador. Relaxando levemente a pressão do dedo, deixa-se escoar o líquido (ou solução) excedente, até que a parte inferior (ou superior, dependendo do líquido ou solução utilizada) do menisco coincida com a graduação desejada. 4. Remove-se a gota aderente à pipeta, tocando a ponta desta na parede do frasco utilizado para receber o líquido (ou solução) excedente. 5. A seguir, encosta-se a ponta da pipeta na parede interna do recipiente destinado a receber o líquido (ou solução) e deixa-se escoar. Esperam-se mais 15 segundos e afasta-se a pipeta, sem tentar remover o líquido (ou solução) remanescente na ponta. Importante: No caso da pipeta apresentar dois traços em sua porção superior, após o escoamento do líquido (ou solução), deve-se soprá-la, pois o material remanescente na ponta faz parte da leitura realizada. Observações: Transferência de líquidos e sólidos As transferências realizadas em laboratório devem ser feitas segundo determinadas técnicas, desenvolvidas com o objetivo de evitar acidentes de trabalho. Transferência de líquidos e soluções líquidas É necessário o uso adequado do bastão de vidro, para evitar que haja projeção do líquido e que o mesmo escorra pelas paredes externas do recipiente que o contém. Nas transferências para frascos contendo aberturas estreitas, é recomendável o uso de funil. Transferência de sólidos Em pesagens utilizar uma espátula adequada e limpa para transferir o sólido do frasco reagente. Ter o cuidado de não contaminar as tampas dos frascos dos reagentes utilizados (durante o procedimento mantenha a tampa do frasco sobre uma folha de papel limpa). Para recipientes de abertura estreita deve ser utilizado um funil de sólidos (haste curta e diâmetro apreciável). No caso de não haver funil de sólidos, pode-se utilizar um papel de filtro, dobrado na forma de um funil, ou uma pequena tira de papel. - 9 -

PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL: Atenção: I ) Leitura de volumes : Um dos componentes do grupo deverá dirigir-se à bancada lateral munido de um becher de capacidade de 250 ml e um bastão de vidro e, com a técnica adequada, transferir para o mesmo, 220 ml de solução nº 1,que se encontra num frasco de reagente, devidamente identificado. Leve este becher para sua bancada utilizando-o para os itens abaixo: Medir em provetas adequadas os seguintes volumes: 22,0 ml 6,4 ml 10,0 ml 1,8 ml Medir 20,00 ml da solução utilizando uma pipeta volumétrica ; Escolher pipetas graduadas adequadas e deixar escoar os volumes abaixo para um becher de 50 ml : 2,3 ml 6,5 ml 0,7 ml 1,6 ml 2,00 ml Em um becher com capacidade de 50 ml, coloque um volume qualquer ( inferior à capacidade do becher) da solução nº 2 e estime o volume. Fazer leitura de volume escoado em bureta. II ) Comparação de volumes : Compare os valores lidos para um mesmo volume em instrumentos diferentes. Por exemplo: medir em pipeta graduada um volume de 15 ml e transferir este volume para um becher de 50 ml, avaliando o volume medido no becher. Em seguida, transferir novamente o volume, agora para uma proveta de 50 ml, fazendo a leitura de maneira adequada. III) Transferência de reagentes: Colocar em um becher certa quantidade de sólido que se encontra na bancada lateral. A seguir, transferir pequenas quantidades para 3 tubos de ensaio utilizando, respectivamente, uma espátula, em funil de papel e uma tira de papel. - 10 -

