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livro sobre pratica de laboratório
Tipologia: Exercícios
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Prezado(a) leitor(a),
Este livro faz parte do acervo do Programa Nacional
Biblioteca da Escola para o Ensino Médio - PNBEM/2008,
composto por várias obras literárias e de referência, das
diferentes áreas do conhecimento. Elas foram encaminhadas a
sua escola com o objetivo de garantir a vocês, alunos, alunas,
professores, professoras, e demais profissionais da escola, o
acesso à cultura, à informação, estimulando a leitura~a
pesquisa.
Essas obras farão parte do acervo da biblioteca de sua
escola. Como acervo coletivo, é responsabilidade de todos os que
dele fizerem uso zelar para que várias pessoas se beneficiem
desse bem cultural.
Bom proveito!
Professora de Química da Universidade Federal de Mato Grosso do Sul
Ensino médio };" lª edição
EDITORA MODERNA
COORDENAÇÃO José Luiz Carvalho da Crus: EDITORIAL Ronaldo Ozêas dos Reis^ EDIÇÃO DE TEXTO GERENCIA DA José PREPARAÇÃO Gabrie! Am>io E DA REVISÃO PREPARAÇÃO trací Miyuki Kisbi DO TEXTO EstevamJr.^ REVISÃO MariaSolange F. Caoailaro Pereira SUPERVISÃO Edmundo (^) DE C (^) PRODUÇÃO Canado
Rua^ EDITORA MODERNA Padre Adelino. 758· BelenzinholTDA. VendasSão e Atendimento:Paulo^ - SP - Brasil- Tel.^ CEP(O__^ 03303-9041 1) 6090- Fax 10 www.rnoderoa.com.br__ 1116090- Impresso^2008 no Brasil 1 3 5 7 9 10 8 6 4 2
Wilson Gazzoni^ EDIÇÃO^ DE^ Agostinho ARTE Ilustração: Simone Stella Hess^ CAPA Foto: Maria do Carmo Krazchychyn Vem^ PESQUISA Lucia^ da ICONOGRÁFICA Silva Barríonueuo Cecília /washita^ ILUSTRAÇOES TRATAMENTO Roherto tongatto [unior DE IMAGENS Ptaota^ DIAGRAMAÇÃO Maria sua Helio^ SAíDA P. de^ DE Souza^ FILMES Filho tuiz A. da Silva COORDENAÇÃO pemandu Da/to (^) DO {)(1:ClIl PCP "- Impresso na Gráfica da Ave-Maria Dados Internacionais(Câmara Brasileira de Catalogação do Livro. SP, Brasil) na Publicação (CIPI
Experimentos de qufmlca^ Hess, comSônia materiais domésncos I Sônia Hess São Paulo ; I Ilustruçâo Moderna. 1997. Cecilia Iwashuul. -- mbliogmfia.
97-ll94 I. Química^ 2. Quirnica^ - Experiências^ I. Título.CDD-S40. índices l. Experiências para catálogo : Química sistemático; 540.
Todos os direitos reservados
Realizar experimentos de Química envolvendo reagentes, catalisa- dores e outros materiais baratos e facilmente disponíveis é um desafio enfrentado por muitos professores, especialmente por aqueles que tra- balham em instituições de ensino com recursos financeiros insuficien- tes ou, então, localizadas em cidades onde não há comércio especializa- do em produtos químicos. A presente obra tem por finalidade oferecer sugestões de aulas prá- ticas de Química que possam ser desenvolvidas facilmente em qualquer instituição de ensino, mesmo naquelas desprovidas de laboratórios, equipamentos, vidrarias e reagentes convencionalmente utilizados. O grande objetivo é colaborar para que estudantes do Ensino Mé- dio gostem de estudar Química e passem a conhecer melhor a natureza por meio dela.
A autora
Este livro é dedicado a todos os professores que fazem de sua profissão uma grande paixão.
NECESSÁRIOS À REALIZAÇÃO DOS
Utensílios
I
I
II
1
1
Ir • 1 (^1) I
Equipamentos
Materiais
MEDIDAS DE SEGURANÇA
I
~II ~IO ácido muriático (ácido clorídrico comercial) é corrosivo e O o contato com a pele e os olhos pode causar ferimentos. Seus vapores também causam irritação das vias respiratórias, podendo ocasionar lesões graves. Evitar a inalação e traba- lhar em local bem arejado. Em caso de contato com a pele e os olhos, chamar o professor e lavar imediatamente o local afetado com água em abundância, durante pelo menos 10 mi- nutos. Se a lesão ocasionada for grave, ou se ocorrer inges- tão, procurar assistência médica. Para evitar acidentes, suge- re-se que o professor realize sozinho, de maneira demonstra- tiva, os itens do procedimento que envolvem o uso de ácido muriático, e que seja utilizado um conta-gotas para a trans- ferência do ácido. Cuidado! A ingestãode ácido muriático causa lesões graves e pode ser fatal.
