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Aulas práticas de Físico-Química - Licenciatura Apostila de aulas práticas Físico-Química – Licenciatura Professores Anderson Rocha Bruno Di Lello

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Práticas sobre físico química

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  • Aulas prticas de Fsico-Qumica - Licenciatura

    Apostila de aulas prticas Fsico-Qumica Licenciatura

    Professores

    Anderson Rocha Bruno Di Lello

  • Aulas prticas de Fsico-Qumica - Licenciatura

    1

  • Aulas prticas de Fsico-Qumica - Licenciatura

    2

    Sumrio

    Assunto / Atividade Pg Unidades e dimenses 3 Padro de relatrio 6 Prtica 1 - Gases: estudo do comportamento do gs ideal. 8 Prtica 2 Estudo da variao de volume de um gs de acordo com a temperatura 12 Prtica 3 Volume molar do gs hidrognio 15 Prtica 4 - Calorimetria e termoqumica 18 Prtica 5 Verificao da Lei de Hess 20 Prtica 6 - Calor mdio de soluo 25 Prtica 7 (parte 1) - Determinao da constante de equilbrio de uma reao em soluo 28 Prtica 7 (parte 2) - Determinao da constante de equilbrio de uma reao em soluo 30 Prtica 8 Espontaneidade reacional 32 Prtica 9 - Viscosidade I Uso do copo Ford 36 Prtica 10 Viscosidade II Uso do viscosmetro de Ostwald 40 Prtica 11 - Efeito da temperatura sobre a miscibilidade de dois lquidos 42 Prtica 12 Propriedades coligativas 44 Prtica 13 - Reaes de Oxi-reduo 46 Prtica 14 - Pilhas 48 Prtica 15 - Eletrlise 52 Prtica 16 Ordem reacional (I) 54 Prtica 17 Ordem reacional (II) 58 Prtica 18 - Determinao da energia de ativao de uma reao qumica 61 Prtica 19 - Fatores que influenciam a velocidade de uma reao qumica 65 Prtica 20 - Efeitos de catalisadores em uma reao qumica 68 Prtica 21 - Determinao quantitativa da constante de equilbrio de uma reao catalisada e no catalisada

    71

    Prtica 22 - Tenso superficial 75 Referncias 76

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    3

    Unidades e dimenses

    Objetivo:

    Apresentar o conceito de unidades e a metodologia adotada para a converso de unidades nos diferentes sistemas.

    Dimenses: So os nossos conceitos bsicos de medida, tais como: comprimento, tempo, massa, temperatura, etc..

    Unidades: So os meios de expressar as dimenses, tais como: metro (m) ou p (ft) para comprimento, horas (h) ou segundos (s) para tempo, etc..

    Sistemas de unidades: Sistema Internacional (SI); Sistema Ingls; CGS

    Unidades bsicas: Dimenso Unidade Smbolo comprimento metro (SI)

    centmetro (CGS) p (Sist. Ingls)

    m

    cm

    ft massa quilograma (SI)

    grama (CGS) libra (Sist. Ingls)

    kg g lb

    moles grama-mol (SI) libra-mol (Sist. Ingls)

    mol ou g-mol lb-mol

    tempo segundo (SI) s temperatura Kelvin (SI)

    Celsius Rankine (Sist. Ingls) Fahrenheit

    K oC oR oF

    corrente eltrica Ampre A intensidade de luz candela cd

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    4

    Unidades mltiplas

    tera (T) 1012 centi (c) 10-2 giga (G) 109 mili (m) 10-3 mega (M) 106 micro () 10-6 quilo (k) 103 nano (n) 10-9

    Unidades derivadas

    Dimenso Unidade Smbolo equivalente em termos de unidades bsicas volume litro L ou l 0,001 m3

    1000 cm3

    fora Newton (SI) dina (CGS)

    N DYN

    1kg.m.s-2

    1g.cm. s-2 presso Pascal (SI) Pa N.m-2 = 1kg.m.s-2.m-2 = 1kg.m-1.s-2 energia, trabalho

    Joule (SI) erg (CGS) caloria

    J erg cal

    1N.m = 1kg.m.s-2.m = 1kg.m2.s-2

    1g.cm2.s-2

    4,184 J = 4,184 kg.m2.s-2 potncia Watt W 1 J.s-1 = 1kg.m2.s-3

    Converso de unidades

    Converter 2s

    cm1 em 2anokm

    .

    29

    2

    2

    2

    2

    2

    2

    2 ano

    km1095,9m1000

    km1cm100

    m1)ano1(

    )dias365()dia1()h24(

    )h1()s3600(

    s

    cm1 =

    Unidade molar Mol a quantidade de uma substncia que contm tantas espcies elementares quanto existem de tomos em 12 g de 12C. No SI e CGS: 1 mol (ou 1g-mol) = 6,02.1023 molculas ou tomos No Sist. Ingls: 1 lb-mol = 454.6,02.1023 molculas ou tomos

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    5

    Ex.: Um recipiente contm 2 lb de NaOH (PM=23+16+1=40).

    Em termos de lb-mol: mollb05,0lb40mollb1lb2 =

    Em termos de mol (ou g-mol): mol7,22mollb1mol454

    lb40mollb1lb2 =

    Exerccios:

    1) Atravs de pesquisa bibliogrfica, indique os fatores de converso para as seguintes unidades:

    a) Grama para libras; (massa) b) Pascal para atmosferas; (presso) c) mmHg para atmosferas; (presso) d) mmHg para Pascal; (presso) e) Bar para Torr; (presso) f) Litros para m3; (volume) g) Joule para caloria; (energia) h) Metro para p; (comprimento) i) P para cm; (comprimento) j) Metro3 para p3; (volume) k) Lb-mol para g-mol; (quantidade de matria) l) Kelvin para Celsius; (temperatura)

    2) Faa a converso para as seguintes unidades derivadas:

    a) 10 ano x (Litro/ft) em dia x (m3/cm) b) 50 Joules/segundo em Cal/dia c) 300 gramas/hora em Lb/segundos d) 400 cm3 x (Joule/hora) em ft3 x (Cal/segundo) e) 15 lb-mol/(hora x m) em g-mol/(segundo x metro) f) 100 mmHg/segundo em atm/hora

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    6

    Padro de relatrio

    O relatrio das atividades prticas dever conter os seguintes tpicos:

    Ttulo da prtica Objetivo: Descrio dos objetivos desejados com a realizao da prtica. Introduo: Descrio terica sobre o assunto abordado na prtica.

    Ex.: ...Um LED uma fonte de luz que emite em uma determinada faixa de

    comprimento de onda. O laser emite de maneira semelhante a um LED. No LASER, no entanto, toda a luz obtida a partir do dispositivo, est focada em um nico raio. Os LASERs foram primeiramente desenvolvidos a partir de tubos de gs e em outros aparatos fisicamente volumosos. Para se tornarem viveis economicamente devem se tornar pequenos, baratos e menos frgeis, preferencialmente no estado slido(1). O raio LASER gerado quando o material slido submetido a uma carga eltrica especfica, a qual excita seus eltrons, provocando a emisso dos ftons. Os ftons so ento amplificados e refletidos atravs de microscpicos espelhos existentes nas camadas internas do slido cristalino gerador emergindo em uma extremidade do cristal, com um nico raio...

    Procedimento experimental: Descrio dos procedimentos adotados para a realizao da prtica. Dever conter tambm uma listagem de todos os reagentes e materiais utilizados.

    Resultados experimentais: Descrio dos resultados obtidos aps a realizao dos procedimentos experimentais.

    Tratamento matemtico / clculos: Descrio dos clculos e do tratamento matemtico dispensado aos resultados obtidos.

    Concluses: Fechamento da atividade prtica. Devero ser descritas as concluses obtidas com a realizao da prtica. As concluses esto relacionadas aos objetivos.

    Referncias bibliogrficas: Listagem de toda a bibliografia e das fontes de pesquisa utilizadas para a elaborao do relatrio. Devero conter o nome dos autores, o ttulo do artigo ou do tpico, o nome da publicao, revista, livro ou site,

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    a pgina consultada e o ano da publicao. Os nmeros entre colchetes se referem ordem de aparecimento da referncia no texto do relatrio. A referncia [1] est relacionada ao texto: ... Para se tornarem viveis economicamente devem se tornar pequenos, baratos e menos frgeis, preferencialmente no estado slido(1)...

    Ex.:

    [1] KOSELKA, R., Into the Blue , Forbes Magazine, 14 de junho de 1999 [2] http://jota.sm.luth.se/~f93-jdg/rapport/node3.html - maio de 2001 [3] AMANO, H. et al., Metalorganic Vapor Phase Epitaxial Growth of a High Quality

    GaN Film Using an AlN Buffer Layer, Applied Physics Letters, vol. 48, (5), pp 353-355, (1986)

    [4] NAKAMURA, S, GaN Growth Using GaN Buffer Layer, Japanese Journal of Applied Physics, vol. 30, (10A), pp 1705-1707, (1991)

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    Prtica 1 Gs ideal

    Objetivo: Estudo do comportamento de um gs ideal

    Introduo

    O Princpio de Avogadro

    Quando os gases hidrognio e oxignio reagem para formar gua no estado gasoso percebe-se uma relao muito simples entre os volumes dos reagentes e dos produtos, se estes forem todos medidos na mesma presso e temperatura:

    Dois volumes de H2 + Um volume de O2 = Dois volumes de H2O

    De acordo com a equao balanceada para a reao, temos:

    2H2(g) + O2(g) 2H2O(g)

    A relao entre os volumes um exemplo da lei de Gay-Lussac das combinaes dos volumes, que estabelece: Quando medidos sob as mesmas condies de temperatura e presso, os volumes dos reagentes e produtos gasosos esto em razes de nmeros pequenos e inteiros. Um segundo exemplo desta lei encontrado na reao em que o gs amnia sintetizado a partir dos gases nitrognio e hidrognio.