PRÁTICA Nº. 2: TÉCNICAS DE PESAGEM A pesagem é uma das mais importantes operações nos laboratórios de Química. Neste processo, a massa de um corpo é determinada por comparação com massas conhecidas, utilizando-se balanças. As principais causas de erro são: Erros nas pesagens Modificações nas condições em que se encontra o recipiente e/ou substância, entre pesadas sucessivas. Empuxo diferente do ar sobre o corpo e os pesos. Inexatidão nos pesos. Efeitos da temperatura. Absorção de umidade e/ou gás carbônico do ar as substâncias absorvidas também serão pesadas, causando erro. Como solução deve-se secar a substância antes da pesagem, deixá-la esfriar num dessecador e pesá-la num pesa-filtro. Película de água aderida à superfície dos corpos correspondente ao teor do vapor de água contido na atmosfera ambiente. Quanto mais baixa for a temperatura do corpo em relação à temperatura ambiente, tanto maior a espessura dessa película. Assim, um corpo frio aparentará maior peso do que um corpo quente. A solução nesse caso consiste em só pesar o objeto após o mesmo ter adquirido a temperatura ambiente. Cuidados gerais com as balanças Balanças não são sensíveis apenas a vibrações, mas reagem também a oscilações rápidas de temperatura e a correntes de ar. Por estes motivos, na instalação das mesmas devem ser evitados locais com incidência de sol e correntes de ar, assim como mesas ou bancadas que sofram trepidações facilmente. No caso das balanças ditas analíticas, de grande sensibilidade e exatidão, é conveniente a construção de uma sala exclusiva para elas. Em virtude do que foi dito, alguns cuidados devem ser tomados no manuseio de balanças, seja qual for o seu tipo: A balança deve ser mantida sempre limpa. Os reagentes não devem ser colocados diretamente sobre o prato da balança. Devem ser utilizados recipientes apropriados (vidro de relógio, becher, etc.). Terminada a pesagem, todos os recipientes devem ser retirados dos pratos e os botões e massas aferidas recolocados à posição inicial (zero). Quando o objeto a ser pesado é colocado ou retirado do prato, a balança deve estar travada, para evitar desgastes nas peças da balança. Os objetos a serem pesados não devem ser seguros com a mão, mas com uma pinça ou tira de papel, evitando assim que haja aumento da massa do objeto pela gordura das mãos. Esta preocupação somente é necessária quando se utilizam balanças denominadas analíticas, muito sensíveis, que são capazes de determinar massas até o décimo de miligrama. Os recipientes e reagentes a serem utilizados devem encontrar-se à temperatura ambiente. O operador (ou outra pessoa) não deve apoiar-se na bancada da balança durante a pesagem, para evitar oscilações na balança. - 11 -

Nivelar e ligar a balança. Balança de prato externo digital Zerar a balança, pressionando o botão com o dedo indicador. Colocar sobre o prato da balança o recipiente no qual se fará a pesada. Para pesar X gramas de uma substância, considerar a massa do recipiente ou utilizar o botão de tara (neste caso, a balança é novamente zerada e a massa do recipiente é ignorada). Acrescentar cuidadosamente ao recipiente, a substância a ser pesada até que o valor desejado apareça no visor. Após a pesagem, retirar o recipiente com a substância, zerar novamente a balança, desligando-a posteriormente. Tipos de pesagem Direta: consiste na determinação da massa de um objeto compacto ( vidro de relógio, becher, etc.). Por adição: consiste na determinação da massa de substâncias, adicionando-as a um recipiente (vazio) cuja massa foi previamente determinada. Por diferença: consiste na determinação da massa de substâncias que se alteram em contato com o ar (absorção de umidade, de gás carbônico, substâncias voláteis, etc.). A substância é colocada num recipiente adequado (pesa-filtro), provido de tampa, e o conjunto é pesado. A quantidade necessária da substância é retirada do recipiente e sua massa determinada pesando-se novamente o conjunto. PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL Determinar a massa de um vidro de relógio, anotando seu valor. Pesar, por adição, em torno de 1,2 g de carbonato de cálcio. Anotar o resultado encontrado, levando em conta a exatidão da balança. Determinar a massa de um becher de 50 ml contendo sal de cozinha até aproximadamente a metade. Pesar, por diferença, em torno de 5,5 g de sal, anotando o valor encontrado, levando em conta a exatidão da balança. Não esqueça de levar um becher para junto da balança para recolher o sal pesado. Coloque na balança um becher de 50 ml, tarando-o. Pesar cerca de 8,6 g de areia, anotando o valor encontrado, levando em conta a exatidão da balança. - 12 -

DETERMINAÇÃO DE DENSIDADE 1. OBJETIVO: Calcular a densidade de algumas amostras de sólidos e líquidos. 2. INTRODUÇÃO TEÓRICA: A densidade é uma característica específica das substâncias. Ela é determinada medindo-se a massa da amostra (através de uma balança), o volume (pode ser determinado através dos conhecimentos de geometria, no caso de sólidos regulares, ou através de instrumentos e técnicas de laboratório que possibilitem tal aferição), e fazendo-se o quociente entre os dois (d = m/v). A massa deve ser expressa em gramas (g) e o volume em centímetros cúbicos (cm 3 ). 3. MATERIAIS E REAGENTES: Materiais Proveta (plástica) de 50,0 ml Pipeta graduada de 5,0 e 10,0 ml Ferro (Fe) Chumbo (Pb) Reagentes Pipeta volumétrica de 10,00 ml Água deionizada (H 2 O) Becher de 50 ml Bastão de vidro Balança Álcool etílico P.A (C 2 H 5 OH) 4. PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL: I) Determinação de densidade de sólidos 1. Pesar um pedaço de ferro, anotando a massa encontrada. Massa de ferro encontrada: 2. Em uma proveta de 50,0 ml colocar água suficiente para que o pedaço de ferro pesado possa ficar imerso,. 3. Colocar o pedaço de ferro pesado na água e (corresponde à massa do metal). Para diminuir o erro, retire o volume deslocado com uma pipeta graduada e faça nela a leitura. Volume de água deslocado: 4. Calcular a densidade Densidade = 5. Repetir os procedimentos acima, substituindo o ferro por chumbo. Massa de chumbo encontrada: Volume de água deslocado: Densidade = Material Massa Volume Densidade ( g/ml ) Erro ( % ) ( g ) ( ml ) teórica experimental Fe 7,86 Pb 11,34-13 -

