Relatório de Prática: Reação de Oxidação e Ácido-Base em Química Aplicada à Engenharia

RELATÓRIO DE PRÁTICA Nome matrícula RELATÓRIO DE AULAS PRÁTICAS ENSINO DIGITAL RELATÓRIO DATA RELATÓRIO DE AULAS PRÁTICAS QUÍMICA APLICADA À ENGENHARIA DADOS DOA ALUNOA NOME MATRÍCULA CURSO POLO PROFESSORA ORIENTADORA ORIENTAÇÕES GERAIS O relatório deve ser elaborado individualmente e deve ser escrito de forma clara e concisa O relatório deve conter apenas 01 uma lauda por tema Fonte Arial ou Times New Roman Normal e Justificado Tamanho 12 Margens Superior 3 cm Inferior 2 cm Esquerda 3 cm Direita 2 cm Espaçamento entre linhas simples Título Arial ou Times New Roman Negrito e Centralizado Atenção desenvolva as respostas de maneira resumida mas garanta que todo o conteúdo necessário foi abordado Para essa atividade é obrigatório a indicação de referência bibliográfica RELATÓRIO ATIVIDADE PRÁTICA 1 REAÇÃO DE OXIDAÇÃO Descrever a reação que aconteceu Balancear os coeficientes estequiométricos da reação Descobrir o número NOX e a variação do NOX da reação que aconteceu Qual elemento de oxidou perda de elétrons aumento do nox e qual elemento reduziu ganho de elétrons diminuição do NOX Qual é o agente oxidante e qual é o agente redutor na reação Qual o produto formado na reação que foi conseguido ser observado a olho nu ATIVIDADE PRÁTICA 2 REAÇÃO ÁCIDOBASE Ácido Acético Ver no rótulo do vinagre a composição de ácido acético Pesquisar a densidade massa específica do vinagre e sua fórmula molecular Descrever propriedades do ácido acético Calcular a massa de vinagre e pela composição de ácido acético no vinagre RELATÓRIO DE AULAS PRÁTICAS ENSINO DIGITAL RELATÓRIO DATA achar a massa de ácido acético na solução de vinagre Descobri o número de mols de ácido acético contido no 100 mL de vinagre Bicarbonato de sódio Ver no rótulo a pureza de bicarbonato de sódio comercial Pesquisar sua fórmula molecular Descrever propriedades do bicarbonato de sódio De acordo com a pureza do bicarbonato utilizado achar a massa de bicarbonato de sódio efetivo em 5 g de no bicarbonato comercial Com a massa de bicarbonato ache o número de mols de bicarbonato de sódio Resultados e cálculos estequiométricos para relatório Descrever a reação ácidobase observada Descrever a estequiometria de reagentes e produtos Descobrir o reagente limitante e o reagente em excesso a partir do número de mols encontrado de ácido acético e bicarbonato de sódio Descobrir a partir do reagente limitante qual a massa teórica de sal que poderia ser formado Qual o número de mols poderia ser formado de CO2 a partir do reagente limitante Qual seria o volume de CO2 formado nas CNTP se assumir que o CO2 é um gás ideal Dica utilizar a equação de Clayperon para achar o volume e utilize os dados de pressão e temperatura nas CNTP ATIVIDADE PRÁTICA 3 INDICADORES ÁCIDOBASE Indicar a evolução das cores obtidas em cada uma das substâncias utilizadas Descrever sobre cada substâncias que foi utilizada no experimento Identificar quais substâncias são ácidas e quais substâncias são básicas e o porquê Relacionar a cor obtida com o valor do pH aproximada das substâncias utilizadas Aula Prática Química aplicada a Engenharia Autores e Revisores Iury Sousa e Silva Roberto Luiz Mota Menezes Vasconcelos Heloisa de Sousa Pimentel Moreira Procedimento de Aula Prática Síncrona para a disciplina de Química aplicada a Engenharia A atividade será realizada em tempo real via web pelo docente e replicada também em tempo real pelos estudantes Desta forma será possível a interação entre os participantes para retirar dúvidas e trocar experiências No dia e horário agendado para a aula os alunos deverão estar preparados em um espaço onde possa ser realizada a prática com os materiais necessários disponíveis e participando ativamente da experiência Todos os materiais listados para essas práticas são de uso comum e fácil acesso possibilitando a realização das práticas em casa e em segurança Bemvindo ao Novo Extraordinário AULA PRÁTICA QUÍMICA APLICADA A ENGENHARIA 1 Atividade Prática 1 Reação de Oxidação Você irá aprender Realizar introdução ao estudo das reações de oxirredução Conceituar oxidação redução agentes oxidante e redutor com materiais alternativos Materiais necessários Lã de aço Água Sanitária Recipiente de vidro Passo a passo Adicionar um pequeno pedaço da palha Lã de aço no fundo do recipiente de vidro Obs Procure deixar os fios desembaraçados Adicione com cuidado a água sanitária até cobrir toda a lã de aço no recipiente Aguarde aproximadamente 15 min A cada 5 minutos observe o que está acontecendo Atenção Observações experimentais Houve formação de algo nos fios da palha de aço Depois de quanto tempo se observou a formação de algo Registros no relatório Lã de aço Pesquisar a composição da lã de aço Descrever propriedades da lã de aço Qual o metal que se apresenta em maior quantidade na lã aço Água Sanitária Ver no