    Um volume de N2 + Trs volumes de H2 = Dois volumes de NH3

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    A equao balanceada para a reao mostra:

    N2 + 3H2(g) + O2(g) 2 NH3 (g)

    A resposta para que a relao entre os volumes seja exatamente igual ao nmero de molculas reagentes (nas mesmas condies de temperatura e presso) reside no fato de que volumes iguais de gases diferentes contm o mesmo nmero de molculas. Esta interpretao foi sugerida primeiramente por Avogadro em 1811, e conhecida com Lei de Avogadro.

    Segundo Avogadro, temos:

    V n (a T, p constantes)

    Lei do gs ideal

    As leis de Boyle, Charles e o Princpio de Avogadro so todos enunciados de proporcionalidade que descrevem gases ideais. Pode-se resumi-las como:

    Lei de Boyle: V p1

    (T e n constantes)

    Leis de Charles: V T (p e n constantes)

    Princpio de Avogadro: V n (T e p constantes)

    A combinao das trs proporcionalidades leva a:

    V p1

    T n V = Rp1

    nT PV = nRT

    R uma constante de proporcionalidade, a constante dos gases ideais.

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    Materiais e reagentes:

    Erlenmeyer; Rolha de borracha com duas perfuraes; Funil de decantao Cuba de vidro; Tubo de borracha; Proveta graduada de 200 mL; CaCO3 H2SO4 concentrado (P.A)

    Procedimento experimental:

    1) Coloque no Erlenmayer 0,2 gramas de CaCO3 e feche-o com a rolha; 2) Conecte o tubo de plstico em um dos orifcios da rolha; 3) Mergulhe a extremidade do tubo em uma proveta graduada cheia de gua, invertida,

    no interior da cuba de vidro, com quantidade suficiente de gua. 4) Adicione 10 mL de H2SO4 concentrado ao Erlenmayer, atravs de um funil de

    decantao conectado ao outro orifcio da rolha; 5) Aguarde at cessar totalmente o desprendimento de bolhas no interior do Erlenmayer. 6) Mea o volume de gs produzido a partir do volume assinalado na proveta; 7) Calcule o nmero de mols de gs produzido pela reao qumica.

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    Montagem:

    Questes

    1) Qual a reao qumica envolvida no processo? 2) Indique as fontes de erro do experimento; 3) Quais as hipteses sustentadas pela teoria cintica dos gases? 4) Quais as limitaes da utilizao da Lei do gs ideal?

    H2SO4

    CaCO3

    Recolhimento do gs produzido na reao.

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    Prtica 2 Estudo da variao de volume de um gs de acordo com a temperatura.

    Objetivo: Verificar a variao do volume de um gs quando o mesmo aquecido.

    Introduo

    O aquecimento de um gs sob presso constante provoca o aumento de volume deste, de acordo com a previso da lei emprica de Charles, na qual:

    teconsTV

    tan=

    Onde: V = volume T = temperatura (K)

    Assim, o comportamento de volume de um gs ideal de acordo com a temperatura pode ser descrito pelo grfico:

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    Materiais e reagentes:

    Cuba de vidro Proveta graduada de 20 mL Clicerina Termmeto Suporte Placa de aquecimento;

    Procedimento experimental:

    1) Emborcar uma proveta de 20 mL (contendo glicerina) em um banho de glicerina (no interior da cuba de vidro) de forma que permanea uma bolha de cerca de 10 mL. Anotar a temperatura do sistema (T. ambiente)

    2) Colocar o sistema sobre uma placa de aquecimento. 3) Aquecer o banho a 30 0C e observar a variao do volume da bolha. 4) Repetir o procedimento anterior para as temperaturas de 50 0C, 70 0C e 90 0C, sempre

    anotando os volumes observados nessas diferentes temperaturas. 5) De acordo com as observaes, complete a tabela abaixo:

    Temperatura (Celsius) Temperatura (Kelvin) Volume observado (mL) T. ambiente = Volume 1 (10 mL)

    30 0C 50 0C 70 0C 90 0C

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    Esquema de montagem:

    Questes

    1) Quais os valores experimentais de volume obtidos na prtica? 2) Gerar um grfico V x T para os valores observados experimentalmente. 3) Quais os valores tericos esperados para essas temperaturas? 4) Houve muita discrepncia entre os valores experimentais e os valores tericos? 5) Quais as justificativas (se houver) entre os valores tericos e experimentais para os

    volumes encontrados

    Cuba com glicerina

    Proveta invertida com glicerina e bolha de 10 mL

    Termmetro

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    Prtica 3 Volume molar do gs hidrognio

    Objetivo: Clculo do volume molar do gs hidrognio a partir da lei do gs ideal

    Introduo

    Como foi visto na prtica anterior, os gases seguem um comportamento definido atravs de uma relao matemtica que leva em conta o nmero de mols, a presso, a temperatura e o volume. Esta relao matemtica, aplicada de acordo com simplificaes de comportamento, leva a lei do gs ideal. Pode-se aplicar esta lei para se calcular o volume molar de gases produzidos em uma reao qumica.

    Material:

    Proveta de 200 mL; Cuba de vidro Suporte com garra; Termmetro; Bcher de 200 mL; Funil de vidro; Balana de preciso

    Reagentes:

    Fita de magnsio Pedao de alumnio cido clordrico 6M

    Procedimento experimental

    1) Utilizando uma palha de ao seca, limpe bem um pedao de fita de magnsio e de alumnio com cerca de 1 grama cada;

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    2) Pese separadamente os metais e anote a massa de cada um utilizando todas as casas decimais indicadas pela balana;

    3) Coloque na cuba de vidro cerca de 50 mL de gua destilada. 4) Inverta em seu interior uma proveta com o metal no seu fundo. A proveta deve

    estar cheia com gua at a borda. Ao inverter a proveta, o metal se depositar no fundo da cuba e devendo ficar sob a boca da proveta, conforme a figura abaixo.

    5) Fixe a proveta, de forma que o seu contedo fique em contato com a gua da cuba e com cuidado para que na haja nenhuma bolha no interior da proveta.

    6) Adicione com cuidado cerca de 50 mL de HCl 3M na cuba. O ataque do cido sobre o metal ir gerar como produto da reao o gs hidrognio.

    7) Proceda o recolhimento do gs gerado pela reao qumica e mea o volume final ao trmino do borbulhamento.

    8) O experimento deve ser realizado com os dois metais separadamente.

    Cuba com gua + HCl 3M

    Fita do metal

    Proveta invertida e cheia de gua

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    Questes:

    1) Quais as reaes que ocorreram na prtica? 2) Quais os volumes recolhidos em ambos os experimentos? 3) Quais as massas dos metais consumidas? 4) Quantos mols de gs foram produzidos? 5) Quais os volumes esperados de acordo com a lei do gs ideal? 6) Qual o percentual de erro entre os volumes esperados e os volumes encontrados

    experimentalmente? 7) Quais as possveis justificativas para os erros?

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    Prtica 4 Calorimetria e termoqumica

    Objetivo: Estudo da calorimetria e termoqumica

    Introduo

    A termoqumica o ramo da termodinmica que se ocupa do estudo da liberao e absoro de calor durante uma transformao. Quando uma transformao se d a presso constante e o nico trabalho possvel o trabalho de expanso, o calor liberado igual a H, sendo:

    H = QP = calor de reao presso constante

    O calor de reao se refere s variaes de entalpia, embora seja empregado freqentemente o termo entalpia de reao.

    Prtica A

    Experincia 1: Reao exotrmica

    1. Coloque em um tubo de ensaio cerca de 10 ml de gua. 2. Coloque no interior do tubo um termmetro e anote a temperatura. 3. Adicione cuidadosamente cerca de 2 mL de H2SO4 concentrado 4. Sinta com as pontas dos dedos o aquecimento do tubo de ensaio. 5. Anote a temperatura aps o trmino da adio do cido.

    A ionizao do cido sulfrico um processo exotrmico

    H2SO4 + 2H2O 2H3O+ + 2SO42- + calor

    Experincia 2: Reao endotrmica

    1. Coloque em um Bcher de 50 ml seco, cerca de 1 grama de NaHCO3 2. Insira um termmetro e anote a temperatura do sistema

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    3. Adicionar cerca de 5 mL de HCl 1:1 4. Sinta com as pontas dos dedos o resfriamento do tubo de ensaio 5. Anote a temperatura do sistema aps a adio do HCl.

    A reao entre o cido e o bicarbonato de sdio endotrmica.

    HCl + NaHCO3 NaCl + H2O + CO2 - calor

    Prtica B : Determinao do equivalente em gua (ou, capacidade calorfica) do frasco de Dewar

    Material necessrio:

    Frasco de Dewar (ou garrafa trmica) Termmetros com diviso de 0,10C Placa de aquecimento Bcher de 200 mL

    Procedimentos:

    a) Colocar, por meio de pipeta, 100 mL de gua destilada no frasco de Dewar (garrafa trmica) e anotar a temperatura exata, T1.

    b) Aquecer em um Bcher 100 mL de gua destilada at a temperatura de 60oC e anotar a temperatura exata, T2.

    c) Verter a gua aquecida, rapidamente para a garrafa trmica e agitar com o prprio termmetro, anotando a maior temperatura observada, T3.

    d) O calor cedido pela gua mais quente deve ser igual ao recebido pela gua mais fria e pela garrafa trmica. A constante do calormetro (garrafa trmica), C calculada por:

    100 (T2-T3) = C (T3-T1) + 100 (T3-T1) e) Calcule o valor de C e anote em uma etiqueta na garrafa trmica. Esse valor ser utilizado na prxima prtica.

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    Prtica 5: Lei de Hess

    Objetivo: Verificao da lei de Hess

    Introduo

    possvel combinarem-se a entalpia padro de vrias reaes para se ter a entalpia de outra reao. Esta uma aplicao imediata da primeira lei da termodinmica e conhecida como lei de Hess:

    A entalpia padro de uma reao igual a soma das entalpias padres de reaes parciais em que a reao pode ser dividida.

