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Laboratório
Fichas, 10º ano
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O mocho do SoftCiências

Fichas de Laboratório - Química, 10º ano

Imagine que é um/a professor/a de Química...


1. Problema

Dar uma resposta por via experimental ao aluno que pergunta: "como é que se sabe que o iodeto de zinco tem a fórmula ZnI2 e não, por exemplo, ZnI ou Zn2I ?"

2. Sorria
  • R15O20: Símbolo do ................................ (erre ........ ou 20)

  • Fe2O3: Resultado do encontro de futebol ..................... - .....................

Ferro ......... - Oxigénio .........

  • Lei da conservação da massa : guarda o "spaghetti" no ......................

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

3.1 Complete:

a. O iodeto de zinco é uma substância constituída por ............... tipos de átomos diferentes: o elemento ...................... e o ...................... iodo.

b. A fórmula química do iodeto de zinco indica a proporção em que esses átomos se encontram no composto: ZnI2 significa .................... átomo do elemento ................. para ........... átomos do elemento ........................

c. Uma maneira de determinar a proporção em que os dois elementos estão associados, ou combinados, é estudar a reacção de formação do iodeto de zinco a partir das substâncias elementares correspondentes: .................e...............:

Zinco + Iodo img/seta_dir.jpg (2244 bytes) Iodeto de Zinco

Nesta reacção, a proporção em que os átomos Zn e I interagem é a proporção em que se encontram no composto resultante. Assim:

Para a proporção 1:1, a fórmula seria ..............

Para a proporção 1:2, a fórmula seria ..............

Para a proporção 1:3, a fórmula seria ..............

Para a proporção ..........., a fórmula seria Zn2I

d. Ora, esta reacção é fácil de realizar: basta misturar zinco em pó com iodo e juntar álcool. Este facilita a reacção, actuando como solvente do iodo e como catalisador da reacção. O iodeto de zinco formado é também solúvel no etanol. A reacção é praticamente completa.

3.2 Considere:

Ao misturar certas quantidades conhecidas de zinco e de iodo, só por mero acaso se estarão a juntar as quantidades equivalentes; o mais provável é ficar um excesso ou de zinco ou de iodo por reagir. É, então, necessário conhecer esse excesso para se saber exactamente quais as quantidades que reagiram.

O que é que lhe parece mais aconselhável?

i. Ter excesso de zinco, filtrar e pesá-lo.

ii. Ter excesso de iodo, filtrar e pesá-lo.

iii. Ter excesso de iodo, evaporar o álcool e pesar o sólido.

iv. Repetir a experiência com quantidades de zinco e iodo variáveis até não ficar nem sólido (zinco em pó) nem cor (castanha) na solução (iodo dissolvido).

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

3.4 Complete as instruções a seguir e desenhe, na margem, alguns esquemas elucidativos:

a. Transfira para um tubo de ensaio, previamente pesado com rolha, cerca de 0,5 g de zinco em pó e .................. de novo, para obter, por diferença, a ...................... exacta de zinco.

b. Junte cerca de 1 g de iodo ao mesmo tubo, rolhe e ................... de novo, para obter, por diferença, a ........................ exacta de iodo.

c. Agitando suavemente, homogeneíze a mistura.

d.  Junte, muito lentamente gota a gota, 3 a 5 cm3 de etanol (colocar o tubo num copo com água1). Agite o tubo até desaparecer a cor .................... do ................

e. Centrifugue para que o excesso de ...................... se deposite e, depois, decante. O iodeto de zinco formado acompanha o líquido decantado.

f. Lave o sólido, juntando 0,5 cm3 de etanol. Centrifugue de novo e ......................

g. Seque o sólido (húmido com ............................), introduzindo o tubo de ensaio em água aquecida. (Pode ser necessário aquecer directamente o tubo, mas suavemente, para eliminar o excesso de álcool).

h. Deixe arrefecer e pese (com rolha)

