Os experimentos de química para o ensino médio não precisam ser complicados. Os projetos a seguir usam materiais fáceis de adquirir, mas são definitivamente experimentos de química de nível médio. Se precisar de ajuda para baixar qualquer um dos projetos para impressão, verifique estesdicas úteis.
Projeto Easy Chemistry: Soluções de Condutividade e Exploração
Neste laboratório, você vai explorar a solubilidade de três solutos, bem como a condutividade elétrica de três soluções. É importante saber antes de fazer seu laboratório que a água é uma molécula polar, enquanto outra substância que você está testando, o xileno, é uma molécula apolar. As moléculas polares dissolvem compostos iônicos e alguns compostos moleculares que possuem ligações covalentes polares. No entanto, as moléculas não polares irão dissolver as moléculas não polares que possuem ligações covalentes não polares. Por outro lado, o álcool tem capacidade variada de dissolver substâncias. Diz-se que mostra 'polaridade intermediária'.
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Antecedentes do Projeto
Termos que você deve conhecer e compreender para este projeto:
- Solubilidade - Diz-se que uma substância é 'solúvel' se puder se dissolver em uma determinada substância. A qualidade disso é sua solubilidade. Por exemplo, o sal é solúvel em água. O óleo é insolúvel.
- Soluto - um soluto é a substância sendo dissolvida.
- Solvente - Um solvente é a substância na qual algo é dissolvido (como a água).
- Moléculas polares - as moléculas polares têm uma carga ligeiramente negativa e uma leve positiva em cada extremidade de sua estrutura. (A água é uma molécula polar.)
- Moléculas não polares - moléculas que se organizam simetricamente de forma que não haja carga positiva nem negativa.
Procedimento de Laboratório
Clique para imprimir o seguinte laboratório e siga exatamente as instruções. Registre em seu caderno de notas de laboratório todas as suas observações.
Pensando no Laboratório
Use estas perguntas para ajudar a tirar conclusões de sua experiência de laboratório:
- Com base nos resultados do seu laboratório, faça uma pequena lista dos tipos de coisas que cada solvente pode limpar.
- Pense em produtos de limpeza domésticos comuns, como Windex. Por que seu limpador de vidros precisa ser à base de álcool?
- Por que os padeiros costumam usar spray de cozinha antiaderente?
- O que há no fluido hidráulico que o torna superior à água para os tipos de tarefas que realiza? (O fluido hidráulico é usado em freios hidráulicos ou em sistemas que movem coisas pesadas.)
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Projeto moderado: Reduzindo o ponto de congelamento da água (química do sorvete)
Você provavelmente já viu o ponto de congelamento da água baixar antes. Se você já viu caminhões despejar sal antes de uma grande tempestade de inverno, viu a química em ação. O sal reduz o ponto de congelamento da água, aumentando assim a temperatura em que ela congela e, claro, as estradas muito mais seguras.
Neste projeto, você vai calcular a molalidade e testar o ponto de congelamento de três copos de solução sal / água e três copos de solução de sacarose / água. Então, você descobrirá a depressão do ponto de congelamento - ou como a solução é afetada por seu soluto.
Antecedentes do Projeto
A extensão em que o ponto de congelamento de uma solução é reduzido depende de três fatores:
- A molalidade ( m ) da solução, expressa em moles de soluto / kg de solvente
- O fator van't Hoff ( eu ) do soluto - o fator van't Hoff do açúcar é eu = 1, e o fator van't Hoff de salt é eu = 2
- A constante de depressão do ponto de congelamento molal do solvente; para a água isso é Kf = 1,86 ° C / m onde Kf = a constante de depressão do ponto de congelamento
Para prever quanto o ponto de congelamento de um soluto será reduzido pela adição de um determinado solvente, você pode usar a equação: ΔT = (Kf) (m) (i) Onde:
- ΔT é a depressão do ponto de congelamento em graus Celsius (° C)
- Kf é a constante de depressão do ponto de congelamento molal em graus Celsius por molal (° C / m)
- m é a molalidade da solução em moles por quilograma (mol / kg)
- i é o fator de van't Hoff do soluto, que não tem unidades
Procedimento de Laboratório
Clique para imprimir o procedimento do laboratório. Siga as instruções exatamente e faça anotações cuidadosas em seu caderno de anotações. Ao prosseguir, certifique-se de anotar o ponto de congelamento de cada uma de suas soluções, incluindo o copo de água pura, que neste laboratório é seu controle.
Encontrando a Depressão Esperada do Ponto de Congelamento
- Em seguida, encontre o número de moles de soluto para cada uma de suas soluções. Observe que o número de moles de uma substância é definido como o peso da substância (em g) dividido pelo grama do peso molecular da substância. O peso molecular do sal é 58,443 g, e o peso molecular da sacarose é 342,3 g. Observe que o peso molecular de 100mL de água é 0,1kg.
- Em seguida, calcule a molalidade, que é moles de soluto por kg de solvente.
- Observe como as molalidades das soluções sal / água e das soluções de sacarose / água se comparam.
- Em seguida, calcule a depressão do ponto de congelamento esperado usando a fórmula acima para ΔT. Como seus cálculos se comparam com o que você realmente observou? Você pode fazer uma afirmação que expresse uma relação causal entre a molalidade de uma solução e a depressão do seu ponto de congelamento?
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Projeto Avançado: Gelo Quente (Acetato de Sódio)
O acetato de sódio (um dos produtos de uma mistura de bicarbonato de sódio e vinagre) tem a propriedade única de ser capaz de congelar sem realmente congelar em temperatura. Na verdade, quando essa substância congela, ela fica mais quente do que fria.
O gelo quente é uma ótima experiência se você está indo para o fator uau. No entanto, definitivamente é necessário um certo grau de sutileza para fazer isso direito. Não se surpreenda se tiver que tentar algumas vezes antes de fazer funcionar.
Antecedentes do Projeto
O gelo quente (congelamento de acetato de sódio) é uma reação exotérmica - o que significa que, à medida que o acetato de sódio 'congela', a substância emite calor. Na verdade, é o mesmo tipo de reação química usada em MREs , aquecedores de mãos e produtos semelhantes. O acetato de sódio é um dos subprodutos do bicarbonato de sódio e do vinagre. A fórmula da reação é a seguinte: Na + [HCO3] - + CH3-COOH → CH3-COO- Na + + H2O + CO2.
Procedimento de Laboratório
Clique para imprimir o procedimento de laboratório à direita. Embora fazer gelo quente seja relativamente seguro (o produto químico em si não é tóxico), deve-se ter cuidado ao manusear substâncias quentes. Certifique-se de anotar as temperaturas do acetato de sódio à medida que avança no experimento.
Coisas a observar e fazer com gelo quente
O importante a notar é o líquido super-resfriado (líquido que é resfriado abaixo de seu ponto de fusão) e a reação exotérmica que você obtém quando reintroduz um cristal na solução. O cristal atua como um local de nucleação. Você pode fazer esculturas de gelo quente, introduzindo um cristal enquanto derrama. Quando você faz isso, qual é a temperatura do gelo quente?
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Segurança Química
Lembre-se de que quando estiver trabalhando com produtos químicos, mesmo aqueles que você acha que são seguros, você deve sempre usar óculos de segurança e talvez luvas de proteção. É importante adquirir o hábito de usar equipamentos de segurança de forma automática.
Lembre-se também de que, quando estiver trabalhando em um fogão, você deve sempre usar luvas de forno ou pinças. O bom senso no laboratório contribui muito para uma experiência agradável.