II) Determinação da densidade de líquidos 1. Determinar a massa de um becher de 50 ml limpo e seco. Massa do becher: 2. Pipetar 10,00 ml (com pipeta volumétrica) de água deionizada e transferir para o becher cuja massa já foi determinada, determinando a massa do conjunto becher + água. Massa do becher + água: Massa da água: 3. Com os valores da massa e do volume da água, determine sua densidade. Densidade: 4. Repetir os procedimentos acima, substituindo a água por álcool etílico. Massa do becher: Massa do becher + álcool: Massa do álcool: Densidade: Material Massa Volume Densidade ( g/ml ) Erro ( % ) ( g ) ( ml ) teórica experimental Água 1,00 Álcool 0.79 O erro percentual (E) pode ser dado por: E = diferença entre os valores teórico e experimental. 100 valor teórico - 14 -

PRÁTICA Nº. 3 TÉCNICAS DE AQUECIMENTO E ESTUDO DA LEI DE LAVOISIER Fontes de calor Algumas operações em laboratório envolvem processos de aquecimento. A escolha da fonte de calor depende do material a ser aquecido e o porquê de ser aquecido. As fontes de aquecimento mais utilizadas são: gás e energia elétrica Bicos de gás: Os bicos de gás são utilizados em aquecimento de substâncias não inflamáveis. O aquecimento pode ser: Direto: a chama fica em contato direto com o recipiente; é o caso do aquecimento de cadinhos, que ficam apoiados sobre o tripé em triângulos de porcelana e de tubos de ensaio, que são seguros através de uma pinça de madeira. Indireto os recipientes ficam apoiados sobre uma tela, denominada tela de amianto, que distribui uniformemente o calor da chama; é o caso do aquecimento de bechers, balões de fundo chato, caçarolas, balões de fundo redondo e de destilação, etc. Energia elétrica: Para aquecimento de substâncias inflamáveis são utilizados os seguintes aparelhos: Manta elétrica serve para aquecimento de balão de fundo redondo. Chapa elétrica serve para aquecimento de balão de fundo chato, becher, erlenmeyer, etc. Para calcinação e secagem de material: Forno ou mufla atinge temperaturas de 1000 a 1500 ºC, sendo utilizado para fazer calcinações. O material mais utilizado neste tipo de aquecimento é o cadinho. Estufa utilizada na secagem de materiais, atingindo no máximo 200 ºC. Trabalhos com bico de gás Em nosso laboratório utilizamos um bico de gás denominado bico de Bunsen. As partes fundamentais do bico de Bunsen são: a base (onde se encontra a entrada de gás), o tubo ou haste (onde se encontram as janelas de ar que fornecem o oxigênio necessário para alimentar a combustão, e por onde passa o fluxo de gás) e o anel (parte que envolve a haste e contém as janelas de entrada de ar). Para utilizar adequadamente o bico de Bunsen, uma vez que ele esteja conectado à rede de distribuição de gás através de um tubo de látex, deve ser observada a seguinte seqüência: Verificar se a entrada de gás geral da bancada está aberta. Verificar se as entradas de gás e ar do bico de Bunsen estão fechadas. Acender o fósforo. Abrir a torneira de gás do bico. Aproximar o palito aceso da extremidade do bico (a chama obtida é amarela e luminosa) Regular a entrada de ar, até que se obtenha uma chama azul. - 15 -

