Reação de oxirredução

Transcrição

1 Reação de oxirredução Estudar, por meios de materiais simples, exemplos de reações de oxirredução. Cerca de 20 minutos. 2 béqueres de 100 ml palha de aço solução de sulfato de cobre (CuSO4) 0,25 mol/l solução de hidróxido de sódio (NaOH) 1 mol/l (soda cáustica) 1 pipeta de 2 ml 1 pipetador de borracha 1 proveta de 25 ml Cuidados e descartes: Manusear as substâncias com cuidado, pois alguns acidentes podem causar danos irreparáveis. Em caso de acidente, chamar o professor e informar o que ocorreu claramente. Sulfato de cobre. Substância tóxica que pode causar danos graves à saúde ou causar a morte se ingerida. Hidróxido de sódio comercial (soda cáustica) Base forte que provocam queimaduras e ferimentos na pele e nos olhos. A ingestão deste produto pode causar lesões graves e pode ser fatal. a-) Colocar 20 ml da solução de cobre no béquer e, a seguir, um pedaço de palha de aço. Agitar e durante 5 minutos observar. Anotar as observações. Observar se a solução ficou completamente incolor após a reação com a palha de aço. Se ainda restar alguma cor azul, colocar mais palha de aço, agitar e durante 5 minutos observar. Repetir a adição de palha de aço até que a solução fique incolor ou levemente amarelada. b-) Colocar a solução resultante do item a e 2 ml da solução de soda cáustica em um copo. Agitar e durante 10 minutos observar. Atentar para as cores que forem surgindo.anotar as observações.

2 Formação de óxido superficial Estudar reações de oxirredução através da reatividade do alumínio. Cerca de 20 minutos. - chapa de alumínio - solução de cloreto de mercúrio II (HgCl2) 0,5 mol/l - papel de filtro Cuidados e Descartes Manusear as substâncias com cuidado, pois alguns acidentes podem causar danos irreparáveis. Em caso de acidente, chamar o professor e informar o que ocorreu claramente. a) Colocar algumas gotas da solução de HgCl2 sobre a superfície da chapa de alumínio previamente limpa (vide esquema abaixo). Se necessário, lixar com lixa bem fina. Deixar a gota por aproximadamente 3 minutos. gota de solução de cloreto de mercúrio b-) Em seguida lavar e secar a superfície da chapa de alumínio com o papel de filtro. Deixar a chapa exposta ao ar. Resultados: Quando colocou-se a gota de HgCl2 na chapa de alumínio, observou-se a formação de precipitado cinza e formação de bolhas. Depois de lavar e limpar a superfície de alumínio, observou-se que cresceu um pó branco, (acinzentado) na área onde foi colocada a gota da solução de HgCl2. Este cresceu continuamente.

3 Construção de uma pilha Esta prática tem por objetivo a construção de uma pilha de Daniel utilizando uma lâmpada para detectar a corrente elétrica gerada. aproximadamente 20 minutos. 130 ml de solução aquosa de sulfato cúprico 1 mol/l 130 ml de solução aquosa de sulfato de zinco 1 mol/l 2 cabos jacaré/ jacaré 1 lâmina de zinco metálico, com 10 cm de comprimento e 2 cm de largura 1 lâmina de cobre metálico, com 10 cm de comprimento e 2 cm de largura 1 lâmpada miniatura de 1,0 V com soquete 1 béquer de 400 ml ou um recipiente transparente de mesmo volume 1 vela de filtro de água (que terá função de um recipiente poroso) palha de aço Cuidados e descarte: Sais inorgânicos se ingeridos podem causar vômitos, diarréia, dores de cabeça, perda dos sentidos e aceleração do sistema nervoso central. Muitos deles provocam irritação da pele; neste caso deve-se lavar o local com muita água e sabão. Alguns sais podem liberar gases venenosos quando o ph do meio em que estão dissolvidos muda. Em todos os casos deve-se procurar orientação médica. Todo o resíduo de produtos químicos deve obrigatoriamente ser descartado em frascos apropriados para tal e nunca ser descartado na pia ou outro lugar. 1. Limpe a lâmina de zinco com palha de aço para remover a parte oxidada do metal. 2. Corte a extremidade plástica da vela e adicione a solução de sulfato de cobre no seu interior. 3. Introduza a lâmina de cobre dentro da vela, de modo que uma pequena parte fique fora da solução, onde será feita a conexão elétrica. 4. Coloque a solução de sulfato de zinco no béquer com a lâmina de zinco imersa neste recipiente. 5. Coloque a vela com cuidado dentro do béquer 6. Conecte uma das extremidades do cabo a lâmina de cobre e ligue a lâmina de zinco à extremidade do outro cabo. 7. As extremidades dos fios que ficaram livres devem ser ligadas ao soquete da lâmpada. A lâmpada deverá acender confirmando a transferência de elétrons. 8. Meça a diferença de potencial da pilha com auxílio de um voltímetro. Esquema do experimento