    As reaes parciais no so necessariamente realizveis na prtica. Para o clculo, podem ser reaes hipotticas; a nica exigncia que se faz e a de as reaes estarem equilibradas. A base termodinmica da Lei de Hess a independncia de Hr0 em relao ao processo. Por isso, pode-se partir dos reagentes, passar por quaisquer reaes (algumas at hipotticas), at chegar aos produtos e ter o mesmo valor da variao de entalpia. A importncia da Lei de Hess est na possibilidade de ser ter uma informao sobre certa reao, que pode ser difcil de se conseguir diretamente, atravs de inormaes obtidas em outras reaes.

    Material necessrio:

    Bcheres; Garrafa trmica; Proveta de 200ml; Balana de preciso.

    Reagentes

    cido clordrico 0,5 M; Hidrxido de sdio em prolas; Soluo de hidrxido de sdio 0,5 M.

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    Procedimento experimental

    Parte 1: Determinao do equivalente em gua (ou, capacidade calorfica) do frasco de Dewar (ou garrafa trmica).

    Obs.: Realizada na prtica anterior

    Parte 2: Determinao do calor de dissoluo do NaOH (s).

    NaOH(s) + gua NaOH (aq) + Q1 (Reao 1)

    a) Coloque na garrafa trmica 200 mL de gua destilada e mea a temperatura da gua. Anote a temperatura e a massa de gua destilada.

    b) Pesar 2g de NaOH em balana com aproximao de 0,01g. Anote a massa do hidrxido de sdio.

    c) Coloque a massa de NaOH pesada anteriormente na gua contida na garrafa trmica. Agite lentamente com um termmetro at a dissoluo completa do NaOH. Acompanhe a elevao de temperatura e anote a temperatura mais elevada marcada pelo termmetro.

    d) Calcule a quantidade de calor, em calorias, liberada pela dissoluo de 2 gramas de NaOH slido em 200 mL (200 gramas) de gua, sabendo-se que necessrio 1 Cal para elevar em 1oC, a quantidade de 1grama de gua. (como a soluo formada muito diluda, ela pode ser considerada como sendo somente gua). Considere no clculo o calor consumido pela garrafa trmica

    e) Calcular a quantidade de calor desprendida pela dissoluo de 1 mol de NaOH (40g), para dar soluo completamente diluda.

    Parte 3: Determinao do calor de neutralizao de um cido por uma base.

    NaOH(aq) + HCl(aq) NaCl (aq) +H2O + Q2 (Reao 2)

    a) Coloque na garrafa trmica 100 mL de HCl 0,5 M e mea sua temperatura. Anote a temperatura e a massa do HCl.

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    b) Coloque em um Bcher 100 mL de soluo de NaOH 0,5 M. Mea, com um termmetro limpo, a temperatura da soluo de NaOH.

    c) Espere que as temperaturas das duas solues se igualem. Mea esta temperatura. d) Verter, cuidadosamente, a soluo de NaOH sobre a soluo de HCl que esta na

    garrafa trmica. Agitar lentamente a soluo com um termmetro. Acompanhe a elevao da temperatura e anote a temperatura mxima medida pelo termmetro.

    e) Calcule a quantidade de calor, em calorias, liberada pela reao de 100 mL de NaOH 0,5 M com 100 mL de HCl 0,5 M. Considere que necessrio 1Cal para elevar em 1oC, a quantidade de 1grama de gua. Considere no clculo o calor consumido pela garrafa trmica.

    Parte 4: Calcular a quantidade de calor desprendida pela reao de 1 mol de NaOH(s) em uma soluo de HCl.

    NaOH(s) + HCl(aq) NaCl (aq) + H2O + Q3 (Reao 3)

    a) Coloque na garrafa trmica 100 mL de HCl 0,5 M e mea sua temperatura. Anote a temperatura e a massa do HCl.

    b) Pesar 2 g de NaOH em balana com aproximao de 0,01g. Anote a massa do hidrxido de sdio.

    c) Coloque a massa de NaOH pesada anteriormente no HCl contido na garrafa trmica. Agite lentamente com um termmetro at a reao completa do NaOH. Acompanhe a elevao de temperatura e anote a temperatura mais elevada marcada pelo termmetro.

    d) Calcule a quantidade de calor, em calorias, liberada pela dissoluo de 2 gramas de NaOH slido em 100 mL de HCl, sabendo-se que necessrio 1Cal para elevar em 1oC, a quantidade de 1grama de gua. (como a soluo de HCl muito diluda, ela pode ser considerada como sendo somente gua)

    e) Calcular a quantidade de calor, em calorias, libertada na reao de um mol de HCl com um mol de NaOH em uma soluo suficientemente diluda.

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    Clculos

    Verificao da Lei de Hess

    Somando-se a equao termoqumica da dissoluo do hidrxido de sdio em gua (Reao 1) com equao de neutralizao do hidrxido de sdio com cido clordrico (Reao 3), obtm-se a equao termoqumica da reao entre o hidrxido de sdio e o cido clordrico (Reao 3):

    NaOH(s) + H2O NaOH (aq) + Q1 (Reao 1)

    NaOH(aq) + HCl(aq) NaCl (aq) +H2O + Q2 (Reao 2)

    NaOH(s) + HCl(aq) NaCl (aq) + H2O + Q3 (Reao 3)

    Isto : Q3 = Q1 + Q2. Verifique se pelos valores obtidos em Q1 (Parte 1) e Q2 (Parte 2) chega-se ao valor determinado de Q3 (Parte 3).

    Dados tericos:

    Hf0 NaOH (s) = -425,61 kJ/mol Hf0 Na+ (aq) = -240,12 kJ/mol Hf0 OH- (aq) = -229,99 kJ/mol Hf0 H2O (l) = -285,83 kJ/mol Hf0 Cl (aq) = -167,16 kJ/mol Hf0 HCl (aq) = -167,16 kJ/mol

    Utilize os valores determinados na prtica para comprovar a Lei de Hess. Repita o procedimento utilizando os valores tericos mostrados acima.

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    24

    Esquema experimental

    Questes:

    1) O que foi observado na experimento de reao exotrmica? Qual a variao de temperatura verificada?

    2) O que foi observado no experimento de reao endotrmica? Qual a variao de temperatura observada?

    3) Explique os fenmenos observados nas questes (1) e (2). 4) Qual a constante calculada para o calormetro? 5) Qual o calor observado para a dissoluo do NaOH(s) em gua (em Cal e J)? 6) Qual o calor observado para a reao de neutralizao de um cido por uma base (em

    Cal e J)? 7) Qual o calor obtido aps a verificao da lei de Hess (em Cal e J)? 8) Qual a diferena observada entre o valor experimental (reao 3, medida na prtica) e

    o valor obtido pela aplicao da lei de Hess (reao 1 + reao 2 = reao 3)? 9) Qual o calor terico para todas as reaes (1, 2 e 3) estudadas nessa prtica? 10) Como podem ser justificadas as diferenas entre os valores experimentais e os

    tericos?

    Garrafa trmica

    Volume reacional

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    Prtica 6: Calor mdio de soluo

    Objetivo: Determinar o calor mdio de soluo do cido benzico em gua, em funo da temperatura, sem utilizao de calormetro

    Introduo

    Muitas vezes possvel se determinar a variao da entalpia sem utilizar especificamente um calormetro. No estudo da solubilidade de slidos em funo da temperatura pode-se utilizar este processo. Numa soluo saturada, a uma determinada temperatura, existe um equilbrio entre a forma cristalina e a forma dissolvida. Com a variao da temperatura, a concentrao da soluo pode variar. O calor de soluo pode ser determinado por se conhecer que a variao da frao molar do soluto, X, na soluo saturada, em funo da temperatura, , a partir da equao de vant Hoff, a presso constante, dada por:

    teconsTR

    HX tan1..303,2

    log0

    +

    =

    Onde H0 o calor padro de soluo por mol temperatura T.

    O calor mdio de soluo pode, ento, ser determinado pela inclinao da reta log X versus T-1

    Material necessrio:

    Bcher de 1000 mL Basto de vidro Funil Proveta Pipeta de 25 mL Termmetro de 0-100 0C Erlenmeyer de 250 mL Bureta

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    Solues saturadas de cido benzico a 70 0C, 60 0C, 50 0C, 40 0C. NaOH 0,1 M Fenolftalena

    Procedimento Experimental

    1) Mantenha as quatro solues de cido benzico a 50 0C no banho termosttico (ou ligeiramente superior).

    2) Pipete exatamente 25 mL de cada soluo para quatro erlenmeyers e adicione 20 mL de gua destilada em cada um destes.

    3) Adicione algumas gotas de fenolftalena e titule as amostras com hidrxido de sdio 0,1 M. Anote o volume de base gasto nas titulaes.

    Tratamento dos dados experimentais

    1) A partir dos volumes gastos de NaOH, calcule o nmero de mols de cido benzico presente nas solues tituladas, onde n cido benzico ser dado por: n ac. Benzico = vol. de NaOH na titulao x conc. NaOH

    2) Com os valores obtidos na etapa anterior, calcule as solubilidades do cido benzico, em gramas por 100 gramas de gua e em fraes molares, para cada temperatura.

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    27

    Complete a seguinte tabela:

    Amostra T (K) T-1 (K-1) Solubilidade do cido benzico (g/100 mL do solvente)

    X Log X

    1

    2

    3 4

    Faa o grfico log X versus 1/T e calcule o coeficiente angular da reta (melhor reta entre os pontos) Determine o valor do calor mdio da soluo, H0.

    Questes

    1) Compare o calor mdio da soluo, determinado experimentalmente com os valores encontrados em literatura.

    2) Discuta a natureza do calor mdio de soluo. 3) Discuta as principais fontes de erro do experimento. 4) O cido succnico, C4H6O4, dissolve-se em 100 gramas de gua de acordo com a

    tabela:

    T (0C) 0 12,5 25 37,5 50 Solubilidade

    (g.mL-1) 2,75 4,92 8,35 14 21,4

    Considerando que a dissociao do cido desprezvel, determine o calor mdio de soluo do cido succnico em gua.