Para apagar o bico, fechar sempre a entrada de ar (janela) antes da torneira. Na chama obtida distinguem-se três zonas distintas: zona oxidante (região externa mais quente, onde se obtêm as maiores temperaturas e localizada acima do cone interno), zona redutora (região interna mais fria, onde se conseguem as temperaturas mais baixas e onde ocorre o início da combustão) e zona neutra (de baixas temperaturas, pois ainda não se dá a combustão do gás). Observações Técnicas Aquecimento de tubos de ensaio (aquecimento direto): O aquecimento é feito com auxílio de uma pinça de madeira, localizada perto da extremidade aberta do tubo. O tubo deverá ficar inclinado durante o aquecimento (cerca de 45º em relação ao bico) e NUNCA direcionado para alguém que se encontre nas proximidades. No caso de aquecimento de líquidos ou soluções, o aquecimento é feito em chama branda (a janela do bico encontra-se fechada), que evita projeções, com movimentos ascendentes e descendentes. No caso de aquecimento de sólidos pode ser usada uma chama intensa (também chamada de oxidante, onde a janela do bico encontra-se aberta), caso seja necessário. Aquecimento de becher (aquecimento indireto): Utiliza-se um sistema constituído de tripé, tela de amianto e bico de gás. Uma vez terminado o aquecimento, o becher é retirado com auxílio de uma pinça adequada e colocado sobre outra tela de amianto, enquanto esfria, para alertar aos demais do perigo de queimaduras. No caso de aquecimento onde haja a evaporação total do solvente, deve-se desligar o gás antes da secura completa, para evitar que o becher se quebre. Aquecimento de cadinho (aquecimento direto): Usado quando há necessidade de aquecimento intenso, o cadinho é colocado sobre um triângulo de porcelana, devidamente apoiado em um tripé, e a chama do bico de gás incide diretamente sobre o mesmo. O aquecimento é feito em chama forte. PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL I) Aquecimento direto em cadinho: Montar um sistema para aquecimento direto de cadinhos (triângulo de porcelana apoiado em tripé). Pesar um cadinho cadinho limpo e seco e anotar o valor de sua massa. Massa do cadinho: Pesar, por adição, cerca de 2 gramas de sulfato de cobre II pentahidratado (CuSO 4 5H 2 O), anotando a massa correta. Aspecto do sulfato de cobre II pentahidratado (CuSO 4 5H 2 O): - 16 -

Massa do cadinho + CuSO 4 5H 2 O: Massa do CuSO 4 5H 2 O: Transferir o cadinho para o triângulo de porcelana, segurando-o com a pinça e aquecê-lo fortemente até que toda a coloração azul do sal tenha desaparecido. Transferir o cadinho para um dessecador e deixá-lo esfriar até atingir a temperatura ambiente. Pesar novamente o cadinho (na mesma balança) e anotar o valor da massa. Aspecto do sulfato de cobre II após o aquecimento: Massa do cadinho + CuSO 4 : Massa do CuSO 4 : Com o auxílio de uma pipeta, gotejar água sobre o sólido contido no cadinho, tocando a base do mesmo com a ponta dos dedos e anotando suas observações. II) Aquecimento indireto em becher (cristalização) Juntar, em um becher, 10 ml de solução de cloreto de sódio (NaCl). Aspecto da solução: Aquecê-lo sobre uma tela de amianto, reduzindo o aquecimento quando começarem a se formar os primeiros cristais. Aquecer em chama branda até quase à secura. Observar o aspecto dos cristais formados. Aspecto dos cristais: III) Aquecimento direto em tubo de ensaio 1. Aquecimento de líquidos ou soluções: Colocar em um tubo de ensaio um pequeno prego de ferro, com cuidado para que o mesmo não perfure o fundo do tubo. Pipetar 3,0 ml de solução 10% v/v de ácido clorídrico (HCl) para o interior do tubo e observar por alguns minutos. Aspecto da solução de ácido clorídrico (HCl) : Aspecto da interação prego solução: Aquecer o tubo, com o auxílio de uma pinça de madeira e a técnica adequada (chama branda), por alguns minutos, anotando suas observações. Cuidado para que não haja projeções durante o aquecimento. Observações após o aquecimento: 2. Aquecimento de sólidos: Colocar em um tubo de ensaio uma pequena quantidade de cloreto de amônio sólido. Aquecer o tubo, com o auxílio de uma pinça de madeira e a técnica adequada (chama oxidante), por alguns minutos. - 17 -

LEI DE LAVOISIER 1. OBJETIVOS: Verificar experimentalmente a lei de Lavoisier, comprovando que nas reações químicas, em um sistema fechado, há conservação das massas. 2. INTRODUÇÃO TEÓRICA: Lei de Lavoisier: A "Lei da Conservação das Massas" proposta por Lavoisier em 1774, foi enunciada com base em inúmeras experiências, utilizando-se sistemas fechados, e que diz o seguinte: "Numa reação química, não ocorre alteração na massa do sistema." 3. MATERIAIS E REAGENTES: Material por bancada Reagentes Tubo de Lavoisier (com rolha) Solução de cloreto férrico (FeCl 3 ) 0,1 mol/l Balança Solução de hidróxido de sódio (NaOH) 0,1 mol/l Erlenmeyer Carbonato de cálcio (CaCO 3 ) Bastão de vidro Solução de ácido clorídrico (HCl) ( 30% ) 4. PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL: REAÇÃO EM SISTEMA ABERTO: Montar um sistema constituído por um erlenmeyer e um tubo de Lavoisier (um dos ramos do tubo deve estar dentro do erlenmeyer). Colocar em um dos ramos do tubo de Lavoisier (QUE DEVERÁ ESTAR SECO) uma pequena quantidade de carbonato de cálcio (CaCO 3 ) e no outro ramo, com cuidado para que não escorra para o ramo anterior, 5,0 ml de solução de ácido clorídrico (HCl). Não tampar o tubo. Observar atentamente o aspecto das substâncias reagentes. Aspecto dos reagentes: Carbonato de cálcio (CaCO 3 ): Solução de ácido clorídrico (HCl): Determinar a massa total do sistema, anotando seu valor. Massa do sistema antes da reação: Inclinar o tubo cuidadosamente, de modo que as substâncias entrem em contato, observando o aspecto dos produtos formados. Aspecto dos produtos: Pesar o sistema com os produtos e anotar o valor. Massa do sistema após a reação: - 18 -

