EXPERIMENTO 3 USO DO BICO DE BUNSEN E CENTRÍFUGA

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EXPERIMENTO 3

USO DO BICO DE BUNSEN E CENTRÍFUGA

1. INTRODUđấO

1.1. BICO DE BUNSEN

  O bico de Bunsen foi inventado por Robert Wilhelm Bunsen em 1965. É utilizado em laboratório com a finalidade de produzir calor através da combustão. Para que ocorra a combustão é necessária a reação entre o combustível e o comburente.

  O combustível usado no laboratório é o gás comum de rua ou G.L.P (propano, C 3 H 8 e butano, C 4 H 10 ) e o comburente o oxigênio do ar atmosférico. Desta reação temos como produtos o gás carbônico (CO 2 ), o monóxido de carbono (CO), vapor d’água e calor.

  Quando as quantidades dos componentes da combustão são estequiométricas, isto é, não existe excesso de nenhum deles, obtém-se a maior quantidade de calor da reação. Qualquer componente da reação sem reagir, rouba o calor da reação, abaixando o poder calorífico da chama.

  O bico de bunsen é constituído de: base (local por onde entra o combustível); anel (controla a entrada de ar – comburente) e corpo (onde ocorre a mistura dos componentes da combustão).

  Como vemos na figura acima, com o anel de ar primário parcialmente fechado, distinguimos três zonas da chama: a) Zona Externa: Violeta pálida, quase invisível, onde os gases expostos ao ar sofrem combustão completa, resultando CO e H O. Esta zona é chamada de zona oxidante. 2 2

  b) Zona Intermediária: Luminosa, caracterizada por combustão incompleta, por deficiência do suprimento de O 2 . O carbono forma CO (monóxido de carbono) o qual se decompõe pelo calor, resultando em diminutas partículas de C que, incandescentes dão luminosidade à chama. Esta zona é chamada de zona redutora.

  c) Zona Interna: Limitada por uma “casca” azulada, contendo os gases que ainda não sofreram combustão.

  Dependendo do ponto da chama a temperatura varia, podendo atingir 1560 ºC. Abrindo-se o registro de ar, dá-se entrada de suficiente quantidade de O 2 (do ar), dando-se na região intermediária combustão mais acentuada dos gases, formando, além do CO, uma maior quantidade de CO 2 (dióxido de carbono) e H 2 O, tornando assim a chama quase invisível.

  Os procedimentos básicos, na operação correta do bico de Bunsen são: 1. Fechar o anel de entrada do ar primário (combustão incompleta).

  2. Abrir moderadamente a válvula do gás.

  3. Acender a chama.

  4. Abrir o anel de ar primário e ajuste a cor da chama regulando a entrada de ar (uma chama azul tendo um cone interno é a mais adequada).

  5. Fechar a entrada de ar primário.

  6. Fechar a válvula do gás.

1.2. TESTE DE CHAMA

  Sólidos inorgânicos típicos são composto iônicos, o que faz com que, em solução, existam dois tipos de íons provenientes da dissociação do composto: um cátion e um ânion.

  A Química Analítica Qualitativa é a área da Química que cria, desenvolve, estuda e aplica métodos para a determinação da natureza de uma substância ou dos seus constituintes.

  A identificação de cátions e ânions através da análise qualitativa envolve, geralmente, uma reação com formação de um produto facilmente perceptível aos nossos sentidos (formação de precipitado, liberação de gases, etc.). Entretanto, alguns cátions, entre eles os cátions dos metais alcalinos, sódio e potássio, formam compostos normalmente muito solúveis, o que dificulta a detecção desses íons em solução por meio de reações de precipitação. Este problema é contornado através dos testes de chama. Nestes testes, a amostra é levada à chama de um bico de Bunsen. Inicialmente, há evaporação do solvente, deixando um resíduo sólido. Em seguida, há vaporização do sólido, com dissociação em seus átomos componentes que, inicialmente, estarão no estado fundamental. Alguns átomos podem ser excitados a níveis de energia mais elevados, isto é, elétrons dos íons são promovidos de níveis energéticos mais baixos para níveis energéticos mais altos (níveis excitados). A posterior transição desses elétrons, dos estados excitados para níveis de menor energia, é acompanhada da emissão de radiação característica de cada íon. Se o comprimento de onda da radiação estiver na faixa de 400 a 760 nm, observaremos a emissão de luz visível.

