UNIVERSIDADE FEDERAL RURAL DO SEMIÁRIDO DEPARTAMENTO DE AGROTECNOLOGIA E
ABORA ABO RAT TÓRIO DE QUÍM QUÍMICA ICA APLI
2012
1 Universidade Federal Rural do Semi-Árido
SUMRIO AULA 01 !ormas" #ondutas e Se$uran%a no La&orat'rio de (u)mica A*licada + ,n$enharia ,n$enharia 2 2 AULA 02 Experimento 01: Rea%.es de /irredu%o /irredu%o AULA AU LA 03 03 Experimento 02: 4etermina%o do #loro em Produtos 4om5sticos *or 6itulometria de /irredu%o /irredu%o 7 7 AULA 0 Experimento 03: Pilhas ou #5lulas 8alv9nicas 8alv9nicas1 1 AULA 0: Experimento 04: ,letrode*osi%o 20 AULA 0; Experimento 05: ,letr'lise ,letr'lise 31 31 AULA 0< Experimento 06: #orroso = - 6i*o de #orroso #orroso3; 3; AULA 0> Experimento 07: #orroso == ? #orroso em Latas de A%o1 AULA 07 Experimento 08: #orroso === - =n@luncia do Meio ,letrol)tico3 AULA 10 Experimento 09: #orroso =V ? Prote%o #at'dica #at'dica< < AULA 11 Experimento 10: ,strutura dos Materiais Materiais:3 :3 11: Pol)meros ? Produ%o do Pol)mero Ureia-Formalde)do:; AULA 12 Experimento 11:
AULA 13 Experimento 12: Pol)meros ? Produ%o do =so*or utilizando Poliestireno;1 AULA 1 Experimento 13: Pol)meros ? Produ%o de Poliuretano; Poliuretano; AULA 1: Experimento 14: Pol)meros ? =dentii@ica%o de Pol)meros Sint5ticos;< Modelo de Relat'rio e #aderno do La&orat'rio La&orat'rio < < A!,B/ A #om*rovante de ,ntre$a do #aderno de La&orat'rio ou Relat'rio<> Relat'rio<> A!,B/ C 6a&ela de Potenciais de Redu%o em meio aDuoso a 2: E#<7 E#<7 A!,B/ # 6a&ela 6a&ela Peri'dica Peri'dica >0 >0
Apostila do Laboratório de de Q!mi"a Apli"ada # En$en%aria En$en%aria
1 Universidade Federal Rural do Semi-Árido
SUMRIO AULA 01 !ormas" #ondutas e Se$uran%a no La&orat'rio de (u)mica A*licada + ,n$enharia ,n$enharia 2 2 AULA 02 Experimento 01: Rea%.es de /irredu%o /irredu%o AULA AU LA 03 03 Experimento 02: 4etermina%o do #loro em Produtos 4om5sticos *or 6itulometria de /irredu%o /irredu%o 7 7 AULA 0 Experimento 03: Pilhas ou #5lulas 8alv9nicas 8alv9nicas1 1 AULA 0: Experimento 04: ,letrode*osi%o 20 AULA 0; Experimento 05: ,letr'lise ,letr'lise 31 31 AULA 0< Experimento 06: #orroso = - 6i*o de #orroso #orroso3; 3; AULA 0> Experimento 07: #orroso == ? #orroso em Latas de A%o1 AULA 07 Experimento 08: #orroso === - =n@luncia do Meio ,letrol)tico3 AULA 10 Experimento 09: #orroso =V ? Prote%o #at'dica #at'dica< < AULA 11 Experimento 10: ,strutura dos Materiais Materiais:3 :3 11: Pol)meros ? Produ%o do Pol)mero Ureia-Formalde)do:; AULA 12 Experimento 11:
AULA 13 Experimento 12: Pol)meros ? Produ%o do =so*or utilizando Poliestireno;1 AULA 1 Experimento 13: Pol)meros ? Produ%o de Poliuretano; Poliuretano; AULA 1: Experimento 14: Pol)meros ? =dentii@ica%o de Pol)meros Sint5ticos;< Modelo de Relat'rio e #aderno do La&orat'rio La&orat'rio < < A!,B/ A #om*rovante de ,ntre$a do #aderno de La&orat'rio ou Relat'rio<> Relat'rio<> A!,B/ C 6a&ela de Potenciais de Redu%o em meio aDuoso a 2: E#<7 E#<7 A!,B/ # 6a&ela 6a&ela Peri'dica Peri'dica >0 >0
Apostila do Laboratório de de Q!mi"a Apli"ada # En$en%aria En$en%aria
AULA 01 NORMAS! CONDUTAS E SEGURAN"A NO LABORATÓRIO DE QUÍMICA APLICADA À ENGENHARIA Um la&orat'rio de (u)mica 5 um local onde so mani*uladas su&st9ncias t'icas" in@lamveis" corrosivas" etc A minimiza%o minimiza%o dos riscos de acidentes no la&orat'rio *assa *ela o&edincia a certas normas A se$uir encontram-se al$umas normas Due devero ser o&servadas e se$uidas *elos alunos antes" durante e a*'s as aulas *rticas de La&orat'rio de (u)mica A*licada + ,n$enharia - / *razo de 6/L,RG!#=A *ara o atraso nas aulas *rticas 5 de 10 minutos" a*'s esse *razo o aluno no *oder assistir + aula !o in)cio de cada aula *rtica o *ro@essor @ar uma e*lana%o te'rica do assunto e discutir os *ontos relevantes" inclusive em rela%o + se$uran%a dos e*erimentos Um aluno Due no tenha assistido a uma *arte dessa discusso ir atrasar seus cole$as e at5 colocar em risco a sua se$uran%a - H *roi&ido o uso de IshortJ e Imini-saiasJ durante as aulas Usar de *re@erncia uma cal%a e cal%ado @echado ,ssa 5 uma norma de se$uran%a" uma vez Due uma cal%a e sa*atos @echados *rote$em a *ele de eventuais contatos com rea$entes r ea$entes danosos - / uso de CA6A 5 /CR=8A6KR=/ durante a aula *rtica A &ata 5 um eDui*amento de *rote%o individual indis*ensvel indis*ensvel ao e*erimentador - !o sero toleradas toleradas &rinca &rincadei deiras ras durant durantee as aulas aulas *rtic *rticas" as" o $ru*o $ru*o deve deve se conc concen entra trarr na real realiz iza% a%o o das das ativ ativid idad ades es *ro* *ro*os osta tas" s" *ois *ois o tem* tem*oo 5 e)$ e)$uo uo e a e*erimenta%o ei$e aten%o Alis" vrios acidentes em la&orat'rios de ensino advm da @alta de aten%o do aluno e*erimentador e*erimentador - / aluno ou a eDui*e dever a*resentar o *r5-la&orat'rio da aula *rtica" antes do in)cio da mesma" Duando este @or solicitado Se no @or a*resentado" a*resentado" o aluno ou a eDui*e no *oder *artici*ar da aula ou ser *enalizado na *ontua%o
2
- #aso o aluno @alte a uma aula *rtica no haver re*osi%o da mesma =sso acarretar a *erda da *ontua%o re@erente a essa aula - !o ser rece&ido o caderno de La&orat'rio @ora do *razo *r5-esta&elecido
A#$%&s 'o&(os )*'or(+&(es ,e se$%r+&-+. 1/ Sem*re usar &ata e outros eDui*amentos de *rote%o individual necessrios 'culos de *rote%o" mscara" luvas" etc" Duando estiver realizando uma e*erincia
2/ (uando da dilui%o de um cido concentrado" adicionar sem*re o cido + $ua" lentamente" se *oss)vel com res@riamento do reci*iente onde se realiza a dilui%o !unca adicionar $ua a um cido concentradoN
/ (uando do aDuecimento de uma su&st9ncia em um tu&o de ensaio" o&servar Due a &oca do tu&o no esteOa direcionada *ara al$u5m" *ois *ode ocorrer uma eOe%o de l)Duido Duente
/ /s @rascos contendo rea$entes devem ser identi@icados sem*re =ndicar o nome da su&st9ncia" sua concentra%o" o nome do res*onsvel e a data da @a&rica%o
/ !unca aDuecer uma su&st9ncia in@lamvel em chama direta" usar sem*re um aDuecedor el5trico ou uma manta de aDuecimento
3/ !o sentir o odor de uma su&st9ncia colocando diretamente o nariz so&re o @rasco Due o cont5m 4eve-se" com a mo" @azer com Due o odor seOa deslocado at5 o ol@ato do e*erimentador
3
AULA 02 Experimento 01:
REA"4ES DE O5IRREDU"6O 1/ OB7ETIVOS ,ssa *rtica tem como o&Oetivo e@etuar ensaios sim*les *ara veri@icar al$umas rea%.es de oirredu%o Podemos veri@icar e*erimentalmente a tendncia Due a*resentam as su&st9ncias Du)micas + oida%o e + redu%o" &em como os *rodutos de uma rea%o de oirredu%o
2/ INTRODU"6O As rea%.es de oida%o e redu%o ? ou rea%.es de oirredu%o ? ocorrem *ela trans@erncia de el5trons e constituem uma classe im*ortante de rea%.es Du)micas As rea%.es de oirredu%o ocorrem *or toda *arte e constituem *arcela da vida cotidiana A trans@erncia de el5trons de uma es*5cie *ara outra 5 um dos *rocessos @undamentais Due *ermitem a vida" a @otoss)ntese" a @a&rica%o e *uri@ica%o de alveOantes" e a *uri@ica%o dos metais #om*reender como os el5trons so trans@eridos *ermite determinar modos de usar as rea%.es Du)micas *ara $erar eletricidade e us-la *ara *roduzir rea%.es Du)micas A corroso 5 eem*lo de rea%o de oirredu%o / @erro e o a%o dos carros" *ontes e edi@ica%.es oidam-se e @ormam @erru$em" e tam&5m as estruturas de alum)nio so corro)das Muitos *rocessos &iol'$icos de*endem de rea%.es de trans@erncia de el5trons" como *or eem*lo" o oi$nio Due se as*ira 5 convertido em $ua e di'ido de car&ono A oida%o re@ere-se *erda de el5trons e a redu%o re@ere-se ao $anho de el5trons Portanto as rea%.es de oirredu%o ocorrem Duando os el5trons so trans@eridos do tomo oidado *ara o tomo reduzido (uando o zinco metlico 5 adicionado a um acido @orte" *or eem*lo" os el5trons so trans@eridos dos tomos de zinco o zinco 5 oidado *ara os )ons de hidro$nio o hidro$nio 5 reduzido" con@orme a rea%o 1 ns Q 2QaD n2Q aD Q 2$
1
A trans@erncia de el5trons Due ocorre na rea%o 1 *roduz ener$ia na @orma de calor e a rea%o ocorre es*ontaneamente
/ MATERIAL /1/ M+(er)+# - 07 6u&os de ensaio - ,stante *ara tu&os de ensaio - Pi*etas de : ou 10 ml - #onta $otas e Pi*etas Pasteur
/2/ Re+$e&(es - Ácido Sul@Trico concentrado 2S/ conc - Ácido Sul@Trico 3M 2S/ 3M - Á$ua oi$enada 2/2 - Álcool et)lico #2:/ - #loro@'rmio ##l3 - #o&re metlico @io de co&re ? #u s - 4icromato de Potssio 2#r 2/< 0"1M - 8licose #;12/; 1 - idr'ido de S'dio !a/ 2M - idr'ido de AmWnia !/ 1: - i*oclorito de S'dio !a#l/ - =odeto de Potssio = 0":M - !itrato de Prata A$!/ 3 1M - Pa*el de Alum)nio Al s - Perman$anato de Potssio Mn/ 0"1M - Sul@ato de #o&re #uS/ 3M - Solu%o de #uS/ 3M adicionando 10 de !a#l
/ PROCEDIMENTO E5PERIMENTAL /1/ Ver)8)9+-ão ,+s Re+-:es ,e O;)rre,%-ão /1/1/ T%
& =ntroduza um @io de co&re" durante 1 minuto no tu&o de ensaio Due cont5m a solu%o de #uS/ /&serve
/1/2/ T%
/1// T%
/1// T%
/1// T%&)o e* So#%-ão B?s)9+ a #olocar ± 1"0 ml 20 $otas da solu%o &sica Solu%o aDuosa de !a/ 2M num tu&o de ensaio & Adicione o alum)nio /&serve
/1/3/ T%&)o a #olocar ± 1"0 ml 20 $otas da solu%o de #uS/ Q 10 de !a#l num tu&o de ensaio & /&servar a tem*eratura inicial da solu%o c Adicionar uma &ola de *a*el alum)nio d /&servar a tem*eratura @inal da rea%o
/1// T%
a #olocar ± 1"0 ml 20 $otas da solu%o de 2#r 2/< 0"1M num tu&o de ensaio & Adicionar 0" ml 10 $otas de 2S/ concentrado c Adicionar 0" ml 10 $otas de lcool # 3#2/ d Re*ita o mesmo *rocedimento utilizando a solu%o A ao inv5s do lcool A eDua%o desta rea%o 5 #3#2/aD Q 2#r 2/<aD Q 2S/aD #3#//aD Q 2S/aD Q #r 2S/3aD Q 2/l
/1// T%
/ RE@ERNCIAS 1/ A6=!S" P" X/!,S" L Princ)*ios de (u)mica ? (uestionando a Vida Moderna e o Meio Am&iente" #a*)tulo 12" 3 a ,di%o" CooYman" 200:
2/ CR/Z!" 6 L" L,ZA[ XR" ," CURS6,!" C ," CUR48," X R" (u)mica ? A #incia #entral" #a*)tulo 20" 7 a ,di%o" Pearson" 200<
/ /6" X #" 6R,=#,L XR" P M (u)mica 8eral 2 e Rea%.es (u)micas" #a*)tulo 20" 6radu%o da 7 a ,di%o americana" #en$a$e Learnin$" So Paulo" 2007
/ R\8,R" V" L/P,S" # V M" S/AR,S" A R ,letroDu)mica *ara o ,nsino M5dio A*ostila ? Universidade Federal do Rio 8rande do Sul ? =nstituto de (u)mica" 177<
/ M,!4,S" A (u)mica de La&orat'rio ? 65cnicas e ,*erincias A*ostila ? #entro Federal de ,duca%o 6ecnol'$ica do #ear" 177;
<
3/ PÓSLABORATÓRIO 1/ Para cada ensaio realizado Procedimentos 11 ao 1>" res*onda a (uais as su&st9ncias Due esto se oidando e se reduzindo & (ual o a$ente oidante] (ual o a$ente redutor] c ,Duacione as semirrea%.es de oida%o e redu%o d (ual a rea%o $lo&al &alanceada da rea%o e =denti@iDue as rea%.es Due ocorreram des*rendimento de $ases e in@orme a @'rmula molecular e o nome do $s
2/ #alcular o *otencial *adro de cada rea%o dos *rocedimentos 11 ao 1;" *ara isso utilizar o Potencial Padro de Redu%o" encontrados nas 6a&elas de Potenciais de Redu%o Padro nos livros de (u)mica nos ca*)tulos de ,letroDu)mica =n@orme Duais rea%.es *odem acontecer es*ontaneamente
Res*onda con@orme @oi o&servado no Procedimento 1< a =denti@iDue a solu%o A ,*liDue os @atos ocorridos Due de@iniram essa solu%o & /correu des*rendimento de va*ores e se sim Dual o odor sentido dos mesmos] /&serva%o !o sentir o odor de uma su&st9ncia colocando diretamente o nariz so&re @rasco Due o cont5m 4eve-se" com a mo" @azer com Due o odor seOa deslocado at5 o ol@ato do e*erimentador ,sse odor 5 devido a Dual su&st9ncia @ormada durante a rea%o] c (ual a cor da solu%o a*'s ocorrer a rea%o com lcool et)lico] ,ssa cor se deve a @orma%o de Dual su&st9ncia]
/ / Due ocorreu com a tem*eratura no *rocedimento 1; ,*liDue tal @ato / Por Due os utens)lios dom5sticos de *rata tm uma dura&ilidade maior Due os de alum)nio] #omo voc e*lica a *erda do &rilho de uma *anela @eita de alum)nio e a*'s uma lim*eza ela recu*era esse &rilho]
3/ ,m Setem&ro de 200> o 8overno Federal decretou a ILei SecaJ relatando Due o motorista Due @or *e$o diri$indo so&re e@eito do lcool *a$ar uma multa de 7:<"00 reais" ter a #arteira !acional de a&ilita%o sus*ensa e *oder at5 ser *reso Para veri@icar se o motorista in$eriu lcool os *oliciais de tr9nsito realizam o teste do &a@Wmetro ,*liDue o *rinc)*io de @uncionamento do &a@Wmetro e Dual a rea%o Due ocorre" colocando as cores o&servadas nos rea$entes e nos *rodutos ,ste teste detecta DualDuer Duantidade de lcool in$erido *or uma *essoa]
AULA 0. >
