UNIVERSIDADE FEDERAL DE ALAGOAS TRONCO PROFISSIONALIZANTE ENGENHARIA DE PRODUÇÃO LABORATÓRIO DE QUÍMICA
Leanne Jakelliny Estevão de Melo Alves
Relatório de Experimento: Determinação da Densidade de Areia em Função de Sua Umidade: VARIAÇÃO DA DENSIDADE DA AREIA EM FUNÇÃO DE SUA UMIDADE.
Delmiro Gouveia – AL AL Setembro/2013
Leanne Jakelliny Estevão de Melo Alves
Relatório de Experimento: Determinação da Densidade de Areia em Função de Sua Umidade: VARIAÇÃO DA DENSIDADE DA AREIA EM FUNÇÃO DE SUA UMIDADE.
Trabalho apresentado pela aluna Leanne Jakelliny Estevão de Melo Alves do curso de Engenharia de Produção, Tronco Profissionalizante, à disciplina de Laboratório de Química, ministrada pela professora Emanuella Bezerra da Silva.
Delmiro Gouveia – AL Setembro/2013
INTRODUÇÃO
O relatório é baseado no experimento realizado pela professora da disciplina Laboratório 1 de Química, que tem o intuito de expor as propriedades dos compostos envolvidos influentes no resultado final da experiência, os processos lógicos para o sucesso experimental. Trata-se de um experimento, o qual se observa a altura da porção de areia (SiO2 – Dióxido de Silício)quando submetida a diferentes porcentagens consideráveis de umidade (H2O - Água)
e
tenciona determinar o grau de absorção de água da areia e suas
mudanças de características físicas.
OBJETIVO
Analisar o comportamento da variação do volume e altura das misturas finais, comparando os quatros béqueres com as misturas, de porções equivalentes de areia, mediante as gradativas porcentagens de umidade (Água) nos recipientes. Por conseguinte, aplicar as propriedades compostos para o entendimento global do experimento.
MATERIAL UTILIZADO
Para este experimento foram utilizados os seguintes materiais:
4 copos de 200 mL;
4 béqueres;
1 colher de sobremesa;
1 paquímetro;
1 funil;
1 pipeta 10 mL;
1 recipiente de vidro;
1 balança com precisão de 0,01g; As substâncias utilizadas foram:
900 g a 1000 g de Areia (SiO 2 – Dióxido de Silício);
Álcool Etílico (CH3CH2OH);
Água (H2O). Conforme Figura 01, abaixo:
Figura 01: Parte do material utilizado no experimento. Fonte: A autora.
METODOLOGIA O procedimento foi realizado pela professora Emanuella Bezerra da Silva, tutora da disciplina, e observado pelos alunos. A primeira parte do experimento foi realizada previamente pela tutora da disciplina, que consistia na secagem da areia (SiO 2 – Dióxido de Silício), podendo ser realizada de duas maneiras: secando ao sol por cerca de quatro horas ou ateando fogo à areia, como pode ser visto na Figura 02, logo abaixo, fazendo com que a água evapore por meio da combustão do Álcool Etílico (CH3CH2OH); .
Figura 02: Exemplificação da secagem da areia por meio de combustão. Fonte: A autora.
Terminada a parte de secagem da areia do processo, foram pesadas quatro partes, de 200 g cada, da
areia “seca”. O Dióxido de Silício (Areia
- SiO2)
é “um
material de origem
mineral finamente dividido em grânulos, com 150 μm a 4,8 mm de diâmetro. Forma-se na superfície da Terra pela fragmentação das rochas por erosão, por ação do vento ou da água, através de processos de sedimentação.”. Abundante na superfície terrestre, muito utilizada na
construção civil e na produção de vidro. As amostras de 200 g da areia foram colocadas em copos separados individualmente, contendo a informação, cada um: 0%; 1%; 2% e 3%, e consecutivamente, referindo-se a quantidade de água a ser acrescentada na etapa seguinte do experimento.
Figura 03: Amostra de 200 g da Areia (0%) sendo pesada, com auxílio da balança de precisão.
Figura 04: Amostras de 200 g de Areia cada; 1%, 2% e 3% respectivamente. Fonte: A autora.
Fonte: A autora.
No primeiro copo (0%) foi medida a altura da areia, sem acrescentar Água. No segundo copo (1%) foi acrescentado 1% da massa da areia de Água - H 2O - (2 g), e, com o auxílio de uma colher, misturou-se as duas substâncias completamente. O Mesmo foi realizado no terceiro copo (2%), apenas mudando a quantidade de Água acrescentada, neste momento sendo a medida de 4 g de Água; no último copo (3%) acrescentando 6 g de Água à Areia (Dióxido de Silício). Aferindo em todas as etapas a altura das areias nos copos com o auxílio do paquímetro.
Figura 05: Amostra de Areia (0%) sendo medida com o auxílio do paquímetro.
Figura 06: Acrescentando 4g de Água à amostra de areia (2%).
Fonte: A autora.
Fonte: A autora.
