Atividade prática Físico-Química

Atividade prática Físico-Química

OBJETIVOS
A proposta desta atividade prática está amparada nos seguintes objetivos:
– compreender os processos de troca de energia e conceitos de termoquímica,
calculando a quantidade de calor absorvida ou liberada por um sistema;
– relacionar as funções de estado como entalpia e energia livre de Gibbs em sistemas
eletroquímicos;
– entender os desvios da idealidade em soluções eletroquímicas e relacionar a energia
livre de Gibbs com a constante de equilíbrio de uma reação.
RECURSOS
Computador com acesso à internet e ao ambiente virtual.
PROCEDIMENTOS PRÁTICOS
Atividade proposta
Etapa 1: Executar procedimentos adequados para dimensionar a quantidade de calor
envolvida na reação de decomposição do peróxido de hidrogênio.
Etapa 2: Relacionar as funções de estado como entalpia e energia livre de Gibbs em sistemas
eletroquímicos.
Procedimentos para a realização da atividade
Etapa 1 – Reações químicas e trocas de calor
Essa etapa consiste em uma prática simulada. Por isso, é necessário acessar o simulador
REAÇÕES QUÍMICAS E TROCAS DE CALOR na plataforma VirtuaLab da Algetec. A partir
do acesso, seguem os procedimentos a serem realizados no laboratório virtual para o
desenvolvimento da atividade.
 Segurança do experimento:
Coloque os equipamentos de proteção individual localizados no “Armário de EPIs.” Os
equipamentos de proteção individual são obrigatórios para a realização do experimento,
portanto, escolha a visualização do armário de EPIs, pressionando “Alt+7”.
Clique com o botão esquerdo do mouse sobre o armário de EPIs para selecionar os
equipamentos de proteção.
Selecione os EPIs que se encontram no armário. Os EPIs utilizados serão: jaleco, luvas
de látex, máscara para vapores e óculos de proteção. Após ter selecionado todos os EPIs,
eles aparecerão no comando “EPI”. Clique sobre seu ícone com o botão esquerdo do
mouse.
Mude a visualização da capela pressionando “Alt+1”.
 Preparando a capela:
Prepare a capela abrindo a janela, acendendo a luz interna e ligando o exaustor. Feito
isso, coloque todos os itens necessários ao experimento, que se encontram no Armário
inferior, dentro da capela. A balança e o calorímetro já estarão sobre a bancada.
Para isso, abra a janela da capela clicando com o botão esquerdo do mouse sobre ela.
Para acender a luz interna da capela e ligar exaustor, mude para a visualização do painel
de controle, pressionando “Alt+3”. Em seguida, acenda a luz interna e ligue o exaustor.
Feito isso, coloque todos os itens necessários ao experimento, que se encontram no
Armário inferior, dentro da capela. Para isso, mude a visualização do armário inferior
pressionando “Alt+4”.
Para abrir cada armário, clique com o botão esquerdo do mouse sobre ele.
Selecione todos os itens necessários para a realização do experimento, clicando com o
botão esquerdo do mouse sobre eles.
Quando terminar de colocar todos os itens na mesa, mude para a visualização do interior
da capela pressionando “Alt+2”. O calorímetro e a balança já estarão sobre a bancada.
 Adicionando o peróxido de hidrogênio
Transfira 40 mL de peróxido de hidrogênio para a proveta. Certifique-se de preencher a
proveta com o volume correto em todas as vezes que realizar o experimento. Em seguida,
transfira o líquido para o béquer e despeje-o no calorímetro. Mude para a visualização do
termômetro “Alt+5”, para observar a temperatura indicada. Anote o resultado.
Para isso, coloque o peróxido de hidrogênio na proveta. Para isso, clique na proveta com
o botão direito do mouse na pisseta contendo a solução.
Em seguida, clique com o botão esquerdo do mouse sobre a pisseta para despejar a
solução de H2O2 na proveta. Atente-se a graduação da proveta. Certificando-se que o valor
indicado corresponde ao solicitado para a realização de cada fase do experimento.