REAÇÃO EM SISTEMA FECHADO: Montar um sistema constituído por um erlenmeyer e um tubo de Lavoisier (um dos ramos do tubo deve estar dentro do erlenmeyer). Colocar em um dos ramos do tubo de Lavoisier 2,0 ml de solução de cloreto férrico (FeCl 3 ) e no outro ramo, com cuidado para que não escorra para o ramo anterior, 2,0 ml de solução de hidróxido de sódio (NaOH). Tampar bem o tubo com a rolha e observar atentamente o aspecto das substâncias reagentes. Aspecto dos reagentes: Solução de cloreto férrico (FeCl 3 ): Solução de hidróxido de sódio (NaOH): Determinar a massa total do sistema, anotando seu valor. Massa do sistema antes da reação: Inclinar o tubo cuidadosamente, de modo que as soluções entrem em contato, observando o aspecto dos produtos formados. (procure equilibrar os volumes nos dois ramos) Aspecto dos produtos: Pesar o sistema com os produtos (na mesma balança utilizada anteriormente) e anotar o valor. Massa do sistema após a reação: - 19 -

1. OBJETIVO: PRÁTICA Nº. 4: FENÔMENOS FÍSICOS E QUÍMICOS Identificar a diferença entre uma simples mistura de substâncias e uma reação química. Verificar as diferenças entre os fenômenos físicos e químicos através de processos experimentais. 2. INTRODUÇÃO TEÓRICA: Fenômeno físico é aquele que não altera a estrutura das substâncias, ou seja, não altera a sua composição química. Fenômeno químico é aquele que altera a estrutura das substâncias, modificando sua composição química. Experimentalmente, é possível diferenciar os fenômenos físicos dos químicos pela observação das alterações ocorridas durante as experiências. A formação de gases, de produtos insolúveis (denominados precipitados) e de colorações inesperadas no sistema, são fortes indícios da ocorrência de um fenômeno químico, uma vez que possuem características diferentes das dos reagentes usados. Observe cuidadosamente os reagentes usados: seu estado físico; se está puro ou em mistura; sua coloração, etc., com o objetivo de analisar as modificações ocorridas. 3. MATERIAIS E REAGENTES: Material por bancada Reagentes Bico de Bunsen Iodo (I 2 ) ; magnésio metálico (Mg ) Tela de amianto (2) Carbonato de cálcio sólido (CaCO 3 ) Tripé Cobre metálico (Cu ) e ferro metálico (Fe ) Tubos de ensaio Solução de cloreto férrico (FeCl 3 ) 0,1 mol/l Estante para tubos Solução de tiocianato de amônio (NH 4 SCN) 0,1 mol/l Becher de 50 ml (3) Solução de ácido clorídrico (HCl) 30% v/v Pinça para becher Solução de ácido clorídrico (HCl) 0,1 mol/l Vidro de relógio Solução de hidróxido de sódio (NaOH)0,1 mol/l Solução de sulfato de sódio (Na 2 SO 4 ) 0,1 mol/l Solução de cloreto de bário (BaCl 2 ) 0,1 mol/l Solução de sulfato cúprico (CuSO 4 ) 0,1 mol/l Solução de cloreto férrico (FeCl 3 ) 0,1 mol/l Água de cal ou de barita (Ca(OH) 2 ou Ba(OH) 2 ) 4. PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL: Colocar alguns cristais de iodo (I 2 ) em um becher limpo e seco. Cobrir o becher com um vidro de relógio contendo água. Colocar este conjunto sobre uma tela de amianto. Com o auxílio de um tripé aquecê-lo com chama baixa até que os vapores de iodo cheguem ao vidro de relógio. Desligar o gás e deixar esfriar o sistema (colocar o becher para esfriar sobre outra tela de amianto, na bancada). Anotar todas as observações (antes e depois do experimento) e determinar se o fenômeno é físico ou químico. Aspecto do iodo (I 2 ) antes do aquecimento: Aspecto do iodo (I 2 ) após o aquecimento: Indicação de fenômeno Justificativa: - 20 -

