Relatório Química - Propriedades das substâncias - Ponto de fusão PDF

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Relatório de química experimental - Propriedades das substâncias - Ponto de fusão, ponto de ebulição e densidade. O objetivo do experimento foi exemplificar de forma real e experimental a relação das propriedades físicas das substâncias, mais especificamente as de ponto de fusão, ebulição e densidad...

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1. INTRODUÇÃO Quando realizamos um experimento precisamos saber identificar e reconhecer os diferentes materiais que participam do sistema de transformação. Esses materiais podem apresentar um espaço uniforme em toda sua extensão e propriedades constantes ou não. Uma substância pode ser identificada por um conjunto de propriedades classificadas como extensivas e intensivas, onde as intensivas não dependem da quantidade da amostra, já as extensivas dependem da quantidade de material. Por isso, são muitas vezes chamadas de propriedades características de uma substância, utilizadas, frequentemente, na determinação do seu grau de pureza. Algumas dessas propriedades são: ponto de fusão, ponto de ebulição e densidade, na qual serão parte fundamental na resultado do experimento a seguir. 2. OBJETIVOS O objetivo da aula foi exemplificar de forma real e experimental a relação das propriedades físicas das substâncias, mais especificamente as de ponto de fusão, ebulição e densidade. Consequentemente através das três foi possível relaciona-las e descobrir propriedades acerca dos materiais estudados. 3. PARTE EXPERIMENTAL 3.1 Materiais Os materiais utilizados serão descritos a seguir: - Naftaleno - Acetona - Capilar - Termômetro - Tubo de ensaio (Utilizado para alteração homogênea de temperatura) - Chapa de aquecimento em contato com água - Bureta - Balança de Precisão - Cilindro de metal 1 para análise - Cilindro de metal 2 para análise - Cilindro de metal 3 para análise 3.2 Ponto de Fusão Na primeira parte do experimento é observado a fusão (sólido para líquido) do naftaleno, onde sua coleta deu-se por meio de um capilar. E após, foi submetido ao aumento de temperatura através de uma “chapa de aquecimento” em contato com a água. Onde foram coletados os dados. No início foi visto que o naftaleno foi se alterando aos poucos, mas não ao estado líquido, e no decorrer de uma temperatura aproximada de 80C° se deu por completo a fusão da substância.

3.3 Ponto de Ebulição Conseguinte foi observado o ponto de ebulição (líquido para gasoso) da Acetona, e em um banho de água através de um tubo de ensaio (para melhores resultados constantes) e um capilar foi coletado os dados. Para a coleta de dados foi denotado que, ao aparecimento de poucas bolhas, porém de forma pausada se deu o início de aumento de temperatura. Contudo ao se deparar com a formação de “bolhas” constantes, foi deferido então que o ponto de ebulição se deu aproximadamente aos 55C°. 3.4 Densidade O experimento a seguir refere-se à encontrar a densidade de sólidos a partir da variação de massa e volume. A partir dos dados encontrados foi possível então obter a densidade. Para a coleta de dados foram pesados três metais para obter a massa com uma balança programada em ‘gramas’, e também a densidade com o auxílio de uma proveta de 10ml com volume inicial de 6ml de água. O volume final foi coletado ao colocar o metal dentro da proveta e observar a marcação do menisco.

4. Resultados e Discussões 4.1 Propriedades das substâncias - Ponto de fusão, ponto de ebulição e densidade. 4.1.1 Determinando o ponto de fusão do naftaleno. Foi observado pelo grupo que o ponto de fusão inicial foi de aproximadamente 77º a 78º e o ponto de fusão final foi de aproximadamente 80º a 81º. 4.1.2 Determinando o ponto de ebulição da acetona. Foi observado pelo grupo que o ponto de ebulição inicial foi de aproximadamente 51º a 52º e o ponto de ebulição final foi de aproximadamente 54º a 55º. 4.1.3 Densidade dos metais. O volume inicial de água na bureta de todos os experimentos foi de 6mL. A fórmula utilizada para determinação da densidade dos metais analisados foi a seguinte: m m d= =¿ d= v vf −v 0 m = massa d = densidade

v = volume vf = volume final v0 = volume inicial 4.1.3.1 Metal 1 As características que foram observadas do metal 1 logo de início foram, era um metal leve e tinha uma cor prateada. A massa encontrada foi de 5,009g. Após a pesagem foi colocado na bureta que continha 6mL de água e foi observado uma variação no volume de 2mL, com seu volume final de 8mL. A partir desses valores fizemos o cálculo de densidade.

d=

5,009 8− 6

=

5,009 2

~ 2,50g/mL

4.1.3.2 Metal 2 No metal 2 a principal característica inicial observada foi a cor, ele tinha uma cor amarelada. A valor da pesagem foi de 13,294g, e partindo do volume inicial da bureta de 6mL, ouve uma variação de 1,6mL para o volume final da bureta após ter colocado o metal. Foi utilizada a fórmula e calculamos a densidade do metal para tentar identifica-lo.