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    Prtica 7: Constante de equillibrio

    Objetivo: Determinar a constante de equilbrio de uma reao em soluo

    Introduo

    A constante de equilbrio expressa em termos de atividade. Contudo, a ausncia de informaes acerca das atividades dos componentes impe a utilizao de uma constante de equilbrio aparente, onde a soluo considerada ideal. Desta maneira, os coeficientes de atividade so iguais unidade. Por exemplo, na reao:

    CH3COOH + C2H5OH CH3COOC2H5 + H2O (A) (B) (C) (D)

    A constante de equilbrio aparente, K, dada por:

    nBnAnCnDK

    .

    .

    =

    Onde n o nmero de moles das substncias envolvidas.

    Neste caso, a determinao da constante de equilbrio depender da determinao do nmero de moles de cada componente no sistema em equilbrio.

    Material necessrio:

    7 erlenmeyers de 50 mL 1 bureta de 50 mL Pipetas de 1, 2 e 5 mL 35 mL de HCl 3M recm preparado 300 mL de NaOH 1,0 M recm preparado Fenolftalena

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    20 mL de acetato de etila 2 mL de cido actico glacial 5 mL de lcool etlico P.A.

    Procedimento

    Esta prtica ser realizada em duas partes, devido necessidade de uma semana para o equilbrio se estabelecer no sistema.

    Parte 1

    1) Adicione em cada um dos 7 erlenmeyers limpos e secos 5 mL de HCl 3M. 2) Faa a adio das demais substncias de acordo com a tabela a seguir:

    Frasco Acetato de etila (mL)

    gua (mL)

    Etanol (mL) cido actico (mL)

    1 - 5 - -

    2 5 - - - 3 4 1 - - 4 2 3 - - 5 4 - 1 -

    6 4 - - 1 7 - - 4 1

    Densidades (g.mL-1)

    0,9003 0,9982 0,7893 1,0492

    3) Feche muito bem os frascos para evitar evaporao. 4) Espere que o equilbrio seja atingido (mais ou menos uma semana) com agitaes

    ocasionais. (Fim da parte 1)

    Dado extra: densidade HCl (3M) = 1,06 g/mL

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    30

    Parte 2: (Aps 1 semana)

    5) Titule as solues com hidrxido de sdio 0,5 M usando a fenolftalena como indicador.

    Tratamento dos dados experimentais

    1) Determine a massa de gua existente em cada frasco (peso da gua adicionada mais o peso da gua presente no HCl 3M).

    Obs.: Em todos os frascos foram adicionados 4,7525 g de gua devido presena da soluo de HCl. Esta quantidade representa 0,264 mol de gua j presente em todos os frascos.

    2) A partir da massa de gua, calcule o nmero de moles de gua presente. 3) Para as solues 2 a 7, calcule o nmero de moles de cido actico no

    equilbrio, subtraindo o nmero de mililitros de hidrxido de sdio gasto na titulao do frasco 1 do nmero de mililitros de NaOH gastos nas respectivas solues. Utilize a seguinte frmula (repita a frmula para as titulaes de 2 at 7):

    NaOH conc. x (1)] titulaoNaOH de vol.- (2) titulaoNaOH [vol (2) actico cidon =

    4) Calcule o nmero de moles de cada espcie presente, aps o equilbrio, preenchendo a tabela a seguir:

    Frasco Nmero de moles do Acetato de etila

    Nmero de moles da gua

    Nmero de moles do

    Etanol

    Nmero de moles do cido actico

    2

    3 4

    5 6 7

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    5) Calcule a constante de equilbrio, K, para as seis amostras.

    Questes

    Sugesto: utilize uma planilha eletrnica para realizar os clculos referentes a esta prtica.

    1) Compare os seis valores de K obtidos experimentalmente e discuta-os; 2) Quais os fatores que determinam a constante de equilbrio? 3) A partir dos resultados, comprove o princpio de L Chatelier; 4) Quando 1 mol de cido actico misturado com 2 moles de etanol, cerca de 0,85

    moles de gua so formados no equilbrio, a 100 0C. Qual a constante de equilbrio nestas condies? R.: 4,2

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    Prtica 8: Espontaneidade reacional

    Objetivo: Estudo da espontaneidade de uma reao

    Introduo

    Quando ocorrem mudanas, a energia total de um sistema isolado se mantm constante mas se redistribui de diferentes maneiras. Observa-se que as mudanas espontneas so sempre acompanhadas pela disperso mais desordenada de energia.

    A espontaneidade de uma reao pode ser avaliada pela variao da energia livre de Gibbs.

    Algumas observaes sobre a energia livre de Gibbs:

    Um sistema sofrer uma transformao espontnea de estado a temperatura e

    presso constantes se 0p,TdG . A transformao espontnea se corresponder a uma diminuio na energia de

    Gibbs; O critrio de equilbrio, quando nem o processo direto nem o inverso tem tendncia

    de ocorrer, 0=p,TdG

    Material necessrio:

    1 tubo de ensaio 1 rolha perfurada com conector para mangueira 1 suporte universal com garra para tubo de ensaio 1 bico de Bunsen 1 esptula 50 cm de mangueira de ltex 1 Bcher de 250 mL

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    Reagentes

    HCl 1:1 gua carbonato de clcio em p gua de cal

    Procedimento 1 Aquecimento do CaCO3

    1) Preencha 1/3 do tubo de ensaio com carbonato de clcio em p 2) Fixe-o no suporte a uma altura que permita o aquecimento com segurana 3) Feche o tubo com a rolha perfurada e conecte a esta a mangueira 4) Submergir a mangueira no bquer que dever estar preenchido com de sua

    capacidade com a gua de cal 5) Aguarde alguns minutos at o processo ser concludo.

    Esquema experimental Aquecimento do CaCO3

    CaCO3

    gua de cal

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    Procedimento 2 Reao do CaCO3 com HCl

    8) Coloque no tubo de ensaio cerca de 2 gramas de CaCO3; 9) Adicione 10 mL de HCl 1:1 e feche com a rolha j conectada ao tubo de plstico; 10) Mergulhe a extremidade do tubo na cuba com gua de cal. 11) Aguarde at cessar totalmente o desprendimento de bolhas no interior da cuba. 12) Mea o volume de gs produzido a partir do volume assinalado na proveta;

    CaCO3 + HCl 1:1

    gua de cal

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    Questes

    1) Quais as reaes que ocorrem com o CaCO3 nos dois procedimentos? 2) A decomposio trmica do CaCO3 (procedimento 1), a 298 K e 1 atm, apresenta H0

    =177,34 kJ/mol e S0 = 160,2 J/mol.K. Calcule se o processo espontneo nesta temperatura.

    3) Ainda para o procedimento 1, calcule a partir de que temperatura o processo espontneo se considerarmos H0 e S0 constantes e independentes da temperatura?

    4) Para o procedimento 2, calcule G0 para a reao do HCl com CaCO3, utilizando os dados termodinmicos. O valor de G0 calculado concordante com o fenmeno observado experimentalmente? Justifique.

    5) Ao trmino do experimento, o que se observou no interior do recipiente com gua de cal?

    6) Escreva a reao qumica que ocorre na gua de cal e calcule o valor de G0.

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    36

    Prtica 9 Viscosidade I uso de copo Ford

    Objetivo: Medir da viscosidade de um fluido em diferentes temperaturas

    Introduo

    A viscosidade uma medida da resistncia do fluido ao seu prprio deslocamento. A medida da viscosidade pode ser realizada a partir da medida de velocidade de uma esfera caindo no fluido a uma velocidade constante.

    A esfera no fluido submetida a foras para cima (empuxo + resistncia do fluido) e para baixo (acelerao da gravidade). Quando as foras se equilibram, a velocidade da esfera permanece constante. A equao de Stokes permite o calculo da viscosidade de um fluido a partir da velocidade terminal (constante) da esfera. Esta equao dada por:

    gv

    rt

    fs

    =2

    92

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    37

    Onde: = viscosidade do fluido (Pa.s) r = raio da esfera (m) s = densidade da esfera (Kg/m3) f = densidade do fluido (Kg/m3) vt = velocidade terminal da esfera (m/s) g = gravidade (9,8 m/s2)

    Viscosidade cinemtica

    Alguns procedimentos experimentais permitem calcular a viscosidade cinemtica (), que uma relao entre a viscosidade do fluido () e sua densidade (f).

    f

    =

    No sistema internacional (SI), , tem a unidade em m2/s. A unidade tradicional da viscosidade cinemtica de um fluido, no entanto dada em Stokes, onde 1 Stoke = 1 cm2/s.

    Materiais:

    Copo Ford; Shampoo, leo de soja e gua destilada; Balana analtica; Cronmetro; Balo volumtrico; Bcheres

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    Procedimento:

    a) Clculo da densidade dos fluidos

    1) Pese um balo volumtrico de 100 mL; 2) Coloque no balo volumtrico pesado 100 mL de shampoo; 3) Pese novamente o balo com o seu contedo; 4) Anote a massa dos 100 mL do shampoo e calcule sua densidade; 5) Repita os procedimentos para o leo de soja e para a gua destilada.

    b) Clculo das viscosidades cinemticas dos fluidos

    1) Preencha o copo Ford com shampoo; 2) Feche a extremidade com a placa de vidro; 3) Retire o vidro e mea o tempo que o fluido leva para escoar; 4) Calcule a viscosidade cinemtica de acordo com a frmula fornecida pelo equipamento; 5) Repita o procedimento para o leo de soja e para gua. 6) Refaa os procedimentos mais duas vezes para todos os fluidos

    c) Clculo das viscosidades dos fluidos

    A partir das densidades dadas e das viscosidades cinemticas calculadas no item (b), calcule as viscosidades para os trs fluidos. Para o clculo, utilize a mdia das trs repeties.

    d) Refaa os experimentos com os fluidos a uma temperatura de 50 0C.