Experimento 02:
DETERMINA"6O DO CLORO EM PRODUTOS DOMSTICOS POR TITULOMETRIA DE O5IRREDU"6O 1/ INTRODU"6O A insta&ilidade natural dos com*ostos clorados associada + ne$li$ncia na sua @a&rica%o uso de $ua im*r'*ria" armazenamento inadeDuado *ode levar + diminui%o do teor de cloro livre acarretando a decom*osi%o *recoce do *roduto e conseDuentemente" a *erda do *oder &actericida !icoletti e Ma$alhes" 177; A solu%o de hi*oclorito de s'dio com * elevado" em torno de 11 5 mais estvel" sendo a li&era%o de cloro mais lenta ^ medida Due se reduz o * da solu%o" atrav5s do cido &'rico ou do &icar&onato de s'dio" a solu%o torna-se muito instvel e conseDuentemente a *erda de cloro 5 mais r*ida" isso si$ni@ica Due o tem*o de vida Ttil da solu%o 5 *eDueno ,strela" 200 4iante disso" vrios estudos tm sido realizados *ara veri@icar a Dualidade das solu%.es de hi*oclorito de s'dio Due se encontram + venda no mercado
2/ OB7ETIVOS Veri@icar como uma rea%o de oirredu%o *ode ser usada *ara a determina%o Duantitativa de um a$ente oidante em removedores dom5sticos e alveOantes l)Duidos + &ase de hi*ocloritos / MATERIAL E MTODOS /1/ M+(er)+# - Removedores dom5sticos di@erentes marcas comerciais - AlveOantes l)Duidos di@erentes marcas comerciais - Cureta de 2: mL - Provetas - Pi*etas de : ou 10 mL - ,rlenme_er de 12: mL
/2/ Re+$e&(es - i*oclorito de s'dio amostras comerciais - 6iossul@ato de s'dio 0"0:M - =odato de Potssio =/ 3 0"01M - =odeto de Potssio = - Ácido sul@Trico 2S/ 1M - Amido 1 / PROCEDIMENTO E5PERIMENTAL /1/ P+,ro&)F+-ão ,+ So#%-ão ,e T)oss%#8+(o ,e S,)o 9o* Io,+(o ,e Po(?ss)o 7
A *adroniza%o da solu%o de tiossul@ato de s'dio 0"0:M !a2S2/3:2/ *ode ser *adronizada" *or titula%o" contra uma solu%o o&tida *ela dissolu%o de =/ 3" iodato de *otssio *uro" na concentra%o de 0"01M / =/ 3 rea$e com o ecesso de = na solu%o cida de acordo com a se$uinte rea%o =/3-aD Q :=-aD Q ;QaD 3=2aD Q 32/l
Pro9e,)*e&(o. ,ncha uma &ureta de 2: ml com !a 2S2/3 0"0:M tomando cuidado de eliminar todas as &olhas Re$istre o volume inicial da &ureta Para realizar a *adroniza%o" coloDue : mL de =/ 3 0"01M com auilio de uma *i*eta" em um @rasco ,rlenme_er de 12: mL Adicione : mL de $ua e 0" $ de = A$ite o @rasco at5 Due o = dissolva Adicione ento 2": mL de 2S/ 1M e misture a$itando 4ever a*arecer uma cor marrom escura" indicando a *resen%a de iodo 6itule imediatamente com !a2S2/3 0"0:M contido na &ureta" at5 Due a cor marrom esmae%a *ara uma cor amarelo *lido Adicione ento 2 mL da solu%o indicadora de amido 1 e continue a titula%o at5 Due a cor azul-escura do indicador desa*are%a A mudan%a de azul *ara uma solu%o incolor 5 muito n)tida Re$istre o volume da solu%o de tiossul@ato usado na titula%o
/2/ De(er*)&+-ão ,+ C+'+9),+,e ,e O;),+-ão ,e %* Re*oe,or Do*s()9o PRECAU"4ES DE SEGURAN"A. AlveOantes l)Duidos contendo hi*oclorito de s'dio a : so corrosivos *ara a *ele e *ara os olhos (uando estiverem mani*ulando o alveOante l)Duido" tomem cuidado *ara no deiar a solu%o atin$ir sua *ele /&serve Due os alveOantes ou outras su&st9ncias contendo hi*oclorito" como removedores dom5sticos" no devem nunca ser misturados com amWnia ! 3" *ois *odem *roduzir cloraminas"
#om au)lio de uma *i*eta adicione 0": mL ou 0": $ da amostra da solu%o de hi*oclorito de s'dio a ser analisada" trans@erindo-se *ara um ,rlenme_er de 12: ml" adicione 2: ml de $ua destilada e 1 $ de = A$ite at5 dissolver o = A*'s" acrescente 2": mL de 2S/ $ota a $ota A solu%o deve @icar marrom indicando a @orma%o do iodo A*'s" inicie a titula%o com tiossul@ato de s'dio 0"0: M so& a$ita%o constante at5 Due a su&st9ncia resultante adDuira uma cor amarelo-claro Adicione ento 2 ml do indicador amido 1" ocorrendo uma mudan%a de cor *ara azul-violceo Retorne a titula%o com tiossul@ato de s'dio 0"0: M at5 Due a solu%o torne-se trans*arente Re$istre o volume $asto da solu%o de tiossul@ato de s'dio na titula%o 10
A*'s estes *rocedimentos" *rocede-se o clculo da *orcenta$em de cloro ativo na amostra 6eor de #loro ` !tiossul@ato Vtiossul@ato@ cmilieD do #loro 100 b V !a#l/ Sendo V` Volume de tiossul@ato de s'dio utilizado na titula%o *adronizado @ c` Fator de corre%o do tiossul@ato de s'dio milieDuivalente do cloro ` 0"03::
/ RE@ERNCIAS 1/ CR/Z!" 6 L" L,ZA[ XR" ," CURS6,!" C ," CUR48," X R" (u)mica ? A #incia #entral" #a*)tulo 20" 7 a ,di%o" Pearson" 200<
2/ ,S6R,LA" # i*oclorito de s'dio =n &i'n"ia Endod(nti"a) So Paulo Artes M5dicas" *1:-:: 200
/ !=#/L,66=" M A MA8AL,S" X F =n@luencia del envase_ de @actores am&ientales en la esta&ilidad de la soluci'n de hi*oclorito s'dico *ol) +,i") -anam. v121" n" *301- 307" 177;
/ P/S6MA" X M R/C,R6S" X L X /LL,!C,R8" X L (u)mica no La&orat'rio" :a ,di%o" ,ditora Manole" * :1-:" 2007
3/ PÓSLABORATÓRIO 1/ Fa%a uma &reve *esDuisa do Due seria titula%o de oirredu%o" coloDue @i$uras ou desenhe esDuemas de titula%o *ara tornar mais e*licativa sua res*osta
2/ #alcule o @ator de corre%o do tiossul@ato de s'dio e sua verdadeira concentra%o / (ual o teor de cloro na amostra comercial de alveOante] #om*are com os teores determinados das outras amostras *elos cole$as
/ Muitas solu%.es de alveOantes dom5sticos so essencialmente solu%.es de hi*oclorito de s'dio" !a#l/ #alcule a massa da amostra de alveOante l)Duido contendo : em *eso 11
de !a#l/ Due oidaria = - su@iciente *ara consumir 0">0 mL de tiossul@ato de s'dio 0"1:M Su$esto *rocure a densidade do hi*oclorito de s'dio em livros ou na internet
12
AULA 0 Experimento 03:
PILHAS OU CLULAS GALVJNICAS 1/ INTRODU"6O 1/1/ P)#K+s G+#&)9+s (uando mer$ulhamos uma *laca de zinco em uma solu%o de co&re h trans@erncia de el5trons do zinco *ara o ction co&re Mas como a*roveitar esta trans@erncia de el5trons *ara $erar eletricidade] / *ro&lema 5 Due os el5trons so trans@eridos diretamente dos tomos de zinco *ara os ctions co&re Para Due houvesse a*roveitamento de eletricidade" os el5trons li&erados *elo zinco deveriam *assar *or um circuito eterno uma l9m*ada" *or eem*lo antes de che$ar ao ction co&re #omo *oder)amos solucionar este *ro&lema] ,m 1>3;" 4aniell construiu um dis*ositivo mais tarde chamado *ilha" Due *ermitia a*roveitar este @luo de el5trons" interli$ando eletrodos Due eram sistemas constitu)dos *or um metal imerso em uma solu%o de seus )ons Por eem*lo" como seria um eletrodo @eito de zinco / eletrodo de zinco 5 um sistema constitu)do *or uma *laca de zinco metlico" mer$ulhada em uma solu%o Due cont5m ctions zinco n 2Q" o&tida *ela dissolu%o de um de seus sais" *or eem*lo" nS/" em $ua Fi$ura 1 !esse eletrodo ocorre o se$uinte o zinco metlico da *laca doa 2 el5trons *ara o ction zinco da solu%o e se trans@orma em n 2Q n0 n2Q Q 2e/ ction zinco Due estava em solu%o rece&e os 2 el5trons doados *elo zinco metlico e se trans@orma em zinco metlico n2Q Q 2e- n0
13
@)$%r+ 1. ,letrodo de zinco Cron" LeMa_ e Cursten" 200< A$ora temos o co&re metlico da *laca doando 2 el5trons *ara o ction co&re da solu%o e se trans@ormando em #u 2Q Fi$ura 2 #u0 #u2Q Q 2eMas o ction co&re Due estava em solu%o" ao rece&er os 2 el5trons doados *elo co&re metlico" se trans@orma em co&re metlico #u2Q Q 2e- #u0
@)$%r+ 2. ,letrodo de co&re Cron" LeMa_ e Cursten" 200< 4aniell *erce&eu Due" se @izesse uma interli$a%o entre 2 eletrodos desse ti*o" @eitos de metais di@erentes" o metal mais reativo iria trans@erir seus el5trons *ara o ction do metal menos reativo" em vez de trans@er)-los *ara os seus *r'*rios ctions em solu%o / zinco 5 mais reativo Due o co&re" ou seOa" tende a doar seus el5trons ao ction co&re #u2Q #om uma interli$a%o entre os eletrodos de zinco e de co&re" mer$ulhados em solu%o de seus )ons" atrav5s de um @io condutor" o zinco metlico ir trans@erir seus el5trons *ara o co&re #u 2Q 4esse modo se esta&elece uma *assa$em de corrente el5trica *elo @io condutor" con@orme ilustra a Fi$ura 3
1
@)$%r+ . #5lula 8alv9nica ou Pilha de 4aniell Cron" LeMa_ e Cursten" 200< /&serva-se Due ao lado do zinco est uma solu%o de nS/ aD e ao lado do co&re est uma solu%o de #uS/ aD =nicialmente" na solu%o de nS/ aD o nTmero de )ons n 2Q 5 i$ual ao nTmero de )ons S/ 2- (ual a @un%o da P/!6, SAL=!A ,la 5 constitu)da de um tu&o em U" *reenchido com al$odo em&e&ido em uma solu%o DualDuer ,la tem a @un%o de *ermitir a mi$ra%o de )ons de uma solu%o *ara outra" de modo Due o nTmero de )ons *ositivos e ne$ativos na solu%o de cada eletrodo *ermane%a em eDuil)&rio !a *ilha de zinco e co&re" onde se utiliza #l na *onte salina" os )ons n 2Q e Q tendem a mi$rar em dire%o ao eletrodo de co&re *ara neutralizar o ecesso de car$as ne$ativas )ons S/ 2- 4a mesma @orma" os )ons S/ 2- e #l - tendem a mi$rar em dire%o ao eletrodo de zinco *ara de )ons n2Q
@)$%r+ . 4esenho de uma *onte salina Russell" 200> 1:
Mo)*e&(o ,os >o&s &+ so#%-ão. / eletrodo de zinco est inserido numa solu%o de nS/ aD e ao lado" o co&re est imerso em uma solu%o de #uS/ aD =nicialmente" na solu%o de nS/ aD o nTmero de )ons n 2Q 5 i$ual ao nTmero de )ons S/ 2- Analo$amente" no lado do co&re" a concentra%o de #u 2Q 5 i$ual + concentra%o de S/ 2- VeOa a Fi$ura :A
A B @)$%r+ . A #ircuito A&erto e C #ircuito Fechado da Pilha de 4aniell Russell" 200> Fechando o circuito" a*'s al$um tem*o" o eletrodo de zinco ir se dissolver *rovocando aumento da concentra%o de n 2Q na solu%o concentra%o de S/ 2constante *or outro lado" no eletrodo de co&re haver de*osi%o de co&re metlico diminuindo consideravelmente a concentra%o de #u 2Q na solu%o concentra%o de S/2- constante A *ilha 5 uma @onte de @or%a eletromotriz" e como tal *ossui uma resistncia interna #omo voc O sa&e" @or%a eletromotriz 5 a mima di@eren%a de *otencial Due a *ilha conse$ue @ornecer *ara os seus *'los" mas sem*re Due 5 li$ado um a*arelho Due necessita de uma corrente $rande *ara o seu @uncionamento na *ilha" a di@eren%a de *otencial em seus *'los ser menos Due a @or%a eletromotriz da *ilha" *ois *arte de ener$ia Due a *ilha @ornece aos *ortadores de car$as el5trons 5 consumida *or eles *ara *ercorrer a *r'*ria *ilha Para determinar a @or%a eletromotriz da *ilha Due est a sua dis*osi%o use o volt)metro e me%a a di@eren%a de *otencial entre os *'los Duando nenhum outro elemento est li$ado na *ilha PILHA DE CONCENTRA"6O H uma *ilha onde as solu%.es e os materiais metlicos do 9nodo e do ctodo so i$uais" *or5m a concentra%o da solu%o dentro dos com*artimentos 5 di@erente =sto 1;
leva a uma trans@erncia de el5trons" e como a solu%o mais concentrada 5 mais rica em )ons *ositivos ela atua como ctodo em @un%o da redu%o desses )ons *ositivos a um estado de oida%o menor / @luo de el5trons ocorre at5 Due as concentra%.es das solu%.es dos dois com*artimentos seOam i$uais
2/ OB7ETIVOS ,ssa *rtica tem como o&Oetivo montar a *ilha de 4aniell" entender como 5 o seu @uncionamento" identi@icando os com*artimentos Due ocorre a oida%o e redu%o" o 9nodo e ctodo e a im*ort9ncia da *onte salina e montar uma *ilha de concentra%o e calcular o valor da tenso F,M atrav5s atrav5s da eDua%o eDua%o de !ernst
/ MAT MATERIA ERIAL L E MTO MTODO DOS S /1/ M+(er)+# - Placas de inco - Placa de #o&re - Sul@ato de #o&re #uS/ 1M - Sul@ato de inco nS/ 1M - Sul@ato de inco nS/ 0"0001M - Mult)metro / PROCEDIMENTO E5PERIMENTAL Pilha de 4aniell Montar a *ilha de 4aniell utilizando as *lacas de zinco e co&re @ornecidas" con@orme ilustrado na Fi$ura 3" *ara isso si$a as se$uintes eta*as a !o &5Duer 1 adicionar ;0 mL da solu%o de nS/ 1M e no &5Duer 2 adicionar ;0 mL da solu%o de #uS/ 1M & #olocar a *laca *laca de zinco no &5Duer &5Duer 1 e a de co&re no &5Duer &5Duer 2 c #olocar a *onte salina interli$ando os dois com*artimentos d Li$ar o *olo *ositivo e o *olo ne$ativo" utilizando o Oacar5" nas *lacas e no mult)metro *ara veri@icar o *otencial da c5lula e Fazer a coneo com o L,4 e veri@icar o Due ocorre Pilha de concentra%o Montar a *ilha de concentra%o con@orme @oi montada a *ilha de 4aniel a !o &5Duer 1 adicionar ;0 mL da solu%o de nS/ 0"0001M e no &5Duer 2 adicionar ;0 mL da solu%o de nS/ 1M & #olocar uma *laca *laca de zinco em cada &5Duer &5Duer c #olocar a *onte salina interli$ando os dois com*artimentos d Li$ar o *'lo *ositivo na *laca imersa na solu%o 0"0001 M e o *'lo ne$ativo na *laca imersa na solu%o 1 M" utilizando o Oacar5" e Fazer a coneo com o mult)metro e veri@icar a tenso *roduzida
