sábado, 1 de agosto de 2009

Instrumentos, equipamentos e materiais básicos de laboratório

INTRODUÇÃO

Um laboratório é uma sala ou espaço físico normalmente equipada com diversos instrumentos de medição onde se realizam experiências, cálculos, análises químicas ou biológicas e medições físicas.

É comum na prática laboratorial a utilização de modelos físicos e de modelos matemáticos.


EQUIPAMENTOS

Os laboratórios possuem, normalmente computadores e equipamentos específicos, dependendo de suas finalidades (laboratórios de química, de física, de biologia, de clínica médica, de hidráulica, de solos, de aeronáutica, de automóveis , etc).

Nos laboratórios de química, normalmente, há pelo menos uma capela de laboratório onde produtos químicos tóxicos e perigosos podem ser manipulados sem risco. Isto reduz, e geralmente, elimina o risco de inalação dos gases tóxicos produzidos pela reação dos produtos químicos.

Nos laboratórios, há habitualmente uma ou várias pias para lavar as mãos. Extintores são instalados , para ajudar a apagar o fogo no caso de incêndio. Há igualmente um dispositivo para lavar os olhos e um chuveiro no caso dos produtos químicos vazarem sobre as roupas, a pele ou os olhos exceto em laboratórios de tecnologia e de física, onde não se utiliza vidraria, capela e produtos químicos tóxicos.

Em anexo ao laboratório, há habitualmente um ou vários locais onde os produtos químicos secos e úmidos são armazenados, onde se prepara todos os reagentes como ácidos, bases, soluções tampão, solução e onde se distribui a vidraria, o pequeno material e os equipamentos de proteção individual do pessoal. Num laboratório de tecnologia ou de física, estas salas adicionais, em geral, são utilizadas para o armazenamento dos equipamentos e como atelier de reparo.

Freqüentemente, uma sala é reservada à purificação dos reagentes ou, no caso da bioquímica, a esterilização dos equipamentos.

O equipamento e a orientação de um laboratório dependerão finalmente do seu objetivo.

Os laboratórios de universidade, e em geral os de análise química ou bioquímica contêm da vidraria em grande quantidade.

Como equipamentos comuns de laboratório, pode-se ter as centrífugas para separar os sólidos dos líquidos, os espectrofotômetros para medir a adsorbância óptica de um líquido a um comprimento de onda definido (medida da cor), trompas para fornecer a aspiração , e termostatos para manter uma temperatura fixa e definida.

Os laboratórios de microbiologia têm habitualmente salas separadas com pressão negativa para impedir a entrada de bactérias nocivos. O ar passa, em geral, por um certo número de filtros e é expulso da sala.

Os laboratórios previstos para tratar sérias de amostras, como os destinados à análise para o meio ambiental ou análises clinícas são equipados de aparelhos especializados automatizados concebidos para tratar muito de amostras. A pesquisa e a experimentação não são uma prioridade nestes laboratórios; o objetivo é oferecer um resultado rápido e fiável.


VIDRARIAS

Existem muitas vidrarias presentes em um laboratório, e neste experimento estão presentes alguns, os quais daremos seus conceitos. Sao eles:

Béquer. É de uso geral em laboratório. Serve para fazer reações entre soluções, dissolver substâncias sólidas, efetuar reações de precipitação e aquecer líquidos. Pode ser aquecido sobre a tela de amianto.

Pipeta volumétrica. Usada para medir e transferir volume de líquidos, não podendo ser aquecida, pois possui grande precisão de medida. Medem um único volume, o que caracteriza sua precisão.

Pipetador (pêra). Bomba de sucção para pipetar fluidos.

Pipeta graduada. Utilizada para medir pequenos volumes. Mede volumes variáveis. Não pode ser aquecida e não apresenta precisão na medida.

Proveta. Serve para medir e transferir volumes variáveis de líquidos em grandes quantidades se necessário. Pode ser encontrada em volumes de 25 até 1000mL. Não pode ser aquecida.

Balança digital. Usada para a medida de massa de sólidos e líquidos não voláteis com precisão de até quatro casa decimais.