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    39

    Questes:

    1) Quais as densidades obtidas a temperatura ambiente? 2) Quais as densidades obtidas a 50 0C? 3) Quais as viscosidades cinemticas calculadas no experimento (em temperatura

    ambiente e a 50 0C)? 4) Quais as viscosidades obtidas para os fluidos ( em ambas as temperaturas)? 5) Qual a influncia da temperatura nas propriedades medidas?

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    Prtica 10 Viscosidade II Uso do viscosmetro de Ostwald

    Material

    Soluo de sacarose 10 e 15% Cronmetro gua destilada Picnmetro Garra Refratmetro Suporte universal Viscosmetro de Ostwald

    Procedimento

    1) Utilizao do viscosmetro

    a) Com auxlio de uma pipeta, colocar aproximadamente 8 mL de gua destilada. Esta quantidade deve ser suficiente para encher at a metade o bulbo (C) do viscosmetro.

    b) Colocar o viscosmetro preso em uma garra num suporte universal. c) Por suco atravs de uma pra eleve o lquido para o bulbo (A), cuidando para

    que o mesmo chegue cerca de 1 cm acima da marca (a) (reproduzir sempre esta mesma posio em todas as medidas) e ento deixe o lquido escoar livremente.

    d) Cronometre o tempo necessrio para que o lquido escorra entre as marcas (a) e (b) (Fig. 1).

    e) Fazer 03 medidas, para obter a melhor mdia.

    OBS: Se o viscosmetro estiver convenientemente limpo, os tempos de escoamento no diferiro de mais de 0,2%. A temperatura do lquido deve ser a mesma para as diferentes leituras.

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    41

    a

    b

    C

    A

    B

    f) Enxaguar o viscosmetro duas vezes com a soluo de sacarose a 10% e posteriormente repetir os passos de 2 a 6, tendo o cuidado de conduzir as operaes nas mesmas condies anteriores.

    Figura 1. Viscosmetro de Ostwald

    2) Utilizao do picnmetro

    a) Utilize um picnmetro de 25 ml para determinar a densidade de cada lquido nas respectivas temperaturas em que foram feitas as determinaes das viscosidades.

    b) Pese o picnmetro vazio. Depois de pesado, encha o picnmetro com gua destilada e pese-o novamente.

    c) Pese o picnmetro novamente com o lquido-problema.

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    Prtica 11 - Efeito da temperatura sobre a miscibilidade de dois lquidos

    Material

    Fenol. gua destilada. Erlenmeyer (3). Pipeta de 10 mL. Bquer. Termmetro. Balana. Esptula.

    Parte experimental

    1) Medir 10,0; 5,0 e 2,5 g de fenol e transferir para trs erlenmeyers distintos. 2) Introduzir, no erlenmeyer, um termmetro e adicionar gua nas quantidades

    especificadas no quadro abaixo. Considere a densidade da gua igual a 1 g/mL. 3) Aquecer o frasco at que a mistura se torne lmpida e anotar a temperatura. 4) Deixe esfriar, agitando continuamente. Anotar a temperatura em que reaparece a

    segunda fase lquida. Esta ser notada pela aparncia leitosa do lquido. A temperatura encontrada durante o resfriamento deve ser diferente da encontrada no aquecimento. A mdia entre elas tomada como a temperatura de saturao, isto , aquela acima da qual o fenol e a gua so completamente miscveis.

    5) Adicionar mistura, em seguida, mais 1 mL de gua destilada e procurar de maneira semelhante descrita anteriormente, a temperatura de saturao desta nova mistura.

    6) Proceder do mesmo modo usando as quantidades sucessivamente indicadas no quadro abaixo.

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    Fenol/g gua/mL Fenol/ %(m/m)

    Tfria Tquente Tmdia

    4

    +1

    +3

    10

    +4

    7,5

    +1,5

    +3

    +3

    5

    +3

    12,5

    +4

    +6

    2,5

    +7

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    Prtica 12 - Propriedades coligativas

    Materiais Gelo picado Termmetros Tubo de ensaio comum Garras metlicas Bquer de 250,0 mL Sal grosso Tela de amianto Trip de ferro Suporte universal Bico de Bunsen Solues de sacarose (0,3M; 0,5M e1M) leo comestvel ou glicerina Solues de cloreto de sdio(0,3M; 0,5M e1M)

    Procedimento

    1- Elevao ebulioscpica a) Coloque o leo em um bquer de 250,0 mL at 2/3 do volume. b) Em um tubo de ensaio comum coloque gua e termmetro; c) Monte a aparelhagem como mostra a figura 1. d) Acenda o bico de Bunsen e lentamente inicie o aquecimento do leo. Fique

    atento para observar a ebulio da gua no tubo de ensaio.Quando a ebulio comear, leia a temperatura e anote-a.

    e) Apague o bico de Bunsen, espere resfriar e repita a operao utilizando as solues de sacarose e cloreto de sdio.

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    Figura 1. Esquema da aparelhagem utilizada para a determinao da elevao ebulioscpica

    2- Abaixamento da temperatura de congelamento- CRIOSCOPIA

    a) Preparar uma mistura congelante, misturando gelo picado e sal grosso na proporo de 4:1 em massa, misturando ligeiramente

    b) Colocar gua destilada em um tubo de ensaio, colocar este tubo na mistura congelante. c) Espere a gua solidificar e anote a temperatura. Utilize, ento, a temperatura para

    calibrar o termmetro. d) Repita os procedimentos com as solues de sacarose e cloreto de sdio.

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    Prtica 13: Reaes Redox

    Objetivo

    Conhecer os fenmenos que acompanham as reaes redox, avaliando as condies que tornam tais reaes espontneas ou no. Nesta prtica vrios metais sero mergulhados em solues contendo cations de outros metais e verificaremos se houve ou no reao, bem como determinar os produtos de tais reaes.

    Introduo

    As reaes redox so caracterizadas pela transferncia de eltrons entre duas espcies qumicas, uma perdendo eltrons (oxidando) e outra ganhando eltrons (reduzindo). Os potenciais eltricos padro associados a esses processos, acham-se tabelados para a maioria dos ons e substncias orgnicas mais utilizadas e, atravs dos potenciais podemos predizer se determinada reao redox vai ou no ocorrer.

    Materiais

    Soluo aquosa de FeSO4 1 N; soluo aquosa de CuSO4 1N; soluo aquosa de Pb(NO3)2 1N; lminas de cobre, zinco e chumbo.

    Procedimento Experimental

    Inicialmente limpe as lminas para retirar a camada de xido formado em cada uma delas. Em 3 bcheres de 50 ml coloque um pequeno volume das solues de Fe (II), Cu (II) e Pb (II), uma em cada becher. Teste a reatividade de cada placa em cada uma destas solues, organizando seus dados na tabela a seguir.

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    47

    Soluo de Fe (II) Soluo de Pb (II) Soluo de Cu (II) Lmina de Pb Lmina de Cu Lmina de Zn

    Um exemplo do arranjo experimental, mostrado a seguir, para o caso da imerso da placa de Zn em soluo de sulfato de cobre.

    Questes:

    1) O que foi observado na prtica? 2) Como podem ser explicadas as deposies observadas nos experimentos? 3) Como se justifica que em alguns sistemas no ocorreram deposies? 4) Quais os potenciais padres das pilhas formadas?

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    48

    Prtica 14: Pilhas

    Objetivo

    Medir o potencial eletromotriz de duas clulas eletrolticas, usando diferentes arranjos e eletrodos.

    Introduo

    O processo espontneo de uma reao redox pode ser usado para gerar trabalho eltrico e isso obtido na prtica atravs da construo de uma clula galvnica ou clula voltaica, mais comumente chamada de pilha. interessante notar que o processo de transferncia de eltrons ocorre atravs de um caminho externo (fio condutor), e no atravs de contato direto, como ocorre em reaes redox em soluo.

    Reagentes e equipamentos empregados

    a) Reagentes:

    soluo de Zn(NO3)2 1,0 N; soluo de CuSO4 1,0 N; soluo de KCl 3 N; suco de laranja; Solues de HCl 0,1M, 0,01M e 0,001M lminas de Mg, Cu e Zn.

    b) Equipamentos empregados:

    tubo em U; multmetro.

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    49

    Procedimento Experimental

    Em um bcher despeje um volume correspondente a metade do volume nominal do becher, com a soluo de Zn(NO3)2 1,0 N. Repita esse mesmo procedimento com outro bcher de mesmo volume, desta vez utilizando a soluo de CuSO4 1,0 N. Mergulhe no bcher contendo a soluo de Zn2+, a lmina de Zn, e no becher contendo a soluo de Cu2+, mergulhe a lmina de Cu. Pegue o tubo de U, e encha-o com soluo de KCl, tampando as extremidades do tubo com algodo, tendo o cuidado de no deixar bolhas de ar no tubo. Mergulhe uma extremidade do tubo em U no bcher com a soluo de Cu2+ e a outra extremidade do tubo no becher contendo a soluo de Zn2+. Uma as duas lminas dos dois becheres atravs das conexes do multmetro e mea a diferena de potencial desta clula.

    A montagem pode ser vista na figura a seguir:

    Para a outra clula, utilizaremos uma montagem diferente, pois os eletrodos estaro mergulhados no mesmo eletrlito que, no caso, ser o suco de laranja, que contm vrios eletrlitos dissolvidos. Num becher de 50 ml coloque suco de laranja, num volume de cerca de metade do volume nominal do becher. Pegue uma lmina de Zn, que ir ser um eletrodo e

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    50

    mergulhe-a no becher, mergulhando tambm uma placa de Cu. Conecte os dois eletrodos por meio dos terminais do multmetro e mea o potencial da clula, conforme a montagem da figura abaixo. Repita o procedimento com as diferentes solues de HCl, anotando o valor do potencial medido para cada uma delas.