Colocar uma pequena porção de carbonato de cálcio (CaCO 3 ) em um becher. Juntar 3,0 ml de solução de ácido clorídrico (HCl) e observar. Esperar até que não mais se note a presença de carbonato de cálcio (se for necessário, acrescentar mais ácido). Aspecto do carbonato de cálcio (CaCO 3 ): Aspecto da solução de ácido clorídrico (HCl) : Observações após a junção dos reagentes: Indicação de fenômeno Justificativa: Colocar 1,0 ml de solução de sulfato de sódio (Na 2 SO 4 ) em um tubo de ensaio e adicionar 1,0 ml de solução de cloreto de bário (BaCl 2 ). Agitar, observar e colocar o tubo na estante. Após algum tempo de repouso, observar novamente o tubo. O fenômeno é físico ou químico? Aspecto da solução de sulfato de sódio (Na 2 SO 4 ): Aspecto da solução de cloreto de bário (BaCl 2 ): Observações após a junção dos reagentes: Indicação de fenômeno Justificativa: Colocar 1,0 ml de solução de cloreto férrico (FeCl 3 ) e adicionar 1,0 ml de solução de tiocianato de amônio (NH 4 SCN). Agitar, observar e colocar o tubo na estante. O fenômeno é físico ou químico? Aspecto da solução de cloreto férrico (FeCl 3 ): Aspecto da solução de tiocianato de amônio (NH 4 SCN): Observações após a junção dos reagentes: Indicação de fenômeno Justificativa: Em um tubo de ensaio adicionar volumes iguais de solução de sulfato cúprico (CuSO 4 ) e solução de cloreto férrico (FeCl 3 ) (1,0 ml de cada ). Agitar e observar. O fenômeno é físico ou químico? Aspecto da solução de sulfato cúprico (CuSO 4 ): Aspecto da solução de cloreto férrico (FeCl 3 ): Observações após a junção dos reagentes: Indicação de fenômeno Justificativa: Segurar um pequeno pedaço de magnésio metálico (Mg ) com uma pinça metálica. Introduzir a ponta do metal na chama (zona oxidante) do bico de Bunsen. Observar com cuidado a combustão do magnésio e o aspecto da substância que resta na pinça (a luz produzida é muito viva e pode prejudicar a vista). Aspecto do magnésio metálico (Mg ) antes e depois da combustão: Indicação de fenômeno - 21 -

Em um tubo de ensaio adicionar volumes iguais de solução de ácido clorídrico (HCl) e solução de hidróxido de sódio (NaOH) (1,0 ml de cada ). Agitar e observar. O fenômeno é físico ou químico? Aspecto da solução de ácido clorídrico (HCl): Aspecto da solução de hidróxido de sódio (NaOH): Observações após a junção dos reagentes: Indicação de fenômeno Justificativa: Em um tubo de ensaio adicionar 2,0 ml de solução de ácido clorídrico (HCl) 30% v/v e um pequeno pedaço de cobre metálico(cu ). Agitar e observar. O fenômeno é físico ou químico? Aspecto da solução de ácido clorídrico (HCl): Aspecto do pedaço de cobre: Observações após a junção dos reagentes: Indicação de fenômeno Justificativa: Em um tubo de ensaio adicionar 2,0 ml de solução de ácido clorídrico (HCl) 30% v/v e um pequeno pedaço de ferro metálico( prego - Fe ). Agitar e observar. O fenômeno é físico ou químico? Aspecto da solução de ácido clorídrico (HCl): Aspecto do pedaço de ferro: Observações após a junção dos reagentes: Indicação de fenômeno Justificativa: Em um tubo de ensaio adicionar 5,0 ml de água de barita (solução de hidróxido de bário Ba(OH) 2 ) e soprá-la, introduzindo a ponta de uma pipeta na solução.observar. O fenômeno é físico ou químico? Aspecto da água de barita: Observações após o sopro: Indicação de fenômeno Justificativa: - 22 -

