Título do Vídeo: Burn your calories! Nome dos participantes: Evgeniya Sitchikhina, Tatiana Sitchikhina. Professor responsável: Ana Anjos

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1 Título do Vídeo: Burn your calories! Nome dos participantes: Evgeniya Sitchikhina, Tatiana Sitchikhina Professor responsável: Ana Anjos Escola: Colégio Casa-Mãe Resumo: Nesta experiência química, procedemos à determinação da entalpia de combustão de diferentes álcoois, seguida da comparação dos valores obtidos entre si, para concluir a qual dos álcoois corresponde um maior valor desta grandeza. Na verdade, após o aquecimento de uma dada massa de água, através da combustão de um álcool, procedeu-se ao cálculo da variação da temperatura da água e do calor recebido pela mesma durante esta combustão. Posteriormente, determinou-se a quantidade química de álcool consumido, a partir da massa deste. Finalmente, aplicou-se a fórmula que permite apurar o seu valor da entalpia de combustão. Como a metodologia aplicada nesta atividade experimental é bastante semelhante ao procedimento seguido para a determinação do valor calórico dos alimentos, esta atividade permitiu a simulação de um procedimento que revolucionou não só a Química, mas também o nosso quotidiano, dada a sua importância, por exemplo, no tratamento e prevenção de distúrbios alimentares. Conceitos: Do ponto de vista termoquímico, uma reação química pode ser endoenergética ou exoenergética. As reações de combustão são exoenergéticas ( H < 0), pois a energia de ligação dos produtos é superior à energia de ligação dos reagentes, daí que ocorra libertação de energia para a vizinhança.

2 Numa reação de combustão, um combustível reage com um comburente, verificando-se a emissão de energia e luz. Os produtos de reação são o dióxido de carbono e a água, se o combustível contém apenas átomos de carbono, oxigénio e hidrogénio.

3 A entalpia (padrão) de combustão de uma substância consiste na variação de entalpia associada à combustão completa de uma mole dessa substância, em condições padronizadas. O poder energético de uma substância é avaliado através dos valores de energia produzida na combustão de 1 kg de combustível. Um maior valor de entalpia de combustão do combustível implica um maior valor de poder energético. Do mesmo modo, o valor calórico de um alimento é a quantidade de energia que o alimento fornece ao organismo, no caso de ser totalmente aproveitado. Em particular, esta grandeza é expressa em calorias (uma caloria é a quantidade de energia necessária para elevar em 1 C a temperatura de 1g de água). Protocolo Experimental: Segurança: ü Local apropriado, bem ventilado, estação de lavagem de olhos, extintores, alarme de fogo e telefone para emergências; ü Bata de laboratório; Como os álcoois são reagentes tóxicos e inflamáveis, revela-se necessário usar luvas e evitar o contacto com a pele, de modo a impedir a irritação respiratória, cutânea e visual. É ainda desaconselhada a inalação de vapores libertados e o contacto direto com fontes de calor ou de ignição. Reagentes: ü Etanol (500 ml); ü Propan-2-ol (500 ml); ü Butan-1-ol (150 ml);

4 Material: ü Vareta de vidro; ü Proveta de 250 ml; ü Calorímetro lata de alumínio; ü Lamparina com o respetivo pavio; ü Funil; ü Placa de esferovite; ü Garrafa de esguicho com água; ü Suporte universal; ü Garras e noz; ü Termómetro digital; ü Balança digital; Procedimento: 1. Montar um calorímetro, utilizando esferovite para construir uma tampa que evite a dissipação de energia do interior do calorímetro, como se observa no esquema: 2. Medir 500 ml (ou 150 ml, no caso do butan-1-ol) de água destilada para a proveta e transferir para o calorímetro; 3. Verter o álcool para uma lamparina e medir a massa do conjunto lamparina + etanol;

5 4. Registar a temperatura da água; 5. Acender a lamparina e aquecer a água, agitando com uma vareta de vidro, até que a temperatura se eleve 20 C; 6. Suspender o aquecimento e continuar a agitar; 7. Registar a temperatura mais elevada atingida pela água; 8. Medir novamente a massa do conjunto lamparina + álcool. Aplicações: ü Cálculo do valor calórico dos alimentos, relevante em saúde, nutrição e agricultura. O alimento em análise é colocado no interior da câmara de combustão do calorímetro, rodeado por um recipiente com água. Durante a combustão do alimento, este liberta energia, que é recebida pela água, cuja variação de temperatura permite determinar a disponibilidade energética desse composto. ü Produção de energia elétrica a partir de biocombustíveis A combustão de biocombustíveis, que incluem álcool obtido a partir de cana de açúcar, emite uma menor quantidade de gases com efeito de estufa, permitindo reduzir a dependência energética relativamente aos produtos petrolíferos. Conclusões: Com a realização desta atividade laboratorial, deduzimos que o maior valor de entalpia de combustão é conseguido para o álcool com maior número de átomos de carbono e com grupo(s) hidroxilo preferencialmente na periferia da cadeia carbonada.

6 Adicionalmente, a realização desta experiência revelou-se deveras simples e acessível. Contudo, a dissipação de energia e as oscilações de temperatura ambiente afetaram a exatidão dos resultados. Por fim, a sua pertinência é considerável, dada que a aplicação em larga escala da combustão de biocombustíveis permitiria poupar recursos energéticos não renováveis, diminuindo o impacto dos combustíveis fósseis.