/ RE@ERNCIAS BIBLIOGR@ICAS 1<
1/ CR/Z!" 6 L" L,ZA[ XR" ," CURS6,!" C ," CUR48," X R" (u)mica ? A #incia #entral" #a*)tulo 20" 7 a ,di%o" Pearson" 200<
2/ /6" X #" 6R,=#,L XR" P M (u)mica 8eral 2 e Rea%.es (u)micas" #a*)tulo 20" 6radu%o 6radu%o da 7 a ,di%o americana" #en$a$e Learnin$" So Paulo" 2007
/ RUSS,L" X C (u)mica 8eral" Mc8ra-ill do Crasil" 17>1 3/ PÓSLABORATÓRIO 1/ ,Duacione as semi-rea%.es Due ocorrem na *ilha de 4aniell" @orne%a a rea%o $lo&al &alanceada Due ocorre na *ilha 2/ #alcule o *otencial *adro da c5lula e o f8 0 A rea%o 5 es*ont9nea] Xusti@iDue sua res*osta com &ase nos valores o&tidos *ara f, 0 e f80 / (ual a @un%o da *onte salina] / Due ocorreu com a volta$em Duando esta @oi retirada da *ilha] / Ao @echar o circuito da *ilha" haver *assa$em de el5trons do zinco *ara o co&re" com isso a *laca de zinco come%a a se corroer" enDuanto a *laca de co&re aumenta de tamanho e a solu%o azul de #u 2Q come%a a diminuir a intensidade da cor Por Du] Fa%a desenhos e esDuemas *ara auiliar na sua res*osta / (ual seria o *otencial da *ilha se a solu%o de #uS/ @osse dilu)da *ara uma concentra%o de 0"20 molbL a 2: E#] #onsidere condi%.es ideais
1>
AULA 0. Experimento 04:
ELETRODEPOSI"6O DE NÍQUEL 1/ INTRODU"6O
A eletrode*osi%o 5 a de*osi%o eletrol)tica de um @ilme @ino so&re de metal so&re um o&Oeto" Due se com*orta como ctodo da c5lula" 5 necessria a utiliza%o de um 9nodo inerte" e um eletr'lito" Due 5 uma solu%o salina contendo o )on a ser de*ositado atrav5s da sua redu%o A eletrode*osi%o de n)Duel 5 am*lamente utilizada *ara o revestimento de di@erentes materiais" *ois tem a *ro*riedade de melhorar as caracter)sticas de resistncia + corroso e @ornecer aca&amento decorativo +s *e%as" al5m de servir de &ase *ara a eletrode*osi%o de cromo / &anho mais em*re$ado industrialmente *ara de*osi%o de n)Duel 5 o Canho de !)Duel de Zatts Zatts Due consiste em uma solu%o cuOa com*osi%o 5 de cloreto de n)Duel" sul@ato de n)Duel e cido &'rico As com*osi%.es variam con@orme o de*'sito Due se deseOa o&ter e uma solu%o de com*osi%o comum consiste em ter 2>0 $bL de sul@ato de n)Duel !iS/" 70 $bL de cloreto de n)Duel !i#l 2 e : $bL de cido &'rico 3C/3 A @un%o do n)Duel 5 @ornecer o os )ons metlicos" a dos )ons cloretos 5 manter a neutralidade de car$as na c5lula e a do cido &'rico 5 manter o * constante Por se tratar de uma rea%o no es*ont9nea 5 necessrio @ornecer + c5lula um *otencial su*erior ao Due seria *roduzido *ela rea%o es*ont9nea" e *ara isso deve-se utilizar uma @onte de corrente cont)nua A*'s o *rocesso eletrol)tico 5 *oss)vel determinar a Duantidade de material *roduzido ou de*ositado de*ositado atrav5s das das Leis de Farada_ Farada_ *ara a eletr'lise" eletr'lise" Due so 1 ? a Duantidade de su&st9ncia *roduzida *ela eletr'lise 5 *ro*orcional + Duantidade de eletricidade utilizada e
17
2 ? *ara uma Duantidade de eletricidade Duantidade de su&st9ncia *roduzida 5 *ro*orcional + sua massa eDuivalente" ou seOa" + sua massa molar MM dividida *elo nTmero de el5trons trocados n 1 Farada_ F de eletricidade 5 a car$a em coulom&s eDuivalente a um mol de el5trons 1 F ` 7;:00 #bmol lem&rando Due 1 A am*gres ` 1 #oulom&bs A car$a usada na eletr'lise 5 dada *ela e*resso #ar$a ` correnteA tem*o s , uma e*resso *ara determinar a massa *roduzida 5 dada *ela eDua%o 1 m=
MM ∗i∗t n∗ F
1
onde m ` massa de su&st9ncia *roduzida em $ramas MM ` massa molar da su&st9ncia $bmol i ` corrente em am*eres t ` tem*o de eletr'lise em se$undos F ` constante de Farada_ ` 7;:00 #bmol A Duantidade de su&st9ncia *roduzida em uma eletr'lise 5 @reDuentemente in@erior + Duantidade *revista *elas Leis de Farada_ A razo entre a massa te'rica *revista e a massa realmente o&tida na eletr'lise" e*ressa em *orcenta$em 5 chamada de R,!4=M,!6/ FARA4A=#/ ρ" e 5 dado *ela eDua%o 2 ρ `
massa o&tidabmassa *revista 100
2
20
2/ OB7ETIVOS /&servar e*erimentalmente o @uncionamento de uma c5lula eletrol)tica atrav5s da eletrode*osi%o do n)Duel
/ MATERIAL E MTODOS /1/ M+(er)+# - 1 eletrodo de co&re - 1 eletrodo de a%o ou *latina - Fonte de corrente - 4ois conectores ti*o Oacar5 - C5Duer de 100 mL -1 cronWmetro -Calan%a anal)tica -a$itador ma$n5tico - su*ortes e $arras *ara *render os eletrodos /2/ So#%-:es - Solu%o do &anho de Zatts
/ PROCEDIMENTO E5PERIMENTAL
/1/ E#e(r#)se ,o =I Pesar o eletrodo de co&re lim*o e seco e anotar a massa #olocar a solu%o do &anho de Zatts no &5Duer e colocar so&re o a$itador ma$n5tico Prender os eletrodos de @orma Due @iDuem totalmente mer$ulhados na solu%o" isolando sua su*er@)cie metlica da $arra com uma &orracha" *ara evitar @u$a de corrente #onectar os ca&os na @onte e em se$uida conect-los no 9nodo e no ctodo" sendo o 9nodo o ca&o vermelho e o ctodo o ca&o *reto Ainda com a @onte desli$ada $irar o &oto da corrente *ara a *osi%o zero e o da tenso *ara a *osi%o mima Li$ar a @onte e aOustar a corrente *ara 0"03 A e come%ar a cronometrar o tem*o 21
4eiar a c5lula @uncionando *or : minutos e desli$ar a @onte Retirar o eletrodo de co&re" lavar com $ua destilada" secar &em e *esar novamente Anotar a massa e determinar a Duantidade de n)Duel de*ositada
/ RE@ERNCIAS BIBLIOGR@ICAS 1/ CR/Z!" 6 L" L,ZA[ XR" ," CURS6,!" C ," CUR48," X R" (u)mica ? A #incia #entral" #a*)tulo 20" 7 a ,di%o" Pearson" 200<
2/ /6" X #" 6R,=#,L XR" P M (u)mica 8eral 2 e Rea%.es (u)micas" #a*)tulo 20" 6radu%o da 7 a ,di%o americana" #en$a$e Learnin$" So Paulo" 2007
/ RUSS,L" X C (u)mica 8eral" Vol2" #a*)tulo 1>" 2 a ,di%o" Pearson" 2007
22
AULA 03. Experimento 05:
ELETRÓLISE 1/ INTRODU"6O As c5lulas volticas so &aseadas nas rea%.es de oirredu%o es*ont9neas #ontrariamente" 5 *oss)vel usar a ener$ia el5trica *ara @azer com Due rea%.es de oirredu%o no es*ont9neas ocorram Por eem*lo" a eletricidade *ode ser usada *ara decom*or o cloreto de s'dio @undido em seus elementos com*onentes" como mostra a Rea%o 1 2!a#ll 2!al Q #l2$
Rea%o 1
Por causa dos altos *ontos de @uso das su&st9ncias iWnicas" a eletr'lise de sais @undidos necessita de altas tem*eraturas Uma alternativa seria realizar a eletr'lise em meio aDuoso /&t5m-se os mesmos *rodutos se @izermos a eletr'lise da solu%o aDuosa de um sal em vez de @azer do sal @undido] !em sem*re" a eletr'lise de uma solu%o aDuosa 5 com*licada *ela *resen%a da $ua" *orDue *recisa-se considerar se a $ua 5 oidada *ara @ormar /2 ou reduzida *ara @ormar 2 em vez dos )ons do sal @undido otz e 6reichel" 2007 (uando se aciona o motor de arranDue de um autom'vel $irando-se a chave de i$ni%o" Duando se acende uma lanterna" Duando se mede a concentra%o de um cido em solu%o aDuosa usando-se um a*arelho medidor de *" Duando consideramos a coloca%o de *lacas de zinco no caso de uma em&arca%o *ara se evitar a sua corroso" estamos o&servando a ocorrncia de rea%.es Du)micas (uando se a&re uma Oanela com esDuadria de alum)nio" e at5 Duando se utiliza um sa&o DualDuer" estamos usu@ruindo de *rodutos o&tidos como conseDuncia do uso de rea%.es Du)micas muito semelhantes +Duelas citadas no *rimeiro *ar$ra@o ,ssas rea%.es Du)micas so chamadas de eletroDu)micas"
Due *roduzem
eletricidade
ou
so
*or
esta
*rovocadas
htt*bbu@@&rb$Dibensinobdisci*linas 23
A eletroDu)mica 5 o ramo da Du)mica Due estuda as rea%.es Due envolvem a *rodu%o ou o uso da eletricidade As rea%.es Due *roduzem eletricidade so aDuelas Due ocorrem nas *ilhas e &aterias As rea%.es Due s' ocorrem *ela *assa$em da eletricidade atrav5s de um l)Duido so as chamadas rea%.es de eletr'lise /s @enWmenos Due ocorrem *ela *assa$em da eletricidade atrav5s de um l)Duido *odem ser melhor estudados e com*reendidos se utilizarmos um $erador de corrente el5trica cont)nua" Due *ode ser uma *ilha" uma &ateria ou um reti@icador de corrente alternada" o Dual *ode ser at5 um Icarre$adorJ de &ateria de autom'vel 6endo-se em mos uma @onte de corrente cont)nua" Due @enWmenos *odemos *rovocar com ele] Para res*onder a esta nova curiosidade s' resta sair e*erimentando
2/ OB7ETIVOS /&servar a eletr'lise do iodeto de *otssio =" da $ua 2/ e do cloreto de s'dio !a#l" veri@icando os *rinci*ais *rodutos e as condi%.es necessrias *ara Due ocorram
/ MATERIAL E MTODOS /1/ M+(er)+# - 3 Placas de Petri 10 cm de di9metro - ,letrodos de a%o-ino - Fonte de corrente - 4ois conectores ti*o Oacar5 - 4ois @ios de coneo /2/ So#%-:es - =ndicadores de * - Azul de &romotimol - =odeto de Potssio = : mbv - idr'ido de s'dio !a/ : mbv - Solu%o de um eletr'lito inerte sul@ato de *otssio 2S/ a : - Solu%o de !a#l : mbv
/ PROCEDIMENTO E5PERIMENTAL
/1/ E#e(r#)se ,o =I 2
!este *rocedimento ser mostrada a eletr'lise de iodeto de *otssio com a @orma%o de iodo elementar !uma *laca de Petri" adicionar 0 mL de solu%o = : e os eletrodos de a%o ino o*ostamente colocados #onecte os eletrodos + @onte de corrente *elos ca&os e cone.es necessrios ,m se$uida" @a%a a li$a%o do circuito /&serve e anote
/2/ E#e(r#)se ,o N+C# !este *rocedimento ser mostrada a eletr'lise de cloreto de s'dio !a *laca de Petri" dentro dela" colocar o*ostamente os eletrodos de a%o ino" como realizado nos outros *rocedimentos #onecte os eletrodos + @onte de corrente *elos ca&os e cone.es necessrios Adicionar 0 mL de solu%o !a#l : na *laca de Petri e @azer a li$a%o do circuito /&servar Adicionar duas $otas de @enol@tale)na e o&servar novamente
// E#e(r#)se ,+ H 2O !este *rocedimento ser demonstrada a decom*osi%o eletrol)tica da $ua /s e@eitos eletrol)ticos so visualizados mediante indicadores de * Adicionar na *laca de Petri a solu%o de 2S/ 0 mL Adicionar 20 $otas do indicador Azul de &romotimol e misturar &em
OBS/. As cores diversi@icadas do indicador Azul de &romotimol #or da @orma cida AMAR,L/ b#or intermediria V,R4, b#or da @orma &sica AUL
A E#e(r#)se Pro'r)+*e&(e D)(+ Monte os eletrodos de a%o ino na *laca de @orma o*osta" assim como os ca&os de coneo Antes de @azer a li$a%o do circuito" es*ere um *ouco cerca de um minuto *ara acalmar eventuais tur&ulncias na solu%o 4e imediato os e@eitos coloridos so o&servados em torno dos eletrodos 4eiando o circuito li$ado durante al$uns minutos *ode-se a*reciar a evolu%o da eletr'lise /&serve e anote
2:
//E#e(r#)se ,o N+OH !essa eta*a do nosso e*erimento iremos utilizar um &ecYer de 1000 mL e 2 tu&os de ensaio !o &ecYer adicionar 00 mL da solu%o de idr'ido de S'dio : mbv A*'s" colocar dois @ios de co&re dentro do tu&o e adicionar um *ouco da solu%o dentro do tu&o Vire o tu&o com cuidado *ara dentro do &ecYer e lo$o em se$uida li$ue a @onte e o&serve o ocorrido A Fi$ura 1 re*resenta um esDuema sim*li@icado *ara montar a eletr'lise Vamos *rovar a @orma%o dos $ases hidro$nio e oi$nio" @azendo uma e*loso e @azendo arder uma &rasa de madeira *alito de @'s@oro na atmos@era de $s" res*ectivamente
@)$%r+ 1. ,sDuema da eletr'lise da $ua utilizando tu&os de ensaio *ara coletar os $ases *roduzidos
CANTINHO DA CURIOSIDADE
2;
Pro'r)e,+,es ,e +#$%&s *+(er)+)s G+ses 2 - incolor" inodoro" *roduz *eDuena e*loso em contato com uma chama viva /2 - incolor" inodoro" reaviva a chama em *alito de @'s@oro em &rasa se em $rande Duantidade #l2 - amarelo esverdeado" de odor irritante" e Due lem&ra um *ouco o cheiro da I$ua sanitriaJ" descora um *a*el de t L>%),os Cr2- amarelo esverdeado" solTvel em $ua @ormando uma solu%o amarelada S#),os =2 - violeta" solTvel em $ua @ormando uma solu%o castanho avermelhado #u - metal de cor rosa avermelhado #u2=2 - &ranco levemente amarelado e insolTvel na $ua #u/2 - azul" insolTvel na $ua #u/ - *reto" insolTvel na $ua #u2/ - amarelo" Due com o tem*o *assa a vermelho tiOolo" insolTvel na $ua #u#l2 - amarelo" Due com o tem*o *assa a marrom #u2#l2 - &ranco #uCr - &ranco #uCr2 - *reto A%o9o*'#e;os #u2/;j2Q - azul claro F/!6, htt*bbu@@&rb$Dibensinobdisci*linas
/ RE@ERNCIAS BIBLIOGR@ICAS / CR/Z!" 6 L" L,ZA[ XR" ," CURS6,!" C ," CUR48," X R" (u)mica ? A #incia #entral" #a*)tulo 20" 7 a ,di%o" Pearson" 200<
/ /6" X #" 6R,=#,L XR" P M (u)mica 8eral 2 e Rea%.es (u)micas" #a*)tulo 20" 6radu%o da 7 a ,di%o americana" #en$a$e Learnin$" So Paulo" 2007
3/ Site htt*bb*ontocienciaor$&r acessado em 2: de /utu&ro de 2007 / Site htt*bbu@@&rb$Dibensinobdisci*linas acessado em 2 de /utu&ro de 2007
3/ PRLABORATÓRIO Obs.: Entregar o Pré-Laboratório no dia da aula prática de
Eletrólise, no início da aula.