MÉTODOS DE SEPARAÇÃO DE MISTURAS Mistura é a associação de duas ou mais substâncias diferentes cujas estruturas permanecem inalteradas, isto é, não ocorre reação química entre elas. Temos dois tipos de misturas: a) Mistura homogênea não é possível distinguir superfícies de separação entre seus componentes, nem mesmo com os mais aperfeiçoados aparelhos de aumento, tais como ultramicroscópio ou microscópio eletrônico. b) Mistura heterogênea é possível distinguir superfícies de separação entre seus componentes, em alguns casos a olho nu, em outros com microscópio comum. É muito comum as substâncias aparecem misturadas na Natureza. Freqüentemente, portanto, é necessário separar as substâncias existentes na mistura, até ficarmos com cada substância totalmente isolada das demais (substância pura). Esta separação chama-se desdobramento, fracionamento ou análise imediata da mistura. Os processos empregados na análise imediata enquadram-se em dois tipos, conforme a mistura seja homogênea ou heterogênea : Nas misturas heterogêneas usam-se os processos mecânicos, que têm por finalidade separar as diferentes fases, obtendo-se deste modo misturas homogêneas ou substâncias puras. Nas misturas homogêneas recorrem-se a processos mais enérgicos, empregando-se processos físicos ou de fracionamento, pois a mistura homogênea fraciona-se em duas ou mais substâncias puras, isto é, seus componentes. ANÁLISE IMEDIATA Misturas heterogêneas (processos mecânicos) Misturas homogêneas (processos físicos) SEPARAÇÃO DOS COMPONENTES DE MISTURAS HETEROGÊNEAS Sólido - Sólido Catação Separam-se os componentes sólidos usando a mão ou uma pinça. Ventilação - Usa-se uma corrente de ar para arrastar os componentes de densidade menor. É o que se faz para separar o café da palha; é também o princípio de funcionamento das máquinas de beneficiamento de arroz e cereais: a corrente de ar arrasta a palha ou a casca, e ficam os grãos. Levigação Consiste em lavar a mistura com uma corrente de água, separando assim o sólido menos denso. É o que se faz no garimpo para separar o ouro da areia. A água arrasta o componente menos denso (a areia), e o ouro, bem mais denso, fica. Separação magnética (ou imantação) - Usada quando um dos sólidos é atraído por um ímã. Esse processo é usado em larga escala para separar alguns minérios de ferro de suas impurezas e, certos filtros instalados junto às chaminés das indústrias funcionam baseados nesse princípio, retendo as partículas paramagnéticas (suscetíveis de magnetização). Flotação - Banha-se a mistura em um líquido de densidade intermediária. O componente menos denso flutua e o mais denso se deposita. É o processo utilizado na separação de certos minérios de suas impurezas (ganga). O minério é banhado em óleo, e as partículas recobertas de óleo ficam menos densas que a água. O minério, então, é mergulhado em água (o líquido de densidade intermediária) e flutua. A ganga se deposita. Peneiração - A utilização de uma peneira permite separar os componentes. É o que faz o pedreiro quando quer obter areia de várias granulações. Cristalização fracionada - Todos os componentes da mistura são dissolvidos em um líquido que, em seguida, sofre evaporação provocando a cristalização separada de cada componente. A cristalização fracionada é usada, por exemplo, nas salinas para obtenção de sais a partir da água do mar. A evaporação da - 23 -

água permite a cristalização de diferentes sais, sendo que o último a ser obtido é o cloreto de sódio (NaCl), usado na alimentação. Dissolução fracionada - Trata-se a mistura com um solvente que dissolva apenas um dos componentes. Por filtração, separam-se os demais. Por evaporação, recupera-se o componente dissolvido. Para separar areia e sal, por exemplo, basta lavar a mistura. O sal se dissolve na água e a nova mistura é filtrada. A areia fica retida e passam a água e o sal dissolvido. Evapora-se a água e recupera-se o sal. Sólido - Líquido Decantação Consiste em deixar a mistura em repouso por certo tempo, até que as partículas de sólido se depositem. Depois, com cuidado, transfere-se o líquido para outro recipiente. O café à moda síria ou árabe não é coado. É servido depois que o pó se deposita. Centrifugação Consiste em acelerar a decantação pelo uso de centrifugadores (denominados centrífugas). Na centrífuga, devido ao movimento de rotação, as partículas de maior densidade, por inércia, são arremessadas para o fundo do tubo. Para separar as partículas sólidas, ricas em gordura, da fase líquida do leite, as indústrias submetem-no à centrifugação. Filtração Consiste em fazer passar a mistura por uma parede ou superfície porosa. O sólido fica retido. Esse processo tem largo emprego doméstico; é usado para coar café ou coalhada, para coar um suco através do pano, etc. Em laboratório, podemos usar a filtração denominada simples, onde o meio filtrante (denominado papel de filtro) é adaptado a um funil e a filtração ocorre por ação da gravidade ou a filtração a vácuo, onde a filtração é acelerada pelo acoplamento de uma bomba de vácuo, que faz com que a pressão no interior do recipiente diminua (neste tipo de filtração usa-se um funil especial, denominado funil de Büchner, que permite que se acople a bomba de vácuo). Líquido - Líquido Decantação Quando se trata de separar líquidos imiscíveis com densidades diferentes, usa-se um funil de separação (denominado funil ou ampola de decantação ou funil de bromo).coloca-se a mistura nesse funil e espera-se que as duas fases se separem. Abre-se a torneira e deixa-se escoar o líquido mais denso. O outro estará automaticamente separado. Pode-se utilizar esse processo na mistura água e óleo. Líquido - Gás A mistura é heterogênea desde que se observem bolhas de gás disseminadas na fase líquida, a exemplo do que acontece nas bebidas gaseificadas. Para separar um líquido de um gás, basta aquecer a mistura e o gás é eliminado. É por isso que a água fervida não tem gosto agradável - elimina-se o oxigênio nela dissolvido. Gás - Sólido Decantação - A mistura passa através de obstáculos, em forma de zigue-zague, onde as partículas sólidas perdem velocidade e se depositam. Industrialmente, esse processo é feito em equipamento denominado câmara de poeira ou chicana. Filtração - A mistura passa através de um filtro, onde o sólido fica retido. Esse processo é muito utilizado nas indústrias, principalmente para evitar o lançamento de partículas sólidas na atmosfera. Atualmente, as indústrias potencialmente poluentes são obrigadas por lei a usar dispositivos filtrantes nas chaminés. Esse método de separação também pode ser utilizado em sua casa, com um equipamento mais simples: o aspirador de pó. As partículas sólidas aspiradas junto com o ar são retidas no filtro. - 24 -

