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Relatório de Experimento Nº 01: Miscibilidade, Solubilidade e Polaridade das Substãncias Alunos: Bruna Steil Boneberg e Flávia Ferreira Dias
1. Resumo
Este relatório irá relacionar os experimentos do laboratório de química, os quais houve uma introdução de seus conceitos de miscibilidade, solubilidade, polaridade das moléculas e atrações intermoleculares. Logo, as intensidades das atrações intermoleculares relacionam-se com a composição química e a estrutura das moléculas, então se pode compreender o comportamento dessas substâncias por uma analise qualitativa das forças de atração, cujo polos ajudam a definir para onde aponta a densidade eletronica.
2. Introdução Teórica
As forças entre as moléculas governam as propriedades físicas da matéria e contribuem para explicar as diferenças entre as substâncias que estão a nossa volta. As propriedades da matéria podem ser: físicas, utilizadas para identificar a substância; e químicas usadas para prever transformações. Este relatório abordará uma análise qualitativa das propriedades como: miscibilidade, solubilidade, forças de atração, momento dipolar e polaridade.
Se juntares no mesmo recipiente duas ou mais substâncias, obténs uma mistura que pode ser homogênea ou não. Numa solução o componente em maior quantidade chama-se solvente e o em menor quantidade chama-se soluto.
A miscibilidade acontece quando os fluídos misturam-se ou dissolvem-se mutuamente, em todas as proporções. No entanto, quando os líquidos formam duas camadas distintas, são imisciveis. Já a solubilidade, pode ser definida como a capacidade de uma substância de se dissolver em outra. Esta capacidade, no que diz respeito à dissolução de um sólido em um líquido é limitada, ou seja, existe um máximo de soluto que podemos dissolver em certa quantidade de um solvente. Quando uma substância se dispersa uniformente em outra. A interação das moléculas do solvente com o soluto é chamada solvatação.
Pode-se determinar se uma mistura irá ser miscivel ou não, por meio da sua polaridade. Podemos usar a diferença na eletronegatividade entre dois atomos para medir a polaridade de ligação entre eles. O momento dipolo é caraterizado pela diferença de eletronegatividade que leva a uma ligação covalente polar. Como consequência, existe uma concentração de carga negativa no atomo mais eletronegativo, deixando o menos eletronegativo no lado positivo da molécula. Quando os dois átomos da molécula têm a mesma eletronegatividade, nenhum deles é capaz de garantir a presença dos elétrons por mais tempo que o outro. Dessa
Relatório de Experimento Nº 01: Miscibilidade, Solubilidade e Polaridade das Substãncias Alunos: Bruna Steil Boneberg e Flávia Ferreira Dias forma, nenhum dos lados ficará mais positivo ou mais negativo. A molécula será apolar.
Quando duas moléculas se aproximam há uma interação de seus campos magnéticos o que faz surgir uma força entre elas. É o que chamamos de força intermolecular. Sabe-se que existem diferentes forças atrativas entre moléculas neutras: forças ion-dipolo, forças dipolo-dipolo, dispersão de london e ligação de hidrogênio.
- Forças Ion-Dipolo
Ocorrem entre um ion e uma molecula polar, como moléculas polares são dipolos, elas têm um lado positivo e outro negativo. Os ions positivos são atraidos pelo lado negativo da molécula de um dipolo, enquanto os negativos são atraidos pelo lado positivo.
- Forças Dipolo – Dipolo
Ocorrem em moléculas polares, de modo que a extremidade negativa do dipolo de uma molécula se aproxime da extremidade positiva do dipolo de outra molécula. Ao examinar varios líquidos, descobriu-se que para moléculas de massas e tamanhos aproximadamente iguais, a força das atrações intermoleculares aumenta com o aumento da polaridade. São mais fortes que as forças de London; Ex.: HCl; HBr; HI; H 2 S; PH 3.
- Dispersão de London
Ocorrem entre moléculas apolares ou entre átomos de gases nobres. Em um determinado momento os elétrons podem concentrar-se em algum ponto da molécula, tornando-se o polo negativo, deixando o núcleo parcialmente exposto, podendo assim criar um momento de dipolo instantâneo, logo gerando um dipolo que induz as demais moléculas a também formarem dipolos. Em outras palavras, induzindo a nuvem eletrônica para uma extremidade do atomo, está facilidade com que a distribuição de cargas em uma molécula pode ser distorcida por um campo elétrico externo chama-se polarizabilidade. São de intensidade fraca. Ex.: H 2 ; N 2 ; O 2 ; I 2 ; Br 2 ; CO 2 ; BF 3 ; He; Ne; Ar.