Coloque a pisseta na mesa. Clique com o botão direito do mouse sobre ela.
Transfira o hidróxido de hidrogênio para o béquer. Clique com o botão direito do mouse
sobre a proveta para transferir o H2O2 para o béquer.
Em seguida, abra o calorímetro. Para isso, clique com o lado direito do mouse sobre ele e
selecione a opção “Abrir calorímetro”.
Transfira a solução de H2O2 para o calorímetro. Clique com o lado direito do mouse sobre
o béquer e selecione a opção “Despejar no calorímetro”.
 Adicionando o dióxido de manganês
Para adicionar o dióxido de manganês no calorímetro, destampe o pote. Em seguida, com
o auxílio da espátula metálica despeje no vidro de relógio. A quantidade recomendada é
de 1 g. Para certificar que a quantidade despejada é condizente com a recomendada, pese
o composto na balança. Feito isso, despeje o dióxido de manganês no calorímetro.
Para isso, para adicionar o dióxido de manganês, destampe o pote. Para isso, clique com
o botão esquerdo do mouse sobre ele.
Em seguida, clicando novamente com o botão esquerdo sobre o pote de MnO2, despeje
no vidro de relógio.
Certifique-se de que a quantidade despejada no vidro de relógio é compatível com o
recomendado. Para isso, mude a visualização para a Balança “Alt+7”. Em seguida, com o
mouse sobre a porta da balança, clique com o botão esquerdo do mouse sobre ela.
Em seguida, clique no vidro de relógio com o botão direito do mouse e selecione a ação
“Mover para baçança”.
Feche a balança. Clique com o botão esquerdo do mouse sobre a porta da balança para
fechá-la.
Em seguida, clique nos botões com símbolo “ligar/desligar” e “Tarar”. Observe o valor
indicado pela balança.
Tire o vidro de relógio contendo o MnO2 da balança. Clique com o botão esquerdo do
mouse sobre a porta da balança para abri-la. Em seguida, clique com o botão esquerdo do
mouse sobre o vidro de relógio para move-lo novamente para a bancada.
Despeje o MnO2 no calorímetro. Para isso, mude a visualização para o interior da capela
“Alt+2”. Clique no vidro de relógio com o lado direito do mouse e selecione “Depositar no
calorímetro”.
 Homogeneizando a mistura
Para tornar a mistura homogênea, agite o conteúdo do calorímetro. Feito isso, mude para
a visualizalção do termômetro “Alt+5”. Observe o aumento da temperatura e anote o
resultado.
Para isso, feche o calorímetro. Clique com o botão esquerdo do mouse sobre ele.
Agite o calorímetro. Clique com o botão direito sobre ele e selecione a opção “Agitar
calorímetro”. Você pode acelerar a homogeinezação selecionando as opções “Pular 1
minuto” ou “Pular 1 segundo”.
Analise a temperatura final. Para isso, mude a visualização para termômetro “Alt+5”.
Quando não houver mais aumento da temperatura, pare de agitar o calorímetro clicando
com o botão esquerdo sobre ele.
 Variando o volume de H2O2
Remova o conteúdo e limpe o calorímetro. Em seguida, repita mais duas vezes os
procedimentos descritos acima. A mudança, no entanto, estará no volume do peróxido de
hidrogênio que deverá ser adicionado no calorímetro em cada um dos experimentos. No
primeiro caso, deve-se adicionar 40 mL. No segundo caso, deve-se adicionar 42 mL e no
último caso, 45 mL. Analise cuidadosamente cada uma das temperaturas em cada
experimento e anote os resultados.
Para isso, esse experimento deve ser executado em triplicata. O processo é similar ao
descrito anteriormente, a única mudança está no volume de peróxido de hidrogênio que
deve ser adicionado cada vez que o experimento for realizado.