rótulo a composição da água sanitária utilizada Pesquisar a fórmula molecular do composto em maior concentração de água sanitária Descrever propriedades da água sanitária Resultados e cálculos estequiométricos para relatório Descrever a reação química observada Balancear os coeficientes estequiométricos da reação Descobrir o número NOX e a variação do NOX da reação que aconteceu Qual elemento de oxidou perda de elétrons aumento do NOX e qual elemento reduziu ganho de elétrons diminuição do NOX Qual é o agente oxidante e qual é o agente redutor na reação Qual o produto formado na reação que foi conseguido ser observado a olho nu AULA PRÁTICA QUÍMICA APLICADA A ENGENHARIA 2 Reação ácidobase Você irá aprender Conceituar os reagentes e produtos em uma reação química Equacionar uma reação ácidobase Materiais necessários Bicarbonato de sódio Vinagre Recipiente para mistura Bola de sopro Balança de cozinha Garrafa pet de 500 ml Passo a passo Etapa 1 1 Medir 100 ml de vinagre 2 Medir 5 g ou 1 colher de chá de bicarbonato de sódio 3 Misturar os dois e observar a reação Registro para relatório O que acontece quando os dois reagem Etapa 2 1 Medir 100 ml de vinagre 2 Colocar o vinagre em uma garrafa pet de 500 ml 3 Colocar uma colher média de bicarbonato de sódio aproximadamente 5g 4 Colocar o bicarbonato em uma bola de sopro 5 Fechar a garrafa pet prendendo a bola no gargalo e colocar fazer o bicarbonato cair no vinagre para reagir Registro O que acontece quando os dois reagem O que acontece com a bola de sopro Atenção Registros no relatório Ácido Acético Ver no rótulo do vinagre a composição de ácido acético Pesquisar a densidade massa específica do vinagre e sua fórmula molecular Descrever propriedades do ácido acético Calcular a massa de vinagre e pela composição de ácido acético no vinagre achar a massa de ácido acético na solução de vinagre Descobri o número de mols de ácido acético contido no 100 ml de vinagre Bicarbonato de sódio Ver no rótulo a pureza de bicarbonato de sódio comercial Pesquisar sua fórmula molecular Descrever propriedades do bicarbonato de sódio De acordo com a pureza do bicarbonato utilizado achar a massa de bicarbonato de sódio efetivo em 5 g de no bicarbonato comercial Com a massa de bicarbonato ache o número de mols de bicarbonato de sódio Resultados e cálculos estequiométricos para relatório Descrever a reação ácidobase observada Descrever a estequiometria de reagentes e produtos Descobrir o reagente limitante e o reagente em excesso a partir do número de mols encontrado de ácido acético e bicarbonato de sódio Descobrir a partir do reagente limitante qual a massa teórica de sal que poderia ser formado Qual o número de mols poderia ser formado de CO2 a partir do reagente limitante Qual seria o volume de CO2 formado nas CNTP se assumir que o CO2 é um gás ideal Dica utilizar a equação de Clayperon para achar o volume e utilize os dados de pressão e temperatura nas CNTP AULA PRÁTICA QUÍMICA APLICADA A ENGENHARIA 3 Aula Prática Indicadores ÁcidoBase Você irá aprender Conhecer indicadores de reagentes ácidosbásicos Identificar se uma substância apresenta caráter ácidobase Materiais necessários Repolho roxo Água Liquidificador Peneira de cozinha 9 Copos transparentes pode ser de vidro ou plástico Caneta e etiquetas para enumerar os copos Limão Vinagre Bicarbonato de sódio Sabão em pó Água sanitária Detergente Açúcar Leite Passo a passo Bata 1 folha de repolho roxo com 1 litro de água no liquidificador Coe esse suco pois o filtrado será o nosso indicador ácidobase natural Enumere cada um dos copos Coloque o extrato de repolho roxo nos 9 copos Acrescente nos copos 2 a 9 as seguintes substâncias na respectiva ordem água sanitária sabão em pó bicarbonato de sódio açúcar leite detergente vinagre e limão Observe e anote as cores das soluções Não esqueça de fotografar o experimento Obs Se não for usar o extrato de repolho roxo na hora guardeo na geladeira pois ele decompõese muito rápido Registros no relatório Indicar a evolução das cores obtidas em cada uma das substâncias utilizadas Descrever sobre cada substâncias que foi utilizada no experimento Identificar quais substâncias são ácidas e quais substâncias são básicas e o porquê Relacionar a cor obtida com o valor do pH aproximada das substâncias utilizadas AULA PRÁTICA QUÍMICA APLICADA A ENGENHARIA 4 Aula Prática Influência da Massa Específica em Líquidos Você irá aprender Perceber a influência da massa específica em diferentes tipos de líquidos Perceber a influência da massa específica sob superfícies Materiais necessários Água Óleo Pote transparente Óleo Água Corante alimentício Comprimido efervescente antiácido Passo a passo Parte 1 Misture a água com o corante no recipiente transparente Adicione o óleo para cada medida de água deverá ser acrescentada duas medidas iguais de óleo Quando a mistura estiver estável ou seja sem bolhas deverá ser colocado o