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Laboratório
Fichas, 10º ano
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Finalmente

O mocho do SoftCiências

Fichas de Laboratório - Química, 10º ano

Imagine que está a fazer um estágio num laboratório de controlo de poluição de águas...


1. Problema

Determinar a percentagem de ião sulfato numa amostra de água suspeita de conter excessiva concentração de sulfatos.

2. Sorria
  • Alquimia no espaço sideral: HgH pois aí g (aceleração da gravidade) = ........

  • Poluir: o mesmo que ir ao Pólo.

  • Sulfato: fato de tecido leve para usar nos países do Hemisfério ............

3. Recorde, pense e planeie, primeiro...

3.1 Complete:

a. O ião sulfato, de fórmula .............., tem geometria .......................... tal como o ião amónio, NH4+.

b. Como qualquer solução é electricamente neutra, a presença de iões sulfato indica a presença de iões ............................... em quantidade tal que a soma de todas as cargas iónicas é .................

c. Uma forma de identificar a presença do ião SO42- consiste em adicionar um sal (solúvel) de bário, por exemplo BaCl2: os iões Ba2+ e os iões sulfato associam-se para formar um precipitado (branco) de ............................................de .................., BaSO4:

Ba2+(aq) + SO42- (aq) img/seta_dir.jpg (2244 bytes) BaSO4(s)

Estas associação e precipitação ocorrem em virtude de o sal BaSO4 ser pouco .......................... em água.

d. A determinação quantitativa de SO42- pode fazer-se por ............................ do sal BaSO4 precipitado: determinação gravimétrica.

3.2 Assinale, entre as seguintes, as afirmações correctas:

i. Dado que BaSO4 é um sal pouco solúvel em água, basta uma pequena quantidade de BaCl2 para precipitar praticamente todo o ião sulfato presente.

ii. A garantia de BaCl2 para precipitar praticamente todo o ião sulfato supõe a adição de um excesso de Ba2+.

iii. Como nesta reacção de precipitação a massa aumenta, basta pesar antes e depois para apurar a massa de BaSO4 obtido.

iv. A determinação da massa de BaSO4 obtido por precipitação requer uma filtração para separar o sólido da solução.

v. Antes da pesagem de BaSO4(s) há que remover a água retida pelo sólido.

3.3 Indique o procedimento a seguir, uma vez separado o BaSO4 da solução por filtração com funil e papel de filtro:

i. Verter o sólido para um vidro de relógio previamente pesado e pesar o conjunto.

ii. Secar o sólido e o papel com um secador de cabelo e, depois, proceder como em i.

iii. Colocar o papel de filtro com o sal húmido numa estufa a 110 °C e, depois, proceder como em i.

iv. Colocar o papel de filtro com o sólido húmido num cadinho de porcelana previamente pesado, aquecer cuidadosamente ao bico de Bunsen até à combustão completa do papel1, deixar arrefecer e pesar de novo.

3.4 Discuta as respostas que deu com o/a seu/sua colega e, depois, ambos com o/a professor/a.

3.5 Compare as respostas dadas acima com o procedimento mais aconselhado2:

a. Transfira 200 cm3 da solução-amostra para um balão cónico de 400 mL de capacidade. Junte3 cerca de 25 cm3 de solução de HCl de concentração 1,0 mol dm-3.

Aqueça até à ebulição.

b. Junte, gota a gota4, 25 cm3 de solução aquosa de cloreto de bário a 5% em massa (quantidade em excesso).

Aqueça de novo5 (mas sem ferver).

c. Deixe o precipitado assentar e, em seguida, proceda à filtração da solução quente.

d. Terminada a filtração, transfira cuidadosamente o papel de filtro com o precipitado para o cadinho de porcelana, previamente pesado.

e. Aqueça com um bico Bunsen até à combustão completa do papel de filtro, numa calcinação suave6.

f. Deixe arrefecer e pese o cadinho com o precipitado.

