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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 é um/a cientista...


1. Problema

Ao adicionar um determinado líquido a um certo sólido, obtém um gás. O estudo dessa reacção implica, entre outras coisas, determinar a velocidade de formação desse gás. Simulação laboratorial: reacção entre o magnésio e os ácidos.

2. Sorria
  • A Química vista por um químico fanático: Os químicos ............. morrem, apenas deixam de reagir.

  • A Química vista por um piloto fanático: As reacções são mais ............. num avião.

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

3.1 Complete:

a. A equação que traduz a reacção química é

2HCl (aq) + ................ MgCl2 (aq) + .............

b. O hidrogénio, H2, provém da solução aquosa de HCl. Entretanto, o ......................... transforma-se nos iões Mg2+, presentes na solução de cloreto de magnésio.

c. Uma maneira de caracterizar a velocidade da reacção é medir o volume de H2, V(H2), produzido num certo intervalo de tempo, dt. A velocidade média da reacção pode, então, ser dada por v = ........... / .......... expressa, por exemplo, em cm3 de H2 por minuto.

d. Para um estudo mais quantitativo, pode estabelecer-se um gráfico relativo ao volume de hidrogénio produzido ao longo do tempo. Pode, assim, calcular-se a velocidade nos primeiros segundos ou mais tarde, no decurso da reacção.

Por exemplo, um gráfico da forma

05_1.jpg (5280 bytes)

indica que a velocidade no início é ............................ do que numa fase mais adiantada da reacção.

3.2 Quanto ao procedimento a seguir:

a. Todo o hidrogénio produzido deverá, obviamente, ser recolhido para se medir o respectivo volume. O que é que lhe parece mais aconselhável?

i. Adaptar um balão plástico à saída do tubo de ensaio ou balão onde se realiza a reacção e, de pois, medir o volume do balão.

ii. Adaptar a seringa de gases graduada à saída do tubo ou balão onde se realiza a reacção e ir lendo a posição do êmbolo a inter valos de tempo conhecidos.

iii. Adaptar um tubo de vidro à saída do balão onde se realiza a reacção e, através dele, fazer borbulhar o gás formado numa tina de água, sob tubo de vidro graduado invertido sobre a tina.

iv. Proceder com em iii. mas tendo enchido previamente o tubo graduado com água.

b. Complete as instruções a seguir:

05_2.jpg (7919 bytes)

i. Com uma ........................ transfira cerca de 50 cm3 de uma solução de HCl de concentração 0,40 mol dm-3 para o balão Erlenmeyer de 100 ml de capacidade. Coloque o conjunto numa tina de água e determine a temperatura desta.

ii. Prepare um conjunto de seringa de gases com tubo e rolha de borracha perfurada que se adapte ao ....................... e com o êmbolo no zero.

iii. Prepare cerca de 8 cm de fita de magnésio e remova a camada negra de ................. de magnésio com uma lixa.

iv. Disponha de um relógio ou cronómetro.

v. Introduza o magnésio no balão com ..............................., tape rapidamente com a rolha ligada à ................... e inicie a contagem do .............. Registe o volume de ..................... formado, em intervalos de 15 ou 30 segundos.

Alternativamente,

05_3.jpg (10047 bytes)

i. Idem

ii. Prepare um conjunto de tubo e rolha de borracha perfurada adaptada ao ............. e disponha de uma ............... com água com tudo graduado invertido cheio de ...............

iii. Idem

iv. Idem

v. Idem

3.3 Complete a lista seguinte de material e reagentes necessários:

Material Reagentes
Rolha de borracha prefurada e tubo Seringa de gases com suporte ou tubo graduado e tina HCl (aq), 0,40 mol dm-3
Lixa ......................... .........................
Proveta (50 ml) Tina
.........................

3.4 Estime o custo desta experiência, tomando para custo de 10 cm de fita de magnésio 250$00 e para custo de 1 dm3 de solução de HCl 0,40 mol dm-3 100$00:

Custo do magnésio: ..........$00

Custo do HCl (aq): .........$00

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

3.5 Discuta o que pensou com o/a seu/sua colega de trabalho e, depois, ambos com o/a professor/a.

4. ..Execute, depois

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

4.2 Registe os resultados:

Temperatura a que a reacção química ocorreu: ...........°C

Tempo Volume de H2

.......... s ............... cm3
.......... s ............... cm3
.......... s ............... cm3
.......... s ............... cm3
.......... s ............... cm3

4.3 No quadriculado acima trace um gráfico do volume de hidrogénio formado em função do tempo.

5. Agora, faça os cálculos necessários

a.