    Fundamentos tericos

    O potencial padro de uma clula galvnica dado pela diferena dos potenciais de reduo padro do catodo e anodo. interessante ressaltar que nem sempre temos as condies padro em termos de temperatura e de concentrao (atividade), de modo que o valor experimental nem sempre coincide com o valor terico. Tomando como exemplo a reao redox na clula que utiliza o suco de laranja como eletrlito (soluo cida), observamos que as meias reaes desta clula devem ser:

    Oxidao (anodo): Zn Zn2+ + 2e E0 = 0,76 V Reduo (catodo): 2H+ + 2e H2(g) E0 = 0,00 V

    O potencial da clula calculado a partir das meias reaes de reduo, pela diferena do potencial de reduo do catodo menos anodo, ou seja:

    E0pilha = 0,00V (-0,76V) = 0,76V

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    Questes:

    1) O que foi observado no multmetro? 2) Como pode ser explicado este fenmeno? 3) O valor do potencial medido era igual ao potencial padro? 4) Qual a funo da ponte salina? 5) Por que a pilha com o suco no necessitava de ponte salina?

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    Prtica 15: Eletrlise

    Objetivo da prtica

    Verificar experimentalmente os conceitos da Lei de Faraday, bem como determinar as reaes possveis de ocorrer no anodo e no catodo de uma clula eletroltica. .

    Introduo

    Podemos conseguir que uma reao de oxi-reduo que no espontnea ocorra, atravs de uma fonte de corrente externa. Tais processos so conhecidos como processos eletrolticos e as reaes que ocorrem durante o processo so chamadas reaes de eletrlise. A funo da fonte de corrente externa direcionar o fluxo de eltrons, fornecendo eltrons para um eletrodo e retirando eltrons do outro eletrodo. Da mesma maneira que nas clulas voltaicas, o eletrodo onde ocorre uma reao de reduo chamado de catodo, e o eletrodo onde ocorre a oxidao chamado de anodo. O potencial eltrico gerado pela fonte externa, em princpio determina quais reaes redox iro ocorrer, em funo da d.d.p necessria para cada reao redox.

    Reagentes e material utilizado

    a) Reagentes:

    soluo aquosa de NaCl 1N; fenolftalena; NH4OH concentrado; lminas de Cu e eletrodo de grafite; fonte de corrente contnua.

    b) Material utilizado:

    Lminas de cobre e grafite; Tubo em U; Fonte de corrente contnua

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    Inicialmente limpe as lminas de Cu e o grafite, que sero usados como eletrodos. Pegue o tubo em U e encha-o quase totalmente com a soluo de NaCl. Conecte o terminal negativo da fonte ao eletrodo de grafite, e o terminal positivo ao eletrodo de cobre, e coloque esses eletrodos mergulhados, cada um em uma extremidade do tubo. Ligue a fonte e espere alguns minutos para os produtos da eletrlise se formarem. Pingue quatro gotas de fenolftalena na proximidade dos eletrodos e observe se houve variao de colorao. Anote suas observaes e procure justific-las atravs das reaes redox que esto ocorrendo na clula.

    Em outra experincia, repita a mesma montagem descrita acima, apenas substituindo o eletrodo de grafite por outro eletrodo de cobre. Aps identificar os eletrodos (anodo e catodo), pingue algumas gotas de NH4OH concentrado no lado do anodo e anote suas observaes, procurando explicar o fenmeno que est ocorrendo.

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    Prtica 16: Determinao da ordem de um reagente (I)

    Objetivo da prtica

    Determinar a lei da velocidade da reao, bem como determinar o valor de k (constante de velocidade da reao). Para esta determinao, ser mantida constante a concentrao de cido cloridrico, variando-se gradativamente a concentrao do on tiosulfato e medindo-se o tempo necessrio para a reao ocorrer. Sero realizadas 5 determinaes seguindo esta metodologia.

    Introduo

    Normalmente, quando queremos estudar cintica qumica e seus parmetros fundamentais, escolhemos uma reao qumica no muito complexa, de modo que a determinao da ordem da reao seja uma tarefa descomplicada. Uma reao muito conhecida pela sua simplicidade a reao do on tiosulfato com cidos.

    Reagentes e material utilizado

    a) Solues empregadas:

    Tiosulfato de sdio ou potssio (Na2S2O3) 0,15 mol/l; cido clordrico 3,0 mol/l

    b) Material utilizado:

    5 erlenmeyers 125 mL Pipeta de 5 mL Provetas de 100 mL

    Procedimento experimental

    a) ordem do tiosulfato: organize 5 erlenmeyers de 125 ml sobre a bancada e identifique-os, fazendo uma marcao de 1 a 5. Coloque uma folha de papel branco com um x

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    desenhado embaixo de cada erlenmeyer Em cada um deles adicione os volumes de gua e tiosulfato determinados pela tabela abaixo. Adicione ao primeiro erlenmeyer, com agitao, 5 mL da soluo de cido clordrico e imediatamente acione o cronmetro. Pare o cronmetro quando a turvao se tornar intensa e no conseguir visualizar o x embaixo do erlenmeyer. Registre o tempo. Preencha a tabela com este valor. Proceda de maneira semelhante para os outros 4 erlenmeyers, anotando o tempo necessrio para que a reao ocorra nas diferentes concentraes de tiosulfato.

    Erlenmeyer Volume de Na2S2O3 (mL)

    Volume de gua (mL)

    Concentrao de Na2S2O3 (mol/L)

    Volume de HCl (mL) Tempo (s)

    1 25 0 5 2 20 5 5 3 15 10 5 4 10 15 5 5 5 20 5

    b)Ordem do HCl: Repetir o procedimento anterior, variando, agora as concentraes do HCl e mantendo-se inalterada a concentrao do tiosulfato, de acordo com a tabela.

    Erlenmeyer Volume de HCl (mL)

    Volume de gua (mL)

    Concentrao de HCl (mol/L)

    Volume de Na2S2O3 (mL)

    Tempo (s)

    1 25 0 5 2 20 5 5 3 15 10 5 4 10 15 5 5 5 20 5

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    Fundamentos Tericos

    A expresso completa da lei de velocidade de uma reao qumica de fundamental importncia no estudo da cintica da reao pois permite saber a ordem da reao em relao a cada reagente, bem como o valor da constante de velocidade da reao. O mtodo experimental normalmente utilizado na determinao da lei de velocidade de uma reao qumica consiste basicamente em acompanhar o tempo da reao quando se varia a concentrao de um reagente, mantendo-se todos os outros parmetros que influenciam uma reao fixos. Os parmetros mais comuns que influenciam a velocidade de uma reao qumica so a concentrao dos reagentes e a temperatura da reao. Na experincia realizada estudamos a reao:

    Na2S2O3 + HCl produtos

    Observe que a concentrao do HCl foi mantida fixa. Podemos escrever a lei da velocidade para esta reao de uma maneira genrica como:

    -

    [ ] [ ] [ ]mn HClOSNakdt

    OSNad322

    322=

    Como a concentrao do cido clordrico permaneceu constante, podemos escrever a expresso acima como:

    [ ] [ ]nOSNakdt

    OSNad322

    322'=

    Chamando a taxa de desaparecimento do Na2S2O3 de 322 OSNa , a expresso acima se

    torna:

    322 OSNa = [ ]322' OSNak n

    Aplicando o logaritmo neperiano a esta expresso teremos:

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    ln322 OSNa

    = ln 'k + n ln [ ]322 OSNa

    A taxa de desaparecimento pode ser calculada dividindo-se a concentrao do tiosulfato pelo tempo determinado experimentalmente em cada medida. Da mesma forma a concentrao do tiosulfato pode ser rapidamente calculada. A partir desses clculos fazemos um grfico relacionando o logaritmo neperiano da taxa com o logaritmo neperiano da concentao do tiosulfato. O coeficiente angular dessa reta nos dar a ordem da reao, n, em relao concentrao de tiosulfato.

    A ordem reacional do HCl pode ser calculada de maneira anloga.

    Questes:

    1) O que foi observado ao se variar as concentraes de determinado reagente? 2) Qual a ordem da reao em funo do tiosulfato? 3) Qual a ordem da reao em funo do HCl? 4) Qual a lei de velocidade da reao?

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    Prtica 17: Determinao da ordem de um reagente (II)

    Introduo

    A reao do azul de metileno (MB) com o L-cido ascrbico (AA), conhecido como vitamina C, faz parte de um grupo de reaes conhecidas como reaes relgio ou clock reactions. Nestas reaes, o equilbrio entre reagentes e produtos oscila durante um certo perodo de tempo, da seu nome.

    Objetivo da prtica

    Determinar a ordem da reao para cada um dos reagentes na reao do azul de metileno (MB) com o L-cido ascrbico em meio sulfrico, a partir de medidas da velocidade da reao. Inicialmente, na determinao da ordem da reao para o cido ascrbico, sero mantidas constantes a concentrao do azul de metileno e do cido sulfrico, variando-se a concentrao do cido ascrbico e medindo-se as velocidades da reao para cada concentrao especfica de cido ascrbico.

    Reagentes e material utilizado

    a) Solues utilizadas:

    Azul de metileno, 2,0 x 10-4 mol/l; cido sulfrico, 2,0 mol/l; cido ascrbico, 0,1 mol/l.

    b) material utilizado:

    5 erlenmeyer de 150 mL Pipeta de 5 mL Provetas de 15, 25 e 50 mL

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    Procedimento experimental

    Em 5 erlenmeyers de 150 mL, adicionar a soluo de azul de metileno, o cido sulfrico e o volume de gua conforme descrito na tabela abaixo.

    Erlenmeyer Volume de MB Volume de H2SO4 Volume de H2O Volume de A Volume final 1 5 mL 15 mL 25 mL 5 mL 50 mL 2 5 mL 15 mL 20 mL 10 mL 50 mL 3 5 mL 15 mL 15 mL 15 mL 50 mL 4 5 mL 15 mL 10 mL 20 mL 50 mL 5 5 mL 15 mL 5 mL 25 mL 50 mL

    Adicione cuidadosamente em cada erlemeyer, o volume de soluo de cido ascrbico determinado pela mesma tabela, anotando o tempo, com o auxlio de um cronmetro, que a reao leva para desaparecer a colorao azul. Repita esse procedimento para cada erlemenmeyer, anotando o tempo da reao.