3.6 Acrescente o que falta na lista seguinte de equipamento, material e reagentes necessários (por ordem alfabética):

Equipamento Material Reagentes
Balança Cadinho de porcelana com tampa Pinça para cadinho Solução amostra
......................... Proveta (25 mL) Suporte com garras .........................
......................... Copo (100 mL) Vareta de vidro .........................
......................... Triângulo de porcelana Papel de filtro (Whatman 42) .........................
......................... Espátula ......................... .........................
......................... Tripé com rede ......................... .........................
......................... Balão cónico (Erlenmeyer) (400 mL) ......................... .........................
4. ..Execute, depois

4.1 Execute, exercendo os cuidados normais de segurança no laboratório e observando atentamente.

(AS SOLUÇÕES DE CLORETO DE BÁRIO SÃO TÓXICAS)

4.2 Registe os resultados:

Massa do cadinho vazio: ........................... g

Massa do cadinho + precipitado: ....................... g

Massa do precipitado: ............................g

5. Agora, faça os cálculos necessários

a. A massa molar de BaSO4 é ............... g mol-1.

b. A massa molar de SO42- é ................ g mol-1.

c. A massa de precipitado obtido corresponde à seguinte quantidade de BaSO4: .................. mol.

d. Nesta quantidade de BaSO4 há ................ mol de SO42-, ou seja ................... g de ião sulfato.

e. Considerando a massa de amostra utilizada, ....................g, a percentagem de SO42-, em massa, nessa solução é ....................%.

f. Confirme os cálculos em c. e d. do modo alternativo seguinte:

Em .................... g de BaSO4 (massa de 1 mol de BaSO4) há ....................g de SO42- (massa de 1 mol de SO42-).

Na massa de BaSO4 precipitado haverá ................... g de SO42-.

6. ... e compare com o resultado obtido pelo/a seu/sua colega e depois com os resultados de toda a turma
Grupo 1: .................% Grupo 5: ..................%
Grupo 2: .................% Grupo 6: ..................%
Grupo 3: .................% Grupo 7: ..................%
Grupo 4: .................% Grupo 8: ..................%

Valor médio (com o número apropriado de algarismos significativos e grau de precisão): ...................... ± .................

Comparação com o valor exacto que o professor fornecerá:

Erro: e = |Valor exacto - Valor médio| = ............

Percentagem de erro: e/Valor exacto = 0,..........(..........%)

7. Identifique possíveis fontes de erro

Das seguintes, quais estariam na sua mão evitar ou corrigir?

i. Presença de outros iões que também precipitam com Ba2+.

ii. Incertezas em medições de volumes e massas.

iii. Defeitos de calibração dos instrumentos.

iv. Perda de produtos durante o processo.

v. Combustão incompleta do papel de filtro.

vi. Cinzas do papel de filtro não tidas em consideração.

vii. Outras (especifique).

8. O que conseguiu neste trabalho prático
  • Familiarizar-se com várias técnicas.

  • Fortalecer a sua capacidade em cálculos químicos.

  • Desenvolver a sua capacidade de conceber uma experiência para a resolução de um problema concreto e de identificar e avaliar possíveis fontes de erro numa determinação gravimétrica.

  • Reforçar o uso dos conceitos "precisão" e "exactidão" (e erro e percentagem de erro).

9. Auto-avalie-se
9.1
a. Li e compreendi o protocolo e planeei o trabalho antes da aula prática 100 pontos
b. Li e compreendi o protocolo mas não planeei o trabalho antes da aula prática 50 pontos
c. Li e não fiz esforço para compreender o trabalho 20 pontos
d. Nem sequer li o protocolo antes da aula 0 pontos
9.2
a. Executei o trabalho com total dedicação 50 pontos
b. Executei o trabalho com parcial dedicação 30 pontos
c. Executei o trabalho "encostado ao colega" 10 pontos
9.3
a. Executei o projecto com elevada competência, respeitando as normas de segurança 100 pontos
b. Executei o projecto com mediana competência, respeitando as normas de segurança 50 pontos
c. Executei o projecto com fraca competência 20 pontos
Pontuação máxima: 250 pontos Pontuação total: .......... pontos
Percentagem: .......... %

10. Comentário do/a professor/a

Auto-avaliação correcta

Auto-avaliação incorrecta:

por excesso

por defeito

Rubrica do/a professor/a ....................................