4 Construção da pilha de limão Esta prática tem por objetivo a construção de uma pilha de limão e será utilizado um voltímetro para detectar a corrente elétrica gerada. Cerca de 10 minutos. Material e reagentes limão clips tachinha 2 fios elétricos multímetro palha de aço 1. Limpe a tachinha com palha de aço para remover a parte oxidada do metal. 2. Finque a tachinha no limão. 3. Finque o clips no limão. 4. Conecte a tachinha ao multímetro utilizando um fio elétrico, depois conecte o cilps ao multímetro utilizando o outro fio elétrico. 5. Observe o potencial. Esquema do experimento

5 Construção de uma bateria Esta prática tem por objetivo a construção de uma bateria através da associação de três pilhas em série. Será utilizada uma lâmpada para detectar a corrente elétrica gerada. Cerca de 20 minutos. Material e reagentes 130 ml de solução aquosa de sulfato cúprico 1 mol/l 130 ml de solução aquosa de sulfato de zinco 1 mol/l 2 cabos jacaré/ jacaré 3 placas de zinco metálico 3 placas de cobre metálico 1 lâmpada miniatura de 2,5 V com soquete 2 vidros de relógio (ou pratos) filtro de papel (para coar café) ou pano palha de aço Cuidados e descarte: Sais inorgânicos se ingeridos podem causar vômitos, diarréia, dores de cabeça, perda dos sentidos e aceleração do sistema nervoso central. Muitos deles provocam irritação da pele; neste caso deve-se lavar o local com muita água e sabão. Alguns sais podem liberar gases venenosos quando o ph do meio em que estão dissolvidos muda. Em todos os casos deve-se procurar orientação médica. Todo o resíduo de produtos químicos deve obrigatoriamente ser descartado em frascos apropriados para tal e nunca ser descartado na pia ou outro lugar. 1. Limpe os 3 eletrodos de cobre e 3 eletrodos de zinco com a palha de aço. 2. Recorte 6 placas do papel de filtro (ou pano), um pouco maiores que as placas de cobre e de zinco. 3. Coloque um pouco da solução de sulfato de cobre em um dos vidros de relógio (ou pano) e um pouco da solução de sulfato de zinco no outro 4. Embeba 3 das placas de filtro de papel em uma das soluções e 3 placas restantes na outra solução. 5. Monte a bateria, intercalando os eletrodos e as placas filtro de papel (ou pano) embebidos na seguinte seqüência: Esquema do experimento 6. Feche o circuito como indicado na figura e observe o acendimento da lâmpada. 7. Meça a diferença de potencial da pilha com auxílio de um voltímetro.

6 Eletrólise da água Promover a quebra de moléculas de água em seus átomos: Hidrogênio (H) e Oxigênio (O). Aproximadamente 40 min. Materiais e reagentes: 1 conjunto de eletrólise 2 grampos 1 bateria 1 tubo de ensaio solução de hidróxido de sódio (NaOH) 0,1 mol/l Ao receber o sistema para realizar a eletrólise, retire a rolha, encha o sistema com uma solução de hidróxido de sódio 0,1 mol/l. Observe bem as instruções para que a experiência dê certo. Não deixe a solução cobrir as seringas totalmente. Coloque a solução até o nível indicado no desenho; Ao colocar o eletrólito (hidróxido de sódio), é importante observar que as mangueiras estejam desobstruídas (sem os grampos); Após encher o recipiente até o nível indicado pela figura, coloque os grampos nas mangueiras; Em momento algum do experimento você irá utilizar a rolha. Ela somente deverá tampar o orifício no centro da tampa após o final da experiência, após recolher a solução; Ligue os fios à bateria e observe o que acontece. Retire o grampo da mangueira contendo o gás hidrogênio, e recolha-o em um tubo de ensaio. Repita este procedimento com o gás oxigênio. A seguir aproxime um fósforo aceso da boca do tubo, conforme o esquema.

