Curso de Engenharia Básico Química Geral e Tecnológica (Laboratório) Experimento: Polaridade e Condutividade Objetivo: constatar, na prática, evidências de que algumas substâncias são formadas por íons e outras por moléculas (polares ou apolares). E, ainda, diferenciar compostos que apresentam ligação iônica, covalente polar e covalente apolar. Introdução: Os compostos são combinações de elementos nos quais átomos de elementos diferentes estão presentes em uma razão constante e característica. Um composto é classificado como molecular se ele é formado por moléculas, e como iônico se ele é formado por íons. Molécula é um grupo discreto de átomos ligados em um arranjo específico. Íon é um átomo ou grupo de átomos com carga positiva ou negativa. As substâncias iônicas são compostos formados por partículas com carga elétrica positiva (íons positivos ou cátions) e por partículas com carga elétrica negativa (íons negativos ou ânions), sendo que essas partículas se mantêm ligadas umas às outras por forças de natureza elétrica. Isso não ocorre com substâncias moleculares ou covalentes. Nestas, as moléculas não são partículas com cargas elétricas, embora apresentem pólos elétricos (moléculas polares) ou não (moléculas apolares). As moléculas apolares não sofrem desvios por ação de campos elétricos, já as moléculas polares são desviadas pela ação de campos elétricos (Figura 1). Figura 1: Ação de campo elétrico em moléculas polares. Um soluto pode existir como íon ou molécula. Podemos identificar a natureza do soluto descobrindo se a solução deste soluto conduz corrente elétrica. Como a corrente é um fluxo de cargas, somente soluções que contêm cargas conduzem eletricidade, isto é, um líquido só permitirá a passagem de corrente elétrica se houver íons dissolvidos em seu interior. Uma substância que se dissolve para dar uma solução que conduz eletricidade é chamada de eletrólito. Um não-eletrólito é uma substância que se dissolve para dar uma solução que não conduz eletricidade. 1º semestre/2010 1 Curso de Engenharia Básico Química Geral e Tecnológica (Laboratório) Desenvolvimento experimental: - Materiais e reagentes: Buretas de 25 ou 50 mL, suportes com garra, béqueres, bastão de plástico e/ou vidro, funil, flanela, placas de Petri ou vidros de relógio, aparelho para medir condutividade, multímetro, água (H2O), álcool (CH3CH2OH), acetona (CH3COCH3), açúcar (CxHyOz), cloreto de sódio (NaCl), solução de açúcar, solução de NaCl. - Procedimento experimental: Ação de um campo elétrico (polaridade): 1- Monte três buretas de 50 ou 25 mL em três suportes universais, colocando sob cada uma delas um béquer de 100 mL. 2- Carregue a primeira bureta com água, a segunda com álcool e a terceira com acetona, identificando-as. 3- Abra a torneira da bureta com água, de modo a deixar correr um fio de água mais fino possível (um fio, e não gota a gota) de uma altura aproximada de 10 cm entre o bico da bureta e a boca do béquer. 4- Agora, atrite um bastão de plástico (caneta esferográfica) contra uma flanela e chegue-o para bem próximo do fio de água (sem encostar). Observações:____________________________________________________________ ______________________________________________________________________ ______________________________________________________________________ 5- Repita os passos 3 e 4 para a bureta com álcool. Observações:____________________________________________________________ ______________________________________________________________________ ______________________________________________________________________ 6- Repita os passos 3 e 4 para a bureta com acetona. Observações:____________________________________________________________ ______________________________________________________________________ ______________________________________________________________________ Condutividade elétrica: 1- Colocar (pequenas quantidades) em placas de Petri ou béqueres, devidamente etiquetados, água, álcool, açúcar ou sacarose, cloreto de sódio, solução de cloreto de sódio, solução de sacarose. 2- Ligar o aparelho para medir condutividade na tomada e introduzir os eletrodos nas diversas substâncias (vide esquema de aparelhagem da Figura 2), testando a condutividade elétrica das mesmas. OBS: Não coloque as mãos nos fios descascados e nem na solução quando o sistema estiver ligado. Limpar os eletrodos do aparelho com água destilada ao mudar de substância. 1º semestre/2010 2 Curso de Engenharia Básico Química Geral e Tecnológica (Laboratório) Figura 2: Esquema de aparelhagem para teste de condutividade 3- Completar a tabela abaixo com as observações (sim/não): Substância Acendimento da lâmpada Presença de íons Água Álcool Acetona Açúcar Cloreto de sódio Solução cloreto de sódio Solução de açúcar Questões para discussão: - Ação de campo elétrico (Polaridade): 1- As “espécies” formadoras das substâncias testadas neste procedimento são íons ou moléculas? Justifique sua resposta através do tipo de ligação química presente em cada “espécie”. 2- Com base em suas observações experimentais, classifique a “espécie” formadora de cada uma das substâncias testadas como polar ou apolar. Justifique sua resposta. - Condutividade elétrica: 1- No circuito montado, a lâmpada só acenderá se a substância testada completá-lo, fechando o circuito elétrico, ou seja, se for condutora de eletricidade. Dentre as sustâncias testadas, quais são condutoras e quais não são condutoras? 2- Quais são as espécies e a condição de movimentação das mesmas em um material para que este conduza corrente elétrica? 1º semestre/2010 3 Curso de Engenharia Básico Química Geral e Tecnológica (Laboratório) 3- Explique a igualdade ou diferença de condutividade entre os sólidos e as soluções aquosas das substâncias cloreto de sódio e sacarose (açúcar) em termos da natureza e movimentação das espécies presentes nas mesmas? 4- Uma substância formada por moléculas polares é, a princípio, condutora de eletricidade? Justifique sua resposta. Glossário: Eletrodo: condutor metálico que entra em contato com um eletrólito em uma célula eletroquímica. Eletrólito: substância que se dissolve para formar uma solução que conduz eletricidade. Mistura homogênea: mistura em que os componentes estão distribuídos uniformemente, mesmo na escala molecular. Solução: uma mistura homogênea. Soluto: substância dissolvida. 1º semestre/2010 4