11. Tome notas ... para o seu Encarregado de Educação

Tome as notas que julgar necessárias, por escrito e/ou em desenhos, para descrever oralmente ao seu Encarregado de Educação o que fez neste projecto experimental. Peça-lhe que se manifeste quanto à sua explanação:

img/img/quadrado.jpg (2776 bytes) Muito satisfeito

img/img/quadrado.jpg (2776 bytes) Satisfeito

img/img/quadrado.jpg (2776 bytes) Pouco satisfeito

O Encarregado de Educação

...............................................


Alternativa

1. Problema

Determinar a percentagem de ião cloreto numa amostra de água suspeita de conter excessiva quantidade de cloretos.

2. Recorde, pense e planeie, primeiro...

Reporte-se ao ponto 3. desta ficha e, fazendo as necessárias adaptações, complete as frases (usa-se AgNO3 (aq) para levar à precipitação de AgCl), seleccione o procedimento a seguir e o equipamento, material e reagentes necessários, tendo em conta a nova redacção do ponto 2.5.

2.5

a. Transfira 25,0 cm3 da solução a analisar para um copo de 250 mL de capacidade.

b. Adicione água desionizada até cerca de meia altura do copo e cerca de 5 cm3 de solução de HNO3 1,0 mol dm-3.

c. Aqueça até quase à ebulição e adicione, lentamente, 25 cm3 de AgNO3 (aq) 0,1 mol dm-3 (quantidade em excesso). Prolongue o aquecimento para favorecer a floculação do AgCl.

d. Deixe o precipitado assentar, ao abrigo da luz (para evitar conversão do ião Ag+ em prata metálica).

e. Proceda à filtração por sucção, utilizando um cadinho com placa filtrante previamente pesado, e garantindo que todo o sólido é arrastado do copo com o auxílio de HNO3 (aq) 0,01 mol dm-3.

f. Lave o precipitado, com solução de HNO3 0,01 mol dm-3.

g. Seque-o o melhor possível, prolongando a sucção e, depois, numa estufa a 100-105 °C (normalmente, são necessárias pelo menos duas horas).

h. Pese o cadinho com o precipitado seco e já arrefecido (em rigor, as operações g. e h. deveriam ser repetidas até que a variação de massa entre secagens não excedesse 0,004 g).

3. Depois...

Em tudo o resto, proceda como no P.E. n.° 2, com as óbvias adaptações.


Variação

1. Problema

Determinar a percentagem de água no sulfato de cobre hidratado (ou, em alternativa, cloreto de bário hidratado, ou sulfato de cálcio hidratado).

2. Recorde, pense e planeie, primeiro...

Complete os diagramas que esboçam o essencial do procedimento a seguir.

3 – m1 = massa de ..................

(m2 – m1) – (m´3 – m1) = massa de ............

Proporção de água na amostra de sulfato de cobre hidratado = ................

Proporção exacta de H2O em CuSO4.5H2O = .........................

+ água: cor ..........................

+ etanol: (95%)  cor ............................

+ acetona (pura): cor ..............................

Relação com Clube de Ciência

1. Canário químico

NÃO DEITE SAIS DE CHUMBO NO CAIXOTE DO LIXO NEM NO ESGOTO! SÃO TÓXICOS!

REACÇÃO:

Pb(NO3)2 (s)+ 2KI (s) img/seta_dir.jpg (2244 bytes) PbI2 (s) + 2KNO3 (s)

(branco)    (branco)               (amarelo)     (branco)

2. Amarelo de crómio no retroprojector

3. Sal... precisa-se

Imagine-se num planeta em que os únicos sais disponíveis eram sulfato de sódio, Na2SO4, e cloreto de bário, BaCl2. Necessita de cloreto de sódio, NaCl, para cozinhar. COMO FARIA?

4. Como distinguir...

Como distinguir os dois compostos de uso doméstico: sais de magnésio (MgSO4) e bicarbonato de sódio (NaHCO3)?


1 O papel de filtro utilizado praticamente não deixa cinza.

2 Inclui várias instruções adicionais destinadas a reduzir os erros de determinação experimental e a favorecer a precipitação.

3 Para evitar a precipitação de hidróxido e carbonatos.

4 Para evitar que o BaCl2 seja arrastado com o precipitado.

5 Para tornar mais rápida a reacção e para se formarem partículas de precipitado de maiores dimensões, facilitando assim a filtração e a lavagem, e diminuir o arrastamento de outros iões por adsorção.

6 Para evitar a transformação do BaSO4.

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