Bico de Bunsen. É a fonte de aquecimento mais utilizada em laboratório. Mas contemporaneamente tem sido substituído pelas mantas e chapas de aquecimento. Deve-se evitar seu uso quando utilizamos substâncias inflamáveis dentro do recipiente que se quer aquecer.


CONDIÇÕES GERAIS EM UM LABORATÓRIO

Temperatura. A temperatura ambiental normal é de 20°C, com algumas tolerâncias, dependente do tipo de experimento ou de medição que se quer realizar. As variações de temperatura (dentro da banda de tolerância) devem ser suaves. Por exemplo, no laboratório de metrologia dimensional, a variação de temperatura deve ser limitada à 2°C/h (num intervalo de tolerância de 4°C).
Umidade. Normalmente, convém que seja fraca visto que ela acelera a oxidação dos instrumentos metálicos.No entanto, considera-se que a umidade do laboratório não deva ser superior a 50% quando a finalidade é evitar a oxidação de certos aparelhos. Para laboratórios cujo foco é a realização de culturas biológicas, o ideal é que a umidade do ar esteja acima 20% até 70%.
Pressão. Nos laboratórios industriais, a pressão deve ser ligeiramente superior à pressão atmosférica , para evitar a entrada de ar na abertura das portas de acesso. No caso de laboratórios que apresentam riscos biológicos (manipulação de agentes infecciosos), a situação deve ser oposta, porque o ar, que pode ser contaminado, não deve poder sair do laboratório; neste caso, a pressão do ambiente deve ser ligeiramente abaixo da pressão atmosférica.
Rede elétrica. As variações de tensão na rede devem ser evitadas para medições elétricas. Estas variações de tensão podem influenciar os resultados das medições.
Pó. Deve ser controlada. Nos laboratórios de interferometria, por exemplo, a presença de poeira altera o comportamento da luz que atravessa o ar.
Vibrações e ruído. O barulho e as vibrações podem influenciar o resultado das medidas realizadas por técnicas mecânicas. É o caso de medidas feitas com os instrumentos que medem as coordenadas, por exemplo.


OBJETIVO

Integrar os alunos com o laboratório com o qual está trabalhando, mostrando as vidrarias, equipamentos e soluções existentes, ensinando técnicas de manuseios e efetuação dos instrumentos de medidas (de massa, volume e temperatura), assim, comparar a sensibilidades de diferentes equipamentos de mesma capacidade e mostrar como tratar os dados obtidos através das observações.


PARTE EXPERIMENTAL

1. COMPARAÇÃO DA PRECISÃO DE FRASCOS VOLUMÉTRICOS

a) Materiais utilizados

* Três béquer
* Uma pipeta volumétrica de 25 mL
* Um pipetador (pêra)
* Uma pipeta graduada de 10 mL
* Uma proveta de 100mL
* Água
* Uma balança semi-analítica

b) Procedimentos e Dados obtidos

Pegamos os três béquer, limpos e secos, os numeramos cada um deles e em seguida os pesamos.

Em seguida, utilizando a pipeta volumétrica de 25mL, com o auxílio do pipetador (pêra), transferimos 25mL de água para o béquer 1. Repetimos o procedimento anterior com o béquer 2, mas utilizando a pipeta graduada de 10mL, porém, essa transferência foi realizada em três etapas. Por fim, enchemos a proveta até a marca 25mL com água e o transferimos para o béquer 3.

Após, enchermos os três béquer, os pesamos novamente, para determinarmos a massa da água e compararmos os instrumentos de medida utilizados. Os dados obtidos foram os seguintes:


  • Béquer 1
Massa do béquer + água(g) = 81,8112

  • Béquer 2
Massa do béquer + água(g) = 87,1420

  • Béquer 3
Massa do béquer + água(g) = 71,7049

Esses valores correspondem as massas do béquer ao adicionarmos 25 mL de água em cada.