comprimido efervescente antiácido Registros no relatório Parte 1 Água Óleo Água e óleo se misturam Explique o porquê pela definição de polaridade de moléculas Defina as características da água e óleo e quais as diferenças entre as duas substâncias pela sua composição molecular Qual reação que acontece quando o efervescente é colocado no sistema Qual substância é observada na fase vapor após a adição do efervescente Quais observações podem ser feitas após a adição do efervescente AULA PRÁTICA QUÍMICA APLICADA A ENGENHARIA 5 Aula Prática Formação de Radical Livre Você irá aprender Perceber uma reação de formação de um radical livre Reconhecer funções orgânicas Materiais necessários 1 frasco 10 ml do medicamento dipirona sódica ou simplesmente dipirona em gotas Água Água sanitária Recipientes de vidro Passo a passo Coloque em um recipiente de vidro aproximadamente 100 ml água No recipiente com água adicione aproximadamente 30 gotas do dipirona e misture Após adição da dipirona adicione a água sanitária na mistura Observe as cores formadas na reação Não esqueça de fotografar as etapas formadas Registros no relatório Parte 1 Identificação da dipirona sódica Qual a molécula da dipirona sódica Quais grupos orgânicos você consegue perceber na molécula da dipirona Qual a nomenclatura da dipirona comercial e de acordo com a IUPAC Qual a massa molecular da dipirona faça o cálculo de massa molecular em gmol Parte 2 Reação de formação do radical Na reação inicial entre a dipirona e a água sanitária qual o tipo de reação que acontece Pesquise a reação que pode ter acontecido Existe a formação de um radical livre que é instável que se forma mas ao longo da reação ele desaparece Qual a cor da solução aquosa formada Qual o radical livre que pode ter sido formado AULA PRÁTICA QUÍMICA APLICADA A ENGENHARIA 6 Aula Prática Preparação de Sabão Sódico ATENÇÃO A REALIZAÇÃO DESSA PRÁTICA É OPCIONAL OBS Para realização é necessário se equipar com bata óculos e luva devido à utilização de soda caustica que é uma substância corrosiva e pode causar alergia na pele Você irá aprender Conhecer uma reação de síntese orgânica saponificação Conscientização da reutilização de substâncias devido a sustentabilidade Materiais necessários Óleo de cozinha novo Óleo de cozinha usado Água NaOH Soda cáustica Passo a passo Parte 1 1 Pesar 15 g de NaOH E dissolver em 20 ml de água 2 Pesar 50 g de óleo novo verificar a origem do óleo 3 Aquecer brandamente o óleo 4 Juntar ao óleo em pequenas porções a solução de NaOH sempre agitando e esperando que termine a reação de cada porção para juntar uma nova CUIDADO PODE ESPIRRAR 5 Após ter juntado toda solução de NaOH continuar o aquecimento por mais 5 minutos 6 Desligar o fogo Colocar o sabão formado em outro recipiente 7 Deixar o sabão formado para resfriamento e após retirálo do recipiente 8 Lavar as mãos com um pedaço do sabão obtido Parte 2 1 Pesar 15 g de NaOH E dissolver em 20 ml de água 2 Pesar e peneirar 50 g de óleo usado 3 Aquecer brandamente o óleo 4 Juntar ao óleo em pequenas porções a solução de NaOH sempre agitando e esperando que termine a reação de cada porção para juntar uma nova CUIDADO PODE ESPIRRAR 5 Após ter juntado toda solução de NaOH continuar o aquecimento por mais 5 minutos 6 Desligar o fogo Colocar o sabão formado em outro recipiente 7 Deixar o sabão formado para resfriamento e após retirálo do recipiente 8 Lavar as mãos com um pedaço do sabão obtido Registros no relatório Parte 1 1 Colocar aproximadamente 2 g do sabão obtido e juntar 100 ml de água Aquecer até a ebulição Deixar esfriar a mistura O sabão de sódio foi solúvel em água Por quê 2 Qual a fórmula molecular de cada reagente 3 Identifique a composição do óleo que foi utilizado e quais grupos orgânicos presentes no óleo 4 Qual a reação química que aconteceu 5 Calcule o número de mols de cada reagente estimar que no óleo utilizado existe 100 de apenas 1 tipo de composto orgânico e o NaOH de acordo com a pureza fornecida pelo fabricante Considere algumas aproximações nesse calculo 6 Com os dados obtidos qual o reagente em excesso O óleo ou o hidróxido de sódio Parte 2 1 Quais as principais diferenças entre o sabão feito de óleo usado e o sabão de óleo novo que foram percebidas 2 Explique como pode facilitar o impacto da utilização de óleo usado na fabricação de sabão 3 Pesquise sobre o conceito de sustentabilidade e como a produção de sabão a partir de óleo usado pode ser aplicada RELATÓRIO DE PRÁTICA José Monteiro Menezes Neto 01443273 RELATÓRIO DE AULAS PRÁTICAS QUÍMICA APLICADA À ENGENHARIA NOME José Monteiro Menezes Neto MATRÍCULA 01443273 CURSO Engenharia de Produção POLO Aracaju SE PROFESSORA ORIENTADORA Iury Sousa e Silva PRÁTICA 1 REAÇÃO DE OXIDAÇÃO INTRODUÇÃO Para a realização desta prática foram utilizados um pedaço de lã de aço e um pouco de água sanitária sendo a mesma o suficiente para mergulhar o sólido em questão A lã de