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3.2 Procedimento experimental
3.2.1 Treino sobre Técnicas de Pipetagem
Nesta experiência foram utilizados uma proveta de 100 mL, uma pipeta graduada de 5 mL, uma pêra de segurança e um copo de Becker.
Inicialmente, com o auxilio do frasco lavador (fig. 01), foi colocado 70 mL de água em uma proveta de 100 mL (fig.02).
Fig. 01 Fig. 02
Depois, foi inserida uma pipeta de 5 mL (fig 03), na proveta e foram pipetados 3 mL de água, tangente ao menisco, para um copo de Becker de 50 mL(fig. 04), este processo foi repetido três vezes.
Logo, com o uso da pêra de segurança (fig 05), foram pipetados 2,5 mL de água da proveta para um copo de Becker de 50 mL, este procedimento foi repedito três vezes.
Fig. 03 Fig. 04 Fig. 05
Após finalizar o experimento, foi utilizado o frasco lavador (fig. 06) para lavar os equipamentos de vidro utilizados.
Relatório de Experimento Nº 01: Miscibilidade, Solubilidade e Polaridade das Substãncias Alunos: Bruna Steil Boneberg e Flávia Ferreira Dias Fig. 06
3.2.2 Miscibilidade e Polaridade dos líquidos
Nesta experiência, foram utilizados, tubos de ensaio, juntamente com o suporte (fig 07).
Fig. 07
Para cada tubo de ensaio, foi pipetado 1 mL de cada líquido, tangente ao menisco, conforme a lista abaixo.
Tabela 1. Relação de líquidos para adicionar nos tubos de ensaio.
Nº Tubo 1 mL do Líquido 1 mL do Líquido Tubo 01 Água (H2O) Etanol (CH3CH2OH)
Tubo 02 Água (H2O) Diclorometano (CH2Cl2)
Tubo 03 Água (H2O) Clorofórmio (CHCl3)
Tubo 04 Água (H2O) Hexano (CH3(CH2)4CH3)
Tubo 05 Etanol (CH3CH2OH) Diclorometano (CH2Cl2)
Tubo 06 Etanol (CH3CH2OH) Clorofórmio (CHCl3)
Tubo 07 Etanol (CH3CH2OH) Hexano (CH3(CH2)4CH3)
Tubo 08 (^) Diclorometano (CH2Cl2) Clorofórmio (CHCl3)
Tubo 09 Diclorometano (CH2Cl2) Hexano (CH3(CH2)4CH3)
Tubo 10 Diclorometano (CH2Cl2) Hexano (CH3(CH2)4CH3)
Depois de adicionados ao tudos de ensaio, cada tubo de ensario foi agitado, observado os segintes dados:
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Experimento de Miscibilidade e Polaridade dos líquidos
Tubo 1: Quando o etanol (polar) se mistura com a água (polar), a molécula de água interage com a parte polar do etanol (-OH) formando ligações de hidrogênio com as moléculas de água. Estas ligações são tão fortes quanto às forças de ligação da substância pura. Dessa maneira, as duas substâncias são miscíveis.
Tubo 2: Quando a água (polar) se mistura com o diclorometano (polar) não há ligação entre eles, pois as forças de ligação da molécula de água são ligações de hidrogênio, que são muito fortes e a força de ligação do diclorometano é de van der waals, que são muito fracas. Estas ligações de hidrogênio da água não serão rompidas para formar uma nova ligação entre a água e o diclorometano. Portanto, as duas substâncias serão imiscíveis.
Tubo 3: Quando a água (polar) se mistura com o clorofórmio (polar) não há ligação entre eles, pois as forças de ligação da molécula de água são ligações de hidrogênio, que são muito fortes e a força de ligação do clorofórmio é de van der waals, que são muito fracas. Estas ligações de hidrogênio da água não serão rompidas para formar uma nova ligação entre a água e o clorofórmio. Portanto, as duas substâncias serão imiscíveis.
Tubo 4: Quando a água (polar) se mistura com o hexano (polar) não há ligação entre eles, pois as forças de ligação da molécula de água são ligações de hidrogênio, que são muito fortes e a força de ligação do hexano é de van der waals, que são muito fracas. Estas ligações de hidrogênio da água não serão rompidas para formar uma nova ligação entre a água e o hexano. Portanto, as duas substâncias serão imiscíveis.