3.5 Complete o quadro seguinte para os resultados a registar:

Massa do tubo de ensaio ......................... g
Massa do tubo de ensaio + ............. ......................... g
Massa do zinco utilizado ......................... g
Massa do tubo + ................ + .................. ......................... g
Massa do ................... utilizado ......................... g
Massa do tubo + excesso de ................ ......................... g
Massa do ................... de zinco ......................... g
Massa de ................... que reagiu ......................... g
Massa de ................... que reagiu ......................... g

3.6 Complete a lista seguinte de material e reagentes necessários.

Material Reagentes
......................... ......................... Etanol
Copo (50 ml) Tripé .........................
Espátulas (2) Tubo de ensaio .........................
Lamparina de álcool

3.7 Estime o custo desta experiência, atendendo a que 500 g de zinco em pó custam 1200$00 e que 250 g de iodo custam 3000$00. Complete:

Custo do zinco: .........$00

Custo do iodo: .........$00

Outros: 100$00

Total: .........$00

4. ..Execute, depois

4.1 Execute, respeitando as normas gerais de segurança no laboratório.

O ZINCO EM PÓ QUANDO AQUECIDO EMITE VAPORES TÓXICOS.

EVITE O CONTACTO DO IODO COM A PELE, POIS É CORROSIVO. RECORDE QUE O ETANOL É INFLAMÁVEL.

4.2 Registe os resultados no quadro que preparou em 3.5

5. Agora, faça os cálculos necessários

a. Conhecendo a massa molar do zinco — 65 g mol-1 — e a massa do zinco que terá reagido — ...................... g —, a quantidade de zinco que terá reagido é ...........mol.

b. Conhecendo a massa molar do iodo — 127 g mol-1 — e a massa de iodo que terá reagido — .............. g —, a quantidade de iodo que terá reagido é  ............... mol.

c. A proporção em que zinco e iodo terão reagido é .......................... mol de Zn para .................. mol de I.

d. Esta relação aponta para a fórmula:

i. ZnI

ii. ZnI2

iii. ZnI3

iv. Zn2I

v. outra

a comparar com ZnI2 e com a equação química

Zn(s) + I2 (etanol) img/seta_dir.jpg (2244 bytes) ZnI2 (etanol)

6. ... e compare com o resultado obtido pelo/a seu/sua colega e depois com os resultados de toda a turma

Quantidade Zn / quantidade I

Grupo 1: .................% Grupo 5: ..................%
Grupo 2: .................% Grupo 6: ..................%
Grupo 3: .................% Grupo 7: ..................%
Grupo 4: .................% Grupo 8: ..................%

Valor médio (n(Zn)/n(I)): ...................... ± .................

Comparação com o valor exacto (n(Zn)/n(I)=0,5)

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

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

7. Identifique possíveis fontes de erro

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

i. Eventuais defeitos de calibração da balança.

ii. Centrifugação e decantação defeituosas.

iii. Insuficiente tempo de secagem do zinco em excesso.

iv. Lavagem do sólido imperfeita, ficando algum iodeto de zinco retido pelo zinco em excesso.

v. Ocorrência de reacções competitivas com a de formação de ZnI2.

8. O que conseguiu neste trabalho prático
  • Realizar e estudar quantitativamente uma reacção de formação de um composto a partir das substâncias elementares correspondentes.

  • Fortalecer a sua competência em várias técnicas de laboratório e em cálculos químicos.

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. Escreva a Acta

Complete:

"Aos ............... dias do mês de .......................... do ano de ................................., na Escola ................................................, durante uma aula prática da turma ........., e sob a orientação do(a) professor(a) Dr(a). ..........................................., procedeu-se ao estudo da reacção entre ........................... e ......................... com vista a ..................................................................................................................

No grupo de trabalho constituido por mim próprio e pelo colega .............................., discutimos o modo de proceder nos seguintes termos. (Resuma a posição do grupo quanto ao ponto 3.2)

O aluno,

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


Alternativa

1. Problema

Determinar a fórmula química do óxido de magnésio.

