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Roteiro dos experimentos feitos em aula
Tipologia: Esquemas
1 / 26
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Sumário
COMPLEXO [Fe(SCN)]
2+
Bibliografia.
Prado, M. A. F. Propriedades físico-químicas de fármacos. In: Andrei et al. Da química
medicinal à química combinatória e modelagem molecular, um curso prático. Barueri: Manole,
Introdução
Medidas de condutância elétrica permitem diferenciar eletrólitos fortes e fracos.
Eletrólitos fortes seguem a lei de Kohlrausch enquanto eletrólitos fracos são descritos pela lei
de diluição de Ostwald. Examinando a dependência da condutividade com a concentração é
possível determinar a condutividade de eletrólitos a uma diluição infinita e desta forma calcular
o grau de dissociação e a constante de dissociação de eletrólitos fracos.
A resistência (𝑅) de um condutor uniforme com uma seção transversal é proporcional
ao comprimento (𝑙) e inversamente proporcional a seção transversal da área (𝐴) do condutor,
equação 1.
A constante da substância (𝜌), é conhecida como resistência específica. 𝑘 é a condutância
específica ou condutividade e 𝐿 a condutância. Normalmente usa-se 𝜌 para condutores
metálicos e 𝑘 para eletrólitos. Dessa forma a condutividade para uma solução de eletrólitos é
dada pela equação 2, onde 𝑘 tem dimensões: Ω
− 1
− 1
. No SI o símbolo para condutância é 𝑆
(siemens) e a unidade de condutividade é siemens por metro (𝑆𝑚
− 1
) onde 1 𝑆 = 1 Ω
1
Ao medir a condutividade de uma solução, as dimensões da célula (comprimento e área
entre os eletrodos) podem ser determinadas. Contudo, a célula é normalmente calibrada com
uma solução de condutividade conhecida e a razão da medida da condutividade a ser tabulada
da solução conhecida fornece diretamente a razão do comprimento pela seção transversal da
célula 𝑙/𝐴.
Essa razão é também conhecida como a constante da célula e é determinada usando
soluções de 𝐾𝐶𝑙 de condutividade conhecidas. A constante da célula a ser usada normalmente
já foi determinada pelo fabricante e pode ser encontrada no manual do aparelho. Contudo com
o tempo a constante da célula pode mudar, portanto, deve ser verificada sempre que for usada.
Figura 2 : Condutividade molar do 𝐾𝐶𝑙 versus a raiz quadrada da concentração.
De acordo com a lei de diluição de Ostwald, eletrólitos fracos não se dissociam
completamente e possuem condutividade menos do que eletrólitos fortes. Com o aumento da
concentração o equilíbrio de dissociação é deslocado na direção das moléculas não dissociadas.
O grau de dissociação (𝛼) de eletrólitos fracos é o quociente de condutividade molar dividido
pela condutividade molar a diluição infinita (equação 5).
𝑚
∞
A lei de diluição de Ostwald é válida para eletrólitos fracos, permitindo desta forma
calcular a constante de dissociação (𝐾).
2
𝑚
2
∞
𝑚
∞
O valor limite da condutividade molar de eletrólitos fracos a diluição infinita é alcançada
a concentrações extremamente baixas não sendo possível, portanto, fazer-se medidas exatas
nessas concentrações. Em consequência, Λ
∞
não pode ser obtido pelar curvas extrapoladas a
partir de Λ 𝑚
𝑐, para eletrólitos fracos. A equação 7 é derivada para resolver a lei de diluição
de Ostwald para esses casos:
𝑚
∞
𝑚
∞
2
A partir da equação 7 pode ser observado que existe uma
relação linear entre o inverso da condutividade, molar e a
concentração de eletrólitos fracos. A figura 3 mostra essa relação
para o ácido acético. Ainda a lei de diluição de Ostwald mostra
que a condutividade molar a diluição infinita pode ser obtida da
intersecção com a ordenada 1 /Λ 𝑚
sobre 𝑐Λ
𝑚
Procedimento Experimental
Figura 3 : Inverso da condutividade
molar do ác. Acético versus o produto
da condutividade molar e a
concentração.
abaixo:
Solução 1 2 3 4 5 6
Conc. (𝑚𝑜𝑙𝐿
− 1
diluída e enxaguando a célula e o elétrodo com a solução antes das medidas.
Orientações para o Relatório:
3
𝐶𝑂𝑂𝐻 com
a concentração.
𝑚
, para o 𝐾𝐶𝑙 e o 𝐶𝐻
3
𝐶𝑂𝑂𝐻, usando os valores
medidos.
∞
para o 𝐾𝐶𝑙.
usando a equação 6, e assumindo Λ
∞𝐻𝐴𝑐
2
− 1
Dados da literatura para comparação (25°𝐶):
𝑎
− 5
∞𝐾𝐶𝑙
2
− 1
3
− 1
para aferir o volume.