Para o cálculo do valor da massa da água dar-se da seguinte maneira:

Massa(água) = Peso(béquer + água) – Peso(béquer)

Logo, as massas da água são:

* Para o béquer 1

Massa(água) = Peso(béquer + água) – Peso(béquer)

Massa(água) = 81,8112 – 57,3770

Massa(água) = 24,4342 g

* Para o béquer 2

Massa(água) = Peso(béquer + água) – Peso(béquer)

Massa(água) = 87,1420 – 63,0197

Massa(água) = 24,1223 g

* Para o béquer 3

Massa(água) = Peso(béquer + água) – Peso(béquer)

Massa(água) = 71,7049 – 46,6440

Massa(água) = 25,0609 g


Valores da massa da água:

  • Béquer 1
Massa da água(g) = 24,4342

  • Béquer 2
Massa da água(g) = 24,1223

  • Béquer 3
Massa da água(g) = 25,0609


Observamos que entre os três instrumentos de medida (pipeta volumétrica, pipeta graduada e proveta) a mais precisa foi a que utilizamos para transferir as 25mL de água para o béquer 2, que foi a pipeta graduada de 10mL.


2. MANUSEIO DO BICO DE BUNSEN

a) Materiais utilizados

* Um bico de Bunsen
* Palitos de fósforos

b) Procedimentos e Dados obtidos

Primeiramente, acendemos o bico de Bunsen com a entrada de ar fechada, e observamos uma chama amarela (chama oxidante). Porém, ao abrimos a entrada de ar e observamos uma chama azul (chama redutora).

Em seguida, colocamos um palito de fósforo na chama amarela e depois na chama azul, tiramos as seguintes observações:

* Na chama amarela o palito de fósforo queimou mais devido a oxidação do mesmo, a pequena quantidade de ar, e presença de carbono.
* Já na chama azul, o palito queima apenas as beiradas, pois, há uma parte interna da chama onde o gás não é queimado.


CONCLUSÃO

Ao final desta experiência avaliamos a precisão de instrumentos tais como: pipeta volumétrica, pipeta graduada, e proveta, e concluímos que dentre estes o mais preciso foi a pipeta graduada. Após, investigamos a queima das chamas amarela (oxidante) e azul (redutora), onde foi observado que a chama amarela queima mais do que a chama azul devido à pequena quantidade de ar (porque a entrada de ar encontrava-se fechada), ter uma forma irregular, ser uma chama fria e apresentar carbono.


REFERÊNCIAS

LABORATÓRIO. Disponível em:
http://pt.wikipedia.org/wiki/Laborat%C3%B3rio. Acessado em: 20.07.09 às 11:02h.
O QUE É PÊRA? Disponível em:
http://br.answers.yahoo.com/question/index?qid=20080824183148AAeSMYX. Acessado em: 17.07.09 às 21:54h.
LABORATÓRIO DE QUÍMICA. Disponivel em:
http://www.brasilescola.com/quimica/laboratorio-quimica.htm. acessado em: 17.07.09 às 21:21h.
O LABORATÓRIO E A ANÁLISE DE QUÍMICA. Disponível em:
http://www.brasilescola.com/quimica/o-laboratorio-analise-quimica.htm.
Acessado em: 17.07.09 às 21:13h.



Este relatório foi elaborado pelos seguintes alunos:
Kedma Gaspar e outros.
Acadêmicos de Licenciatura em Química – Lab. Química Inorgânica
Instituto federal de educação, ciência e tecnologia do Amazonas - IFAM

segunda-feira, 20 de julho de 2009

Feliz dia do Amigo

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sábado, 18 de julho de 2009

Algumas questões à respeito da chuva ácida


Quais os principais gases que forma a chuva ácida? E em que condições atmosféricas ela se forma?


A chuva ácida é a designação dada à chuva, ou qualquer outra forma de precipitação atmosférica, cuja acidez seja substancialmente maior do que a resultante da dissociação do dióxido de carbono (CO2) atmosférico dissolvido na água precipitada (chuva). Os dois principais grupos de compostos que geram a acidez da precipitação (chuva) são os óxidos de nitrogênio (N2O, NO e NO2) e os óxidos de enxofre (SO2 e SO3), com predominância para estes últimos, os quais são esmagadoramente de origem das ações do homem sobre o ambiente ou a natureza.