i. O volume de hidrogénio formado entre a 1ª leitura, aos ............. segundos, e a 2ª leitura, aos ..............segundos, é .............. cm3.

ii. A velocidade média da reacção neste intervalo de tempo é

v = ............... cm3 de H2/ ...........s   =  ..................cm3 (H2)s-1

ou seja v = ................... cm3 de H2 por minuto

b. 

i. O volume de hidrogénio formado entre a 3ª leitura, aos ...... segundos, e a 4ª leitura aos ........ segundos, é ............... cm3.

ii. A velocidade média da reacção neste intervalo de tempo é

v = ................ cm3 (H2) min-1

6. ... e compare com o resultado obtido pelo/a seu/sua colega e depois com os resultados de toda a turma
Grupo 1: ............ cm3 (H2) min-1 Grupo 5: ............ cm3 (H2) min-1
Grupo 2: ............ cm3 (H2) min-1 Grupo 6: ............ cm3 (H2) min-1
Grupo 3: ............ cm3 (H2) min-1 Grupo 7: ............ cm3 (H2) min-1
Grupo 4: ............ cm3 (H2) min-1 Grupo 8: ............ cm3 (H2) min-1
7. Identifique possíveis fontes de erro

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

i. Fuga de hidrogénio.

ii. Incertezas de leitura de seringa ou tubo graduado aliadas à menor divisão da escala

iii. Fita de magnésio oxidada.

iv. Variação de temperatura da solução de HCl durante a reacção.

v. Êmbolo da seringa demasiado preso.

8. O que conseguiu neste trabalho prático
  • Realizar uma reacção de formação de gás e estudá-la quantitativamente medindo a sua velocidade a partir de medições de volumes de gás em função do tempo.

  • Familiarizar-se com a grandeza velocidade de uma reacção química.

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. Dê uma entrevista ao seu colega

Com o seu colega de trabalho, decidam qual o que faz as perguntas e qual o que dá as respostas, sobre este projecto experimental. Escrevam a entrevista em conjunto.


Alternativa

1. Problema

Determinar a velocidade da reacção do carbonato de sódio, Na2CO3 com uma solução de ácido clorídrico, com formação de dióxido de carbono.

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

Reporte-se ao ponto3. do P.E. n.° 5 e reconheça as diferenças decorrentes de se considerar Na2CO3 (s) em vez de Mg(s). Em particular, tenha presente que a reacção agora é

Na2CO3 (s) + 2HCl (aq) img/seta_dir.jpg (2244 bytes) CO2 (g) + 2 NaCl (aq) + H2O (l)

Se esta reacção for realizada em sistema aberto, a massa do sistema progressivamente diminui devido à libertação de CO2 (g) para a atmosfera. A velocidade pode ser então medida pela massa de CO2 (g) ou pela quantidade (mol) de CO2 (g) produzido por unidade de tempo, segundo o procedimento seguinte:

a. Colocar 25 cm3 de HCl(aq) 2,0 mol-3 num copo e cerca de 3g de Na2CO3 (s) num vidro de relógio.

b. Pesar o conjunto, utilizando uma balança monoprato de prato exterior, com uma incerteza de ± 0,01 g.

c. Juntar o sólido à solução, agitar com vareta e registar a massa do conjunto em intervalos de tempo sucessivos.

3. Depois...

Proceder como no ponto 4. do P.E. n.° 5, com as necessárias adaptações.

Determinar a velocidade expressa em massa de CO2 produzida por unidade de tempo e converter esse valor em mol de CO2 por unidade de tempo.

(Note que uma parte do CO2 fica dissolvido na água).

Relação com Clube de Ciência

1. Pastilhas efervescentes

05_4.jpg (4739 bytes) água gelada

 

água quente

 

05_5.jpg (4743 bytes)

Pastilha efervescente (Alka Seltzer, pastilha efervescente com vitamina C, etc)

Reacção mais rápida a temperatura mais alta.

2. Batata ..... catalista

05_6.jpg (3154 bytes)

água oxigenada (H2O2 (aq)) a 10 volumes

Pedacito de batata

H2O2 (aq) O2 (g) + H2O (l)

Reacção catalisada por enzima da batata (catalase). Comparar com uso de H2O2 em ferida.

3. Espumando....

05_7.jpg (6864 bytes)

50 cm3 H2O2 (aq) a 30 volumes (usar luvas) + 1 esguicho de detergente líquido (da louça) + 1 gota de corante + 1-2 g de KI (s)

05_8.jpg (9788 bytes)
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