1/ Para cada eletr'lise indiDue as rea%.es Due ocorrem no 9nodo e ctodo , Dual a rea%o $lo&al &alanceada 2/ #alcule a tenso m)nima Due se deve @ornecer *ara Due ocorram essas eletr'lises 2<
/ PÓSLABORATÓRIO 1/ =denti@iDue os *rinci*ais *rodutos da rea%o" e*licando o Due ocorreu Due aOudou a vocs a de@inir esses *rodutos 2/ Para realizar a eletr'lise da $ua 5 necessrio adicionar um eletr'lito *ara conduzir as car$as ,nto" *or Due *odem ser utilizados 2S/ e !/3 na eletr'lise da $ua" e no *ode utilizar #l *ara eletrolis-la] / (ual a a*lica%o dos *rinci*ais *rodutos @ormados na eletr'lise da 2/" do = e do !a#l
/ (ual o tem*o necessrio *ara *roduzir :"0 L de 2 medidos a <;0 torr e 2:E# *ela eletr'lise da 2/ usando uma corrente de 1": A] & (uantos $ramas de / 2 so *roduzidos no mesmo tem*o]
/ Su*ondo Due a eletr'lise do = @osse conduzida a 3:0 mA durante 10 min" Dual seria a massa de iodo *roduzida]
AULA 0. Experimento 06:
CORROS6O I TIPO DE CORROS6O 1/ INTRODU"6O As diversas variveis usualmente *resentes no @enWmeno da corroso modi@icam o curso e a etenso das rea%.es eletroDu)micas" resultando os di@erentes ti*os de ataDue" Due do ori$em a di@erentes ti*os de corroso /s mecanismos da corroso eletroDu)mica esto associados ao @luo de corrente el5trica entre as reas cat'dicas e an'dicas A rea%o an'dica est sem*re associada com dissolu%o do metal e a @orma%o dos )ons corres*ondentes a rea%o cat'dica *ode envolver dois *rocessos di@erentes" de*endendo da natureza do meio corrosivo des*rendimento de hidro$nio meio cido e a&sor%o do oi$nio meio neutro ou &sico A corroso $alv9nica ocorre Duando dois metais di@erentes so *ostos em contato um com outro e e*ostos a um eletr'lito / metal menos no&re ser o 9nodo e *or isso se dissolver enDuanto o mais no&re a$ir como ctodo 4e*endendo da natureza do meio corrosivo" as rea%.es cat'dicas *odem ocorrer *elos *rocessos de des*rendimento de hidro$nio ou a&sor%o do oi$nio
2>
A corroso *or aera%o di@erencial ocorre Duando um material metlico 5 imerso em re$i.es di@erentemente aeradas" sendo o 9nodo a rea menos aerada e o ctodo a mais aerada
1/1/ Corrosão $+#&)9+ A corroso $alv9nica ocorre @reDuentemente Duando se tem um metal colocado em uma solu%o contendo )ons" @acilmente redut)veis" de um metal Due seOa cat'dico em rela%o ao *rimeiro Assim" tu&ula%.es de alum)nio em *resen%a de sais" *or eem*lo" de #u2Q e $2Q" so@rem corroso localizada" *roduzindo *ites =sto ocorre *orDue o alum)nio reduz os )ons #u2Q ou $2Q *ara os metais res*ectivos" so@rendo conseDuentemente oida%o 2Al + 3#u 2
+
2Al + 3R$ 2
+
→
2Al 3
→
2Al 3
+
+
+
3#u
+
3R$
Al5m desse ataDue inicial o metal @ormado se de*osita so&re a su*er@)cie de alum)nio e cria uma s5rie de micro*ilhas $alv9nicas" nas Duais o alum)nio @unciona como 9nodo" so@rendo corroso acentuada #asos envolvendo este mecanismo so o&servados em
6rocadores ou *ermutadores de calor" com @eie de tu&os de alum)nio a *resen%a de *eDuenas concentra%.es de #u 2Q na $ua de re@ri$era%o ocasiona" em *ouco tem*o" *er@ura%.es nos tu&os
6u&os de caldeiras onde ocorre" em al$uns casos" de*'sitos de co&re ou 'ido de co&re =sto *orDue a $ua de alimenta%o da caldeira *ode conter )ons co&re" co&re metlico ou suas li$as
6anDues de a%o car&ono onde a%o $alvanizado A corroso $alv9nica 5 ocasionada *ela *resen%a de co&re ou com*ostos ori$inados *ela a%o corrosiva ou erosiva da $ua so&re a tu&ula%o de co&re Due alimenta o tanDue Por isso deve-se evitar" sem*re Due *oss)vel" Due um @luido circule *or um material metlico cat'dico antes de circular *or um Due lhe seOa an'dico
1/2/ Corrosão 'or +er+-ão ,)8ere&9)+# / ti*o mais im*ortante de c5lula de concentra%o 5 a aera%o di@erencial" Due ocorre Duando uma *arte do metal 5 e*osta a di@erentes concentra%.es de ar ou 5 27
imersa em re$i.es do eletr'lito di@erentemente aerados ou com outros $ases dissolvidos isto *rovoca uma di@eren%a de *otencial entre as *artes di@erentemente aeradas H um @ato e*erimental Due reas de uma su*er@)cie metlica onde a concentra%o de oi$nio 5 alta" so cat'dicas ,ste ti*o de corroso 5 o Due ocorre na Ilinha dk$ua das *artes metlicas *arcialmente imersa em uma solu%o Se" se mer$ulha uma *e%a de metal" zinco" *or eem*lo" em uma solu%o dilu)da de um eletr'lito DualDuer" e a solu%o no 5 a$itada" as *artes acima e adOacentes a linha dk$ua so mais @ortemente aeradas devido a @acilidade de acesso do oi$nio a estas reas" Due *ortanto" tornar-se-o cat'dicas !a *arte imersa a maior *ro@undidade" a concentra%o de oi$nio 5 menor" sendo esta" *or conse$uinte" an'dica /utro eem*lo de corroso *or aera%o di@erencial ti*o linha dk$ua" ocorre nas estruturas" estacas" etc mer$ulhadas *arcialmente na $ua do mar 4e maneira anlo$a *ode-se e*licar a corroso do @erro so& $otas de $ua ou de solu%o salina *or eem*lo" $ua do mar condensada da ne&lina !as reas co&ertas *ela $ota 5 im*edido o acesso do oi$nio do ar" e *or isso tornam-se an'dicas em rela%o +s outras reas e*ostas ao oi$nio do ar Su*er@)cies s*eras ou esmerilhadas so corro)das mais de*ressa do Due as su*er@)cies lisas *olidas" onde no se acumulam *oeiras" 'idos" etc As su*er@)cies ru$osas" com sulcos ou @endas" onde o oi$nio no *ode *enetrar" so *eri$osamente corro)das *or aera%o di@erencial *rovocando cavidades pittin$ ,sta corroso aumenta com o tem*o" *ois os *rodutos da corroso acumulamse em torno da rea an'dica" im*edindo ainda mais DualDuer acesso de oi$nio
2/ OB7ETIVO /&servar as *rinci*ais di@eren%as entre corroso eletrol)tica e corroso $alv9nica
/ MATERIAL − − − − − − −
Fonte de corrente cont)nua Pisseta Lias *ara metais C5Duer de :0 mL C5Duer de 100 mL 1 &asto de vidro Fio condutor 30
− − − − − − − −
1 Pi*eta $raduada de : mL L9mina de zinco Placa de co&re Placa de @erro e @erro *re$o Solu%o de 2S/ 1 molbL Solu%o de Ferricianeto de Potssio 3Fe#!; Solu%o de #loreto de S'dio !a#l a 10 mbv Fenol@tale)na
/ PROCEDIMENTO E5PERIMENTAL CORROS6O GALVJNICA PARTE I. Corrosão 'roo9+,+ 'or +er+-ão o% o;)$e&+-ão ,)8ere&9)+#/ + Lim*e uma das su*er@)cies de uma cha*a de @erro < #oloDue so&re a su*er@)cie lim*a da cha*a de @erro duas $otas de solu%o de cloreto de s'dio" uma $ota de @enol@tale)na e duas $otas de solu%o de @erricianeto de *otssio
9 A$uardar : a 10 minutos e o&servar Due na re$io central da *el)cula l)Duida" a*arece colora%o azul ou esverdeada e na re$io *eri@5rica a*arece colora%o r'seo avermelhada
@UN"6O DOS INDICADORES
Fenol@tale)na- indicador de rea cat'dica colora%o r'seo-avermelhada em meio alcalino ou &sico" *resen%a de hidroila / con@irma rea *rote$ida
Ferricianeto de *otssio - indicador de rea an'dica *reci*itado azul de @erricianeto de @erro == ou @erricianeto @erroso con@irma rea corro)da
@e2 2 @eCN3
@e @eCN32 AF%#
PARTE II. Corrosão 'roo9+,+ 'or )*'%reF+s *e(?#)9+s s)(%+,+s &%* *+(er)+# *e(?#)9o + Adicione em um &5Duer de :0 mL" cerca de 2: mL de solu%o de 2S/ 1M < Mer$ulhe *arcialmente" nesta solu%o" uma l9mina de zinco *reviamente lim*a /&serve Due o ataDue ao zinco 5 *eDueno
9 Mer$ulhe *arcialmente nesta solu%o" sem tocar na l9mina de zinco" um &asto de co&re *reviamente lim*o /&serve Due o co&re no 5 atacado
, A se$uir" toDue a l9mina de zinco com o &asto de co&re !este e*erimento *odese admitir Due o co&re @uncione como a im*ureza necessria *ara @ormar uma ')#K+ ,e
+-ão #o9+# " na Dual o zinco so@re corroso e o co&re no 31
PARTE III. Corrosão 'roo9+,+ 'or *+(er)+)s ,)8ere&(es + Adicione :0 mL da solu%o de !a#l 10 em um &5Duer de 100 mL < Adicione + solu%o" 1: $otas de @enol@tale)na e 1 mL de solu%o de @erricianeto de *otssio omo$einize a solu%o utilizando o &asto de vidro
9 Li$ue o @erro a uma *laca de co&re" *reviamente lim*os" atrav5s de um @io condutor
, Fa%a a imerso desses metais" li$ados entre si" na solu%o de !a#l 10 e /&serve o a*arecimento de colora%o r'seo-avermelhada em torno do &asto de co&re e res)duo azul em torno do &asto de @erro
PARTE IV. Corrosão 'roo9+,+ 'or *+(er)+)s ,)8ere&(es/ + Re*ita o *rocedimento da e*erincia n 3" *or5m usando o @erro e uma *laca de zinco *reviamente lim*os
< A*'s mer$ulhar os metais" li$ados entre si" na solu%o de !a#l" o&serve o ocorrido e anote
CORROS6O ELETROLÍTICA PARTE V. Corrosão 'roo9+,+ 'or 9orre&(e e#(r)9+ + ,m um &5Duer de 100 mL coloDue :0 mL da solu%o de !a#l 10 < Mer$ulhe na solu%o o&tida dois eletrodos de @erro" res*ectivamente ao *olo *ositivo e ao *olo ne$ativo de uma @onte de corrente cont)nua
9 A*'s al$uns minutos de @uncionamento da @onte" desli$ue-a e a$ite a solu%o /&serve o ocorrido
/ RE@ERNCIAS BIBLIOGR@ICAS 1/ 8,!6=L" Vicente" Corrosão " E ,di%o" ,ditora L6#" 200> 2/ #/L/MC/" Anlise de #ontaminantes Am&ientais" 4e*art de (u)mica e Ciolo$ia" Universidade 6ecnol'$ica Federal do Paran - #am*us #uriti&a" 200>
3/ PÓSLABORATÓRIO PARTE I 1 (ual o @ator Due *rovoca a corroso do @erro] 32
2 ,screva as semi-rea%.es ocorridas nas re$i.es an'dica e cat'dica da *ilha de corroso @ormada
PARTE III 3 (ual dos metais" Fe ou #u" so@re corroso] ,screva as semi-rea%.es Due ocorrem nas re$i.es an'dica e cat'dica da *ilha de corroso @ormada : (ual a razo das colora%.es o&servadas nas re$i.es an'dicas e cat'dicas]
PARTE IV ; (ual dos metais Fe ou n so@re corroso] < ,screva as semi-rea%.es Due ocorrem nas re$i.es an'dica e cat'dica da *ilha de corroso @ormada > (ual a razo do a*arecimento do res)duo es&ranDui%ado na l9mina de zinco]
AULA 0. Experimento 07:
CORROS6O II CORROS6O EM LATAS DE A"O 1/ INTRODU"6O A atual tecnolo$ia 5 @ortemente de*endente da utiliza%o de materiais metlicos" a*roveitando as ecelentes *ro*riedades @)sicas e Du)micas dos metais Por outro lado" Duase todas as li$as metlicas se deterioram *elo ataDue Due so@rem do meio am&iente onde so utilizadas /s *ro&lemas de corroso so @reDuentes e ocorrem nas mais variadas atividades indTstria Du)mica" automotiva" naval" de constru%o civil" etc A corroso *reocu*a o mundo" Due $asta &ilh.es de d'lares ao ano *ara re*or +s *erdas causadas *or ela #orroso *ode ser de@inida como deteriora%o de um material" $eralmente metlico" *or a%o Du)mica ou eletroDu)mica" *rovocada *elo meio am&iente / @erro" *or eem*lo" 5 atacado *or $ua e $s oi$nio do ar @ormando @erru$em Al$uns autores consideram a deteriora%o de materiais no metlicos concreto" &orracha" madeira" etc" devido + a%o do meio am&iente" como corroso
2/ OB7ETIVO / e*erimento a se$uir tem *or o&Oetivo ilustrar ou desenvolver al$uns conceitos &sicos de corroso e@eito do sal na velocidade de corroso uso de metais de 33
sacri@)cio in@luncia de um *eDueno 9nodo @rente a uma $rande su*er@)cie de ctodo nas edi@ica%.es e eDui*amentos
/ MATERIAL /1/ M+(er)+#. - latas leite em *'" creme de leite" etc - Placa de zinco
/2/ Re+$e&(e. - Solu%o aDuosa de cloreto de s'dio !a#l