aço é basicamente uma liga metálica constituída por ferro e carbono sendo formada principalmente por ferro Este material possui um baixo percentual de carbono aproximadamente 025 Devido a isso ele não apresenta um alto grau de dureza e não pode ser submetido à tratamentos térmicos Entretanto por possuir uma ductilidade considerável pode ser convertido em fios sem sofrer deformações ou rupturas em sua estrutura Já a água sanitária NaClOH2O é um composto químico formado por uma mistura de Hipoclorito de Sódio NaClO Hidróxido de Sódio NaOH Carbonato de Sódio Na2CO3 e Água H2O Normalmente este produto utilizado para limpeza possui um grande percentual de Hipoclorito de Sódio e de Água em sua mistura A água sanitária é um potente agente desinfetante devido à presença do Cloro em sua composição química Além disso quando diluída em água o Hipoclorito de Sódio forma o Ácido Hipocloroso HClO que é um bom oxidante O que auxilia na remoção de microrganismos e agentes patológicos em superfícies contaminadas RESULTADOS E CÁLCULOS ESTEQUIOMÉTRICOS Ao adicionar a lã de aço ao meio contendo água sanitária foi perceptível a formação de sólidos amarronzados na superfície metálica do material após aproximadamente 10 minutos Os sólidos formados eram parecidos com ferrugem e à medida que o tempo passava os mesmos se espalhavam pela superfície da lã de aço Do ponto de vista químico este experimento pode ser explicado através da seguinte reação química Reação não balanceada Fes NaClOaq Fe2O3s NaClaq Reação balanceada 2Fes 3NaClOaq Fe2O3s 3NaClaq Observando a reação química balanceada acima podese perceber que ocorreu uma variação no NOX do Ferro e do Oxigênio Assim ao analisar esta variação é possível supor que uma das espécies é o agente oxidante sofre redução e a outra é o agente redutor sofre oxidação Isto caracteriza uma reação de oxirredução onde a perda e o ganho de elétrons são responsáveis pela ocorrência da reação química O Ferro contido na lã de aço ao entrar em contato com o Hipoclorito de Sódio presente na água sanitária oxida Sendo assim o Ferro é o agente redutor da reação química tendo o seu NOX aumentado de 0 para 6 ou seja ele perde seis elétrons durante o processo reacional Já o Cloro presente no Hipoclorito de Sódio ao reagir com a lã de aço reduz para formar o produto Por ser o agente oxidante o Cloro tem seu NOX diminuído de 3 para 3 ou seja ele ganha três elétrons na reação O experimento em questão formou o Óxido de Ferro III a famosa ferrugem que pode ser observada comumente em inúmeros objetos de Ferro Além disso também foi formado o Cloreto de Sódio durante a reação de oxirredução PRÁTICA 2 REAÇÃO ÁCIDOBASE INTRODUÇÃO O ácido acético CH3COOH quimicamente conhecido como ácido etanoico é um composto orgânico pertencente ao grupo dos ácidos carboxílicos que possui uma densidade de 105gcm3 O vinagre composto utilizado no experimento é uma solução aquosa formada pela mistura de aproximadamente 96 de água com o percentual restante sendo de ácido acético O ácido acético é o principal constituinte do vinagre correspondendo a uma média de 4 a 6 da massa do produto comercial Este ácido possui inúmeras características que o diferenciam de outros ácidos carboxílicos Sua característica mais marcante é o seu forte odor e sua capacidade corrosiva Este ácido é considerado fraco quando comparados a outros de seu grupo Ele apresenta solubilidade em água devido à presença de uma carbonila em sua estrutura além de apresentar solubilidade em éter e álcool O Bicarbonato de sódio NaHCO3 é composto químico com a aparência semelhante à de um pó branco Este composto não possui um odor característico sendo assim inodoro Comumente o Bicarbonato de sódio é utilizado como neutralizador de ácidos uma vez que possui propriedades alcalinos que atuam na diminuição da acidez Nas indústrias este sal alcalino é produzido com um percentual de pureza de 997 O que garante a qualidade do produto químico e consequentemente a sua reatividade quando submetido a algum tipo de reação química Através dos dados obtidos durante esta pesquisa tornouse possível calcular a massa correspondente ao vinagre comercial e a massa de ácido acético presente na solução de vinagre Além disso também foi possível obter o número de mols de ácido acético contido em 100mL de vinagre Cálculo da massa do vinagre densidade massa específica do vinagre 105gcm3 massa molecular do ácido acético 60gmol d m v m d v m 105 100 m 105g de vinagre Cálculo da massa de Ácido acético presente na solução de vinagre Como na solução de vinagre há aproximadamente 4 de ácido acético pôdese concluir que 105 005 525g de Ácido acético Cálculo do número de mols de Ácido acético contido em 100mL de vinagre n m MM n 525 60 n 00875mols Utilizando a pureza do Bicarbonato de sódio foi possível calcular a massa efetiva deste produto em uma amostra de 5g Ao encontrar esta massa pôdese calcular o número de mols