  

Tabela I: Comprimentos de onda aproximados das cores

Violeta 400-450 nm Amarelo 570-590 nm

Azul 450-500 nm Alaranjado 590-620 nm

Verde 500-570 nm Vermelho 620-760 nm

  A Tabela II indica as cores que alguns elementos químicos geram quando seus átomos são excitados.

  

Tabela II

Símbolo Nome Cor

  As Arsênio Azul B Boro Verde

  Ba Bário Verde Ca Cálcio Laranja para vermelho

  Cs Césio Azul Cu (I) Cobre (I) Azul Cu(II) Cobre (II) Verde

  Fe Ferro Dourado In Índio Azul

  K Potássio Lilás Li Lítio Magenta

  Mg Magnésio Branco brilhante Mn(II) Manganês (II) Verde amarelado

  Mo Molibdênio Verde amarelado Na Sódio Amarelo intenso

  P Fósforo Verde turquesa Pb Chumbo Azul

  Rb Rubídio Vermelho Sb Antimônio Verde pálido Se Selênio Azul celeste

  Sr Estrôncio Vermelho carmesim Te Telúrio Verde pálido

  Tl Tálio Verde puro Zn Zinco Verde turquesa

  Ni Níquel Verde claro

1.3. CENTRIFUGAđấO

  Na natureza, raramente encontramos substâncias puras. Em função disso, é necessário utilizarmos métodos de separação se quisermos obter uma determinada substância. Para a separação dos componentes de uma mistura, ou seja, para a obtenção separada de cada uma das suas substâncias puras que deram origem à mistura, utilizamos um conjunto de processos físicos denominados análise imediata. Esses processos não alteram a composição das substâncias que formam uma dada mistura. A escolha dos melhores métodos para a separação de misturas exige um conhecimento anterior de algumas das propriedades das substâncias presentes. Assim, se tivermos uma mistura de açúcar e areia, devemos saber que o açúcar se dissolve na água, enquanto a areia não se dissolve. Muitas vezes, dependendo da complexidade da mistura, é necessário usar vários processos diferentes, numa seqüência que se baseia nas propriedades das substâncias presentes na mistura. Alguns dos métodos de separação são tão comuns que nem pensamos neles como processos de separação, por exemplo, a "escolha" dos grãos de feijão (catação) e a separação de amendoim torrado das suas cascas (ventilação), ou ainda as máquinas existentes em bancos, as quais separam as moedas em função de seus tamanhos (tamisação). Esse processo é também usado para separar laranjas em diferentes tamanhos ou quando usamos uma peneira. Dentre os métodos físicos de separação, temos a centrifugação.

  A centrifugação é uma maneira de acelerar o processo de decantação, utilizando um

  aparelho denominado centrifuga. Na centrífuga, devido ao movimento de rotação, as partículas de maior densidade, por inércia, são arremessadas para o fundo do tubo.

2. OBJETIVOS

  • Aprender a utilizar o bico de Bunsen
  • Aprender técnicas de

  Centrífuga Centrifugação

  aquecimento em laboratório.

  • Aprender a utilizar centrífuga.

2.1. MATERIAIS E REAGENTES NECESSÁRIOS

  • bico de Bunsen
  • garras
  • Fósforos
  • pérolas de vidro ou cerâmica

  °

  C)

  • béquer
  • termômetro (0 a 100
  • água destilada
  • tripé ou suporte de ferro
  • tela de amianto
  • Solução de CuSO
  • 4<
  • Solução de NaOH 30%
  • Soluções de: Ba(NO
  • 3 ) 2 , K 2 SO 4 , Na 2 SO 4 , KCl, NaCl, CaCl 2 , BaCl 2 , NiCl 2 , NiSO 4 , CuSO 4 e Li 2 CO 3

    3. PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL

      PARTE A 3.1.