    Fundamentos Tericos

    Considerando a reao:

    Azul de metileno (MB) + cido Ascrbico (AA) Produtos

    podemos escrever a seguinte expresso para a velocidade de reao do cido ascrbico, considerando a reao como de uma ordem genrica n, em relao a esse reagente;

    - [ ]nAA AAkv =

    Se fizermos o logaritmo nos dois lados desta expresso iremos obter:

    - [ ] )ln(ln nAA AAkv = ou - [ ]AAnkvAA lnlnln +=

    Portanto, conforme podemos ver na equao acima um grfico - AAvln versus [ ]AAln nos fornecer uma reta com coeficiente angular n, ou seja, a ordem da reao em relao ao

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    cido ascrbico. Uma vez de posse deste grfico, facilmente podemos determinar a ordem da reao em relao a este reagente.

    Questes

    1) O que foi observado ao se variar as concentraes de determinado reagente? 2) Qual a ordem da reao em funo do cido ascrbico?

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    Prtica 18: Determinao da energia de ativao de uma reao qumica

    Objetivo: Nesta experincia, ser determinada a energia de ativao da reao:

    S2O82- + 2I- 2SO42- + I2

    Para isto, iremos determinar o tempo desta reao para vrias temperaturas e relacionar graficamente o valor do ln t, onde t o tempo, com o inverso da temperatura. O coeficiente angular dessa reta multiplicado por R dar o valor da energia de ativao dessa reao.

    Introduo

    Uma etapa importante durante uma reao qumica envolve a formao de um complexo ativado. Este complexo ativado formado pela associao de um certo nmero de molculas (molecularidade da reao). O complexo ativado tem uma energia maior que a energia dos reagentes, e essa energia necessria para a formao do complexo ativado chamada de energia de ativao.

    Reagentes e material utilizado

    a) Solues empregadas:

    Iodeto de potssio (KI) 0,5 mol/l; Persulfato de sdio (Na2S2O8) 0,002 mol/l Soluo de goma de amido a 1%.

    b) Material utilizado:

    2 erlenmeyers de 20 mL 2 provetas de 25 mL Termmetro Banho termosttico

    Procedimento experimental:

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    Coloque em um erlenmeyer 20 ml de KI e em um outro erlenmeyer, 20 mL de Na2S2O8 0,002 mol/l e 7 gotas da soluo de amido. Leve os dois erlenmeyers a um banho na temperatura de 30 oC, espere a temperatura alcanar esse valor e rapidamente misture o contedo dos erlenmeyers, anotando o tempo que a soluo leva para se tornar azul. Repita esse procedimento para as temperaturas de 40, 50 e 60o C. Organize seus dados utilizando a tabela a seguir:

    Temperatura (T), K Tempo (t), min Ln t 1/T

    Fundamentos Tericos

    Atravs da relao de Arrhenius, a constante de velocidade ( k ) est relacionada com a energia de ativao atravs da relao matemtica:

    )exp(RTEAk A=

    onde A uma constante, R a constante dos gases ideais, T a temperatura em Kelvin e

    AE a energia de ativao da reao.

    A relao matemtica:

    TRE

    t A1ln =

    pode ser facilmente deduzida. Considerando uma reao de 1a ordem em relao ao 2

    82OS podemos escrever:

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    -

    [ ] [ ] = 282282 OSkdtOSd

    Resolvendo esta equao, obtemos:

    [ ] [ ] ktOSOS = 0282282 lnln

    onde o valor de k ser dado por:

    [ ] [ ]t

    OSOSk

    =

    2820

    282 lnln

    ou t

    teconsk tan=

    Aplicando o logaritmo neperiano na expresso acima, obtemos:

    =

    t

    teconsk tanlnln ou tctek lnlnln = (1)

    Porm, pela equao de Arrhenius sabemos que:

    RTE

    Aek0

    = ou RTE

    Ak )lnln =

    susbtituindo-se esse valor de ln k na expresso (1), iremos obter:

    tcteRTE

    A lnlnln ) =

    Colocando em funo de 0E , obtemos:

    - tActeRTE lnlnln0 = - t

    Acte

    RTE lnln0

    =

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    -

    RTE

    Acte

    t 0lnln

    =

    Multiplicando por 1 , obtemos a expresso final:

    TRE

    Acte

    t1lnln 0+

    =

    Questes:

    1) O que se observou, em relao velocidade da reao, quando ocorre aumento de temperatura?

    2) Como pode ser justificado esse comportamento? 3) Qual o valor da energia de ativao encontrada para a reao?

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    Prtica 19: Fatores que influenciam a velocidade de uma reao qumica

    Objetivo da prtica

    Observar a influncia de alguns fatores na velocidade de uma reao qumica. Iremos observar, nesta prtica a influncia da superfcie e da luz em uma reao.

    Introduo

    Vrios fatores podem influenciar a velocidade de uma reao qumica. Os fatores mais comuns incluem:

    - concentrao dos reagentes; - temperatura; - radiao eletromagntica (rem).

    Sabemos que, para uma reao qumica ocorrer necessrio que ocorra um choque efetivo entre as molculas reagentes. Podemos afirmar que, quanto maior o nmero de choques entre as molculas reagentes (ou seja, a freqncia de coliso entre as molculas), mais rpido ser velocidade da reao. A temperatura influencia diretamente a freqncia de coliso pois a medida que a temperatura aumenta, as molculas adquirem maior energia cintica, aumentando o nmero de choques entre elas (esse efeito mais facilmente observvel em reaes ocorrendo na fase gasosa). Em princpio podemos afirmar que, de maneira geral, quanto maior a temperatura, maior ser a velocidade de uma reao qumica. Porm, isso no uma regra geral, a maioria das reaes que ocorrem em processos bioqumicos tem coeficiente de temperatura negativos, ou seja, a velocidade da reao diminui com o aumento da temperatura.

    O efeito da radiao eletromagntica mais sutil e diferenciado. Para que uma reao qumica seja catalisada pela luz, necessrio que pelo menos uma das molculas reagentes seja fotossensvel, isto , absorva a R.E.M. (radiao eletromagntica). Ao absorver a REM, a molcula ganha energia, se tornando excitada. Uma molcula excitada possui orbitais moleculares (no caso de molculas) ou atmicos (no caso de tomos) completamente diferentes dos orbitais presentes quando o reagente no est excitado (ou seja, se encontra no seu estado fundamental) Esse fato predispe a molcula a reagir mais rpido.

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    O efeito da superfcie est ligado concentrao. Sabe-se, pela expresso da velocidade de uma reao qumica, que quanto maior a concentrao dos reagentes, mais rpida a reao ir ocorrer. Portanto, qualquer mtodo que aumente a concentrao dos reagentes ir influenciar a velocidade, pois aumentar o nmero de choques entre as molculas. Esse efeito claramente visvel ao compararmos a velocidade de um slido que no est dividido com outro finamente dividido. A velocidade da reao ser muito maior no segundo caso.

    Reagentes e material utilizado

    a) Reagentes empregados:

    Soluo de NaCl 0,1 mol/l; HCl concentrado; Soluo de AgNO3 0,1 mol/l; Fe metlico (em p) e Fe metlico (prego).

    b) Material utilizado:

    2 tubos de ensaio Pipetas de 10 mL Papel de filtro Folha de papel preto

    Efeito da superfcie:

    Pegar dois tubos de ensaio e em um deles adicionar ferro metlico (prego) e no outro tubo colocar um pouco de ferro em p. Adicionar a cada um cerca de 10 ml de HCl concentrado e observar, comparando a evoluo da reao.

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    Efeito da luz:

    Pingar alguma gotas de NaCl em um papel de filtro, de modo a molhar todo o papel. Esperar secar e pingar algumas gotas de AgNO3 no papel, de modo que todo ele fique mido. Cobrir parte do papel de filtro com papelo preto, ou um material que no deixe a luz passar, e expor esse aparato a luz do sol ou lmpada fluorescente. Esperar cerca de 30 minutos e observar o papel de filtro.

    Questes 1) Como a temperatura influi na velocidade da reao qumica? 2) De que maneira se justifica o efeito da superfcie de contato na velocidade de uma

    reao qumica? 3) A luz sempre aumenta a velocidade de qualquer reao qumica? Justifique.

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    Prtica 20: Efeito de catalisadores em uma reao qumica

    Objetivo da prtica

    Nesta prtica iremos estudar qualitativamente o efeito de 2 catalisadores inorgnicos (Fe2+ e Cu2+) na reao do on tiosulfato com o ferro (III). Na outra experincia verificaremos o efeito de uma enzima (catalase), na decomposio da gua oxigenada. A catalase uma enzima cuja funo, na maior parte dos organismos, servir como mecanismo de defesa contra o radical anion superoxido, O2-, um subproduto da oxidao metablica de gorduras e carbohidratos.

    Introduo

    Catalisadores so substncias que aceleram a velocidade de uma reao qumica sem serem consumidos durante o processo. O mecanismo pelo qual um catalisador atua atravs da diminuio da energia de ativao da reao, acelerando a mesma. Os catalisadores biolgicos so conhecidos como enzimas. Elas se ligam a um reagente especfico chamado substrato, facilitando sua reao pela estabilizao do estado de transio. A maior parte das enzimas so protenas, mas seus stios ativos geralmente contm outros grupos alm dos aminocidos, normalmente metais de transio como o zinco, ferro, mangans, cobalto, e outros metais de transio.

    Reagentes e material utilizado

    a) Reagentes empregados:

    No teste dos catalisadores inorgnicos sero empregadas as seguintes solues: Soluo aquosa de Fe(NO3)3 0,1 mol/l; Soluo aquosa de CuSO4 0,1 mol/l; Soluo aquosa de FeSO4 0,1 mol/l; Soluo aquosa de NiSO4 0,1 mol/l. Soluo de tiosulfato de sdio 0,1 mol/L

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    No teste da catalase sero empregadas as seguintes solues:

    H2O2 a 3%; Extrato ou pedao de fgado; Extrato ou pedao de batata.

    b) Material utilizado:

    Provetas de 50 e100 mL; cronmetro; Erlenmeyer de 50 mL

    Procedimento Experimental

    Catalisadores inorgnicos:

    Pegar uma folha de papel branco e desenhar um pequeno X. Em cima deste desenho colocar uma proveta de 100 ml, e adicionar 50 ml de soluo de Fe(III). Adicionar 50 ml de tiosulfato de sdio e marcar o tempo necessrio para que a marcao (X) se torne novamente visvel. Repetir o procedimento, desta vez misturando cerca de 10 gotas da soluo de Cu (II) soluo de Fe (III). Repetir esse mesmo procedimento para os catalisadores Fe (II) e Ni (II), anotando o tempo necessrio para que a turvao desaparea. Complete a tabela a seguir com os dados obtidos.