1~111~1O hidróxido de sódio comercial (soda cáustica) é uma base Ó forte que causa lesões à pele e aos olhos quando em conta- to direto. Em caso de acidente, chamar o professor e lavar imediatamente o local afetado com água em abundância, durante pelo menos 10 minutos. Se a lesão ocasionada for grave, ou se ocorrer ingestão, procurar assistência médica. Cuidado! A ingestão de soda cáustica causa lesões graves e pode ser fatal.
,^ I j 1 jI i
I~ I1~I A cal também é um material corrosivo para a pele e os olhos
te, chamar o professor e lavar imediatamente o local afeta- do com água em abundância, durante pelo menos 10 minu- tos. Se a lesão ocasionada for grave, ou se ocorrer ingestão, procurar assistência médica. Cuidado! A ingestão de cal causa lesões graves.
CAPíTULO 1
QUEM PESA MAIS?
o ouro é um metal precioso e um dos elementos mais densos encontrados na natureza.
Estudar a densidade por meio de materiais simples.
o alicate
o arrebite de alumínio
o estilete
O faca
O lápis de pedreiro
O martelo
O peça de chumbo
O prego médio
o professor poderá dividir a turma em pequenos grupos (3 alu- nos, no máximo), e cada equipe realizará todos os itens do procedi- mento. Ao final, todas as equipes poderão expor os resultados obti- dos e discuti-Ias em conjunto, com a participação do professor. O questionário poderá ser respondido individualmente, como atividade extrac1asse.
a Pegar o prego. Com o alicate, cortar o arrebite de alumínio no mes- mo comprimento do prego escolhido, bater com o martelo, até que o diâmetro da peça de alumínio fique igual ao do prego.
. -b Com o martelo e a faca, moldar a peça de chumbo até que ela ad- quira o mesmo formato (comprimento e diâmetro) do prego utili- zado no item a.
·~'·r C Quebrar o lápis de pedreiro e, com o estilete ou a faca, raspar e cor- tar o grafite, até que ele fique com o mesmo formato (comprimento e diâmetro) do prego utilizado no item a.
d Ao final do item c, você terá obtido 4 peças de mesmo tamanho (mesmo volume), de materiais diferentes. Em uma mão, segure uma das peças, e na outra mão, outra peça. Sinta o "peso" de cada peça, e anote o nome daquela que você acha ser a mais "pesada". Repita essa "pesagem" até que todas as peças tenham sido comparadas entre si. Ao final, escreva o nome dos materiais em ordem de "peso", do mais "leve" ao mais "pesado".
I· I
Ferro Alumínio^ Chumbo^ Grafite
A densidade (d) é uma grandeza que expressa a relação entre a mas- sa (m) e o volume (V) de um material:
m d=- V
onde m = massa do material (gramas) e V = volume do material (ml, ou cnr').
Quanto mais denso for determinado material, maior será o peso de certo volume desse material, Se tomarmos peças de materiais diferen- tes mas com volumes iguais (comprimento x área), poderemos com- parar as densidades desses materiais, pois o material mais "pesado" (massa maior) será o mais denso.
Considerando:
m di = Vi^ (d I é a densidade do material 1) 1
m d 2 = V^2 (d; é a densidade do material 2) 2
1 I
A densidade é uma propriedade periódica, ou seja, à medida que o número atômico aumenta ao longo da tabela periódica, a den- sidade aumenta ou diminui, periodicamente. O sentido do aumento da densidade, ao longo da tabela periódica, está representado abai- xo: os elementos mais densos encontram-se no centro e na parte inferior.
o professor poderá dividir a turma em pequenos grupos (3 alu- nos, no máximo), e cada equipe realizará todos os itens do procedi- mento. Ao final, todas as equipes poderão expor os resultados obti- dos e discuti-Ios em conjunto, com a participação do professor. O questionário poderá ser respondido individualmente, como atividade extraclasse.
*Duração prevista: 40 minutos
Observação: 1 colher de chá = 2,5 mL; 1 colher de sopa = 10 mL
Em copos separados, utilizando 20 mL de cada substância, mis- turar: água e álcool; água e acetona; água e óleo de soja; água e gasolina; água e querosene; álcool e acetona; álcool e óleo de soja; álcool e gasolina; álcool e querosene; acetona e óleo de soja; acetona e gasolina; acetona e querosene; óleo de soja e gasolina; óleo de soja e querosene; gasolina e querosene. Observar quais substâncias se misturam perfeitamente e quais não se misturam, formando duas camadas, e anotar na tabela abaixo, colocando s nas misturas perfeitas e i nas outras. Quando houver duas cama- das, colocar mais 20 mL de uma das substâncias e verificar se a substância acrescentada é a que está formando a camada superior ou a inferior. Anotar as observações.
r
I
Dispor 3 copos em fila. Colocar 20 mL de água em cada um. No primei- ro, adicionar um pouco de açúcar, no segundo um pouco de sal e no ter- ceiro um pouco de naftalina moída. Agitar cada mistura durante alguns minutos e observar em que casos houve dissolução. Anotar as observa- ções. Dispor outros 3 copos em fila e colocar 20 rnL de querosene em cada um. Repetir as misturas feitas com a água e anotar as observações.
Quando os elétrons de uma molécula não estão distribuídos uniforme- mente, a substância é dita polar. Por exemplo: a água é uma substância polar porque os elétrons estão mais próximos do oxigênio que do hidro- gênio. O álcool também é polar porque os elétrons estão mais próximo do oxigênio, que é um átomo muito eletronegativo (atrai elétrons). A gasoli- na, por outro lado, é formada por uma mistura de substâncias apoiares, em que os elétrons estão distribuídos igualmente por toda a molécula.
O /"-
Água
Álcool
Há uma regra que prevê se duas substâncias vão se misturar perfei- tamente ou não: "semelhante dissolve semelhante", ou seja, substâncias polares se misturam bem com substâncias polares, e substâncias apolares se misturam bem com substâncias apolares; substâncias pola- res não se misturam com substâncias apolares, Quando duas substâncias no estado líquido não se misturam, obser- va-se a formação de duas camadas. A camada superior é formada pela substância de menor densidade (ver capítulo 1).
Bibliografia: ver referências 4, 5, 6, 10, 18, 19
CAPíTULO 3
I ACIDOS, BASES E
INDICADORES I ACIDO-BASE
ácidas.
Estudar, por meio de indicadores ácido-base alternativos, a natureza ácida ou básica de materiais domésticos.
MATERIAIS
(ontinuo .••
I-
Segundo Arrhenius, "ácido é toda substância que em meio aquoso libera íons H+; e base é toda substância que em meio aquoso libera íons OH-". Uma definição mais ampla, proposta por Lewis, estabelece: "ácido é toda substância capaz de aceitar um par de elétrons; e base é toda substância capaz de ceder um par de elétrons, em qualquer solvente". Um ácido é dito forte quando libera íons H+ facilmente ou quando tem grande tendência a atuar como tal. Nos experimentos foram utilizados estes materiais presentes em nossa vida diária: Ácido muriático: é uma solução impura de ácido clorídrico (HCI) em água. Água sanitária: contém hipoclorito de sódio (NaCIO), em mistura com água, NaOH e cloro (CI). Cal: é constituída por óxido de cálcio (CaO), que em reação com água! forma Ca(OH)2. Creme dental: contém carbonato de cálcio e outras substâncias. Leite de magnésia: contém Mg(OH)2 e AI(OH»)"
Limão: como outras frutas ácidas (cítricas), contém uma mistura de áci- dos orgânicos, entre eles o ácido cítrico.
Refrigerante incolor: os refrigerantes contêm gás carbônico (CO), que em contato com água gera ácido carbônico (H 2 C0 3 ), além de ácido fosfórico (H 3 P0 4 ), como conservante. Salamoníaco: contém NH 4 HC0 3 , que em contato com água libera NH 4 0H. Soda cáustica: é o nome popular de hidróxido de sódio (NaOH). _Vinagre: é uma solução diluída de ácido acético (CH 3 COOH) em água.
Bibliografia: ver referências 1,4,5,6,9, 12, 16, 18,
'111 i i'i'· --',.. '" CAPITULO 4
I QUAL E o AZUL MAIS AZUL? °professor poderá dividir a turma em grupos, e cada equipe reali- , .zara todos os experimentos. Ao final, todas as equipes poderão expor os resultados obtidos e discuti-los em conjunto, com a participação do pro- fessor. °questionário poderá ser respondido individualmente, como ati- vidade extraclasse.
-O azul é a cor predominante na plumagem de algumas aves. Observação: 1 colher de chá = 2,5 mL; 1 colher de sopa = 10 mL
Demonstrar a formação de alguns complexos de cobre 11,empregan- do materiais simples.
"',:á~:Colocar 5 colheres de chá de sulfato de cobre e 100 mL de água em
um copo. Agitar até dissolver completamente o material sólido. Esta o Aji-no-moto é a solução^ de cobre.