/ PROCEDIMENTO E5PERIMENTAL Use latas semelhantes e lim*as ,numere-as de 1 a Fa%a um risco no @undo das latas 2" 3 e utilize um o&Oeto *ontia$udo" como um *re$o" saca-rolhas" etc Arranhe duas ou trs vezes *ara $arantir Due a camada de estanho seOa removida Pre*are a solu%o aDuosa de cloreto de s'dio >00ml so su@icientes *ara um conOunto de latas latas *eDuenas de 200$ As latas devero ser usadas como indicado a se$uir 1 lata sem arranho" com $ua at5 2 ou 3 cm da &oca 2 lata com arranho" com $ua at5 2 ou 3 cm da &oca 3 lata com arranho" com $ua sal$ada solu%o aDuosa de !a#l a ": lata com arranho" com $ua sal$ada e colocar *laca de zinco *r'imo ao arranho Fa%a as o&serva%.es de 2 em 2 horas e anote-as numa ta&ela como a se$uir co*ie-a em tamanho adeDuado *ara @azer as anota%.es
T+ <2 7;
LATA 1
LATA 2
LATA
LATA
/ RE@ERNCIAS BIBLIOGR@ICAS 1/ 8,!6=L" Vicente" Corrosão " E ,di%o" ,ditora L6#" 200> 2/ d@D*ucminas&rba*ostilasbDuimica Acessado em 02 de novem&ro de 2007
3
3/ PÓSLABORATÓRIO 1/ (uais latas so@reram corroso] colocar em ordem crescente de corroso 2/ (uais @atores Due *rovocaram maior corroso numa lata do Due em outra] / As latas utilizadas *ela indTstria de alimentos so revestidas *or uma @ina camada de estanho #onsulte uma ta&ela de *otenciais de redu%o ou de reatividade de metais" e Ousti@iDue este *rocedimento
/ Por Due o arranho @avoreceu o desenvolvimento da corroso na lata nE2] / Por Due a *resen%a de cloreto de s'dio !a#l aumentou a corroso na lata nE3] 3/ Procure Ousti@icar o Due ocorreu na lata nE
AULA 0. Experimento 08:
CORROS6O III IN@LUNCIA DO MEIO ELETROLÍTICO 1/ INTRODU"6O 4evemos ter em mente a im*ort9ncia Due re*resenta a natureza do meio corrosivo Due se encontra na imediata *roimidade da su*er@)cie metlica Assim" a eem*lo de um trocador de calor" o meio corrosivo vai a*resentar uma tem*eratura mais elevada na *arte em contato imediato com a su*er@)cie metlica dos tu&os 6al @ato *ode acarretar uma decom*osi%o" nesta re$io" dos *rodutos usados *ara tratamento da $ua
2/ OB7ETIVO 4emonstrar como se d a corroso do @erro Duando e*osto a di@erentes meios eletrol)ticos
/ MATERIAL /1/ M+(er)+#. Pre$os de Ferro /2/ Re+$e&(es. - Solu%o de idr'ido de s'dio 1M !a/ - Solu%o de #ar&onato de s'dio 1M !a 2#/3 - Solu%o de #loreto de s'dio 1M !a#l - Solu%o de Ácido clor)drico 1M #l - Solu%o de #loreto de *otssio 1M #l 3:
- Solu%o de Ácido sul@Trico 1M 2S/ - Solu%o de Ácido ac5tico 1M # 3#// - Solu%o de #loreto de s'dio 10 !a#l
/ PROCEDIMENTO E5PERIMENTAL PARTE I + Lim*e com $ua e sa&o os *re$os *olidos e no toDue nas su*er@)cies da *e%a com as mos" devendo-se utilizar *in%a
< #oloDue um *re$o lim*o em sete tu&os de ensaio nomeados de A a 8 e adicione ml das se$uintes solu%.es nos tu&os 6u&o A idr'ido de s'dio !a/ 1 molbL 6u&o C #ar&onato de s'dio !a 2#/3 1 molbL 6u&o # #loreto de s'dio !a#l 1 molbL 6u&o 4 Ácido clor)drico #l 1 molbL 6u&o , #loreto de *otssio #l 1 molbL 6u&o F Ácido sul@Trico 2S/ 1 molbL 6u&o 8 Ácido ac5tico # 3#// 1 molbL
9 4eterminar a concentra%o de )ons hidro$nio aDQ em cada solu%o medindo o * das mesmas" utilizando @itas de * 1" o Due 5 su@iciente *ara sa&er se as mesmas so &sicas" cidas ou neutras
, 4eiar os *re$os nas solu%.es durante 2 horas" ou seOa" de um dia *ara o outro e /&servar e descrever as mudan%as acontecidas Preencha a 6a&ela 1 com*arativa com seus *r'*rios resultados Adicional
8 Adicione aos tu&os A a 8 duas $otas de @erricianeto de *otssio 0"1M 3Fe#!; e o&serve os resultados
$ !um tu&o de ensaio " adicione 1 mL de solu%o FeS/ e uma $ota de @erricianeto de *otssio 0"1M 3Fe#!; #om*are este resultado com os o&tidos Duando o 1 So *eda%os de *a*el co&ertos com uma su&st9ncia indicadora 8eralmente h dois ti*os de @itas" as Due *ossuem a*enas um ti*o de indicador" $eralmente o tornassol , as Due *ossuem mais de dois ti*os Ao mer$ulhar a @ita em um l)Duido" a colora%o da re$io im*re$nada com a solu%o indicadora" muda de colora%o e com uma ta&ela de com*ara%o se determina o valor de * da solu%o analisada ,sta t5cnica serve a*enas *ara uma avalia%o inicial da amostra" eistem *metros Due realizam a determina%o do * das solu%.es com muita *reciso 3;
@erricianeto de *otssio @oi adicionado +s solu%.es Due cont5m o *re$o tu&os A a 8 /&serve" conclua e com*lete a 6a&ela 1
T+
T%
'H
C+r?(er
O
O
/ Due @oi o&servado +&(es de adicionar o @erricianeto de *otssio aos tu&os / Due @oi o&servado +'s adicionar o @erricianeto de *otssio aos tu&os
IN@LUNCIA DO MEIO ELETROLÍTICO NA CORROS6O CAUSADA POR CORRENTE IMPRESSA PARTE II. $%+ ,es()#+,+ + ,m um &5Duer de 100 mL coloDue 0 mL de 2/ < Mer$ulhe na solu%o o&tida dois eletrodos de @erro" res*ectivamente ao *olo *ositivo e ao *olo ne$ativo de uma @onte de corrente cont)nua" con@orme Fi$ura 1
9 A*'s um ou dois minutos a$itar o eletr'lito nada se o&serva" *ermanecendo o as*ecto inicial
@)$%r+ 1. ,sDuema do a*arato de corroso *ara avalia%o da in@luncia do meio eletrol)tico
PARTE III. So#%-ão ,e C#ore(o ,e S,)o + ,m um &5Duer de 100 mL coloDue 0 mL da solu%o de !a#l 10 3<
< Mer$ulhe na solu%o o&tida dois eletrodos de @erro" res*ectivamente ao *olo *ositivo e ao *olo ne$ativo de uma @onte de corrente cont)nua
9 A*'s al$uns minutos de @uncionamento da @onte" desli$ue-a e a$ite a solu%o /&serve o ocorrido
/ RE@ERNCIAS BIBLIOGR@ICAS 1/ 8,!6=L" Vicente" Corrosão " E ,di%o" ,ditora L6#" 200> 2/ M/RA" !ora 4)az S=V,!8,R" Xoo #arlos LU#AS" Xuliana Fenner R #aderno de Prticas de La&orat'rio de (u)mica 8eral Universidade ,stadual do /este do Paran" 200;
3/ PÓSLABORATÓRIO 1/ =ndiDue as solu%.es nas Duais o&servou al$uma evidncia de corroso na *arte = ,*liDue
2/ ,screva as rea%.es de oida%o e redu%o do @erro" co&re e alum)nio imersos nas solu%.es *re*aradas" assumindo Due eiste su@iciente oi$nio dissolvido
/ (uais as caracter)sticas o&servadas na *onta" na ca&e%a e no resto do *re$o] ,*liDue essas di@eren%as em rela%o ao *rocesso de @a&rica%o do *re$o
3>
AULA 10. Experimento 09:
CORROS6O IV PROTE"6O CATÓDICA 1/ INTRODU"6O A *rote%o cat'dica 5 um m5todo de controle de corroso Due consiste em trans@ormar a estrutura + *rote$er no ctodo de uma c5lula eletroDu)mica ou eletrol)tica / em*re$o de *rote%o cat'dica em estruturas de concreto enterradas ou su&mersas 5 ainda *ouco @reDuente" devido a di@iculdades" tais como necessidade de se interli$ar toda a armadura do concreto" de modo a @uncionar como um ne$ativo Tnico e a *ossi&ilidade de @raturas no concreto devido aos es@or%os $erados *ela *resso *arcial do hidro$nio li&erado no ctodo" Duando su&metido a *otenciais muito ne$ativos !o *ode ser usada em estruturas a5reas em @ace da necessidade de um eletr'lito cont)nuo" o Due no se conse$ue na atmos@era 8entil" 200>
1/1/ Pro(e-ão 9+(,)9+ $+#&)9+ / sistema de *rote%o cat'dica $alv9nica ou *or 9nodo de sacri@)cio 5 aDuele Due utiliza uma @or%a eletromotriz de natureza $alv9nica *ara im*rimir a corrente necessria + *rote%o da estrutura considerada ,sta @or%a eletromotriz resulta da di@eren%a entre o *otencial natural do 9nodo e o *otencial da estrutura Due se deseOa *rote$er H uma $randeza Due de*ende das caracter)sticas do 9nodo" do material Due com*.e a estrutura Due se deseOa *rote$er e" de cera @orma" do *r'*rio eletr'lito #omo a di@eren%a de *otencial conse$uido nesse sistema 5 relativamente *eDuena ele 5 a*licado somente a meios de resistividade el5trica da ordem de no mimo" ;000 cm H usual o em*re$o deste sistema em instala%.es mar)timas" O Due a &aia resistividade da $ua do mar *ossi&ilita uma &aia resistncia no circuito de *rote%o cat'dica" *ermitindo a inOe%o" no sistema" de uma corrente de maior intensidade /s materiais tradicionalmente utilizados como 9nodos $alv9nicos so • Li$as de ma$n5sio • Li$as de alum)nio 37
•
Li$as de zinco /utros materiais *odem eventualmente ser utilizados como 9nodos $alv9nicos" em sistemas *articulares #omo eem*lo" cita-se o uso de cha*as de a%o car&ono *ara *rote%o de *e%as de &ronze" lato ou co&re" em servi%o na $ua do mar Ao @azer a li$a%o do 9nodo com a estrutura" estando am&os em contato simult9neo com o eletr'lito" @orma-se uma *ilha na Dual a corrente Due circula resulta da dissolu%o eletroDu)mica do 9nodo ^ luz deste @enWmeno" 5 @cil concluir-se Due" em Tltima anlise" o 9nodo $alv9nico re*resenta uma certa Duantidade de ener$ia acumulada" a Dual ser li&erada *aulatinamente" *ro*orcionando uma corrente el5trica Due eercer uma a%o *rotetora so&re a su*er@)cie da estrutura ctodo A circula%o desta corrente no sistema d ori$em a um *rocesso de *olariza%o" @azendo com Due os *otenciais de am&os os com*onentes" 9nodo e ctodo" se desloDuem em sentidos conver$entes Assim" o 9nodo so@rer uma *olariza%o an'dica" a Dual" *or *rinc)*io" deve ser muito *eDuena" e a estrutura ctodo so@rer uma acentuada *olariza%o cat'dica" de modo a atin$ir o *otencial de imunidade" ou de esta&ilidade termodin9mica do metal" ou li$a" no meio considerado
1/2/ Pro(e-ão 9+(,)9+ 'or 9orre&(e )*'ress+ / sistema de *rote%o cat'dica *or corrente im*ressa 5 aDuele Due utiliza uma @or%a eletromotriz" *roveniente de uma @onte de corrente cont)nua" *ara im*rimir a corrente necessria + *rote%o da estrutura considerada ,sta @or%a eletromotriz *ode *rovir de &aterias convencionais" &aterias solares" termo$eradores" conOuntos motor$erador ou reti@icadores de corrente /s reti@icadores constituem a @onte mais @reDuentemente utilizada" e atrav5s deles reti@ica-se uma corrente alternada" o&tendo-se uma corrente cont)nua Due 5 inOetada no circuito de *rote%o #omo a di@eren%a de *otncia de sa)da da @onte *ode ser esti*ulada em valores &aios ou elevada" a *rote%o cat'dica *or corrente im*ressa a*lica-se a estruturas situadas em eletr'litos de &aia" m5dia e alta resistividade 6am&5m ela 5 a*licada onde se ei$e maiores correntes" *ortanto" em estruturas de m5dia *ara $rande *orte o Due no im*ede o seu uso em estruturas *eDuenas" Duando houver convenincia
1// A'#)9+-:es 'r?()9+s ,e 'ro(e-ão 9+(,)9+ /s trocadores de calor usados em navios ? condensadores e res@riadores ? $eralmente so constru)dos em a%o car&ono" tendo tu&os de co&re ou de suas li$as H comum ver-se carret5is" tam*os e es*elhos em a%o car&ono e tu&os em lato de 0
alum)nio ,stes materiais" Ountos" e em contato com a $ua do mar" @ormam um *ar $alv9nico e do ori$em a um *rocesso de corroso $alv9nica em Due o a%o 5 atacado Assim 5 indis*ensvel o em*re$o de *rote%o cat'dica *ara eliminar esta a%o corrosiva Para isto" tanto se *ode usar 9nodos de li$a de zinco como 9nodos de li$a de alum)nio /s ca&os de transmisso de ener$ia e ca&os de telecomunica%.es enterrados esto suOeitos a *ro&lemas de corroso no revestimento metlico de chum&o" em&ora muitas vezes esta cha*a de chum&o seOa *rote$ida *or um revestimento adicional de PV# ou de *olietileno /)))# l deste ,en(meno. ,"il "on"lirse e. em ltima anlise. o nodo $alni"o representa ma "erta antidade de ener$ia a"mlada. a al ser liberada palatinamente. propor"ionando ma "orrente eltri"a e exer"er ma ao protetora sobre a sper,!"ie da estrtra) ;-roteo &atódi"a < Aldo &ordeiro =tra > Laer"e de -ala ?nes@