A formação da chuva ácida ocorre essencialmente pela via úmida, tendo a deposição seca um papel secundário (exceto nas proximidades de instalações industriais que emitam grandes volumes de partículas para o ar).

A formação pela via úmida ocorre quando alguma forma de precipitação (chuva, neve, granizo ou outra) remova os compostos ácidos da atmosfera depositando-os sobre a superfície. Este tipo de precipitação pode resultar na precipitação das gotículas onde se formaram os ácidos ou do arraste pela precipitação de aerosóis existentes nas camadas atmosféricas atravessadas pela precipitação em queda.

Apesar de menos significativa, a deposição a seco, isto é aquela que ocorre na ausência de precipitação (chuva), representa cerca de 20 a 40% da deposição ácida total nas regiões industrializadas. Para além da deposição de material sólido em suspensão no ar, este tipo de deposição também inclui a aderência e absorção de partículas e gases na superfície da vegetação, nos solos e materiais geológicos e nas estruturas construídas.



Qual a origem dos compostos formadores da chuva ácida?

Diferentemente do CO2, os óxidos de enxofre (SO2 e SO3) e de nitrogênio (N2O, NO e NO2) presentes na atmosfera formam ácidos fortes, aumentando a acidez da água da chuva.

A principal causa de acidificação da precipitação (chuva) é a presença na atmosfera de óxidos de enxofre (SOx), com destaque para o dióxido de enxofre (SO2), um gás proveniente da oxidação de compostos de enxofre (S) contidos nos combustíveis fósseis e na matéria orgânica que é queimada. Outra importante fonte de gases contendo enxofre são as emissões dos vulcões.

Na atmosfera ocorrem as seguintes reações:

2CO2 + O2 -----> 2CO3

SO3 + H2O -----> H2SO4

Reações semelhantes ocorrem com os óxidos de nitrogênio. Como o ar é formado de N2 e O2, durante as tempestades, os raios provocam a seguinte reação: N2 + O2 -----> 2NO, e conseqüentemente

2NO + O2 -----> 2NO2

2NO2 + H2O -----> HNO2 + HNO4

2HNO2 + O2 -----> 2HNO3

Apesar do (N2) ser o gás mais abundante na composição da atmosfera da Terra, aquele elemento na sua forma biotômica é muito pouco reativo. Para reagir com o oxigênio gasoso precisa de grande quantidade de energia sob a forma de altas temperaturas e pressões ou uma via catalítica adequada. Para além da conversão bioquímica que ocorrem em organismos especialmente adaptados à fixação do nitrogênio, na natureza a oxidação do nitrogênio apenas ocorre nas descargas elétricas das trovoadas, fazendo dos óxidos de nitrogênio compostos em geral pouco comuns. Esta situação alterou-se profundamente nas regiões industrializadas com a introdução dos motores a explosão. Naqueles motores, as pressões e temperaturas cridas no interior dos cilindros levam à oxidação do nitrogênio do ar ali injetado, formando uma complexa mistura de óxidos de nitrogênio, em geral designados por NxOx, que é libertada para a atmosfera com os gases de escape. São estes gases que, reagindo com os componentes da atmosfera, em particular com a água, formam ácido nitroso (HNO2) e ácido nítrico (HNO3), ácidos fortes que contribuem poderosamente para a acidificação da precipitação (chuva).




Qual o seu efeito sobre o mármore? E sobre a natureza?

No mármore

Sabemos q a chuva ácida pode ser proveniente tanto do S (enxofre) como N (nitrogênio) produzindo dois ácidos : H2SO4 e HNO2 todos dois sendo capaz de trazer vários danos ao meio.

Num primeiro momento, em região poluída com SO3 há formação de H2SO4, conforme a reação a seguir:

SO3 + H2O -----> H2SO4

O H2SO4 torna a chuva ácida, por abaixar seu pH.

Em seguida, ocorre uma reação entre o H2SO4 e as estátuas de mármore (CaCO3), conforme descrito a seguir:

H2SO4 + CaCO3 -----> CaSO4 + H2CO3 (instável)

como o H2CO3 é instável vai se dissociar em H2O e CO2

a reação de uma forma mais correta seria:

H2SO4 + CaCO3 -----> CaSO4 (gesso) + H2O + CO2

é uma reação de dupla troca, e uma evidência de que essa reação realmente ocorre é a liberação de gás, no caso, o CO2 (gás carbônico).