Figura 07: Misturando, com o auxílio de uma colher, a Água e a Areia da amostra (3%). Fonte: A autora.
RESULTADOS OBTIDOS Foi percebido que a areia da primeira amostra possui uma cor mais clara e seu volume foi determinado a partir da altura da amostra no copo medindo-a com o auxílio do paquímetro, onde aferiu-se a altura da amostra sendo de 4,8cm. Após acrescentar a quantidade de água 2 g - 1mL - à areia do segundo copo, percebeu-se a mudança de tonalidade da amostra e foi verificado (primeiramente de forma visual) que a amostra aumentou seu volume em relação àquela que não possui umidade alguma. A segunda amostra de Areia (1%) alcançou 5,1cm de altura. A amostra de número três (2%) teve seu volume acrescido quantitativamente à medida que a amostra de água aumentou, 4g - 2mL, atingido a altura de 5,5cm. Mesmo aumentando a quantidade de água da quarta, e última, amostra de areia (3%), verificou-se que a substância teve uma quantidade menor de aumento do seu volume. Para 6g - 3mL - de água, a amostra atingiu 5,8cm de altura. Os dados podem ser visualizados na tabela abaixo: Percentual de Água (H 2O)
Quantidade de Água (mL)
Altura da amostra (cm)
0%
0
4,8
1%
1
5,1
2%
2
5,5
3%
3
5,8
Tabela 01: Relação entre a quantidade de água acrescentada a cada amostra de 200g de areia.
Seguindo dos dados da Tabela 01, podemos constatar, com o auxílio das Figuras 08 e 09, o processo que aconteceu durante o experimento comparando as amostras entre os dados anotados e a visualização das amostras.
Água (%) X h(cm) 3% 2% 1% 0% 0
1
2
3
4
5
6
Figura 08: Gráfico comparativo entre o percentual de água e a altura adquirida por cada amostra.
7
Figura 09: Amostras de Areia na sequencia crescente de acréscimo de Água (0%, 1%, 2% e 3%). Fonte: A Autora
E , ainda para determinar a densidade das amostras, utilizando a Fórmula (1):
(01)
Onde:
e (02)
E, ainda, sabendo que:
Teremos, então: Percentual
Quantidade de
Altura da amostra
Volume da Amostra
Densidade
de
Água
(h)
(V )
(d )
Água (H2O)
(g)
(cm)
(mL)
(g/cm3)
0%
0
4,8
174,23
1,15
1%
2
5,1
185,12
1,09
2%
4
5,5
199,64
1,02
3%
6
5,8
210,53
0,98
Tabela 02: Volume ( V ) e Densidade ( d ) de cada amostra de 200g de areia.
Essa relação entre a Massa, a Altura, o Volume e a Densidade das amostras, pode ser visualizada na figura abaixo:
Água (%) X d (g/cm^3) 3% 2% 1% 0% 0,85
0,9
0,95
1
1,05
1,1
1,15
1,2
Figura 10: Gráfico representativo entre o percentual de água e a densidade de cada amostra.
RESPOSTAS ÀS PERGUNTAS FEITAS 1) Se a água é polar, por que não levamos choque quando tocamos nela? A água é polar porque suas moléculas se agrupam de forma que sejam uma positiva e outra negativa, por isso, elas se ‘agarram’. Uma vez que as moléculas têm essa estrutura de serem positivas e negativas, por fim, elas se anulam e ficam neutras. Por isso que não levamos choque, considerando que não esteja passando corrente elétrica pela água.
2) O que aconteceria com a areia molhada quando suportar uma pressão? A pressão atmosférica é maior que a tensão superficial, se caso conseguíssemos colocar pressão suficiente na areia, aconteceria uma espécie de compactação, e elas ficariam com o mesmo volume da areia seca, uma vez que a água preenche os vazios existentes na areia seca e, neste caso, as quantidades ficariam com o mesmo volume.
3) Pode-se quebrar a tensão superficial da água? Sim. Quando colocamos determinadas substâncias que são capazes de quebrar as moléculas da água.
OBSERVAÇÕES E CRÍTICAS Não foram encontradas grandes dificuldades, pois tínhamos todos os materiais necessários para a realização do experimento O experimento realizado de forma clara, porém seria interessante se tivesse sido realizado com outra substância qualquer a fim de comparar o nível de absorção de diferentes materiais.
CONCLUSÕES Esse experimento nos proporcionou entendermos o conceito de densidade a partir da utilização da areia em função de sua umidade. À medida que a água é acrescentada à areia sem umidade percebe-se que os espaços vazios entre os grânulos de areia são preenchidos com a água e, esses mesmo grânulos, absorverem certa quantidade de água. Porém esse processo tem um limite de absorção. Também foi observado que a absorção de água pela areia resulta numa dilatação, ou seja, um inchaço, aumentando o volume da amostra de acordo com a quantidade de água acrescida ao copo com areia.
BIBLIOGRAFIA CONSULTADA
Apresentação de slides da aula 7; Anotações de sala de aula.