2/ OB7ETIVOS / e*erimento a se$uir tem *or o&Oetivo ilustrar e desenvolver al$uns conceitos &sicos de *rote%o cat'dica da corroso como" *rote%o cat'dica $alv9nica uso de metais de sacri@)cio e *rote%o cat'dica *or corrente im*ressa
/ MATERIAL /1/ M+(er)+#. - C5cYer de 2:0 mL - 6u&os de ,nsaios - Pre$os de @erro ebou *lacas de @erro lim*os - Placas de co&re - Placas de zinco ou a%o $alvanizado - ,letrodos de $ra@ite - Fios de co&re - Fonte de corrente cont)nua /2 Re+$e&(es. - Solu%o de #loreto de S'dio : - Solu%o Alco'lica de Fenol@tale)na - Solu%o de Ferricianeto de Potssio / PROCEDIMENTO E5PERIMENTAL PARTE I/ Pro(e-ão 9+(,)9+ $+#&)9+ &o,os ,e s+9r)8>9)o + ,m sete *otes A" C" #" 4" ," F e 8 adicionar :0 mL de solu%o de !a#l : < Acrescentar aos *otes A um *re$o de @erro B um *re$o de @erro li$ado a uma *laca de co&re 1
C um *re$o de @erro li$ado a uma *laca de zinco D um *re$o de @erro envolvido com uma @ita de alum)nio E um *re$o de @erro li$ado a *lacas de co&re e zinco @ um *re$o de @erro e adicionar 1 mL do ini&idor A G um *re$o de @erro e adicionar 1 mL do ini&idor C 9 A*'s uma semana *reencha a 6a&ela 1 com suas o&serva%.es , Anote o s tu&o s onde o @erro @oi *rote$ido catodicamente T+
Re$)ão
Corros
Me(?#)
A&,)9
)o
9+s
+
A B C D E @ G
PARTE II/ Pro(e-ão 9+(,)9+ 'or 9orre&(e )*'ress+ 1 + ,m um &5cYer de 100 mL adicione :0 mL de solu%o aDuosa de !a#l :" 10 $otas de solu%o alco'lica de @enol@tale)na e 20 $otas de @erricianeto de *otssio
< =mer$e dois eletrodos" um de @erro *re$o e outro de $ra@ite" li$ando-os res*ectivamente aos *olos ne$ativo e *ositivo de uma @onte de corrente cont)nua
9 /&serve o ocorrido e *reencha a 6a&ela 2 T+
Po#os
Re+-:es Q%>*)9+s
Cores @or*+,+s
8ra@ite
PARTE III/ Pro(e-ão 9+(,)9+ 'or 9orre&(e )*'ress+ 2 + ,m um &5cYer de 100 mL adicione :0 mL de solu%o aDuosa de !a#l :" 10 $otas de solu%o alco'lica de @enol@tale)na e 20 $otas de @erricianeto de *otssio 2
< =mer$e dois eletrodos" um de @erro *re$o e outro de co&re" li$ados *or um @io de co&re" imo&ilizando-os dentro da solu%o
9 =mer$e a*'s al$um tem*o um eletrodo de $ra@ite e li$ue-o ao *olo *ositivo da mesma @onte de corrente cont)nua" li$ando o @erro e o co&re ao *olo ne$ativo da mesma @onte
OBS Se a solu%o O estiver muito turva 5 conveniente" *ara melhor o&serva%o" su&stitu)-la *or outra
T+
Po#os
Re+-:es %>*)9+s
Cores 8or*+,+s
@erro e 9o
/ RE@ERNCIAS BIBLIOGR@ICAS 1/ 8,!6=L" Vicente" Corrosão " E ,di%o" ,ditora L6#" 200> 2/ d@D*ucminas&rba*ostilasbDuimica Acessado em 02 de novem&ro de 2007 3/ PÓSLABORATÓRIO. PARTE I 1/ =ndiDue em Dual *ote o *re$o so@reu maior corroso" e*licando 2/ =ndiDue em Dual *ote o *re$o so@reu menor *rocesso corrosivo ,*liDue / 4 as eDua%.es Du)micas das rea%.es ocorridas nos ; *otes / =n@orme os ti*os *rinci*ais de corroso Due ocorrem em cada *ote / Fa%a um desenho ilustrativo do *rocesso ocorrido em cada *ote 3/ / Due seria um ini&idor de corroso e Dual sua @un%o] PARTE II e III / ,*liDue se *oderia ser usado corrente da rede el5trica sem *assar *elo reti@icador / ,*liDue como o @erro *ode ser *rote$ido catodicamente / ,*liDue as conseDuncias de o*erar a *rote%o cat'dica com ecesso de corrente 10/ ,*liDue a @un%o do $ra@ite nas monta$ens Parte = e ==
3
11/ ,*liDue o ti*o de corroso Due ocorre na monta$em inicial Fe" #u em !a#l aD" indicando 9nodo" ctodo e as res*ectivas rea%.es
AULA 11. Experimento 10:
ESTRUTURA DOS MATERIAIS 1/ OB7ETIVO Montar a c5lula unitria e a estrutura do metal sorteado *ara o $ru*o" @acilitando a visualiza%o dos ti*os de ret)culos cristalinos estudados na teoria
2/ INTRODU"6O Por %e es(%,+*os os *+(er)+)s e s%+s es(r%(%r+s Muitos cientistas e*erimentais ou en$enheiros" seOam eles mec9nicos" civis" Du)micos ou el5trico" iro uma vez ou outra @icar e*ostos a um *ro&lema de *roOeto Due envolva materiais /s eem*los *odem incluir uma en$rena$em de transmisso" a su*erestrutura *ara um edi@)cio" um com*onente de uma re@inaria de *etr'leo" ou um "%ip
de circuito inte$rado /&viamente" os cientistas e en$enheiros de materiais so
es*ecialistas Due esto totalmente envolvidos na investi$a%o e no *roOeto de materiais Muitas vezes" um *ro&lema de materiais consiste na sele%o do material correto dentre muitos milhares de materiais dis*on)veis ,istem vrios crit5rios nos Duais a deciso @inal est normalmente &aseada" em *rimeiro lu$ar" as condi%.es de servi%o
devem ser caracterizadas" uma vez Due estas iro ditar as *ro*riedades ei$idas do material Uma se$unda considera%o de sele%o 5 DualDuer deteriora%o das *ro*riedades dos materiais Due *ossa ocorrer durante a o*era%o em servi%o Por @im" *rovavelmente a considera%o dominante estar relacionada aos @atores econWmicos Duanto ir custar o *roduto @inal aca&ado] (uanto mais @amiliarizado estiver uma en$enheiroa ou cientista com vrias caracter)sticas e rela%.es estrutura-*ro*riedade" &em como as t5cnicas de *rocessamento dos materiais" mais ca*acitado e con@iante ele ou ela estar *ara @azer o*%.es *onderadas de materiais com &ase nestes crit5rios #allister" 2002
/ MATERIAL - Colas de iso*or e tinta $uache - Palitos / PROCEDIMENTO E5PERIMENTAL - Montar a c5lula unitria do material sorteado *ara o $ru*o" sendo os materiais Alum)nio #o&alto #romo Ferro !)Duel inco #loreto de s'dio e #loreto de c5sio - Montar a ,strutura #ristalina do material utilizando as c5lulas unitrias
/ RE@ERNCIA BIBLIOGR@ICA 1/ #ALL=S6,R" Zilliam 4 Xr #incia e ,n$enharia de Materiais Uma =ntrodu%o" :a edi%o" Rio de Xaneiro L6#" 2002
3/ PÓSLABORATÓRIO 1/ Preencha as se$uintes 6a&elas com os dados o&servados e *esDuisados Me(+)s
Gr%'o Sor(e+,o
Es(r%(%r+ Cr)s(+#)&+
@EA
N*ero ,e
R+)o A(*)9o &*
Re#+-ão ,o P+r*e(ro ,e Re,e 9o* R+)o
1 Alum)nio 2 #o&alto 3 #romo Ferro : !)Duel ; inco < #loreto de s'dio > #loreto de c5sio
Me(+)s
Vo#%*e ,+
De&s),+,e :
Coor,e&+-ão
C#%#+ U&)(?r)+
Ter)9+ $W9*
1 Alum)nio 2 #o&alto 3 #romo Ferro : !)Duel ; inco < #loreto de s'dio > #loreto de c5sio
;
AULA 12. Experimento 11:
POLÍMEROS PRODU"6O DO POLÍMERO UREIA @ORMALDEÍDO 1/ INTRODU"6O Ao lon$o das Tltimas d5cadas" temos o&servado uma crescente su&stitui%o de *rodutos naturais" como madeira" alum)nio" cer9mica e al$odo" *or *rodutos *olim5ricos sint5ticos" como PV#" nilon" *oli5ster e *ol)meros condutores" *ois os Tltimos atendem +s necessidades do homem to &em Duanto os *rimeiros" ou melhor As vanta$ens dos *ol)meros sint5ticos so a ca*acidade de serem moldados e a *ossi&ilidade de se reunir" em um Tnico material" vrias caracter)sticas" tais como leveza" resistncia mec9nica" trans*arncia" condutividade ou isolamento el5trico" isolamento t5rmico" @lei&ilidade" dentre outras
So*ero %re)+8or*+#,e>,o e o%(ros 'o#>*eros A resina ureia-@ormalde)do @oi sintetizada *ela *rimeira vez em 1727 e *ertence ao $ru*o dos *ol)meros termorr)$idos ,stes *ol)meros a*resentam as se$uintes caracter)sticas &om relao # estrtra:
- so amor@os - *ossuem li$a%.es cruzadas -ropriedades ,!si"as:
- no amolecem Duando aDuecidos - so Due&radi%os - Duando aDuecidos" tornam-se in@us)veis e insolTveis 4esta @orma" *or ser termorr)$ido" o *ol)mero ureia-@ormalde)do s' *ode ser moldado durante a s)ntese" di@erente dos *ol)meros termo*lsticos" Due" *or no *ossu)rem li$a%.es cruzadas" *odem ser @undidos e remodelados vrias vezes Pol)mero ureia-@ormalde)do 5 um *ol)mero tridimensional o&tido a *artir da ureia e do @ormalde)do (uando *uro 5 trans*arente" e @oi *or isso usado como o *rimeiro ti*o de vidro *lstico !o entanto" ele aca&a se tornando o*aco e rachando com o tem*o ,ste de@eito *ode ser evitado *ela adi%o de celulose" mas ele *erde sua trans*arncia" sendo ento utilizado na @a&rica%o de o&Oetos translTcidos ,sse *ol)mero 5 tam&5m usado em vernizes e resinas" na im*re$na%o de *a*5is As resinas @enol-@ormalde)do e ureia-@ormalde)do so usadas na @a&rica%o da @'rmica
<
/utra classe de *ol)meros 5 a dos elastWmeros" Due *ossuem Duase todas as caracter)sticas dos termorr)$idos" eceto Due no so r)$idos e Due&radi%os" mas sim elsticos /s elastWmeros e os termorr)$idos *ertencem ao $ru*o dos termo@ios A&aio" so listados os *ol)meros mais comumente encontrados" de acordo com os $ru*os Bermorr!$idos: resinas ureia-@ormalde)do" @enol-@ormalde)do e melamina@ormalde)do e anilina-@ormalde)do Bermoplsti"os: *olicar&onato P#" *oliuretano PU" *olicloreto de vinila PV#" *oliestireno P, e *oli*ro*ileno Elast(meros: elsticos e &orrachas
@)$%r+ 1. Re*resenta%o da estrutura do *ol)mero ureia-@ormalde)do As'e9(os es'e9>8)9os ,+ re+-ão ,e 8or*+-ão ,o 'o#>*ero %re)+8or*+#,e>,o A res*eito da rea%o de *olimeriza%o de ureia-@ormalde)do" sa&e-se Due ela 5 etremamente eot5rmica e Due li&era $ua rea%o de condensa%o / mecanismo da rea%o consiste em um ataDue nucleo@)lico da ureia so&re o eletr'@ilo" @ormalde)do As *rimeiras eta*as da rea%o" catalisada em meio cido" esto re*resentadas na @i$ura a se$uir / 2 !-#/-!`#2" *or sua vez" ataca outro @ormalde)do *rotonado" dando continuidade + rea%o de *olimeriza%o 4iz-se Due a ureia e o @ormalde)do so os monWmeros desse *ol)mero" *ois 5 a *artir dessas mol5culas Due ele 5 @ormado
@)$%r+ 2. Re*resenta%o das *rimeiras eta*as da rea%o de *olimeriza%o do *ol)mero ureia-@ormalde)do
O%(r+s +'#)9+-:es ,+ res)&+ %re)+8or*+#,e>,o >
/ *ol)mero ureia-@ormalde)do *ode ser sintetizado de outras @ormas al5m desta a*resentada nesse e*erimento" adDuirindo caracter)sticas di@erentes e *ermitindo Due tenha diversas a*lica%.es no mercado ,le *ode ser usado" *or eem*lo como vidro *lstico na @a&rica%o de o&Oetos translTcidos em vernizes e resinas e na @a&rica%o de @'rmica Usam-se tam&5m essas resinas na @a&rica%o de tam*as na indTstria de cosm5ticos *or causa da variedade de cores em Due se a*resentam seu $rau de resistncia nos solventes" as $raas e 'leos devido a sua dureza
2/ OB7ETIVOS ,ste e*erimento tem como o&Oetivo mostrar como *ode ser sintetizado e modelado um *ol)mero a *artir da ureia e do @ormalde)do 4essa @orma" *ode-se a*ro@undar um *ouco mais no assunto e e*lorar a caracter)stica mais marcante dos *lsticos" Due 5 a ca*acidade de serem modelados
/ MATERIAL /1/ M+(er)+#. - 1 &5Duer de ;00 mL" 1 de 100 mL" 3 de :0 mL e 2 *roveta de 100 mL - ,s*tula" conta-$otas e &asto de vidro - Calan%a - ,&ulidor - Forma /2 Re+$e&(es. - 10 $ de ureia comercial - 17 mL de @ormalde)do 3< mbv - 1< mL de soda custica < mbv - Ácido clor)drico 3M - #orantes aliment)cios / PROCEDIMENTO E5PERIMENTAL Pre9+%-:es Realize o e*erimento em uma ca*ela e use luvas de *lstico" *ois o @ormalde)do" a ureia" a soda custica e o cido clor)drico so t'icos Se no houver ca*ela" o am&iente deve ser areOado