proporcionais a quantidade de Bicarbonato de sódio obtido na amostra Cálculo da massa efetiva de Bicarbonato de sódio presente em 5g m 5 0997 m 498g de Bicarbonato de sódio Cálculo do número de mols presente na massa efetiva de 5g n m MM n 498 83 n 006mols RESULTADOS E CÁLCULOS ESTEQUIOMÉTRICOS Na etapa 1 do experimento ao adicionar 5g de Bicarbonato de sódio ao recipiente contendo vinagre foi possível perceber uma efervescência instantânea A reação ocorreu de forma espontânea e foi observado a formação de uma quantidade significativa de espuma à medida que o processo químico continuava Na etapa 2 o mesmo experimento foi reproduzido entretanto desta vez pôdese comprovar a presença de um gás como produto da reação Isto ocorreu pois a reação entre o Bicarbonato de sódio e o vinagre possibilitou o enchimento da bola de sopro Desse modo comprovando a formação de um gás no meio reacional Analisando a reação química realizada pôdese concluir que houve a formação de Ácido carbônico H2CO3 no meio Contudo como este composto é muito instável ele se decompôs rapidamente e gerou como produto a Água e o Gás carbônico CO2 A presença deste gás no meio foi a responsável pelo enchimento da bola de sopro como foi observado no laboratório Reação principal CH3COOH NaHCO3 CH3COONa H2CO3 Reação secundária H2CO3 H2O CO2 Visando facilitar os cálculos e o raciocínio inicialmente o Ácido carbônico presente na reação principal será substituído pelos seus produtos expressos na reação secundária Após a obtenção de uma única reação química tornouse possível a realização dos cálculos citados na apostila CH3COOH NaHCO3 CH3COONa H2O CO2 60g 83g 82g 18g 44g Determinação do reagente limitante e do reagente em excesso 60g 83g 83g60g 525g x 498gx x 726g x 36g Eram necessárias 726g de Bicarbonato de sódio para reagir totalmente com 525g de Ácido acético Porém através dos cálculos anteriores foi possível comprovar que na reação havia somente 498g de Bicarbonato para reagir com 525g de Ácido acético Dessa forma pôdese concluir que o Bicarbonato de sódio é o agente limitante O Ácido acético é o reagente em excesso pois seriam necessárias apenas 36g deste composto para reagir totalmente com 498g de Bicarbonato de sódio Cálculo a partir do reagente limitante da massa de Acetato de sódio formado 83g82g 498gx x 492g Cálculo a partir do reagente limitante do número de mols de Gás carbônico formado 83g44g 498gx x 264 n m MM n 264 44 n 006 mols Cálculo do volume de CO2 formado nas CNTP assumindo este gás como ideal PV nRT 1 V 006 0082 273 V 134L PRÁTICA 3 INDICADORES ÁCIDOBASE Os indicadores ácidobase são compostos orgânicos naturais ou sintéticos que ao entrarem em contato com diferentes potenciais hidrogeniônicos pH sofrem uma mudança em sua coloração O potencial hidrogeniônico mede a quantidade de cátions H presentes em determinado meio Existem inúmeros tipos de indicadores ácidobase sendo cada um indicado para uma determinada faixa de pH Estas diferentes faixas de pH são denominadas escalas de acidez e alcalinidade sendo representadas por um intervalo de 0 a 14 As substâncias químicas com pH inferior a sete ou seja pH7 serão consideradas compostos com caráter ácido e substâncias com pH superior a sete ou seja pH7 serão consideradas básicas ou alcalinas O repolho roxo utilizado no experimento foi escolhido como indicador ácidobase por possuir uma substância química denominada antocianina que age como um indicador natural Esta substância está presente na seiva de diversas frutas e verduras como a beterraba a jabuticaba e a uva A variação deste indicador vai de vermelho em meio ácido e de púrpura para verde em meio básico Caso a solução apresente um alto caráter básico a coloração de solução será um amarelo intenso No experimento realizado pôdese observar que os compostos testados apresentaram as seguintes colorações Água púrpura Água sanitária verde Limão vermelho Detergente roxo Vinagre rosa Açúcar lilás Bicarbonato de sódio azul royal Leite violeta Sabão em pó azul claro Os compostos utilizados para a realização da análise podem ser divididos em ácidos e básicos através de seus pHs correspondentes Como demonstrado na tabela abaixo Composto Água Limão Vinagre Bicarbonato de sódio pH 7 217 29 86 Composto Sabão em pó Água sanitária Detergente Açúcar pH 115 125 80 76 Composto Leite pH 69 Observando as tabelas acima é perceptível que o limão e o vinagre por apresentarem os menores valores de pH são as substâncias de caráter ácido que foram testadas O limão possui um caráter ácido por possuir uma quantidade relativamente alta de ácido cítrico e de ácido ascórbico Isto garante a esta fruta o sabor azedo intenso que é bem característico da mesma Já o vinagre pode ser considerado um composto ácido por ser majoritariamente constituído pelo ácido acético Este ácido pertence ao grupo dos ácidos carboxílicos e possui como processo de formação a oxidação do álcool na etapa