1. A acetona, líquido incolor utilizado como solvente de algumas tintas e esmaltes, pode ser obtida através de uma reação do álcool isopropílico. Este álcool também é líquido e incolor. Como se pode ter certeza de que o produto obtido nessa reação seja realmente a acetona? Como saber se o produto é um líquido puro e não uma mistura?
2. Como é possível diferenciar água pura da água do mar filtrada sem experimentar o gosto?
Anexos 183
3. Faça os esboços dos gráficos obtidos para o aquecimento de duas amostras de líquidos aparentemente idênticos, considerando os seguintes casos:
a) as duas amostras são do mesmo líquido puro; b) as duas amostras são de líquidos puros diferentes;
c) uma amostra é de um líquido puro e a outra é de uma mistura.
4. Utilizando os dados da Tabela II.1, esboce um gráfico que represente a variação da temperatura com o tempo, durante o aquecimento de uma amostra de benzeno do estado líquido até a ebulição completa.
5. Provocou-se o aquecimento de um líquido desconhecido, medindo-se a temperatura do material em intervalos de tempo de 15 segundos, até que todo o material estivesse vaporizado. Os resultados obtidos estão organizados na tabela abaixo:
Tempo(s)
5 0 5 0 5 0 05 20 35 50
Temperatura ºC
5 4 3 1 9 1 2 2 1 3 0
a) A partir destes dados esboce o gráfico (temperatura x tempo) numa folha de papel milimetrado.
b) O material deve ser uma substância ou uma mistura? Explique sua resposta. c) Qual deve ser o estado físico do material após 1 minuto?
6. Consultando a tabela II.1, diga qual deveria ser, na sua opinião, o estado físico da acetona e do benzeno a 56,2 ºC e a 80,1 ºC, respectivamente.
VIII – Questões para discussão
1. Na Terra, uma das temperaturas mais baixas é observada no Pólo Norte (aproximadamente -100 ºC). Pensando nisso, você acha que o ponto de ebulição do oxigênio deve ser menor ou maior que 50 ºC? Explique sua resposta.
2. Que cuidados deveriam ser tomados no acondicionamento e transporte de líquidos de baixo ponto de ebulição?
3. É possível distinguir-se duas misturas de água e glicerina formadas por proporções diferentes destas substâncias? Como?
4. Existem misturas, chamadas de misturas azeotrópicas, que apresentam um único valor para o ponto de ebulição. Um exemplo é a mistura constituída por 96% e álcool etílico e 4% de água. Como você explica este fato?
GUIA EXPERIMENTAL II-2 PONTO DE FUSÃO
I- Introdução
Como você viu no experimento anterior, o ponto de ebulição de uma substância é uma constante física, pois apresenta um único valor que depende apenas da substância e não da quantidade da mesma. Assim, o ponto de ebulição pode ser utilizado para identificação de uma substância.
No entanto, existem substâncias que possuem pontos de ebulição muito próximos. Por exemplo, o ponto de ebulição do álcool isopropílico é 82,4º C e do álcool tercisobutílico é 82,2ºC e ambas as substâncias são líquidos incolores à temperatura ambiente. Neste caso, seria extremamente difícil a distinção destas duas substâncias apenas pelos seus pontos de ebulição. É necessário, portanto conhecer outras propriedades características destas substâncias para que se possa identificá-las com maior confiabilidade.
E no caso de ser necessário identificar uma substância sólida? Seria prático determinar seu ponto de ebulição?
Através do gosto é possível distinguir dois sólidos como o sal e o açúcar. Mas, num laboratório, experimentar materiais é uma prática proibida! E como você poderia, por exemplo, saber que uma porção de ácido acetilsalicílico – principal constituinte da aspirina – está isenta de outros materiais que até poderiam ser nocivos à saúde? E, ainda, como saber se aquele ácido, preparado à partir de uma reação química, é realmente o ácido acetilsalicílico?
Para responder a esta questão também é necessário conhecer outras propriedades físicas das substâncias. Uma das maneiras seria observar o comportamento destas substâncias sólidas quando submetidas ao aquecimento.
Anexos 185
Geralmente, um sólido, quando aquecido, começa a se transformar em líquido ao alcançar uma determinada temperatura, isto é, começa a fundir: a temperatura na qual ocorre a fusão de um sólido é denominada ponto de fusão. Por outro lado, um líquido ao ser resfriado, transforma-se em sólido, ou seja, solidifica. A temperatura em que ocorre a solidificação de um líquido é denominada ponto de solidificação.
Como estas propriedades físicas podem ser utilizadas para caracterizar uma substância sólida e diferenciá-la de uma mistura?
Para responder a esta questão você deverá realizar o experimento a seguir, onde analisará a variação da temperatura em função do tempo durante o aquecimento e a fusão ou resfriamento e a solidificação, de dois materiais diferentes. Através desta análise você vai ser capaz de:
- redefinir o que é uma substância;
- comparar o ponto de fusão e o ponto de solidificação de uma substância; - verificar se o ponto de fusão é uma constante física;
- verificar se o ponto de fusão pode ser utilizado para identificar uma substância e distingui-la de uma mistura.
II - Material Necessário
2 tubos de ensaio 1 béquer de 250 ml 1 termômetro de -10 a 110ºC 1 suporte universal
1 aro ou tripé 1 garra
1 mufa 1 cronômetro ou relógio com marcador de segundos 1 bico de Bunsen 1 tela de amianto
1 tenaz 1 almofariz e pistilo
naftalina parafina
III- Procedimento
1. Trabalhe com segurança: Cuidado com as queimaduras lembre-se de que o vidro quente tem o mesmo aspecto que o vidro frio. Se a bancada for de azulejo, não coloque materiais quentes diretamente sobre ela; coloque-os sobre uma tela de amianto.
2. Coloque água até aproximadamente ¾ do volume do béquer.
3. Triture algumas bolinhas de naftalina no almofariz e, a seguir, coloque a quantidade indicada pelo seu professor num dos tubos de ensaio.
4. Monte a aparelhagem conforme mostra a figura II.2.
5. Após mergulhar na água do béquer o tubo de ensaio contendo o sólido e o termômetro, ligue o bico de Bunsen e inicie o aqueciemento. Se a água começar a ferver, desligue o bico de Bunsen.
6. Durante o aquecimento, agite o sólido com o termômetro, CUIDADOSAMENTE. 7. Anote a temperatura do sólido na tabela de dados a cada 15 segundos. Assinale, na
tabela, a temperatura na qual se inicia e a temperatura na qual se completa a fusão do sólido.
8. Continue a anotar os dados até que a temperatura do material atinja cerca de 90ºC. 9. Retire, então, o tubo de ensaio da água
conforme mostra a figura II.3 e comece imediatamente a anotar a temperatura do material a cada 15 segundos.
10. Durante o resfriamento agite o material com o termômetro, CUIDADOSAMENTE. Assinale a temperatura em que se inicia e a temperatura em que se completa a solidificação. Continue a anotar os dados até que a temperatura do material atinja cerca de 50ºC.
Anexos 187