E(+'+s. 1/ !o &5Duer de 100 mL" adicionar 10 $ de ur5ia" 17 mL da solu%o de @ormalde)do 3< mbv e 1< mL da solu%o de !a/ < mbv 2/ ,m se$uida" aDuecer o sistema em &anho-maria" + tem*eratura de e&uli%o da $ua" *ara Due a ureia dissolva A$itar com o &asto de vidro *ara aOudar na dissolu%o
7
/ (uando a ureia estiver toda dissolvida" retirar o sistema do &anho-maria e o res@riar com $ua corrente ou em &anho de $elo" sem*re a$itando com o &asto de vidro" at5 o sistema @icar &astante turvo" com colora%o es&ranDui%ada / Adicionar @enol@tale)na ao sistema" o Dual adDuirir colora%o rosa devido + soda custica
/ ,m se$uida" adicionar o cido clor)drico com um conta-$otas" va$arosamente" at5 a mistura *erder o tom rosa 3/ !este *onto" adicione os corantes 1 mL" caso contrrio" a resina @icar &ranca / #olocar o sistema de volta ao &anho-maria" so& a$ita%o constante" *or 2 minutos / (uando o sistema estiver Duente" recome%ar a adicionar o cido clor)drico $ota a $ota" at5 Due a mistura @iDue mais consistente" como um min$au / Lo$o em se$uida trans@erir a mistura *ara um molde 10/ A*'s a*roimadamente 0 minutos" Duando o material O tiver res@riado e estiver seco" retirar-lo do molde
/ RE@ERNCIAS BIBLIOGR@ICAS 1/ CRAA6,!" P #" et al IPlsticos Molde Voc mesmoNJ (u)mica !ova na ,scola" n 13" maio 2001
2/ FRA4," X/R8, R" PA=VA" A 6" Polimeriza%o de uma resina de ureia@ormalde)do (u)mica ? Plsticos" Vidros e !ovos Materiais" Atividades de ProOeto La&oratorial" Unidade 3" Universidade de Aveiro" 200;
/ htt*bbu&e-1;*o*com&rbre*ositoriob>>bmeusitebor$anicab*olimeroshtm acessado em 01 de novem&ro de 2007
3/ PÓSLABORATÓRIO. 1/ 2/ / / / 3/
(ual a @inalidade da solu%o de !a/ <] Mostre a rea%o com*leta de @orma%o da resina ureia-@ormalde)do A Due cate$oria dos *ol)meros *ertence + resina ureia-@ormalde)do] Por Due acidi@icamos com cido clor)drico] (uais as *ro*riedades do *ol)mero ureia-@ormalde)do] (uais as *rinci*ais a*lica%.es da resina ureia-@ormalde)do]
:0
AULA 1. Experimento 12:
POLÍMEROS PRODU"6O DO ISOPOR UTILIXANDO POLIESTIRENO 1/ INTRODU"6O / *oliestireno constitui mat5ria-*rima *ara @a&rica%o do iso*or" Duando e*andido a Duente *or meio de $ases / *oliestireno 5 um *lstico de $rande uso no mundo atual ,le se *resta *ara a *rodu%o de arti$os moldados como *ratos" co*os" )caras" etc ,le 5 &astante trans*arente e &om isolante el5trico H um *ol)mero de adi%o" um termo*lstico incolor trans*arente" com um som ti*icamente metlico Duando deiado cair so&re uma su*er@)cie clara ,le amolece a cerca de 70 a 7:E# enDuanto Due a 10E#" 5 um liDuido m'vel" ecelente *ara uso em molda$em *or inOe%o / *oliestireno 5 um material &astante Due&radi%o e *ode ser re@or%ado com &orracha *ara a*lica%.es mais severas Suas ecelentes *ro*riedades el5tricas incluem um &aio @ator *otncia" alta constante diel5trica e alta resistividade volum5trica (uimicamente 5 resistente aos cidos @ortes e aos alco'is e 5 insolTvel em hidrocar&onetos ali@ticos em 5steres" hidrocar&onetos aromticos" alco'is su*eriores e hidrocar&onetos clorados
@)$%r+ 1. Re*resenta%o da estrutura do *oliestireno
:1
/ iso*or 5 de $rande utilidade no dia a dia" tendo como a*lica%.es no cam*o de isolamento t5rmico" na constru%o civil e cam*estre" *aredes e tetos de @a&rica%o" em&ala$ens em $eral
2/ OB7ETIVOS ,ste e*erimento tem como o&Oetivo *roduzir iso*or utilizando *oliestireno / MATERIAL /1/ M+(er)+#. - 1 &5Duer de :0 mL - 1 &5Duer de :00 mL - 2 ,rlenme_er de 1:0 mL - 2 *roveta de 2: mL - Placa aDuecedora - Calan%a - Peneira /2 Re+$e&(es. - 10 $ de *oliestireno - 20 mL de 5ter de *etr'leo - 10 mL de acetato de s'dio / PROCEDIMENTO E5PERIMENTAL 1/ !o ,rlenme_er de 1:0 mL" adicionar 10 $ de *oliestireno e 20 mL de 5ter de *etr'leo e deiar em re*ouso *or : minutos / ,m se$uida" escorrer em uma *eneira e deiar todo o 5ter eva*orar / A*'s" colocar o *oliestireno umedecido em um &5Duer de :00 mL" Due cont5m $ua em e&uli%o" e *ressionar at5 com*letar o inchamento / Re*etir o *rocedimento utilizando acetato de s'dio
/ RE@ERNCIA BIBLIOGR@ICA. 1 #AMP/S" Fernando A" (u)mica /r$9nica ? #onceitos" in@orma%.es e s)ntese" #am*ina 8rande - Para)&a" 1773
3/ PÓSLABORATÓRIO. 1/ Mostre a rea%o de o&ten%o de monWmero esterino 2/ (ue ti*o de *ol)mero 5 o *oliestireno] :2
/ (uais as *ro*riedades @)sicas do *oliestireno / (uais as *rinci*ais a*lica%.es do *oliestireno / (ual a @inalidade do 5ter de *etr'leo na *re*ara%o do iso*or 3/ Por Due devemos deiar o *oliestireno umedecido *or um *er)odo de : minutos] / (ual a @inalidade da $ua em e&uli%o / (ual a @inalidade da *resso / Poderia ter sido usado acetato de s'dio ao inv5s de 5ter de *etr'leo] Xusti@iDue 10/ (uais as *rinci*ais a*lica%.es do iso*or
AULA 1. Experimento 13:
POLÍMEROS PRODU"6O DE POLIURETANO 1/ INTRODU"6O ,istem di@erentes ti*os de *oliuretanos" desenvolvidos *ara a*lica%.es es*ec)@icas S'lidos ou e*ans)veis" @le)veis" elsticos" semi-r)$idos ou r)$idos" eles *odem assumir a @orma de arti$os moldados" *el)cula ou @i&ras" com vanta$ens como resistncia Du)mica e @)sica" leveza e resilincia 8ra%as a tantos atri&utos" 5 lar$amente utilizado na indTstria da constru%o" nos trans*ortes" no setor da saTde" no su*rimento de ener$ia" nas atividades de lazer" em *oltronas" colch.es" rodas de sYate" $eladeira" dentre outras a*lica%.es /s *oliuretanos *odem ser de@inidos em al$uns ti*os &sicos
:3
,s*umas r)$idas Sistemas &i-com*onentes normalmente utilizados em isolamento t5rmico e acTstico" *ara modela%o" ou *ara *rote%o no trans*orte de *e%as e eDui*amentos ,s*umas @le)veis Utilizados em colch.es" a&a@adores" *e%as automotivas inte$ral sYin" isolamento acTstico" *rote%o no trans*orte de eDui*amentos" almo@adas" &onecos" esculturas" &rinDuedos etc ,lastWmeros 4estinam-se a vrias a*lica%.es" como enca*sulamentos eletrWnicos" amortecedores" sa*atas de eDui*amentos" revestimentos antiderra*antes e resistentes a a&raso" aca&amento em *rodutos *romocionais" tu&os e dutos" revestimentos de etiDuetas" &locos de modela%o etc 6intas !ormalmente so utilizados em a*lica%.es onde eiste a necessidade de &om aca&amento" ecelente &rilho" resistncia Du)mica" &oa aderncia e resistncia aos raios UV Podem ser &i-com*onentes ou mono-com*onentes /s &i-com*onentes normalmente so os de melhor resistncia em todos os sentidos / Poliuretano 5 o&tido a *artir de rea%o Du)mica Duase instant9nea" *ela *oliadi%o de um *oliisocianato no m)nimo &i@uncional e um *oliol ou outros rea$entes" com dois ou mais $ru*os de hidro$nio reativos
@)$%r+ 1. Rea%o da @orma%o do uretano /s com*ostos contendo hidroilas *odem variar Duanto ao *eso molecular" natureza Du)mica e @uncionalidade /s isocianatos *odem ser aromticos" ali@ticos" ciclo-ali@ticos ou *olic)clicos ,sta @lei&ilidade de escolha de rea$entes *ermite o&ter uma in@inita variedade de com*ostos com di@erentes *ro*riedades @)sicas e Du)micas de acordo com necessidades es*ec)@icas de uma determinada a*lica%o
2/ OB7ETIVOS ,ste e*erimento tem como o&Oetivo *roduzir *oliuretano :
/ MATERIAL /1/ M+(er)+#. - 2 &5Dueres de 2: mL - 2 *i*etas de : mL - 1 &asto de vidro - 1 vidro de rel'$io
/2 Re+$e&(es. - 3 mL de =socianato - 3 mL de Poliol
/ PROCEDIMENTO E5PERIMENTAL 1 Pi*etar 3 mL de =socianato e 3 mL de Poliol e colocar no vidro de rel'$io 2 omo$eneizar com o &asto de vidro 3 4eiar em re*ouso *or a*roimadamente 10 minutos /&servar o Due acontece
/ RE@ERNCIAS BIBLIOGR@ICAS 1/ #ALL=S6,R" Zilliam 4 Xr #incia e ,n$enharia de Materiais Uma =ntrodu%o" :a edi%o" Rio de Xaneiro L6#" 2002
2/ htt*bb*ortalsao@ranciscocom&rbal@ab*oliuretanosb*oliuretanos*h* acessado em 01 de a$osto de 20010
3/ PÓSLABORATÓRIO. 1/ (ue ti*o de *ol)mero 5 o *oliuretano] 2/ (uais os com*onentes Du)micos necessrios *ara *roduzir a es*uma] #omo isso acontece]
/ (ue ti*o de rea%o ocorre na @orma%o do uretano] / (uais so os $ases de e*anso na rea%o] / (uais as *rinci*ais a*lica%.es do *oliuretano]
::
AULA 1. Experimento 14:
POLÍMEROS IDENTII@ICA"6O DE POLÍMEROS SINTTICOS 1/ INTRODU"6O Pol)meros so materiais constitu)dos *or macromol5culas" isto 5" mol5culas @ormadas *or centenas ou milhares de tomos" corres*ondendo a massas moleculares su*eriores a 1000 u unidades de massa atWmica A maioria dos *ol)meros a*resenta cadeias lon$as" com*ostas *or um nTmero $rande de unidades caracter)sticas Por eem*lo" na estrutura do *oli*ro*ileno
A unidade m)nima caracter)stica" Due se re*ete n vezes na cadeia do *ol)mero" 5 :;
A indTstria Du)mica vem *roduzindo uma variedade de *ol)meros" materiais Due" de acordo com suas *ro*riedades &astante diversi@icadas" encontram inTmeras a*lica%.es t5cnicas e dom5sticas #on@orme suas *ro*riedades @)sicas" esses *ol)meros sint5ticos *odem ser classi@icados como *lsticos" elastWmeros" resina" *ol)meros termorr)$idos e @i&ras sint5ticas
P#?s()9os. Mais corretamente" deve-se dizer *ol)meros termo*lsticos 6rata-se de materiais moldveis termicamente Pertencem + classe de maior *rodu%o industrial e suas *rinci*ais a*lica%.es so como material de em&ala$ens $arra@as" sacos" caias" l9minas" tu&os e esDuadrias na constru%o civil" reci*ientes e outros arti$os
E#+s(*eros o%
Res)&+s. Materiais muito em*re$ados em tintas e vernizes sint5ticos ,em*los *oli5steres" acetato de *olivinila PVA#" *oliuretanos PU
Po#>*eros (er*orr>$),os. ,sses materiais" a*'s molda$em t5rmica" torna-se irreversivelmente r)$ido e *raticamente insolTveis So utilizados como material de revestimento @'rmica" tomadas el5tricas" esc
@)
ALGUMAS PROPRIEDADES DOS POLÍMEROS So a*resentadas a se$uir al$umas *ro*riedades de diversos *ol)meros sint5ticos Due *odem ser Tteis *ara sua identi@ica%o ,ssas *ro*riedades corres*ondem aos res*ectivos *ol)meros I*urosJ Por5m diversos materiais comercializados so constitu)dos de vrios com*onentes *olim5ricos como" *or eem*lo" o co*ol)mero ACS" uma mistura de *oli +crilatos" *oli
1/ Tr+&s'+rY&9)+ - 6rans*arentes PV#" *olicrilatos" *oliestireno e *oli5steres - Parcialmente trans*arentes *olietileno" *oli*ro*ileno" co*ol)meros ACS" *oliamidas e *olitetra@luoroetileno
2/ Pro'r)e,+,es *e9&)9+s - R)$idos *oliestireno e *oliacrilatos - Fl5iv5is PV#" *oliamidas" *olietileno" *oli*ro*ileno e co*ol)meros ACS - ,lsticos *oli&utadieno" *oliiso*reno e *olicloro*reno
/ De&s),+,e A densidade dos *rinci*ais *ol)meros industrializados varia entre 0"7 e 1" $bcm 3" veOa a 6a&ela 2
T+
De&s),+,e $W9* 0"70 - 0"7> 0"72 ? 0"7 1"0 ? 1"12 1"13 ? 1"2 1"1< ? 1"1> 1"17 1"17 1"22 ? 1"2: 1"3 ? 1"2 1"37 2"0 ? 2"3
/ @%são - Fundem @acilemente *oliacrilatos" *olietileno" *oli*ro*ileno" PV# com decom*osi%o - Fundem mais di@icilmente *oliestireno" *oliamidas e *oli5steres - Amolece" mas no @undem *olitetra@luoroetileno - !o @undem *olicondensados + &ase de @ormalde)do