7 Eletrólise da solução aquosa de iodeto de potássio Esta prática tem por objetivo realizar a eletrólise de uma solução aquosa de iodeto de potássio e identificar os produtos da eletrólise. Cerca de 20 minutos. tubo de ensaio pilha de lanterna 1,5V 2 fios elétricos de 15 cm cada 2 fios de cobre iodeto de potássio (0,5 g) solução aquosa de amido solução alcoólica de fenolftaleína solução aquosa de hidróxido de sódio (NaOH) tintura de iodo Cuidados e descarte: O hidróxido de sódio (NaOH) é um sólido iônico branco, altamente higroscópico. Sendo uma base muito forte, possui efeito altamente corrosivo sobre a pele. Devido à sua tendência de reagir com gorduras, a soda cáustica é usada na fabricação de limpadores de forno (retira as crostas de gordura) e de desentupidores de pia (reage com a gordura que entope a pia). É também usada na fabricação de sabões. Quando em contato com a pele ou os olhos, lavar com muita água. Se ingerida, não provocar vômito e procurar socorro médico. Em casos de ingestão de soluções diluídas, administrar solução de ácido acético a 1% (v/v). Todo o resíduo de produtos químicos deve obrigatoriamente ser descartado em frascos apropriados para tal e nunca ser descartado na pia ou outro lugar. Para preparar a solução de amido. Adicionar o amido a água morna. Usar 1g de amido para cada 50 ml de água. 1. Experimento prévio a) Coloque água num tubo de ensaio até a metade e acrescente algumas gotas de solução de hidróxido de sódio. Pingue 1 ou 2 gotas de solução de fenolftaleína. Anote o resultado. b) Encha novamente um tubo de ensaio pela metade e acrescente algumas gotas de solução de amido. A seguir, adicione 1 ou 2 gotas de tintura de iodo. Anote o resultado.

8 2. Eletrólise de iodeto de potássio aquoso a) Num béquer dissolva o iodeto de potássio em água suficiente para completar 15 ml de solução. b) Acrescentar 10 gotas de solução de fenolftaleína e 10 gotas de solução de amido. Agite para homogeneizar a mistura. c) Introduza os fios na solução de tal maneira que um deles fique próximo à superfície da solução o outro próximo ao fundo. d) Ligue os fios à pilha de lanterna e faça observações sobre o que ocorre nos eletrodos. Esquema do experimento de eletrólise.

9 Eletrodeposição do cobre Esta prática tem por objetivo eletrodepositar cobre sobre uma peça de ferro (prego). Cerca de 20 minutos. sulfato de cobre II (CuSO4) colher de medida (café) copo de plástico pilha de lanterna 1,5V 1 fio de cobre 2 fio elétrico de 15 cm pregos Cuidados e descarte: Sais inorgânicos se ingeridos podem causar vômitos, diarréia, dores de cabeça, perda dos sentidos e aceleração do sistema nervoso central. Muitos deles provocam irritação da pele; neste caso deve-se lavar o local com muita água e sabão. Alguns sais podem liberar gases venenosos quando o ph do meio em que estão dissolvidos muda. Em todos os casos deve-se procurar orientação médica. Todo o resíduo de produtos químicos deve obrigatoriamente ser descartado em frascos apropriados para tal e nunca ser descartado na pia ou outro lugar. 1. Dissolva uma colher de sulfato de cobre em 100mL de água no copo plástico. 2. Prenda um pequeno objeto metálico limpo, a ser cobreado, numa das pontas de um fio elétrico. A outra ponta desse fio deve ser ligada ao pólo negativo da pilha. 3. Coloque esse objeto dentro da solução de cobre. 4. O outro pedaço de fio serve para estabelecer o pólo positivo na solução; ligue-o ao pólo positivo da pilha. A outra ponta desse fio fica ligado ao fio de cobre que fica dentro da solução. 5. Faça passar a corrente elétrica durante 5 minutos, pelo menos. 6. Após esse intervalo de tempo, interrompa a corrente. Retire a peça, lave-a com água e observe o que ocorreu. 7. Use uma bateria de 9V e compare com o resultado anterior. 8. Inverta os pólos, fazendo a peça funcionar como pólo positivo e observe o que acontece. Esquema do experimento

