MANUAL - QUIMICA APLICADA A ENGENHARIA

Prévia do material em texto

Autores e Revisores: 
Iury Sousa e Silva 
Roberto Luiz Mota Menezes Vasconcelos 
Heloisa de Sousa Pimentel Moreira 
 
 
 
Procedimento de Aula Prática Síncrona para a disciplina de Química aplicada a 
Engenharia 
 
A atividade será realizada em tempo real, via web, pelo docente e replicada, 
também em tempo real, pelos estudantes. Desta forma será possível a interação entre 
os participantes para retirar dúvidas e trocar experiências. 
No dia e horário agendado para a aula os alunos deverão estar preparados em 
um espaço onde possa ser realizada a prática, com os materiais necessários disponíveis 
e participando ativamente da experiência. Todos os materiais listados para essas 
práticas são de uso comum e fácil acesso possibilitando a realização das práticas em casa 
e em segurança. 
Bem-vindo ao Novo Extraordinário! 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
AULA PRÁTICA QUÍMICA APLICADA A ENGENHARIA 
1. Atividade Prática 1 - Reação de Oxidação 
 
Você irá aprender 
• Realizar introdução ao estudo das reações de oxirredução; 
• Conceituar oxidação, redução, agentes oxidante e redutor com materiais 
alternativos. 
 
Materiais necessários 
• Lã de aço; 
• Água Sanitária; 
• Recipiente de vidro. 
 
Passo a passo 
• Adicionar um pequeno pedaço da palha (Lã) de aço no fundo do recipiente de 
vidro; 
• Obs. Procure deixar os fios desembaraçados; 
• Adicione, com cuidado, a água sanitária até cobrir toda a lã de aço no recipiente; 
• Aguarde aproximadamente 15 min; 
• A cada 5 minutos observe o que está acontecendo. 
 
Atenção! 
Observações experimentais: 
• Houve formação de algo nos fios da palha de aço? 
• Depois de quanto tempo se observou a formação de algo? 
 
 
 
 
 
 
Registros no relatório 
Lã de aço: 
• Pesquisar a composição da lã de aço; 
• Descrever propriedades da lã de aço; 
• Qual o metal que se apresenta em maior quantidade na lã aço? 
Água Sanitária 
• Ver no rótulo a composição da água sanitária utilizada; 
• Pesquisar a fórmula molecular do composto em maior concentração de água 
sanitária; 
• Descrever propriedades da água sanitária; 
 
Resultados e cálculos estequiométricos para relatório 
• Descrever a reação química observada; 
• Balancear os coeficientes estequiométricos da reação; 
• Descobrir o número NOX e a variação do NOX da reação que aconteceu; 
• Qual elemento de oxidou (perda de elétrons, aumento do NOX) e qual elemento 
reduziu (ganho de elétrons, diminuição do NOX); 
• Qual é o agente oxidante e qual é o agente redutor na reação? 
• Qual o produto formado na reação que foi conseguido ser observado a olho nu? 
 
 
 
 
 
 
 
 
AULA PRÁTICA QUÍMICA APLICADA A ENGENHARIA 
2. Reação ácido-base 
 
Você irá aprender 
• Conceituar os reagentes e produtos em uma reação química; 
• Equacionar uma reação ácido-base. 
 
 
Materiais necessários 
• Bicarbonato de sódio; 
• Vinagre; 
• Recipiente para mistura; 
• Bola de sopro; 
• Balança de cozinha; 
• Garrafa pet de 500 ml. 
Passo a passo 
 
Etapa 1: 
1 - Medir 100 ml de vinagre; 
2 - Medir 5 g ou 1 colher de chá de bicarbonato de sódio; 
3 - Misturar os dois e observar a reação. 
Registro para relatório: 
O que acontece quando os dois reagem? 
 
 
 
 
 
 
Etapa 2: 
1 - Medir 100 ml de vinagre; 
2 - Colocar o vinagre em uma garrafa pet de 500 ml; 
3 - Colocar uma colher média de bicarbonato de sódio (aproximadamente 5g); 
4 - Colocar o bicarbonato em uma bola de sopro; 
5 - Fechar a garrafa pet prendendo a bola no gargalo e colocar fazer o bicarbonato cair 
no vinagre para reagir. 
Registro: 
O que acontece quando os dois reagem? O que acontece com a bola de sopro? 
 
 
Atenção! 
 
Registros no relatório 
 
Ácido Acético 
• Ver no rótulo do vinagre a composição de ácido acético; 
• Pesquisar a densidade (massa específica) do vinagre e sua fórmula molecular; 
• Descrever propriedades do ácido acético; 
• Calcular a massa de vinagre e pela composição de ácido acético no vinagre, achar 
a massa de ácido acético na solução de vinagre; 
• Descobri o número de mols de ácido acético contido no 100 ml de vinagre. 
 