      Uso do bico de Bunsen a. Acenda o bico de gás, seguindo as instruções apresentadas anteriormente.

    b. Regule os controles do bico de gás no sentido de obter a chama mais quente.

      c.

      Na sequência para ajustar o bico, primeiro ajuste a altura da chama abrindo ou fechando a válvula de controle de gás. A chama apropriada será a menor chama necessária para executar a tarefa. Uma chama que tem em torno de 5 a 8 cm de altura é suficiente para a maioria das tarefas no laboratório.

      d.

      Ajuste o controle de ar até que a chama do bico esteja azul e contenha dois ou mais cones distintos. Chamas amarelas são resultados de pouco oxigênio na mistura gasosa. Fluxo de oxigênio pode ser reduzido na mistura do gás ajustando o controlador da entrada de ar.

    3.2. Uso da centrífuga

      a. Em um tubo de ensaio, adicione 3 mL de solução de CuSO 4 . Em seguida, adicione 3 gotas de solução de NaOH 30%.

      b. Observe o que ocorreu.

      c. Utilize a centrífuga para realizar a separação entre sólido e líquido da mistura.

      Aquecimentos de líquidos no béquer 3.3.

      a. Coloque cerca de 20 mL de água destilada em um béquer de 50 mL;

      b. Coloque algumas pérolas de vidro ou de cerâmica e em seguida coloque o béquer

      sobre uma tela de amianto, suportada pelo tripé (este procedimento evita que líquidos entrem em ebulição de forma violenta);

      c. Adicione o precipitado obtido no procedimento;

      Aqueça o béquer com a chama forte do bico de gás; d.

      e. Anote a temperatura a cada 1 minuto;

      f. Observe o que ocorre com a mistura; g. Após 8 minutos, finalize o processo de aquecimento.

      PARTE B

    3.4. Testes de chamas

      Vaporizar uma pequena quantidade de cada solução aquosa a disposição na chama do 4. bico de Bunsen e anotar a cor observada. Correlacionar a cor da chama com seu comprimento de onda dominante, usando a Tabela III.

      Descubra quais são as soluções numeradas de 1 a 11.

      5. Tabela III – Teste da chama

      Sal Comprimento de onda (nm)

      400 450 500 550 600 650 700 violeta azul verde amarelo laranja vermelho

      1- 2- 3- 4- 5- 6- 7- 8- 9-

      10- 11-

      4. Questões 1)

      Discutir as diferenças entre os tipos possíveis de chama produzidas num bico de gás considerando as proporções relativas dos gases.

      2)

      Associar a cada parte da chama não-luminosa a composição, ou seja, a mistura dos gases. Quais são as regiões fria e quente, redutora e oxidante? Justifique.

      3)

      Na parte A do experimento, o que ocorreu após a mistura das soluções de CuSO 4 e NaOH? Escreva a equação química.

      4) O que ocorreu durante o aquecimento desta mistura? 1)

      Na parte B da prática, observe os resultados obtidos e responda: Para um mesmo cátion e diferente ânion, a coloração da chama mudou ou se manteve a mesma? Portanto, o responsável pela coloração da chama é o ânion (não metal) ou o cátion (metal)?

      6. REFERÊNCIAS

      

    1. GIESBRECHT, E.; "Experiências de Química, Técnicas e Conceitos Básicos - PEQ -

    Projetos de Ensino de Química"; Ed. Moderna - Universidade de São Paulo, SP (1979).

      2. RUSSELL, J.B.; "Química Geral", 2 a

      Edição, Makron Books Editora Ltda., São Paulo (1994).

      3. TRINDADE, D.F., OLIVEIRA, F.P., BANUTH, G.S. &amp; BISPO,J.G.; "Química Básica Experimental"; Ícone editora, São Paulo (1998).

      4. OHLWEILER, O. A.

      , "Química Analítica Quantitativa (2 ed)". LTC, Rio de Janeiro (1976).

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