Solução 𝑭𝒆(𝑵𝑶
𝟑
𝟑
−𝟏
−𝟏
na faixa de 420 a 520 𝑛𝑚 usando intervalos de 10 𝑛𝑚 e determine o comprimento de
onda onde a absorbância é máxima.
anteriormente.
Solução 𝑭𝒆
𝟑
𝟑
−𝟏
−𝟏
𝟑
−𝟏
todas as soluções, use a solução D como o branco.
Cálculos:
com o valor da literatura.
Objetivo:
Determinação do diagrama de fases ternário para poli(etileno glicol) (PEG), citrato e água a
temperatura ambiente.
Procedimento Experimental:
abaixo.
Mistura 𝒎 de 𝑯
𝟐
𝑶 (𝒈) 𝒎 de citrato (𝒈)
(Anote rigorosamente os valores das massas pesadas)
névoa ou até que fique turva.
(Anote rigorosamente os valores das massas pesadas para o PEG)
Não descartar o PEG na pia.
Orientações para o Relatório:
névoa.
Introdução:
As propriedades coligativas correspondem às propriedades de um solvente, as quais se
modificam na presença de um soluto não volátil e são dependentes apenas do número de
partículas do soluto. As propriedades coligativas mais conhecidas são: diminuição da pressão
de vapor, elevação do ponto de ebulição, diminuição do ponto de congelamento e a pressão
osmótica. Essas propriedades surgem devido a diminuição do potencial químico do solvente
puro pela presença do soluto (figura 1), de tal forma que o equilíbrio com a fase de vapor (para
solutos não-voláteis) ou com a fase sólida seja estabelecido em temperatura diferentes, a uma
pressão, ou a pressões diferentes a uma dada temperatura.
A elevação ebulioscópica, 𝑇
𝑒𝑏
, do solvente ocorre porque seu potencial químico na
solução é menor que o do líquido puro, enquanto o da fase vapor (se ela for constituída somente
de solvente puro) permanece o mesmo. Então, para restaurar o equilíbrio entre as duas fases do
solvente, a temperatura deve ser aumentada. Quando essa temperatura for atingida teremos a
igualdade entre potenciais químicos das duas fases do solvente:
𝐴
( 𝑙
)( 𝑇,𝑃
)
∗
𝐴
𝐴
( 𝜈
)( 𝑇,𝑃
)
∗
O lado esquerdo da equação representa o potencial químico do solvente (A) na solução
e o direito, o do vapor puro, sendo que o asterisco indica as espécies puras e 𝑎
𝐴
, a atividade do
solvente na solução.
A partir dessa equação e utilizando a aproximação de que as capacidades caloríficas do
solvente nos dois estados são independentes da temperatura e, ainda, a aproximação de que as
soluções diluídas de não eletrólitos se comportam como soluções idealmente diluídas (ou seja,
coeficiente de atividade do solvente é igual a um), obtém-se a equação proposta, inicialmente,
por Raoult, que permite determinar experimentalmente a massa molar do soluto (𝑀 𝐵
), a partir
de uma solução diluída, preparada com certa quantidade de solvente (𝑚
𝐴
), conhecendo-se o
valor da constante ebulioscópica (𝐾
𝑒
), ou molecular característica do solvente.
Objetivo:
Determinar experimentalmente a massa molar de uma substância pela medida da
elevação do ponto de ebulição, verificada através da interação soluto-solvente.
Procedimento experimental:
béquer e deixe sob aquecimento. O ponto de ebulição será verificado quando a
temperatura permanecer constante. Após a medição, interrompa o aquecimento.
etilenoglicol). Proceda, como feito para a água, à determinação do ponto de ebulição da
solução obtida.
Cálculos:
− 3
− 3
Constante ebulioscópica da água: 𝐾
𝑒
.
Bibliografia:
TRINDADE, D. F. OLIVEIRA, F. P. BANUTH, G.S.L. BISPO, J. G. Química básica
experimental, S.P.: Ed. Ícone. 1998 – 139.
Derivando a equação em relação a concentração obtemos
𝜕[á𝑐𝑖𝑑𝑜]
á𝑐𝑖𝑑𝑜
á𝑐𝑖𝑑𝑜
Onde o gráfico de 𝜕𝑝𝐻/𝜕[á𝑐𝑖𝑑𝑜] em função da concentração do ácido deve descrever o ponto
de máximo correspondente a
2
𝜕[á𝑐𝑖𝑑𝑜]
2
(− 2 [á𝑐𝑖𝑑𝑜] + 𝐴)𝐴
[á𝑐𝑖𝑑𝑜](𝐴 − [á𝑐𝑖𝑑𝑜])
2
Resolvendo a equação acima e sabendo que a concentração do ácido mais a concentração do
sal é igual a A.