Bicarbonato de sódio 
• Ver no rótulo a pureza de bicarbonato de sódio comercial; 
• Pesquisar sua fórmula molecular; 
• Descrever propriedades do bicarbonato de sódio; 
• De acordo com a pureza do bicarbonato utilizado, achar a massa de bicarbonato; 
de sódio efetivo em 5 g de no bicarbonato comercial; 
 
 
• Com a massa de bicarbonato, ache o número de mols de bicarbonato de sódio. 
 
Resultados e cálculos estequiométricos para relatório 
• Descrever a reação ácido-base observada; 
• Descrever a estequiometria de reagentes e produtos; 
• Descobrir o reagente limitante e o reagente em excesso a partir do número de 
mols encontrado de ácido acético e bicarbonato de sódio; 
• Descobrir, a partir do reagente limitante, qual a massa teórica de sal que poderia 
ser formado; 
• Qual o número de mols poderia ser formado de CO2, a partir do reagente 
limitante? 
• Qual seria o volume de CO2 formado nas CNTP, se assumir que o CO2 é um gás 
ideal? 
• (Dica: utilizar a equação de Clayperon para achar o volume e utilize os dados de 
pressão e temperatura nas CNTP). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
AULA PRÁTICA QUÍMICA APLICADA A ENGENHARIA 
3. Aula Prática Indicadores Ácido-Base 
 
Você irá aprender 
• Conhecer indicadores de reagentes ácidos/básicos; 
• Identificar se uma substância apresenta caráter ácido/base. 
 
 
Materiais necessários 
• Repolho roxo; 
• Água; 
• Liquidificador; 
• Peneira de cozinha; 
• 9 Copos transparentes (pode ser de vidro ou plástico); 
• Caneta e etiquetas para enumerar os copos; 
• Limão; 
• Vinagre; 
• Bicarbonato de sódio; 
• Sabão em pó; 
• Água sanitária; 
• Detergente; 
• Açúcar; 
• Leite. 
 
 
 
Passo a passo 
• Bata 1 folha de repolho roxo com 1 litro de água no liquidificador; 
• Coe esse suco, pois o filtrado será o nosso indicador ácido-base natural; 
• Enumere cada um dos copos; 
• Coloque o extrato de repolho roxo nos 9 copos; 
• Acrescente nos copos 2 a 9 as seguintes substâncias, na respectiva ordem: água 
sanitária, sabão em pó, bicarbonato de sódio, açúcar, leite, detergente, vinagre 
e limão; 
• Observe e anote as cores das soluções; 
• Não esqueça de fotografar o experimento. 
Obs.: Se não for usar o extrato de repolho roxo na hora, guarde-o na geladeira, pois ele 
decompõe-se muito rápido. 
 
 
Registros no relatório 
• Indicar a evolução das cores obtidas em cada uma das substâncias utilizadas; 
• Descrever sobre cada substâncias que foi utilizada no experimento; 
• Identificar quais substâncias são ácidas e quais substâncias são básicas e o 
porquê; 
• Relacionar a cor obtida com o valor do pH aproximada das substâncias utilizadas. 
 
 
 
 
 
 
 
 
AULA PRÁTICA QUÍMICA APLICADA A ENGENHARIA 
4. Aula Prática Influência da Massa Específica em Líquidos 
 
Você irá aprender 
• Perceber a influência da massa específica em diferentes tipos de líquidos; 
• Perceber a influência da massa específica sob superfícies. 
 
Materiais necessários 
Água + Óleo 
• Pote transparente 
• Óleo 
• Água 
• Corante alimentício 
• Comprimido efervescente antiácido 
 
Passo a passo 
Parte 1: 
• Misture a água com o corante no recipiente transparente; 
• Adicione o óleo: para cada medida de água deverá ser acrescentada duas 
medidas iguais de óleo; 
• Quando a mistura estiver estável, ou seja, sem bolhas, deverá ser colocado o 
comprimido efervescente antiácido. 
 
 
 
 
 
 
 
Registros no relatório 
 
Parte 1: Água + Óleo 
• Água e óleo se misturam? Explique o porquê pela definição de polaridade de 
moléculas. 
• Defina as características da água e óleo e quais as diferenças entre as duas 
substâncias pela sua composição molecular. 
• Qual reação que acontece quando o efervescente é colocado no sistema? 
• Qual substânciaé observada, na fase vapor, após a adição do efervescente? 
• Quais observações podem ser feitas após a adição do efervescente? 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
AULA PRÁTICA QUÍMICA APLICADA A ENGENHARIA 
5. Aula Prática Formação de Radical Livre 
 
Você irá aprender 
• Perceber uma reação de formação de um radical livre 
• Reconhecer funções orgânicas 
 
Materiais necessários 
• 1 frasco (10 ml do medicamento dipirona sódica (ou simplesmente dipirona) em 
gotas; 
• Água; 
• Água sanitária; 
• Recipientes de vidro. 
 
Passo a passo 
• Coloque em um recipiente de vidro aproximadamente 100 ml água; 
• No recipiente com água, adicione aproximadamente 30 gotas do dipirona e 
misture; 
• Após adição da dipirona, adicione a água sanitária na mistura; 
• Observe as cores formadas na reação; 
• Não esqueça de fotografar as etapas formadas. 
 
Registros no relatório 
 
Parte 1: Identificação da dipirona sódica 
• Qual a molécula da dipirona sódica? 
• Quais grupos orgânicos você consegue perceber na molécula da dipirona? 
 
 
• Qual a nomenclatura da dipirona comercial e de acordo com a IUPAC? 
• Qual a massa molecular da dipirona (faça o cálculo de massa molecular) em 
g/mol? 
Parte 2: Reação de formação do radical 
• Na reação inicial entre a dipirona e a água sanitária, qual o tipo de reação que 
acontece? 
• Pesquise a reação que pode ter acontecido 
• Existe a formação de um radical livre, que é instável que se forma, mas ao longo 
da reação ele desaparece. Qual a cor da solução aquosa formada? Qual o radical 
livre que pode ter sido formado? 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
AULA PRÁTICA QUÍMICA APLICADA A ENGENHARIA 
 
6. Aula Prática Preparação de Sabão Sódico 
(ATENÇÃO! A REALIZAÇÃO DESSA PRÁTICA É OPCIONAL) 
 
OBS.: Para realização é necessário se equipar com bata, óculos e luva devido à 
utilização de soda caustica, que é uma substância corrosiva e pode causar alergia na 
pele. 
 
Você irá aprender 
• Conhecer uma reação de síntese orgânica (saponificação); 
• Conscientização da reutilização de substâncias devido a sustentabilidade. 
 
 
Materiais necessários 
• Óleo de cozinha novo; 
• Óleo de cozinha usado; 
• Água; 
• NaOH (Soda cáustica). 
 
Passo a passo 
Parte 1: 
1. Pesar 15 g de NaOH. E dissolver em 20 ml de água; 
2. Pesar 50 g de óleo novo (verificar a origem do óleo); 
3. Aquecer brandamente o óleo; 
 
 
4. Juntar ao óleo, em pequenas porções, a solução de NaOH, sempre agitando e 
esperando que termine a reação de cada porção para juntar uma nova; 
CUIDADO PODE ESPIRRAR. 
5. Após ter juntado toda solução de NaOH, continuar o aquecimento por mais 5 minutos; 
6. Desligar o fogo. Colocar o sabão formado em outro recipiente; 
7. Deixar o sabão formado para resfriamento e após retirá-lo do recipiente; 
8. Lavar as mãos com um pedaço do sabão obtido. 
 
Parte 2: 
1. Pesar 15 g de NaOH. E dissolver em 20 ml de água; 
2. Pesar e peneirar 50 g de óleo usado; 
3. Aquecer brandamente o óleo; 
4. Juntar ao óleo, em pequenas porções, a solução de NaOH, sempre agitando e 
esperando que termine a reação de cada porção para juntar uma nova; 
CUIDADO PODE ESPIRRAR. 
5. Após ter juntado toda solução de NaOH, continuar o aquecimento por mais 5 minutos; 
6. Desligar o fogo. Colocar o sabão formado em outro recipiente; 
7. Deixar o sabão formado para resfriamento e após retirá-lo do recipiente; 
8. Lavar as mãos com um pedaço do sabão obtido 
 
 
Registros no relatório 
 
Parte 1: 
 
 
1. Colocar aproximadamente 2 g do sabão obtido e juntar 100 ml de água. Aquecer até 
a ebulição. Deixar esfriar a mistura. O sabão de sódio foi solúvel em água? Por quê? 
2. Qual a fórmula molecular de cada reagente? 
3. Identifique a composição do óleo que foi utilizado e quais grupos orgânicos presentes 
no óleo. 
4. Qual a reação química que aconteceu? 
5. Calcule o número de mols de cada reagente (estimar que no óleo utilizado existe 100% 
de apenas 1 tipo de composto orgânico) e o NaOH de acordo com a pureza fornecida 
pelo fabricante. Considere algumas aproximações nesse calculo 
6. Com os dados obtidos, qual o reagente em excesso? O óleo ou o hidróxido de sódio? 
 
Parte 2: 
1. Quais as principais diferenças entre o sabão feito de óleo usado e o sabão de óleo 
novo que foram percebidas? 
2. Explique como pode facilitar o impacto da utilização de óleo usado na fabricação de 
sabão; 
3. Pesquise sobre o conceito de sustentabilidade e como a produção de sabão a partir 
de óleo usado pode ser aplicada.