de acidificação do vinho O detergente e o açúcar podem ser considerados compostos básicos por possuírem um pH acima de 7 Normalmente todo produto de limpeza possui como constituição uma base forte Um dos componentes do detergente é o Hidróxido de Magnésio MgOH2 que é classificado como uma base forte Esta classificação justifica o alto pH do produto e suas propriedades físicoquímicas O açúcar por apresentar uma quantidade significativa de hidroxilas em sua estrutura pode ser considerado um composto básico O pH do detergente é superior ao do açúcar pois ele apresenta diferentes substâncias básicas em sua composição o que intensifica sua alcalinidade O sabão em pó e a água sanitária seguem o mesmo princípio do detergente pois os mesmos também são fortes produtos de limpeza formados por bases fortes O bicarbonato de sódio também é uma base forte pois o mesmo é formado a partir de uma reação química contendo Hidróxido de sódio Por fim a água e o leite podem ser considerados compostos neutros A água é um composto neutro pois possui concentrações iguais de íons hidrônio H3O e de íons hidroxila OH Já o leite é um produto neutro pois é formado por aproximadamente 87 de água Além disso sua estrutura não possui funções orgânicas de caráter ácido Foi observado durante o experimento que o pH foi coerente às cores obtidas pelo indicador ácidobase de repolho sendo perceptíveis colorações mais avermelhadas em meios mais ácidos e colorações mais azuladas ou roxas em meios com caráter alcalino REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS Russel J B Química Geral 2 Ed Makron Books do Brasil 1994 Hein M Arena S Fundamentos de Química Geral 9 ed LTC 2006 Atkins P Jones L Princípios de Química Questionando a vida moderna e o meio ambiente 3 ed Bookman 2006 Kotz J C Treichel Jr P M Química Geral 1 e reações Químicas São Paulo Pioneira Thomson Learning Trad 5 ed 2005 CAMPOS R C SILVA R C Funções da química inorgânica funcionam Química Nova na Escola n9 Maio 1999 p1822 FELTRE Ricardo Química Geral São Paulo Moderna 2004 FONSECA Martha Reis da Química Meio Ambiente Tecnologia Cidadania São Paulo Ed FDT 2010 MORTIMER Eduardo Fleury MACHADO Andréa Horta Química São Paulo Editora Scipione 2008 398p RELATÓRIO DE PRÁTICA José Monteiro Menezes Neto 01443273 RELATÓRIO DE AULAS PRÁTICAS QUÍMICA APLICADA À ENGENHARIA NOME José Monteiro Menezes Neto MATRÍCULA 01443273 CURSO Engenharia de Produção POLO Aracaju SE PROFESSORA ORIENTADORA Iury Sousa e Silva PRÁTICA 1 REAÇÃO DE OXIDAÇÃO INTRODUÇÃO Para a realização desta prática foram utilizados um pedaço de lã de aço e um pouco de água sanitária sendo a mesma o suficiente para mergulhar o sólido em questão A lã de aço é basicamente uma liga metálica constituída por ferro e carbono sendo formada principalmente por ferro Este material possui um baixo percentual de carbono aproximadamente 025 Devido a isso ele não apresenta um alto grau de dureza e não pode ser submetido à tratamentos térmicos Entretanto por possuir uma ductilidade considerável pode ser convertido em fios sem sofrer deformações ou rupturas em sua estrutura Já a água sanitária NaClOH2O é um composto químico formado por uma mistura de Hipoclorito de Sódio NaClO Hidróxido de Sódio NaOH Carbonato de Sódio Na2CO3 e Água H2O Normalmente este produto utilizado para limpeza possui um grande percentual de Hipoclorito de Sódio e de Água em sua mistura A água sanitária é um potente agente desinfetante devido à presença do Cloro em sua composição química Além disso quando diluída em água o Hipoclorito de Sódio forma o Ácido Hipocloroso HClO que é um bom oxidante O que auxilia na remoção de microrganismos e agentes patológicos em superfícies contaminadas RESULTADOS E CÁLCULOS ESTEQUIOMÉTRICOS Ao adicionar a lã de aço ao meio contendo água sanitária foi perceptível a formação de sólidos amarronzados na superfície metálica do material após aproximadamente 10 minutos Os sólidos formados eram parecidos com ferrugem e à medida que o tempo passava os mesmos se espalhavam pela superfície da lã de aço Do ponto de vista químico este experimento pode ser explicado através da seguinte reação química Reação não balanceada Fes NaClOaq Fe2O3s NaClaq Reação balanceada 2Fes 3NaClOaq Fe2O3s 3NaClaq Observando a reação química balanceada acima podese perceber que ocorreu uma variação no NOX do Ferro e do Oxigênio Assim ao analisar esta variação é possível supor que uma das espécies é o agente oxidante sofre redução e a outra é o agente redutor sofre oxidação Isto caracteriza uma reação de oxirredução onde a perda e o ganho de elétrons são responsáveis pela ocorrência da reação química O Ferro contido na lã de aço ao entrar em contato com o Hipoclorito de Sódio presente na água sanitária oxida Sendo assim o Ferro é o agente redutor da reação química tendo o seu NOX aumentado de 0 para 6 ou seja ele perde seis elétrons durante o processo reacional Já o Cloro