Objetivo:
Verificar experimentalmente se o poder tampão é máximo quando a concentração do sal
é igual à do ácido.
Procedimento experimental:
− 1
em 𝑁𝑎𝐻𝑃𝑂
4
(solução A) e de outra
− 1
de 𝐾𝐻
2
4
(solução B), prepare as seguintes soluções com o auxílio de
buretas.
Solução Solução A (mL) Solução B (mL)
Cálculos:
derivada (𝜕𝑝𝐻/𝜕[á𝑐𝑖𝑑𝑜]) da curva obtida.
ponto de máximo do poder tampão.
Bibliografia:
SILVA, C. R., SIMONI, J. A. Química Nova. v. 23, n. 3, 2000.
CLARK, R. W., WHITE, G. D., BONICAMP, J. M., WATTS, E. D. Journal Chemical
Education. v. 72, p. 746. 1995.
MORITA, T., ASSUMPÇÃO, R. M. V. Manual de Soluções, Reagentes e Solventes. Ed.
Blücher LTDA, 1972.
LEHINGER, A. L., NELSON, D. L., COX, M. M. Princípios de Bioquímica. 2ª ed. São Paulo:
Sarvier. 1995.
SKOOG, D. A., WEST, D. M., HOLLER, F. J. Fundamentals of Analytical Chemistry. 7ª ed.
Fort Worth: Saunders College. 1996.
O polarímetro tem um dispositivo auxiliar que torna a medida do ângulo de rotação mais
precisa. Graças a ele (prisma de Nicol auxiliar - 𝑃) o campo visual do instrumento fica dividido
em duas metades, uma clara e outra escura, quando o analisador está um pouco antes da posição
cruzada, um pouco além, a situação se inverte, a metade do campo que estava escura torna-se
clara e a outra fica clara. Uma posição intermediaria, em que as duas metades do campo visual
fiquem igualmente pouco iluminadas, corresponde à posição de leitura do ângulo 𝛼.
Procedimento experimental:
água em um balão volumétrico atém completar 100 𝑚𝐿. Obtendo, assim, uma solução
de 20% (massa/volume), ou seja, 0 , 2 𝑔𝑚𝐿
− 1
soluções preparadas.
Anote a temperatura em que foram realizadas as medições.
Cálculos:
específico da sacarose ([𝛼]
𝜆
𝑡
) expresso na unidade de °𝑚𝐿𝑔
− 1
− 1
Introdução:
A lei de Snell se resume a uma expressão que dá o desvio angular sofrido por um raio
de luz ao passar para um meio diferente do qual ele estava percorrendo. Cada meio apresenta
um tipo de “resistência” à passagem da radiação. Essa
“resistência” é conhecida como índice de refração (n), uma
grandeza adimensional definida pela expressão:
Onde 𝑐 é a velocidade da luz no vácuo ( 3 𝑥 10
8
− 1
) e 𝑣 é a
velocidade da luz num certo meio.
De um modo geral, a velocidade da luz nos meios
materiais é menor que 𝑐; e assim, em geral, tem-se 𝑛 > 1. Por
extensão, define-se o índice de refração do vácuo igual a 1.
A velocidade da radiação (onda) é dada pela equação
Onde 𝜆 é o comprimento de onda, e 𝑓 a sua frequência. Experimentalmente, observa-se que em
cada meio material, a velocidade diminui com a frequência, isto é, quanto “maior” a frequência,
“menor” a velocidade.
𝑣𝑒𝑟𝑚𝑒𝑙ℎ𝑜
𝑙𝑎𝑟𝑎𝑛𝑗𝑎
𝑎𝑚𝑎𝑟𝑒𝑙𝑜
𝑣𝑒𝑟𝑑𝑒
𝑎𝑧𝑢𝑙
𝑎𝑛𝑖𝑙
𝑣𝑖𝑜𝑙𝑒𝑡𝑎
Portanto, conclui-se que o índice de refração aumenta com a frequência. Quanto “maior” a
frequência, “maior” o índice de refração.
A velocidade de propagação da luz no ar depende da frequência da luz, já que o ar é um
meio material. Porém, essa velocidade é quase igual a 𝑐 ( 3 𝑥 10
8
− 1
) para todas as cores. Ex.:
índice de refração da luz violeta no ar é igual a 1,0002957 e índice de refração da luz vermelha
no ar é igual a 1,0002914. Portanto, nas aplicações que não são necessárias uma precisão muito
grande, adota-se o índice de refração do ar igual ao do vácuo, que é igual a 1.
𝑎𝑟
Considerando um sistema estático (fonte, receptor e meios parados), a frequência da onda
propagada é constante, ou seja, não muda durante a refração ou reflexão, que leva a relação:
