Química Geral Experimental 02/2015 Experimento 5 Determinação do teor de álcool etílico na gasolina Objetivo Determinar o teor de álcool etílico na gasolina Comercial. Temas abordados Substâncias puras e misturas, momento de dipolo das moléculas, forças intermoleculares, ermoleculares, regra geral de solubilidade, análise quantitativa, teste de qualidade, normas técnicas, compreender a identificar os erros inerentes i aos métodos analíticos, tratamento estatístico dos dados, laudo técnico. Materias e reagentes A gasolina é um mistura homogênea de hidrocarbonetos de diferentes tamanhos além do álcool. Quando fizermos alguma discussão com relação as propriedades da gasolina (sem álcool) podemos usar o isooctano, C8H18, como exemplo, mplo, componente principal desta mistura. Laboratório: Régua escolar de 15cm Argola para o funil (na capela) Suporte (na capela) Funil de separação (ou decantação) (na capela) Densímetro comercial (ou alcoômetro). Gasolina comercial NaCl(s) Iodo(s) Permanganato de potássio(s) Por equipe: Proveta de 100 mL com tampa Garra para bureta Suporte Bureta de 50 mL Pipeta volumétrica de 25 mL Pêra de sucção Béquer de 50 mL (2) Pipeta de Pasteur (conta gotas) Pisseta com água Tudo de ensaio (3)) + Suporte de tubo de ensaio Procedimentos Experimental 1ª Parte) Teste de polaridade 1- Coloque água numa bureta de 50mL e deixe escorrer livremente sob um béquer. 2- Aproxime um corpo carregado do filete de água, por 20 Química Geral Experimental 02/2015 exemplo, uma régua de plástico anteriormente esfregada numa Os átomos de oxigênio são mais blusa de lã, você vai observar que o filete de água sofre um eletronegativos que os átomos de grande desvio, como ilustrado na figura abaixo. hidrogênio, portanto na molécula de água o centro de carga positiva não coincide com o centro de carga negativa. Neste caso, a molécula de água é polar, formando um dipolo, e este experimento pode ser utilizado como prova deste fato. O mesmo efeito deve acontecer, porém com intensidade diferente, se tivéssemos etanol no lugar da água. No caso do benzeno ou do heptano o escoamento do líquido não é afetado pela proximidade de um corpo carregado. Figura 1: Teste de polaridade 3- Em seguida, teste a gasolina sem álcool. 1ª Parte) Determinação do teor de álcool na gasolina. ATENÇÃO: Como a gasolina 1- Colocar 50 mL de gasolina comercial em uma proveta de contém álcool, deixe para fazer 100 mL, cuja resolução de escala seja igual ou inferior a 1 mL. este teste depois que separar o 2- Adicionar água (alguns procedimentos sugerem a adição de álcool da gasolina. uma solução aquosa de NaCl 10%) até completar a proveta (100mL).. Tapar a proveta e agitar com cuidado para evitar a formação de emulsão, invertendo--a verticalmente de forma ATENÇÃO: Não descarte a lenta. 3- Deixar em repouso (10 minutos) e aguardar até a completa mistura da proveta na pia, use o definição da interface entre as duas fases. Anotar a variação variaç do funil de separação e separe a gasolina “sem álcool” em volume da fase aquosa. recipiente próprio, a fase aquosa pode ser descartada na pia Vfase aquosa = __________ mL Válcool=Vfase aquosa – Vinicial de água = ________mL ______ 4- Determine o teor de álcool na gasolina. %= | á | 100=_________________% 5- Anote os resultados de todos os grupos no quadro abaixo, faça os cálculos da média e desvio médio. Tabela 1: Teor de álcool na gasolina Equipe Teor 1 2 3 4 5 21 Química Geral Experimental 02/2015 6 7 8 Média do Volume Desvio padrão Desvio padrão da média Intervalo (99% de confiança) 2ª Parte) Determinação do teor de álcool na gasolina gasolina: outro Dedução da equação da densidade