presente no Hipoclorito de Sódio ao reagir com a lã de aço reduz para formar o produto Por ser o agente oxidante o Cloro tem seu NOX diminuído de 3 para 3 ou seja ele ganha três elétrons na reação O experimento em questão formou o Óxido de Ferro III a famosa ferrugem que pode ser observada comumente em inúmeros objetos de Ferro Além disso também foi formado o Cloreto de Sódio durante a reação de oxirredução PRÁTICA 2 REAÇÃO ÁCIDOBASE INTRODUÇÃO O ácido acético CH3COOH quimicamente conhecido como ácido etanoico é um composto orgânico pertencente ao grupo dos ácidos carboxílicos que possui uma densidade de 105gcm3 O vinagre composto utilizado no experimento é uma solução aquosa formada pela mistura de aproximadamente 96 de água com o percentual restante sendo de ácido acético O ácido acético é o principal constituinte do vinagre correspondendo a uma média de 4 a 6 da massa do produto comercial Este ácido possui inúmeras características que o diferenciam de outros ácidos carboxílicos Sua característica mais marcante é o seu forte odor e sua capacidade corrosiva Este ácido é considerado fraco quando comparados a outros de seu grupo Ele apresenta solubilidade em água devido à presença de uma carbonila em sua estrutura além de apresentar solubilidade em éter e álcool O Bicarbonato de sódio NaHCO3 é composto químico com a aparência semelhante à de um pó branco Este composto não possui um odor característico sendo assim inodoro Comumente o Bicarbonato de sódio é utilizado como neutralizador de ácidos uma vez que possui propriedades alcalinos que atuam na diminuição da acidez Nas indústrias este sal alcalino é produzido com um percentual de pureza de 997 O que garante a qualidade do produto químico e consequentemente a sua reatividade quando submetido a algum tipo de reação química Através dos dados obtidos durante esta pesquisa tornouse possível calcular a massa correspondente ao vinagre comercial e a massa de ácido acético presente na solução de vinagre Além disso também foi possível obter o número de mols de ácido acético contido em 100mL de vinagre Cálculo da massa do vinagre densidade massa específica do vinagre 105gcm3 massa molecular do ácido acético 60gmol d m v m d v m 105 100 m 105g de vinagre Cálculo da massa de Ácido acético presente na solução de vinagre Como na solução de vinagre há aproximadamente 4 de ácido acético pôdese concluir que 105 005 525g de Ácido acético Cálculo do número de mols de Ácido acético contido em 100mL de vinagre n m MM n 525 60 n 00875mols Utilizando a pureza do Bicarbonato de sódio foi possível calcular a massa efetiva deste produto em uma amostra de 5g Ao encontrar esta massa pôdese calcular o número de mols proporcionais a quantidade de Bicarbonato de sódio obtido na amostra Cálculo da massa efetiva de Bicarbonato de sódio presente em 5g m 5 0997 m 498g de Bicarbonato de sódio Cálculo do número de mols presente na massa efetiva de 5g n m MM n 498 83 n 006mols RESULTADOS E CÁLCULOS ESTEQUIOMÉTRICOS Na etapa 1 do experimento ao adicionar 5g de Bicarbonato de sódio ao recipiente contendo vinagre foi possível perceber uma efervescência instantânea A reação ocorreu de forma espontânea e foi observado a formação de uma quantidade significativa de espuma à medida que o processo químico continuava Na etapa 2 o mesmo experimento foi reproduzido entretanto desta vez pôdese comprovar a presença de um gás como produto da reação Isto ocorreu pois a reação entre o Bicarbonato de sódio e o vinagre possibilitou o enchimento da bola de sopro Desse modo comprovando a formação de um gás no meio reacional Analisando a reação química realizada pôdese concluir que houve a formação de Ácido carbônico H2CO3 no meio Contudo como este composto é muito instável ele se decompôs rapidamente e gerou como produto a Água e o Gás carbônico CO2 A presença deste gás no meio foi a responsável pelo enchimento da bola de sopro como foi observado no laboratório Reação principal CH3COOH NaHCO3 CH3COONa H2CO3 Reação secundária H2CO3 H2O CO2 Visando facilitar os cálculos e o raciocínio inicialmente o Ácido carbônico presente na reação principal será substituído pelos seus produtos expressos na reação secundária Após a obtenção de uma única reação química tornouse possível a realização dos cálculos citados na apostila CH3COOH NaHCO3 CH3COONa H2O CO2 60g 83g 82g 18g 44g Determinação do reagente limitante e do reagente em excesso 60g 83g 83g60g 525g x 498gx x 726g x 36g Eram necessárias 726g de Bicarbonato de sódio para reagir totalmente com 525g de Ácido acético Porém através dos cálculos anteriores foi possível comprovar que na reação havia somente 498g de Bicarbonato para reagir com 525g de Ácido acético Dessa forma pôdese concluir que o Bicarbonato de sódio é o agente limitante O Ácido acético é o reagente em excesso pois seriam necessárias apenas 36g deste composto para reagir totalmente com 498g de Bicarbonato de sódio Cálculo