    Reao Sem catalisador com Cu (II) com Fe (II) com Ni (II) Tempo

    Catalise com enzimas:

    Em um erlenmeyer de 50 ml coloque 25 ml de soluo de H2O2 a 3 %. Adicione um pequeno pedao de fgado e observe o resultado. Em outro frasco repita o mesmo procedimento, desta vez substituindo o fgado por um pedao de batata e observe o resultado.

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    Tenha cuidado de colocar aproximadamente a mesma massa de fgado e de batata. Compare a evoluo dos gases nas duas reaes.

    Questes

    1) Qual o mecanismo de ao de um catalisador? 2) Como o H2O2 reage com o fgado e com a batata?

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    Prtica 21: Determinao quantitativa das constantes de velocidade de uma reao catalisada e no catalisada

    Objetivo

    Determinar a lei de velocidade para a reao no catalisada bem como as constantes de velocidade para a reao catalisada e no catalisada.

    A velocidade inicial da reao ser determinada pela adio de amido e de uma pequena quantidade conhecida de tiosulfato de sdio a soluo de iodeto, antes da adio do perxido de hidrognio. O iodo gerado ao misturarmos a soluo de iodeto com perxido de hidrognio, consumido imediatamente pelo tiosulfato, segundo a reao:

    I2 + 2S2O32- 2I- + S4O62-

    Contudo, aps a pequena quantidade de tiosulfato ser consumida, o iodo gerado ir reagir com a goma de amido, com o aparecimento da colorao azul caracterstica. O intervalo de tempo entre a mistura dos reagentes e o aparecimento da cor azul, nos fornece o tempo da reao.

    Introduo

    A funo de um catalisador em uma reao qumica normalmente explicada pelo abaixamento da energia de ativao da reao, oferecendo um caminho da reao diferente em relao a uma reao no catalisada.

    Uma reao muito comum que explora bem esses conceitos a reao relgio do iodeto com perxido de hidrognio:

    2H+ + H2O2 + 2I- I2 + 2H2O

    Normalmente esta reao estudada numa soluo tampo de pH 4,2. Podemos, porm, estudar o efeito da concentrao de um cido, que atua como catalisador desta reao.

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    Reagentes e material utilizado:

    a) Reagentes utilizados:

    Soluo tampo (C2H4O2 1 M + NaC2H3O2 1 M); Soluo de Na2S2O3 0,01 M; Soluo de goma de amido a 2 %; Soluo de KI 0,060 M; Soluo de H2O2 0,040 M; Soluo de HNO3 0,50 M.

    b) Material utilizado:

    Pipetas de 25 ml; Cilindro graduado de 25 e 50 ml; Erlenmeyers de 250 ml; Cronmetro.

    Devido ao fato da reao do perxido de hidrognio com o on iodeto ser grandemente influenciada por pequenas quantidades de contaminantes, deve-se tomar muito cuidado na limpeza da vidraria a ser utilizada. O melhor procedimento lavar bem a vidraria com gua comum e rinsar vrias vezes com gua destilada (pode-se tambm utilizar pequenos volumes de soluo de EDTA para a remoo dos metais contaminantes).

    muito importante tambm que as quantidades de soluo de Na2S2O3 e da soluo estoque contendo este reagente, seja medida cuidadosamente, atravs de uma pipeta de 25 ml. O preparo das solues de Na2S2O3 feito do seguinte modo:

    a) reaes no catalisadas

    Em um erlenmeyer de 500 ml, pipete 25 ml da soluo de Na2S2O3 0,01 M, 25 ml da soluo tampo e 25 ml da soluo de goma de amido a 2 %. Dilua esta soluo, adicionando 175 ml de gua destilada e homogenize a soluo resultante.

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    b) reaes no catalisadas

    Em um erlenmeyer de 500 ml, prepare a soluo da mesma maneira descrita para o caso das reaes no catalisadas, porm substituindo o volume da soluo tampo por 25 ml de gua destilada.

    Procedimento Experimental

    a) Reaes no catalisadas

    Separe 5 erlenmeyers de 250 ml e numere-os de 1 a 5. Em cada um deles, pipete 25 ml de soluo tampo e adicione os volumes correspondentes da soluo de KI 0,060 M e de gua destilada, conforme relacionado na tabela abaixo. Para a determinao do tempo da reao, adicione os volumes de H2O2 determinados na tabela abaixo e anote o tempo da reao, agitando sempre a mistura para permitir uma homogeneizao perfeita.

    erlenmeyer Volume de KI 0,060 M (ml)

    Volume de H2O destilada (ml)

    Volume de H2O2 0,040 M (ml)

    Tempo da reao

    1 25 30 20 2 25 20 30 3 25 0 50 4 15 10 50 5 10 15 50

    b) Reaes Catalisadas pelo cido

    Pipete 25 ml da soluo estoque de Na2S2O3 no tamponada em 4 erlenmeyers de 250 ml, previamente numerados de 1 a 4. Repita o procedimento descrito para as reaes no catalisadas (tem anterior), prestando ateno nos volumes de cido ntrico adicionados a mistura reacional, descritos na tabela abaixo. Observe que o volume de cido adicionado antes da adio do perxido de hidrognio.

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    Erlenmeyer Volume de KI 0,060 M

    (ml)

    Volume de H2O (ml)

    Volume de HNO3 0,50

    M (ml)

    Volume de H2O2 0,040

    M (ml)

    Tempo

    1 25 0 30 20 2 25 10 20 20 3 25 20 10 20 4 25 25 5 20

    Fundamentos Tericos

    Podemos utilizar a concentrao do on tiosulfato presente em cada mistura reacional (2,5 x 10-4 M) e a equao da reao do consumo do tiosulfato com iodo para calcular a concentrao do iodo formado durante a reao. Desta maneira, calculamos a velocidade de formao do iodo para cada mistura reacional e, posteriormente, determinamos as concentraes do perxido de hidrognio e iodeto.

    Utilizando os valores obtidos nas trs primeiras misturas reacionais (sem catalisador), fazemos um grfico relacionando ln da velocidade versus ln [H2O2] e determinamos a inclinao da reta, que nos dar a ordem da reao em relao ao perxido de hidrognio. Repetir esse procedimento para o caso do iodeto, ou seja, relacionar graficamente o ln da velocidade da reao (ou taxa) versus ln [I-], determinando a ordem da reao em relao ao iodeto. A partir das ordens de reao em relao ao perxido de hidrognio e ao iodeto, escrever a lei de velocidade da reao do iodeto com perxido de hidrognio. Usando esta expresso, calcular a constante de velocidade para as reaes sem catalisador. A mdia desses valores ser a constante de velocidade para uma reao no catalisada.

    Em seguida, lance graficamente os dados relacionando os valores de k com a [H+]. A inclinao desta reta nos dar o valor da constante de velocidade da reao catalisada ( catk ) e o seu coeficiente linear nos dar o valor de ncatk , ou seja a constante de velocidade da reao no catalisada.

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    Prtica 22 - Tenso superficial

    Material

    Pipeta graduada de 1mL Frasco com tampa, limpo e seco, para cada soluo a ser medida Bureta

    Procedimento

    1) Determinao do dimetro do tubo de vidro a) O dimetro do tubo pode ser medido utilizando-se um paqumetro ou obtido a partir da massa de uma gota de um lquido padro, cujo valor da tenso superficial seja conhecido.

    2) Medidas para obteno da tenso superficial a) Coloque o lquido na Bureta. Regule a torneira de tal forma a obter uma vazo

    aproximadamente de 1 gota por minuto. b) Recolha umas 10 gotas do lquido problema no frasco (j pesado anteriormente com

    a tampa). Anote o volume e a massa correspondente s gotas recolhidas.

    3) Tenso interfacial lquido-lquido a) Coloque um lquido mais denso na pipeta graduada, mergulhando sua ponta dentro do lquido menos denso, deixando a gota do lquido mais denso crescer dentro do lquido menos denso e obter a massa da gota por diferena de pesagem. b) Deve-se crescer parcialmente a gota antes de mergulhar a ponta da pipeta no lquido menos denso para que a ponta da pipeta no fique contaminada com o lquido menos denso. c) Neste caso, deve-se utilizar a massa efetiva da gota, que a massa da gota medida na balana menos a massa do lquido deslocado (empuxo). A massa do lquido deslocado pode ser obtida multiplicando-se a sua densidade pelo volume da gota formada.

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    Referncias

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    3. Hemalatha, M. R. K., NoorBatcha, I., Journal Chemical Education, 74, no 8, 972-973, 1997;

    4. ATKINS, P. W. Fsico-Qumica, Livros Tcnicos e Cientficos Editora S. A. - LTC, 6a edio, V. 1, 1999.

    5. Cooper, C. L., Koubek, E., Journal Chemical Education, vol 75, no 1, 87-89, 1998.

    6. Fogler, H.S., Elements of Chemical reaction Engineering, 2a edio, Ed. Prentice Hall, 1992

    7. Russel, J.B., Qumica Geral, 2a edio, Ed. Pearson, Makron Books, 1994

    8. Alexev, V., Anlise Quantitativa, Ed. Lopes Silva, 1982

    9. Atkins, P.W., Fsico-Qumica, VOL. 1, 6a edio, Ed LTC,1999

    10. Atkins, P.W., Fsico-Qumica - Fundamentos, Ed LTC, 2003