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

Reporte-se ao ponto 3. do P.E. n.° 4 e reconheça as diferenças decorrentes de se considerar o óxido de magnésio, MgO, em vez do iodeto de zinco, ZnI2. Em particular, tenha presente que a reacção agora é

Magnésio + Oxigénio img/seta_dir.jpg (2244 bytes) Óxido de Magnésio

realizada por aquecimento do metal do ar, segundo o procedimento seguinte:

2.4

a. Transfira cerca de 0,5 a 1 g de fita de magnésio para um cadinho de níquel previamente pesado.

b. Pesando o conjunto, apure a massa do magnésio.

c. Tape o cadinho e aqueça ao bico de Bunsen, retirando a tampa de vez em quando para entrada de oxigénio.

d. Terminada a incandescência do metal ou a formação de fumo branco, retire a tampa de vez e mantenha o aquecimento durante mais cerca de 3 minutos.

e. Deixe o cadinho arrefecer até à temperatura ambiente e, depois, adicione 25-30 gotas de água destilada2. Mexa com vareta e aqueça até à secura.

f. Deixe arrefecer de novo e pese para apurar a massa de óxido de magnésio presente.

3. Depois...

Em tudo o resto, proceda como no P.E. n.° 4, com as necessárias adaptações. Em particular,

a. É a partir da massa do óxido de magnésio obtido e da massa do magnésio utilizada que calcula a proporção em que os elementos Mg e O reagiram e estão presentes no óxido de magnésio.

b. Uma importante fonte de erro possível é a não conversão completa do nitreto de magnésio (formado juntamente com o óxido de magnésio) em hidróxido de magnésio por adição de água. Também se exige que todo este hidróxido seja transformado em óxido por desidratação.


Variação

1. Problema

Decidir, por via experimental, se a fórmula do iodeto de chumbo é PbI ou PbI2.

2. Método

Preparando várias misturas de dois reagentes, A e B, de modo que as quantidades (em mol) de A e B sejam variáveis, mas a soma seja constante:

n(A) + n(B) = cte.

então a quantidade de produto, C, obtido

aA + bB img/seta_dir.jpg (2244 bytes) C

é máxima na mistura em que nenhum dos reagentes está em excesso. Isto é, naquela em que

n(A)/n(B) = a/b

Esta relação será 1/2 para: Pb2+ + 2I- img/seta_dir.jpg (2244 bytes) PbI2

mas seria 1/1 para: Pb+ + I- img/seta_dir.jpg (2244 bytes) PbI

Este método é conhecido por método das variações contínuas.

3. Complete

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

SOLUÇÃO A: nitrato de chumbo, 1,0 mol dm-3

SOLUÇÃO B: iodeto de potássio, 1,0 mol dm-3

Solução A 1 cm3 2 cm3 ... cm3 4 cm3 6 cm3 ... cm3 ... cm3 10 cm3
Solução B 11 cm3 ... cm3 9 cm3 ... cm3 ...cm3 4 cm3 3 cm3 ... cm3

Adicionar 2 gotas de etanol a cada tubo (para facilitar a precipitação do iodeto de chumbo).

Agitar e deixar repousar.

Medir as ........................... de precipitado e traçar um ..................

2. Conclusão

O tubo onde a altura de precipitado formado é máxima é aquele em que

n(A) / n(B) = ...................

em conformidade com Pb(NO3)2 (aq) + ................... img/seta_dir.jpg (2244 bytes) PbI2(s) + .................

ou seja Pb2+(aq) + ............. img/seta_dir.jpg (2244 bytes) PbI2(s)

e não .................+ I- (aq) img/seta_dir.jpg (2244 bytes) PbI(s)


1 A reacção é exotérmica. Atenção: é particularmente violenta na presença da água!

2 Além de óxido de magnésio, forma-se também nitreto de magnésio (Mg3N2), de cor negra, que é necessário transformar em hidróxido de magnésio (e amoníaco) por adição de água; por seu turno, o aquecimento transforma este hidróxido em óxido de magnésio.

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