a partir do reagente limitante da massa de Acetato de sódio formado 83g82g 498gx x 492g Cálculo a partir do reagente limitante do número de mols de Gás carbônico formado 83g44g 498gx x 264 n m MM n 264 44 n 006 mols Cálculo do volume de CO2 formado nas CNTP assumindo este gás como ideal PV nRT 1 V 006 0082 273 V 134L PRÁTICA 3 INDICADORES ÁCIDOBASE Os indicadores ácidobase são compostos orgânicos naturais ou sintéticos que ao entrarem em contato com diferentes potenciais hidrogeniônicos pH sofrem uma mudança em sua coloração O potencial hidrogeniônico mede a quantidade de cátions H presentes em determinado meio Existem inúmeros tipos de indicadores ácidobase sendo cada um indicado para uma determinada faixa de pH Estas diferentes faixas de pH são denominadas escalas de acidez e alcalinidade sendo representadas por um intervalo de 0 a 14 As substâncias químicas com pH inferior a sete ou seja pH 7 serão consideradas compostos com caráter ácido e substâncias com pH superior a sete ou seja pH 7 serão consideradas básicas ou alcalinas O repolho roxo utilizado no experimento foi escolhido como indicador ácidobase por possuir uma substância química denominada antocianina que age como um indicador natural Esta substância está presente na seiva de diversas frutas e verduras como a beterraba a jabuticaba e a uva A variação deste indicador vai de vermelho em meio ácido e de púrpura para verde em meio básico Caso a solução apresente um alto caráter básico a coloração de solução será um amarelo intenso No experimento realizado pôdese observar que os compostos testados apresentaram as seguintes colorações Água púrpura Água sanitária verde Limão vermelho Detergente roxo Vinagre rosa Açúcar lilás Bicarbonato de sódio azul royal Leite violeta Sabão em pó azul claro Os compostos utilizados para a realização da análise podem ser divididos em ácidos e básicos através de seus pHs correspondentes Como demonstrado na tabela abaixo Composto Água Limão Vinagre Bicarbonato de sódio pH 7 217 29 86 Composto Sabão em pó Água sanitária Detergente Açúcar pH 115 125 80 76 Composto Leite pH 69 Observando as tabelas acima é perceptível que o limão e o vinagre por apresentarem os menores valores de pH são as substâncias de caráter ácido que foram testadas O limão possui um caráter ácido por possuir uma quantidade relativamente alta de ácido cítrico e de ácido ascórbico Isto garante a esta fruta o sabor azedo intenso que é bem característico da mesma Já o vinagre pode ser considerado um composto ácido por ser majoritariamente constituído pelo ácido acético Este ácido pertence ao grupo dos ácidos carboxílicos e possui como processo de formação a oxidação do álcool na etapa de acidificação do vinho O detergente e o açúcar podem ser considerados compostos básicos por possuírem um pH acima de 7 Normalmente todo produto de limpeza possui como constituição uma base forte Um dos componentes do detergente é o Hidróxido de Magnésio MgOH2 que é classificado como uma base forte Esta classificação justifica o alto pH do produto e suas propriedades físicoquímicas O açúcar por apresentar uma quantidade significativa de hidroxilas em sua estrutura pode ser considerado um composto básico O pH do detergente é superior ao do açúcar pois ele apresenta diferentes substâncias básicas em sua composição o que intensifica sua alcalinidade O sabão em pó e a água sanitária seguem o mesmo princípio do detergente pois os mesmos também são fortes produtos de limpeza formados por bases fortes O bicarbonato de sódio também é uma base forte pois o mesmo é formado a partir de uma reação química contendo Hidróxido de sódio Por fim a água e o leite podem ser considerados compostos neutros A água é um composto neutro pois possui concentrações iguais de íons hidrônio H3O e de íons hidroxila OH Já o leite é um produto neutro pois é formado por aproximadamente 87 de água Além disso sua estrutura não possui funções orgânicas de caráter ácido Foi observado durante o experimento que o pH foi coerente às cores obtidas pelo indicador ácidobase de repolho sendo perceptíveis colorações mais avermelhadas em meios mais ácidos e colorações mais azuladas ou roxas em meios com caráter alcalino REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS Russel J B Química Geral 2 Ed Makron Books do Brasil 1994 Hein M Arena S Fundamentos de Química Geral 9 ed LTC 2006 Atkins P Jones L Princípios de Química Questionando a vida moderna e o meio ambiente 3 ed Bookman 2006 Kotz J C Treichel Jr P M Química Geral 1 e reações Químicas São Paulo Pioneira Thomson Learning Trad 5 ed 2005 CAMPOS R C SILVA R C Funções da química inorgânica funcionam Química Nova na Escola n9 Maio 1999 p1822 FELTRE Ricardo Química Geral São Paulo Moderna 2004 FONSECA Martha Reis da Química Meio Ambiente Tecnologia Cidadania São Paulo Ed FDT 2010 MORTIMER Eduardo Fleury MACHADO Andréa Horta Química São Paulo Editora Scipione 2008 398p