SEPARAÇÃO DOS COMPONENTES DE MISTURA HOMOGÊNEA Sólido - Líquido Nas misturas homogêneas sólido-líquido (soluções), o componente sólido encontra-se totalmente dissolvido no líquido, o que impede a sua separação por filtração. A maneira mais comum de separar os componentes desse tipo de mistura está relacionada com as diferenças nos seus pontos de ebulição. Isto pode ser feito de duas maneiras: Evaporação - A mistura é deixada em repouso ou é aquecida até que o líquido (componente mais volátil) sofra evaporação. É o processo empregado nas salinas. O inconveniente neste processo é o não aproveitamento do componente líquido. Destilação simples - A mistura é aquecida em uma aparelhagem apropriada, de tal maneira que o componente líquido inicialmente evapora e, a seguir, sofre condensação, sendo recolhido em outro frasco. Líquido - Líquido Destilação fracionada - Consiste no aquecimento da mistura de líquidos miscíveis (solução), cujos pontos de ebulição (PE) não sejam muito próximos. Os líquidos são separados na medida em que cada um dos seus pontos de ebulição é atingido. Inicialmente é separado o líquido com menor PE (o mais volátil). Enquanto este destila, a temperatura se mantém constante. Terminada a destilação do primeiro líquido, a temperatura volta a subir até que se atinja o PE do segundo. Começa aí a destilação deste. Tudo é controlado por termômetro. Na realidade, a temperatura em que começa a ebulição não é a do componente mais volátil, porque, junto com ele, também vaporiza, embora em proporção menor, o menos volátil. Como o produto destilado é mais rico no componente mais volátil, precisaríamos submetê-lo a sucessivas destilações para que ocorressem separações cada vez mais eficientes, obtendo, no final, um produto de alto grau de pureza. Para evitar esse trabalho, adapta-se ao balão de destilação uma coluna de fracionamento, ao longo da qual ocorrem, naturalmente, sucessivas vaporizações e condensações. A coluna de fracionamento é preenchida com esferas ou anéis de vidro, que servem de obstáculo à passagem do vapor. Os dois líquidos entram em ebulição e seus vapores, ao encontrar os primeiros obstáculos, condensam-se e aquecem a porção inferior da coluna. A mistura líquida condensada entra novamente em ebulição e vai condensar novamente mais acima, e assim sucessivamente. Como a temperatura diminui gradualmente ao longo da coluna, a fração do componente menos volátil (maior PE) vai ficando cada vez menor. No topo da coluna sai o líquido mais volátil (menor PE), em alto grau de pureza. Esse processo é muito utilizado, principalmente em indústrias petroquímicas, na separação dos diferentes derivados do petróleo. Gás - Gás Liquefação fracionada - A mistura de gases passa por um processo de liquefação e, posteriormente, pela destilação fracionada. Esse processo é usado industrialmente para separar oxigênio e nitrogênio do ar atmosférico. Após a liquefação do ar, a mistura líquida é destilada e o primeiro componente a ser obtido é o N 2, pois apresenta menor PE (-195,8.ºC); posteriormente, obtém-se o O 2, que possui maior PE (-183.ºC) Adsorção Consiste na retenção superficial de gases. Algumas substâncias, tais como o carvão ativo, têm a propriedade de reter, na sua superfície, substâncias no estado gasoso. Uma das principais aplicações da adsorção são as máscaras contra gases venenosos. - 25 -