Antes de repetir é preciso limpar o calorímetro, removendo a mistura da reação anterior,
colocando o mouse sobre ele e apertando a tecla “C” do teclado.
Em seguida, repita todo o experimento adicionando dessa vez 42 mL de H2O2. Repita todo
procedimento e anote a temperatura final da reação.
Depois de limpar o calorímetro repita doto procedimento. Dessa vez adicionando 45 mL de
H2O2. Observe o resultado e anote a temperatura final.
 Avaliando os resultados e finalizando o experimento:
No simulador, siga para a seção “Avaliação de Resultados”, e reponda de acordo com o
que foi observado nos experimentos. Faça a limpeza de todos os materiais utilizados,
guarde-os e encerre o experimento.
Etapa 2 – termodinâmica da célula eletroquímica:
Essa etapa consiste em uma prática simulada. Por isso, é necessário acessar o simulador
TERMODINÂMICA DA CÉLULA ELETROQUÍMICA na plataforma VirtuaLab da Algetec. A
partir do acesso, seguem os procedimentos a serem realizados no laboratório virtual para
o desenvolvimento da atividade.

Atividade prática Físico-Química
 Preparando as barras
Realize o polimento dos dois lados das barras. Em seguida, realize a limpeza das barras.
Para isso, realize o polimento da barra de chumbo clicando na lixa com o botão direito do
mouse e selecionando a opção “Pastilha de chumbo”.
Realize o polimento da barra de cobre clicando na lixa com o botão direito do mouse e
selecionando a opção “Pastilha de cobre”.
Limpe as barras clicando nelas com o botão direito do mouse e selecionando a opção
“Lavar e secar”.
Repita o mesmo procedimento para lavar e secar a barra de cobre.
 Preparando os tubos de ensaio
Posicione a barra de chumbo no tubo de ensaio 1 e a barra de cobre no tubo de ensaio 2.
Depois, com o auxílio do bastão de vidro, adicione aproximadamente 35 mL de Cu(NO3)2
(0,25 mol.L-1) no tubo de ensaio 1. Adicione também 35 mL da solução de Pb(NO3)2 (0,25
mol.L -1) no tubo de ensaio 2. Para isso, posicione a barra de cobre no tubo de ensaio da
direita clicando na barra com o botão direito do mouse e selecionando a opção “Mover
para o tubo de ensaio”.
Mova a barra de chumbo para o tudo de ensaio da esquerda clicando na barra com o botão
direito do mouse e selecionando a opção “Mover para o tubo de ensaio”.
Posicione a garrafa contendo Cu(NO3)2 na proveta clicando na garrafa com o botão
esquerdo do mouse.
Posicione o bastão de vidro na proveta clicando no bastão com o botão direito do mouse
e selecionando a opção “Mover para a proveta”.
Adicione aproximadamente 35 mL de Cu(NO3)
Atividade prática Físico-Química
na proveta pressionando o botão esquerdo
do mouse sobre a garrafa contendo a solução.
Retorne a garrafa para a estante clicando nela com o botão direito do mouse.
Retorne o bastão de vidro para a bancada clicando nele com o botão direito do mouse.
Limpe o bastão de vidro clicando nele com o botão direito do mouse e selecionando a
opção “Limpar o bastão de vidro”.
Posicione a proveta no tubo de ensaio da esquerda clicando nela com o botão direito do
mouse e selecionando a opção “Mover para tubo 1 (cobre)”.
Mova o bastão de vidro para o tudo de ensaio da esquerda clicando nele com o botão
direito do mouse e selecionando a opção “Mover para tubo da esquerda”.
Transfira a solução da proveta para o tubo de ensaio pressionando o botão esquerdo do
mouse sobre a proveta.
Retorne a proveta para a mesa clicando nela com o botão direito do mouse.
Limpe a proveta clicando nela com o botão direito do mouse e selecionando a opção
“Limpar proveta”.
Retorne o bastão de vidro para a mesa clicando nele com o botão direito do mouse.