Tubo 5: Quando o etanol (polar) se mistura com o diclorometano (polar), a parte polar da molécula de etanol (-OH) interage com o pólo positivo da molécula de diclorometano. A força intermolecular dessa mistura é do tipo dipolo-dipolo, tornando as duas substâncias miscíveis.
Tubo 6: Quando o etanol (polar) se mistura com o clorofórmio (polar), a parte polar da molécula de etanol (-OH) interage com o pólo positivo da molécula de clorofórmio.. A força intermolecular dessa mistura é do tipo dipolo-dipolo, tornando as duas substâncias miscíveis.
Tubo 7: Quando o etanol (polar) se mistura com o hexano (apolar), há uma deformação na nuvem eletrônica da molécula de hexano, na qual cria um pólo positivo que é atraído pelo pólo negativo da molécula de etanol. A força
Relatório de Experimento Nº 01: Miscibilidade, Solubilidade e Polaridade das Substãncias Alunos: Bruna Steil Boneberg e Flávia Ferreira Dias intermolecular dessa mistura é do tipo dipolo-dipolo induzido ou forças de london, tornando as duas substâncias miscíveis.
Tubo 8: Quando o diclorometano (polar) se mistura com o hexano (apolar), há uma deformação na nuvem eletrônica da molécula de hexano, na qual cria um pólo positivo que é atraído pelo pólo negativo da molécula de diclorometano. A força intermolecular dessa mistura é do tipo dipolo-dipolo induzido ou forças de london, tornando as duas substâncias miscíveis.
Tubo 9: Quando o clorofórmio (polar) se mistura com o hexano (apolar), há uma deformação na nuvem eletrônica da molécula de hexano, na qual cria um pólo positivo que é atraído pelo pólo negativo da molécula de clorofórmio. A força intermolecular dessa mistura é do tipo dipolo-dipolo induzido ou forças de london, tornando as duas substâncias miscíveis.
Tubo 10: Quando o clorofórmio (polar) se mistura com o hexano (apolar), há uma deformação na nuvem eletrônica da molécula de hexano, na qual cria um pólo positivo que é atraído pelo pólo negativo da molécula de clorofórmio. A força intermolecular dessa mistura é do tipo dipolo-dipolo induzido ou forças de london, tornando as duas substâncias miscíveis.
Experimento Solubilidade e Polaridade de Substâncias.
Tubo 1 Quando a água se mistura com o cloreto de sódio, a molécula de cloreto de sódio se dissocia por possuir ligação iônica. O ânion se aproxima do pólo positivo da molécula de água e o cátion é atraído pelo pólo negativo da molécula de água (processo de solvatação). A força intermolecular dessa mistura é do tipo íon-dipolo, tornando as duas substâncias solúveis a uma quantidade máxima de soluto dissolvido no solvente.
Tubo 2: Quando a água se mistura com o hidróxido de potássio, a molécula de hidróxido de potássio se dissocia por possuir ligação iônica. O ânion se aproxima do pólo positivo da molécula de água e o cátion é atraído pelo pólo negativo da molécula de água (processo de solvatação). A força intermolecular dessa mistura é do tipo íon-dipolo, tornando as duas substâncias solúveis a uma quantidade máxima de soluto dissolvido no solvente.
Tubo 3: Quando a água (polar) se mistura com o iodo (apolar) eles não se solubilizam, pois as forças de ligação da molécula de água são ligações de hidrogênio, que são muito fortes e a força de ligação do iodo é de van der waals, que são muito fracas. Estas ligações de hidrogênio da água não serão rompidas
Relatório de Experimento Nº 01: Miscibilidade, Solubilidade e Polaridade das Substãncias Alunos: Bruna Steil Boneberg e Flávia Ferreira Dias e a sua polaridade podemos determinar a miscibilidade e a solubilidade das substâncias.
6 Referências
Theodore L. Brown, H. Eugene Lemay, Jr., Bruce E. Bursten. Química, a Ciência Central. 9ª edição,
Pearson Prendice Hall, 2005.
John B Russell. Química Geral – v1. 2ª edição, Makron Books, 1994.
ATKINS, Peter; JONES, Loretta. Princípios de química: questionando a vida moderna e o meio ambiente ,
3ª edição, 2007.
MASTERTON, William L.; SLOWINSKI, Emil J; STANITSKI, Conrad L. Princípios de química. 6ª edição 1990.