10 A condutibilidade elétrica de sólidos e de soluções aquosas Esta prática tem por objetivo testar a condutibilidade elétrica de sólidos e de soluções aquosas utilizando uma lâmpada para detectar a corrente elétrica. Cerca de 20 minutos. 10 béqueres de 100 ml 2 fios de cobre de 10 cm cada 2 fios elétricos de 15 cm cada 1 lâmpada de 6 V com soquete 1bateria de 9 V água açúcar sal de cozinha álcool etílico comercial soluções de hidróxido de sódio 0,1, 0,5 e 0,75 mol/l soluções de ácido clorídrico 0,1, 0,5 e 0,75 mol/l Cuidados e descarte: O hidróxido de sódio (NaOH) é um sólido iônico branco, altamente higroscópico (absorve umidade do ar). Sendo uma base muito forte, possui efeito altamente corrosivo sobre a pele. Devido à sua tendência de reagir com gorduras, a soda cáustica é usada na fabricação de limpadores de forno (retira as crostas de gordura) e de desentupidores de pia (reage com a gordura que entope a pia). É também usada na fabricação de sabões. Quando em contato com a pele ou os olhos, lavar com muita água. Se ingerida, não provocar vômito e procurar socorro médico. Em casos de ingestão de soluções diluídas, administrar solução de ácido acético a 1% (v/v). O cloreto de hidrogênio (HCl) é um gás tóxico que, ma presença de água, recebe o nome de ácido clorídrico. Ácidos provocam queimaduras quando em contato com a pele. Devem ser retirados com muita água corrente e sabão. Se ingeridos, não se deve provocar vômito; tomar muita água e solicitar socorro médico para lavagem gástrica. Se a ingestão for de ácido diluído, pode-se tomar solução básica de leite de magnésia. Em caso de contato com os olhos lavar com muita água e procurar um oftalmologista. Álcoois em geral atuam como energético depressor do sistema nervoso central. O tratamento por ingestão é provocar vômito com posterior ingestão de água e açúcar. O contato com a pele e os olhos deve ser tratado com muita água corrente. O álcool por ser inflamável deve ser mantido longe de qualquer tipo de chama Todo o resíduo de produtos químicos deve obrigatoriamente ser descartado em frascos apropriados para tal e nunca ser descartado na pia ou outro lugar. 1. Com um fio elétrico, ligue o pólo negativo dessa bateria a um dos fios de cobre. 2. O outro fio de cobre é ligado a um fio elétrico em cuja extremidade está presa uma lâmpada. 3. Encoste a parte inferior da lâmpada no pólo positivo da bateria. 4. Mergulhe os fios de cobre primeiramente nos sólidos e depois nas soluções a serem testadas. E observe se a lâmpada acende. Observação: comece com água pura e acrescente, aos poucos, a substância a ser testada, observando o que ocorre.

11 Esquema do experimento de medida de condutividade das soluções

12 Reatividade de Metais com Ácido Clorídrico Observar o que ocorre quando alguns metais são colocados em contato com uma solução de ácido clorídrico. A ocorrência ou não da liberação de bolhas de hidrogênio e a velocidade com que essas bolhas se formam dão uma idéia da reatividade do metal com o ácido. 50 minutos. - 6 béqueres de 100 ml - solução de ácido clorídrico (HCl) 6 mol/l (ácido muriático comercial) - proveta de 25 ml - uma régua plástica de 30 cm - amostras dos seguintes metais (de tamanho e forma similares): cobre magnésio estanho zinco ferro alumínio Cuidados: Soluções concentradas de ácido clorídrico (HCl) são corrosivas e podem causar queimaduras graves. O vapor é extremamente irritante para a pele, olhos e sistema respiratório. Se ocorrer qualquer contato com o ácido, a área afetada deve ser enxaguada com água por 5 minutos; se esse contato envolver o olho, atenção médica deve ser procurada enquanto o enxagüe está sendo feito. As precauções acima devem ser tomadas ao preparar as soluções diluídas usadas nesta atividade. Recomenda-se a utilização de óculos de segurança sempre que se use soluções ácidas, mesmo diluídas. Ao diluir ácidos, sempre adicione o ácido à água, e não o contrário. O calor liberado pelo processo de diluição do ácido pode causar espirramento se a adição não for feita na seqüência correta. Este experimento deve ser realizado num ambiente bem ventilado. O gás hidrogênio é gerado por algumas das reações deste experimento. Borbulhamento vigoroso desse gás poderá fazer com que um pouco do ácido clorídrico seja arrastado para o ar, na forma de um aerosol. O ácido clorídrico usado neste experimento pode ser diluído em bastante água e descartado na pia, sempre na presença de um fluxo de água (torneira aberta). O ácido não utilizado pode ser guardado para uso futuro. 1. Identifique os 6 béqueres com o nome de cada um dos metais que serão testados. Isto pode ser facilmente feito colocando um pedaço de papel com o nome do metal sob cada um dos béqueres. 2. Usando uma proveta, coloque aproximadamente 20 ml da solução de HCl 6 mol/l em cada um dos béqueres. 3. Alinhe os 6 béqueres lado a lado, de modo que a régua plástica possa ser colocada sobre eles e suas extremidades fiquem livres. 4. Coloque uma amostra do metal apropriado (conforme identificado em cada béquer) sobre a régua plástica que está sobre os béqueres.

13 5. Incline a régua de modo que as amostras dos metais sejam adicionadas ao mesmo tempo aos ácidos nos béqueres. Imediatamente passe a observar que metais r eagem com o ácido e note as velocidades relativas de reação. Anote suas observações.