:>
/ De9o*'os)-ão Tr*)9+ P)r#)se Ao serem aDuecidos acima de 300 E# sem a *artici*a%o do oi$nio" os *ol)meros" so@rem de$rada%o t5rmica *ir'lise ,m al$uns casos *oliestireno e *oliacrilatos" a *ir'lise leva + des*olimeriza%o total" ou seOa" @orma%o dos res*ectivos monWmeros" $eralmente mol5culas insaturadas volteis" Due destilam @acilmente" sem deiar res)duos / *rocesso de des*olimeriza%o @acilita a recicla$em e o rea*roveitamento desses materiais / PV# elimina @acilmente cloreto de hidro$nio na @orma de uma n5voa &ranca" cida" com @orma%o de um res)duo s'lido *reto car&oniza%o !a *ir'lise de *oli5steres o&serva-se a su&lima%o de cidos car&o)licos" enDuanto Due" na *ir'lise de *oliamidas" so eliminadas aminas va*ores &sicos com @orma%o de um res)duo escuro Polietileno" *oli*ro*ileno e" es*eciamente" *olitetra@luoroetileno so mais resistentes + *irqlise
3/ Q%e)*+ Ao serem aDuecidos @ortemente em *resen%a de ar" os *ol)meros so@rem de$rada%o oidativa" ou Dueima A @acilidade de Dueima 5 avaliada *ela ca*acidade dos di@erentes materiais se sustentar a chama a*'s a i$ni%o 8eralmente" a *resen%a de heterotomos" tais como oi$nio" nitro$nio" cloro ou @lTor" di@icultando o *rocesso de Dueima - (ueimam @acilmente" sem *roduzir @uli$em ou @uma%a *olietileno" *oli*ro*ileno e *oliacrilatos - (ueimam @acilmente" com *rodu%o de @uli$em *reta *oliestireno e co*ol)mero ACS - (ueimam di@icilmente" *oli5steres" *oliamidas" *olicondensados + &ase de @ormalde)do - 4i@icilmente Dueima com *rodu%o de @uma%a &ranca PV# - !o-Dueima *olitetra@luoroetileno 6e@lon
/ Prese&-+ ,o C#oro Al$uns *ol)meros contm tomos de cloro em suas estruturas Por eem*lo PV#" cloreto de *olivinilideno e *olicloro*reno
/ So#%<)#),+,e e* ,)ersos so#e&(es :7
- 4iclorometano *oliestireno e *oliacrilatos - 6olueno *oli&utadieno" *oliiso*reno" *oliestireno" *oliacrilatos" *oli*ro*ileno *arcialmente solTvel a Duente e *olietileno *arcialmente solTvel a Duente - Acetona *oliacrilatos - 6etrahidro@urano PV# e *oliacrilatos - 4imetil@ormamida *oliamidas e *oli5steres - =nsolTveis na maioria dos solventes comuns *olitetra@luoroetileno" *olietilenotere@talato" *oli5stere reticulado" *oli&utadieno e *oliiso*reno vulcanizados" *olicondensados + &ase de @ormalde)do
2/ OB7ETIVOS AdDuirir uma no%o so&re a constitui%o Du)mica e as *ro*riedades dos *rinci*ais *ol)meros sint5ticos utilizados no cotidiano" *or m5todos sim*les de caracteriza%o e identi@ica%o
/ MATERIAL /1/ M+(er)+#. - C5Duer de 100 mL - Seis tu&os de ensaio - ,stante *ara tu&os de ensaio - Cico de Cunsen - Pin%a de a%o - Arame de co&re - Peda%os de diversos *lsticos comercializados
/2 Re+$e&(es. - 4iclorometano - 6olueno - Acetona - 6etrahidro@urano - 4imetil@ormamida - #loreto de s'dio - Fitas de *a*el indicador de * ;0
/ PROCEDIMENTO E5PERIMENTAL PARTE I. DENSIDADE + #oloDue um *eda%o da amostra em um &5Duer com $ua < Veri@iDue se a densidade da amostra 5 su*erior ou in@erior + da $ua 1$bcm 3 9 #oloDue um *eda%o de cada amostra com densidade su*erior a 1 $bcm 3 em um &5Duer com solu%o saturada de cloreto de s'dio densidade 1"2 $bcm 3 Veri@iDue se a densidade de cada amostra 5 su*erior ou in@erior a 1"2 $bcm 3 , #lassi@iDue a amostra *esDuisada con@orme sua densidade /CS /s *ol)meros industrializados @reDuentemente cont5m *i$mentos inor$9nicos ou *lasti@icantes nesses casos" a densidade aumenta consideravelmente e no *ode ser utilizada *ara caracteriza%o do *ol)meroN
PARTE II. @US6O E DECOMPOSI"6O TRMICA + ADue%a um *eda%o de cada amostra num *eDueno tu&o de ensaio" seco" em um &ico de Cunsen e o&serve a @acilidade de @uso e a @orma%o de *rodutos de *ir'lise $ases" l)Duidos e residos s'lidos /CS A @uso da maioria dos *ol)meros $era *rodutos de di@)cil remo%o do tu&o de ensaio" tornando inevitvel a sua inutiliza%o < Para veri@icar a acidez ou a &asicidade dos *rodutos de *ir'lise em @ase $asosa" coloDue uma @ita de *a*el indicador de *" umedecida com $ua" na &oca do tu&o
PARTE III. QUEIMA + #oloDue um *eda%o de cada amostra diretamente no &ico de &unsen" com o au)lio de uma *in%a de a%o < /&serve o com*ortamento Duanto a ca*acidade de sustentar a chama e circunst9ncias de Dueima" @orma%o de @uma ou @uli$em
PARTE IV. PRESEN"A DE CLORO TESTE DE BEILSTEIN + ADue%a um arame de co&re em um &ico de Cunsen < 6oDue com o arame Duente em um *eda%o da amostra" de maneira Due um *ouco do material @iDue aderido ao arame 9 ADue%a intensamente o arame Ounto com a amostra no &ico de $s e o&serve a colora%o da chama Uma colora%o verde indica a *resen%a de cloro na amostra
PARTE V. SOLUBILIDADE EM DIVERSOS SOLVENTES + Veri@iDue a solu&ilidade de *eDuenos *eda%os das amostras em tu&o de ensaio secos contendo a*roimadamente 2 mL dos se$uintes solventes - 6olueno - 4iclorometano ;1
- Acetona - 4imetil@ormamida A solu&iliza%o *ode demorar *ortanto deve-se es*erar 10 minutos" a$itando ocasionalmente o tu&o" antes de se che$ar a uma concluso Se no houver solu&iliza%o + tem*eratura am&iente" aDue%a cuidadosamente os tu&os #U=4A4/ Voc est tra&alhando com solventes in@lamveis
/ RE@ERNCIA BIBLIOGR@ICA. / !,4,R" A V F" C,SSL,R" , (u)mica em tu&os de ensaio Uma a&orda$em *ara *rinci*iantes" 1a edi%o" So Paulo ,d$ard Clucher" 200
/ htt*bb*ortalsao@ranciscocom&rbal@ab*oliuretanosb*oliuretanos*h* acessado em 01 de a$osto de 20010
3/ PÓSLABORATÓRIO. 1 =denti@iDue a amostra com &ase nos testes realizados 2 4esenhe a estrutura molecular do *ol)mero identi@icado 3 4e acordo com os testes realizados" voc considera *oss)vel a recicla$em ebou o rea*roveitamento do material identi@icado] Xusti@iDue (ual seria o solvente adeDuado *ara *re*arar uma cola *ara PV#] : Por Due o *olietileno 5 di@)cil de colar]
;2
MODELO DE RELATÓRIO QUE SER ESCRITO NO CADERNO DE LABORATÓRIO DAS AULAS PRTICAS DE LABORATÓRIO DE QUÍMICA APLICADA À ENGENHARIA 1/ INTRODU"6O/ Uma &reve descri%o Due descreva o conteto te'rico a&ordado *ela *rtica e o o&Oetivo da *rtica dever est no @inal da introdu%o" inserida no conteto / t)tulo da se%o 5 um ca&e%alho de *rimeira ordem" deve ser numerado com al$arismos ar&icos" alinhados Ounto + mar$em esDuerda" com letras maiTsculas
1/1 Se$%&,o C+
OBSERVA"6O. / relat'rio dever conter os se$uintes t'*icos *rinci*ais =ntrodu%o" Material e M5todos" Resultados e 4iscuss.es" #oncluso" Re@erncias Ci&lio$r@icas e P's-La&orat'rio 6emas a&ordados nesses t'*icos Material e M5todo 4escrever como @oram realizadas as eta*as dos e*erimentos Resultados e 4iscusso A*resentar os resultados" e o&serva%.es @eitas durante a e*erincia e discutir estes resultados *rocurando che$ar a conclus.es *ertinentes ou dar a e*lica%o cient)@ica adeDuada *ara os resultados o&tidos #oncluso Princi*ais conclus.es o&tidas" levando em considera%o os o&Oetivos tra%ados Re@erncias Ci&lio$r@icas #olocar os livros" ou site" e outros Due aOudaram voc na ela&ora%o do relat'rio P's-la&orat'rio Resolu%o das *er$untas do *'s-la&orat'rio Due se encontram ao @im do *rocedimento e*erimental da a*ostila ou do roteiro de *rtica /CS res*onder as *er$untas na ordem (uesto 1 ,screver o enunciado da Duesto Res*osta
2/ @IGURAS ;3
As @i$uras *odero ser coloridas le$)veis" devero @azer *arte do arDuivo inserida no cor*o do tra&alho" to *r'imas Duanto *oss)vel das re@erncias so&re elas #ada @i$ura dever ter um t)tulo e ser numerada em al$arismos ar&icos /s t)tulos devem ser centralizados na *arte in@erior das mesmas e escritos no se$uinte @ormato Fi$ura 1 ? 6)tulo da @i$ura !o teto devem ser mencionadas da se$uinte @orma Icon@orme mostra a Fi$ura 1J" como eem*li@icado a se$uir
Fi$ura 1 ? #urvas de ru*tura *ara os sistemas #d 2Qbar$ila em di@erentes vaz.es e 1:0 m$bL de metal em solu%o
/ TABELAS As ta&elas devero ser escritas de @orma com*acta e lan%adas + medida Due @orem citadas /s t)tulos devem ser centralizados na *arte su*erior das mesmas As ta&elas devero ser mencionadas no teto da se$uinte @orma Io resultado do *laneOamento est a*resentado na 6a&ela 1J" como mostra-se a se$uir 6a&ela 1 ? Variveis de res*osta do *laneOamento @atorial 2 2 q E;' ,' C0 % RT / ** ''* *$W$ *$W$ Z
1 2
0"; 0">::
:0 :0
"2 3"01
7";0 7"0
:7"20 :<";<
3
0"; 0">::
1:0 1:0
":7 3"2>
11">3 1"00 11">; 1"37
: ;
0";: 0";:
100 100
:"2 :"3
12"<3 :7"<0 12"<0 ;1"27
<
0";:
100
:"03
12"20 :7"17
/ RE@ERNCIA ;
As re@erncias devero ser citadas no teto" atrav5s do Tltimo so&renome do autor e do ano de *u&lica%o" o Dual dever estar entre *arnteses" con@orme os eem*los a se$uir I/ tra&alho de Souza 2000 mostrouJ" ou I tem sido mostrado Souza" 2000J !o caso de dois autores" am&os devero ser citados" eem*lo I se$undo Rhodes e 8eldart 177:J ,m caso de trs ou mais autores" deve-se citar o so&renome do *rimeiro autor se$uido da e*resso I et al)J As re@erncias devero estar de acordo com a norma AC!6 ? !CR ;023 A lista dever incluir somente os tra&alhos citados no teto" relacionados em ordem al@a&5tica" de acordo com o so&renome do *rimeiro autor ,em*lo S/UA" # R -ro"essos or$ni"os) So Paulo ,ditora Silva" 177; ,m caso de re@erncias de arti$os *u&licados em *eri'dicos ou na internet" as re@erncias devero conter todos os *rinci*ais nomes dos autores" os t)tulos dos *eri'dicos devem a*arecer a&reviados e em itlico" con@orme o eem*lo R," L R/4,S" M U!==" 4 A ne method o@ solvin$ @luidization *ro&lems C) &%em) En$) Capan. v 10" * 200-20:" 17<< )
/ COMO IDENTI@ICAR O RELATÓRIO DA PRTICA Para cada e*erimento" antes de come%ar a escrever o relat'rio" voc devem identi@icar a *rtica da se$uinte @orma
AULA 02 ,*erimento 01 Rea%.es de /irredu%o 4ata 0< de Setem&ro de 2010 #om*onentes Due *artici*aram da *rtica OBSERVA"6O. !a *r'ima *$ina encontra-se o modelo da #a*a do #aderno do La&orat'rio
UNIVERSIDADE
@EDERAL RURAL DO SEMIRIDO
BACHARELADO EM CINCIAS E TECNOLOGIA ;:
LABORATÓRIO DE QUÍMICA APLICADA À ENGENHARIA
CADERNO DO LABORATÓRIO DE QUÍMICA APLICADA À ENGENHARIA
E%)'e 1. Xoo de AraTOo ?20073:;< - Ooaohotmailcom Maria dos Santos ? 20073:;;> - maria$mailcom T%r*+. BB Hor?r)o. !12 ,em*lo Pro8essor. !ome do Pro@essor
Mossor'-R! 2010
ANE5O A
UNIVERSIDADE @EDERAL RURAL DO SEMIRIDO ;;
COMPROVANTE DE ENTREGA DE RELATÓRIO DO LABORATÓRIO DE QUÍMICA APLICADA À ENGENHARIA ACS031 AlunobMatr)cula 6urma Pro@essor !ome do ,*erimento Visto do Pro@essor 4ata UNIVERSIDADE @EDERAL RURAL DO SEMIRIDO COMPROVANTE DE ENTREGA DE RELATÓRIO DO LABORATÓRIO DE QUÍMICA APLICADA À ENGENHARIA ACS031 AlunobMatr)cula 6urma Pro@essor !ome do ,*erimento Visto do Pro@essor 4ata UNIVERSIDADE @EDERAL RURAL DO SEMIRIDO COMPROVANTE DE ENTREGA DE RELATÓRIO DO LABORATÓRIO DE QUÍMICA APLICADA À ENGENHARIA ACS031 AlunobMatr)cula 6urma Pro@essor !ome do ,*erimento Visto do Pro@essor 4ata
ANE5O B 6a&ela de Potenciais de Redu%o em meio aDuoso a 2:E#
;<
;>