caminho. da mistura em função d do teor de álcool. O índice 1 refere-se ao 1- Separe a fase aquosa usando o funil de decantação; decantação álcool e 2 a água,, sem índice refere-se a solução. = + = = = = Figura 2: Funil de decantação ou separação 2- Pipetar 25 mL da fase aquosa e pesar essa amostra em um ( béquer de 50 mL; = 3- Determinar a densidade da amostra em g/mL; = d=m/V=________________ =________________ g/mL + = − ( + ( − ) + ( − ) + − ) ) + ) 4- Usando a equação para densidade da mistura determine o finalmente teor de álcool na amostra; d= +( − d= ) +( − ) em que T=V1/V=%V/V=oGL. logo = =_____________ % %V/V No final da parte 1 e 2 pode-se 5- Usando o teor de álcool na solução aquosa, T, achar o teor juntar a fase aquosa de todas as equipes numa proveta d de 1L e de álcool na gasolina, T2; usar o alcoômetro para determinar a densidade da × = =_______________% V/V solução, nosso T. Posteriormente podemos determinar o T2, pelo mesma equação apresentada. 22 Química Geral Experimental 02/2015 Tabela 2:: Teor de álcool na gasolina – caminho 2 Equipe Teor 1 2 3 4 5 6 7 8 Média do Volume Desvio padrão Desvio padrão da média Intervalo (99% de confiança) 3ª Parte) Caracterização das partes. partes Procedimento D: Caracterização das fases 1- Preparar a mistura (gasolina+iodo iodo) no tubo de ensaio. Observar e desenhar cada solução indicando quais componentes presentes em cada fase. 2- Preparar a mistura (água+iodo)) no tubo de ensaio. Observar e desenhar cada solução indicando quais componentes Figura 4: Gráfico da equação d= +( − ) presentes em cada fase. 3- Preparar a mistura (gasolina+água água) no tubo de ensaio. Observar e desenhar har cada solução indicando quais componentes presentes em cada fase. Em seguida adicionar iodo e agitar. Observar e anotar o resultado. 4- Limpe os tubos de ensaio; 5- Preparar a mistura (gasolina+KMnO4 KMnO4) no tubo de ensaio. Observar e desenhar cada solução indicando quais componentes presentes em cada fase. 6- Preparar a mistura (água+KMnO4) KMnO4) no tubo de ensaio. Observar e desenhar cada solução indicando quais componentes presentes em cada fase. 7- Preparar a mistura (gasolina+água água) no tubo de ensaio. Observar var e desenhar cada solução indicando quais componentes presentes em cada fase. Em seguida adicionar KMnO4 e agitar. Observar e anotar o resultado. 23 Química Geral Experimental 02/2015 Figura 3:: (a) água, água+I2, água+KMnO4, (b) gasolina, gasolina+I2, gasolina+KMnO4 e (c) água+gasolina, água+gasolina+I2, água+gasolina+KMnO4 +KMnO4 Referências [1] Explorando a Química na Determinação do Teor de Álcool na Gasolina; Melissa Dazzani, Paulo R.M. Correia, Co Pedro V. Oliveira e Maria Eunice R. Marcondes, QUÍMICA NOVA NA N ESCOLA, N° 17, MAIO 2003. [http://qnesc.sbq.org.br/online/qnesc17 qnesc17/a11.pdf] Sugestões de leitura [1] A densidade e a evolução do densímetro. Bruno de Moura Oliveira e outros. Revista Brasileira asileira do Ensino de Física, v35, n1,2013. [http://www.sbfisica.org.br/rbef/pdf/351601.pdf] [2] Medição da densidade do óleo: uma discussão sobre sua otimização e diminuição dos custos via incerteza relativa da medição. V.L.B. de Jesus. Revista Brasileira Brasileir do Ensino de Física,v30, n3, 2008. [http://www.scielo.br/pdf/rbef/v30n3/3302.pdf] Questionário 1) Porque a gasolina não pode ser adulterada com água? 2) Porque deve-se se utilizar uma solução de NaCl 10% como fase aquosa? Por que não deve ser utilizada água destilada? 3)) Quais qualidades (características) do extrator são necessárias para haver baixo erro experimental? 4)) Quais são as fontes de erros existentes nessa prática? O que pode ser feito para evitá-los? 24