É óbvio que ao se transformar o mármore em gesso, ocorrerão danos irreversíveis à estátua original de mármore.



Na natureza

Estudos ecotoxicológicos demonstraram que a chuva ácida tem impactos adversos sobre as florestas, massas de água doce e os solos, matando plâncton, insetos, peixes e anfíbios. Também demonstraram efeitos negativos sobre a saúde humana. Para, além disso, a chuva ácida aumenta a corrosividade da atmosfera, causando danos em edifícios e outras estruturas e equipamentos expostos ao ar.

A maioria dos rios e lagos possuem um pH entre 6 e 8. O pH dos lagos no entanto pode atingir valores aproximados a 5 quando os solos e a água não têm a capacidade de neutralizar a chuva ácida, todos os organismos que vivem em meios aquáticos poderão morrer por conseqüência deste fenômeno. Os sapos suportam as variações de pH maiores e poderiam resistir, mas se o seu alimento também desaparecer acabarão morrendo. À medida que a acidez dos lagos aumenta os peixes vão desaparecendo. Mesmo que alguns mais resistentes consigam sobreviver, é muito difícil que a sua continuidade esteja assegurada uma vez que os seus ovos não têm hipóteses de eclodir.

As árvores são danificadas pela chuva ácida de vários modos: a superfície serosa das suas folhas é rompida e nutrientes são perdidos, tornando as árvores mais susceptíveis a gelo, fungos e insetos; o crescimento das raízes torna-se mais lenta e, em consequência, menos nutrientes são transportados; iões tóxicos acumulam-se no solo, causando fitotoxicidade, em geral afetando as zonas de crescimento das raízes, e minerais valiosos são dispersos e arrastados pelas águas ou (como no caso dos fosfatos) ligam-se às argilas de forma a ficarem inacessíveis para mobilização pelas raízes.






Como os técnicos chamam a escala que mede o grau de acidez da água? Qual a variação de valores dentro dessa escala?

O pH indica o grau de acidez da água, toda água possui uma certa quantidade de substâncias reagentes ácidas e alcalinas (básicas), se a água possuir mais ácidos do que bases ela é considerada ácida e se possuir mais bases do que ácidos ela é alcalina, se eles estiverem em equilíbrio ela é considerada neutra.

O pH refere-se a uma medida que indica se uma solução líquida é ácida (pH < ph =" 7),"> 7). De um líquido de acidez máxima, diz-se que seu pH é 14. Um líquido neutro é, logicamente, de pH = 7. Quando nos referimos a uma água de pH = 7,2 estamos falando de uma água ligeiramente alcalina e quando falamos de um pH = 6,8 estamos falando de uma água ligeiramente ácida. Uma solução neutra só tem o valor de pH = 7 a 25 °C, o que implica variações do valor medido conforme a temperatura.



Qual a diferença entre chuva ácida e efeito estufa?

O Efeito estufa retém os raios solares na crosta terrestre e consequentemente aquece a temperatura. Chuva ácida é o resultado da combinação da concentração de partículas poluídas suspensas na atmosfera, geralmente em regiões densamente povoada, quando chove as gotas carregam esses poluentes para o solo.

A Chuva ácida é quando numa cidade industrializada (metrópoles e megalópoles) se concentra junto às nuvens diversos produtos químicos, quando chove esses produtos descem junto com a água da chuva, deteriorando gradativamente estátuas, esculturas, construções e até estruturas metálicas. E vale lembrar que pelas nuvens serem levadas pelo vento, a chuva pode cair em outras cidades se indústrias.

Efeito estufa é quando a camada de poluição forma um "teto" na atmosfera, os raios solares entram no planeta e quando deveriam ser refletidos para fora do globo terrestre, ficam presos na terra e não podem sair devido o escudo de poluição que se formou, a permanência dessa presença de calor proveniente dos raios aquece cada vez mais o planeta.