O 2 colheres de sopa O conta-gotas O 6 copos de vidro O vinagre (30 ml) I ~ 1 bicarbonato de amônio (salamoníaco) (10 g) I ~ 1 sulfato de cobre (50 g)
[~I uréia (10 g) ,I~ Ile) ácido muriático (50 ml) I~) le) hidráxido de sádio (soda cáustico) (10 g)
b. Colocar 1 colher de chá de bicarbonato de amônio (NH 4 HC0 3 ) em um copo e adicionar 30 mL de água. Agitar até dissolver todo o material sólido e então acrescentar 2,5 mL da solução de cobre. Agitar e durante 5 minutos observar. Comparar a cor resultante com a cor da solução de cobre pura. Anotar as observações. A seguir, gotejar (conta-gotas) vina- gre, até observar uma mudança na cor da solução. Comparar a cor resul- tante com a cor da solução de cobre pura. Anotar as observações. .c, Colocar 1 colher de chá de Aji-no-moto',0 • em um copo com 20 mL de água. Agitar até dissolver todo o material sólido e então acrescentar 2,5 mL da solução de cobre. Agitar e durante 5 minutos observar. Comparar a cor resultante com a cor da solução de cobre pura. Ano- tar as observações.
Quando um ácido é adicionado ao meio, o complexo de cobre II po- derá se decompor porque os ligantes contendo nitrogênio ficarão com- prometidos com os íons H+, formando outros compostos, que conterão a
ligação - NH -. I Quando o íon Cu^2 + reage com o ácido clorídrico em concentração apropriada, ocorre a formação de um complexo.
Quando, em meio fortemente básico, o íon cobre II reage com a uréia, ocorre a denominada reação de biureto, com a formação do com- plexo apresentado na equação a seguir.
_ -~Bibliografia: ver referências 1,4,5,6, 10, 12, 14, 18, 19 'i~~?S{:.~
CAPíTULO 5
GASES
j As auroras boreais são fenômenos de i grande beleza resultantes do choque de partículas (elétrons e prótons) emitidas pelo $01 com os gases da atmosfera.
Estudar, por meio de reações simples, a formação de alguns gases.
o bicarbonato de sódio (50 g)
o conta-gotas
continua •••
[~I água oxigenada (10 volumes) (10 ml)
lei ácido muriático (50 ml)
lei cal (10 g)
~ lei comprimido de permanganato de potássio
o professor poderá dividir a turma em grupos, e cada equipe reali- zará todos os experimentos. Ao final, todas as equipes poderão expor os resultados obtidos e discuti-los em conjunto, com a participação do pro- fessor. O questionário poderá ser respondido individualmente, como ati- vidade extraclasse.
Observação: 1 colher de chá = 2,5 rnL; 1 colher de sopa = 10 mL
Pulverizar o comprimido de permanganato de potássio (100 mg), co- locar o pó em um copo e acrescentar 20 rnL de água. Agitar até dis- solver todo o material sólido. Esta é a solução 1. Guardá-Ia no fras- co de vidro com tampa.
Colocar 2,5 mL da solução 1 em um copo. Aos poucos, gotejar (con- ta-gotas) ácido muriático, agitando-o até ocorrer uma mudança per- manente da cor da solução. Observar atentamente -: a mistura e anotar as observações.
N a reação de permanganato de potássio com água oxigenada (H 2 0Z>, ocorre a formação do gás oxigênio (0z>.
Quando se coloca ferro metálico (prego) na presença de ácido muriático
A reação de bicarbonato de sódio (NaHC0 3 ) com vinagre (ácido acético) ou outros ácidos leva à formação de gás carbônico.
Muitos seres vivos, inclusive o homem, produzem gás carbônico (C0z> durante o processo da respiração. Quando reage com a água, a cal
Bibliografia: ver referências 4,5,6, 12, 18, 19,
I (^) I
i i
, :1['
I:,!
CAPíTULO 6
o refrigerante incolor (250 ml)
ÁCIDOS E BASES
SE NEUTRALIZAM?
o vinagre (750 ml)
I~ I álcool (100 ml)
~,~ 1lei ácido muriático (10 ml)
~,~~ Ilei hidróxido de sódio (soda cáustica) (10 g)
A reação de um ácido com uma base de Arrhenius resulta na formação de água.
o professor poderá dividir a turma em grupos, e cada equipe reali- zará todos os experimentos. Ao final, todas as equipes poderão expor os resultados obtidos e discuti-los em conjunto, com a participação do pro- fessor. O questionário poderá ser respondido individualmente, como ati- vidade extraclasse. Para tanto, os alunos poderão consultar, também, as informações fomecidas no capítulo 3.
Estudar reações de neutralização entre alguns ácidos e bases de uso do- méstico. Considerar o conceito de ácido e base de Arrhenius (ver página 24).
ATENÇÃO!
Observação: 1 colher de chá = 2,5 mL; 1 colher de sopa = 10 mL
'tr";-ar{ Pulverizar 1 O comprimidos de Lacto-purga. Colocar o pó em um copo e acrescentar 60 mL de álcool. Agitar durante 5 minutos e, en- tão, adicionar 40 mL de água. Agitar novamente e filtrar (filtro de papel). O líquido filtrado é o indicador 1. continua ••