d=

13,294 7,6−6

=

13,294 1,6

~ 8,31g/mL

4.1.3.3 Metal 3 No metal três foram observadas algumas características interessantes, ele tinha uma cor prateada mais escura com sinais de oxidação, e também foi o metal mais pesado. O valor encontrado na balança foi de 16,936g, e a variação do volume da bureta foi de 2,4mL encontrando assim o volume final de 8,4mL, a partir disso foram feitos os cálculos.

d=

16,936 8,4 −6

=

16,936 2,4

~ 7,06g/mL

4.2 Discussão sobre os resultados dos pontos de ebulição e fusão ESTUDO DO PONTO DE FUSÃO DO NAFTALENO Início do processo de fusão Ponto de fusão 77C°~ 78C° 80C°~ 81C°

Tabela 1 - Valores de coleta do ponto de fusão do naftaleno

ESTUDO DO PONTO DE EBULIÇÃO DA ACETONA Início do processo de ebulição Ponto de ebulição 51C°~ 52C° 54C°~55C° Tabela 2 - Valores de coleta do ponto de ebulição da acetona

A importância das propriedades físicas das substâncias, como por exemplo, ponto de fusão e ebulição, são que eles podem servir para identificar a pureza das substâncias testadas, pois o ponto de fusão é um valor constante a uma determinada pressão e alterações acima de 1º já podem ser características de mistura. O valor de referência utilizado para o naftaleno foi de 80,26º como ponto de fusão, o valor encontrado experimentalmente foi igual ao de referência. O valor de referência utilizado para a acetona foi de 56º como ponto de ebulição, o valor encontrado experimentalmente foi de aproximadamente de 1º menor que o valor de referência, porém existe uma faixa onde se inicia o processo de ebulição até o seu final de aproximadamente 3º, o que pode ser indício de uma substância não pura. 4.3 Discussão sobre os resultados de densidade Metal

Massa do Metal

Volume Inicial da Bureta

Volume Final da Bureta

Metal 1 Metal 2 Metal 3

5,009g 13,294g 16,936g

6mL 6mL 6mL

8mL 7,6mL 8,4mL

Volume da Densidad Bureta e Deslocad o 2mL 2,50g/mL 1,6mL 8,31g/mL 2,4mL 7,06g/mL

Tabela 3 - Densidade dos metais.

A densidade é uma importante propriedade das substâncias, pois através dela e combinando com outras características, como por exemplo, características visuais, podemos identificar alguma substância. No metal 1 encontramos a densidade de 2,50 g/mL e pelas características visuais e pelo peso dele, conversando com o grupo chegamos à conclusão que o metal analisado é o alumínio. No metal 2 a densidade foi 8,31g/mL a principal possibilidade era o cobre pois outros metais que tinham uma densidade parecida não tinham as mesmas características visuais e durante a aula a professora confirmou para a turma. No metal 3, com densidade de 7,06 o grupo ficou em dúvida entre o ferro, estanho ou zinco, pois era um metal prateado, mas estava com uma tonalidade mais escura e oxidado. No metal 2 em que tínhamos a confirmação de o metal usado foi o cobre, o valor da densidade encontrado experimentalmente foi de 8,31g/mL, porém o valor de referência é 8,96g/mL. Essa alteração se deve por alguns fatores, o principal é a pureza do material analisado, pois é muito difícil encontrar a substância na sua forma pura. Outro fator também importante é

sobre os instrumentos usados para a análise, a bureta usada para a análise não é uma ferramenta precisa nem exata. Possibilidade(s) Metal 1 Metal 2 Metal 3

Alumínio Cobre Ferro Estanho Zinco

Densidade Experimental 2,50g/mL 8,31g/mL 7,06g/mL

Densidade Referência 2,70g/mL 8,96g/mL 7,87g/mL 7,29g/mL 7,14g/mL

Tabela 4 - Metais

5. CONCLUSÃO Levando-se em conta tudo o que foi registrado nos experimentos, as propriedades intensivas da matéria, como ponto de fusão, ponto de ebulição, densidade, pressão e temperatura, as quais são de suma importância para a compreensão de fenômenos químicos e físicos, face em que as experiências também nos permitiram identificar as substâncias após comparar com as propriedades intensivas valoradas e descritas na tabela de substâncias químicas. Por exemplo, imagine que temos um líquido incolor e não sabemos se é um álcool, se é um ácido, se é água ou outro e cheirar ou beber pode ser muito perigoso, por isso, para identificar de que substância se trata, medimos as propriedades específicas e intensivas desse líquido. Ressalta-se também que, a extensão das substâncias foi outro ponto notório, quando em fusão os sólidos passaram a ter a forma do recipiente e quando em ebulição os líquidos deixaram de ter volumes específicos preenchendo o volume do recipiente. fato é que uma das substâncias apresentou uma variação de 7,25% em relação ao valor referencial, o que permite deduzir que a substância não seja pura e possa ser uma mistura. Observou-se que, os experimentos nos mostram o comportamento das substâncias em situação de exposição à mudança de pressão ou temperatura, fato que nos possibilita identificar a substância, além de poder manejar e calcular projeções acerca da resistência desse material em futuros produtos. Portanto, conhecer e estudar as propriedades intensivas é de grande valia tanto para a ciência quanto para as situações do cotidiano....