Limpe o bastão de vidro clicando nele com o botão direito do mouse e selecionando a
opção “Limpar o bastão de vidro”.
Posicione a garrafa contendo Pb(NO3)2 na proveta clicando na garrafa com o botão
esquerdo do mouse.
Posicione o bastão de vidro na proveta clicando no bastão com o botão direito do mouse
e selecionando a opção “Mover para a proveta”
Adicione aproximadamente 35 mL de Pb(NO3)2 na proveta pressionando o botão esquerdo
do mouse sobre a garrafa contendo a solução.
Retorne a garrafa para a estante clicando nela com o botão direito do mouse.
Retorne o bastão de vidro para a bancada clicando nele com o botão direito do mouse.
Limpe o bastão de vidro clicando nele com o botão direito do mouse e selecionando a
opção “Limpar o bastão de vidro”.
Posicione a proveta no tubo de ensaio da direita clicando nela com o botão direito do
mouse e selecionando a opção “Mover para tubo 2 (chumbo)”.
Mova o bastão de vidro para o tudo de ensaio da direita clicando nele com o botão direito
do mouse e selecionando a opção “Mover para tubo 2 (chumbo)”.
Transfira a solução da proveta para o tubo de ensaio pressionando o botão esquerdo do
mouse sobre a proveta.
Retorne a proveta para a mesa clicando nela com o botão direito do mouse.
Retorne o bastão de vidro para a mesa clicando nele com o botão direito do mouse.
 Posicionando os tubos de ensaio no banho termostático
Mova os tubos de ensaio para o suporte que está no banho termostático. Em seguida,
conecte os cabos do tipo jacaré ao multímetro. Ligue-os usando a ponte.
Para isso, mova os tubos de ensaio para o banho termostático clicando em cada um deles
com o botão esquerdo do mouse.
Conecte os cabos do tipo jacaré ao multímetro clicando nos conectores dos cabos com o
botão esquerdo do mouse.
Ligue os tubos de ensaio clicando com o botão esquerdo do mouse sobre a ponte salina.
 Realizando a prática
Ligue o banho termostático. Note que o multímetro também será acionado. Paralelo a isso,
um cronômetro estará disponível. Inicie o aquecimento medindo a diferença de potencial
a intervalos de 5°C até obter 10 pontos.
Para isso, ligue o banho termostático clicando no botão com o botão esquerdo mouse.
Perceba que o multímetro foi acionado e que um cronômetro estará disponível no lado
direito da tela. Com intervalos de 5 °C, colete os dados da diferença de potencial.
 Avaliando os resultados
Siga para a seção “Avaliação dos Resultados”, no roteiro do simulador, e responda de
acordo com o que foi observado nos experimentos.

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Checklist
Etapa 1:
 Acessar à plataforma VirtuaLab;
 Acessar à prática: REAÇÕES QUÍMICAS E TROCAS DE CALOR
 Iniciar o experimento seguindo as orientações de segurança;
 Preparar a capela;
 Adicionar o peróxido de hidrogênio;
 Adicionar o dióxido de manganês;
 Homogeneizar a mistura;
 Variar o volume de H2O2;
 Analisar os resultados e finalizar o experimento.
Etapa 2:
 Acessar à plataforma VirtualLab;
 Acessar à prática: TERMODINÂMICA DA CÉLULA ELETROQUÍMICA;
 Iniciar o experimento;
 Preparando as barras;
 Preparando os tubos de ensaio;
 Posicionando os tubos de ensaio no banho termostático;
 Executar o experimento;
 Analisar os resultados e finalizar o experimento.
ETAPA FINAL: Elaborar um relatório contendo os procedimentos realizados nas duas etapas
propostas para a disciplina prática de Físico-Química. RESULTADO
Após o desenvolvimento de cada etapa da aula prática, o aluno deverá entregar um
relatório único descrevendo os procedimentos realizados, materiais, resultados
obtidos e conclusões.

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