Família e Escola: A base para todo I

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1 Família e Escola: A base para todo I Pauliane Araujo / facebook: colegioanisioteixeira CRONOGRAMA LABORATÓRIO 1 ANO II SEMESTRE TURMA A I Grupo 15:40 II Grupo 15:40 19/07 Os semelhantes se atraem? 09/08 Os semelhantes se atraem? 02/08 As cores se movem 23/08 As cores se movem 16/08 Indicadores ácido-base naturais 30/08 Indicadores ácido-base naturais 13/09 O mundo dos oxidos 20/09 O mundo dos oxidos 27/09 Conhecendo as reações 04/10 - Conhecendo as reações 11/10 Serpente de Faraó 18/10 Serpente de Faraó 25/10 Estequiometria sem misterios 01/11- Estequiometria sem misterios TURMA B I Grupo 16:30 II Grupo 16:30 19/07 Os semelhantes se atraem? 09/08 Os semelhantes se atraem? 02/08 As cores se movem 23/08 As cores se movem 16/08 Indicadores ácido-base naturais 30/08 Indicadores ácido-base naturais 13/09 O mundo dos oxidos 20/09 O mundo dos oxidos 27/09 Conhecendo as reações 04/10 - Conhecendo as reações 11/10 Serpente de Faraó 18/10 Serpente de Faraó 25/10 Estequiometria sem misterios 01/11- Estequiometria sem misterios TURMA C I Grupo 14:00 II Grupo 14:00 22/07 Os semelhantes se atraem? 29/07 Os semelhantes se atraem? 05/08 As cores se movem 12/08 As cores se movem 19/08 Indicadores ácido-base naturais 26/08 Indicadores ácido-base naturais 02/09 O mundo dos oxidos 23/09 O mundo dos oxidos 16/09 Conhecendo as reações 30/09 - Conhecendo as reações 07/10 Serpente de Faraó 14/10 Serpente de Faraó 21/10 Estequiometria sem misterios 28/10- Estequiometria sem misterios

2 2 TURMA D I Grupo 14:50 II Grupo 14:50 22/07 Os semelhantes se atraem? 29/07 Os semelhantes se atraem? 05/08 As cores se movem 12/08 As cores se movem 19/08 Indicadores ácido-base naturais 26/08 Indicadores ácido-base naturais 02/09 O mundo dos oxidos 23/09 O mundo dos oxidos 16/09 Conhecendo as reações 30/09 - Conhecendo as reações 07/10 Serpente de Faraó 14/10 Serpente de Faraó 21/10 Estequiometria sem misterios 28/10- Estequiometria sem misterios TURMA E I Grupo 15:40 II Grupo 15:40 22/07 Os semelhantes se atraem? 29/07 Os semelhantes se atraem? 05/08 As cores se movem 12/08 As cores se movem 19/08 Indicadores ácido-base naturais 26/08 Indicadores ácido-base naturais 02/09 O mundo dos oxidos 23/09 O mundo dos oxidos 16/09 Conhecendo as reações 30/09 - Conhecendo as reações 07/10 Serpente de Faraó 14/10 Serpente de Faraó 21/10 Estequiometria sem misterios 28/10- Estequiometria sem misterios Objetivo OS SEMELHANTES SE ATRAEM? Analisar a solubilidade de substâncias de uso doméstico. Descrição Um cubo de açúcar contém muitas moléculas e elas são mantidas unidas pelas pontes de hidrogênio (imagem à esquerda). Quando um cubo de açúcar dissolve, cada molécula permanece intacta. A molécula estabelece pontes com as moléculas de água (animação piscando em vermelho) e desfaz as pontes com as outras moléculas de açúcar. Por outro lado, o sal em solução transforma-se em íons (imagem à direita), como o cátion Na+ e o ânion Cl-. A solubilidade dessas substâncias só é possível devido à afinidade eletrônica existente entre o soluto (açúcar e o sal) e o solvente (a água). Existem basicamente dois meios de substância no que diz respeito a polaridade: polares e apolares. O termo "polar" nos dá a idéia de opostos, onde um dado ponto é negativo e o outro é positivo. Isso é resultado da diferença de contribuição na ligação entre elementos químicos diferentes. O mais eletronegativo atrai para perto de si o par de elétrons que estabelece a ligação com o outro átomo. Um exemplo de substância polar é água, considerada um solvente universal. Material Açúcar (50g); 2 colheres de chá; 16 copos de vidro; Óleo de soja (100mL); Sal de cozinha (10g); Acetona (100mL); Álcool (100mL);

3 Naftalina (10g); Querosene (10mL). 3 Procedimento 1. Em copos separados, utilizando 20mL de cada substância, misturar: água e álcool; água e acetona; água e óleo de soja; água e querosene; álcool e acetona; álcool e óleo de soja; álcool e querosene; acetona e óleo de soja, acetona e querosene; óleo de soja e querosene. Observar quais substâncias se misturam perfeitamente e quais não se misturam, formando duas camadas, e anotar na tabela abaixo, colocando s nas misturas perfeitas e i nas outras. Quando houver duas camadas, colocar mais 20mL de uma das substâncias e verificar se a substância acrescentada é a que está formando a camada superior ou a inferior. Anotar as observações. 2. Dispor 3 copos em fila. Colocar 20mL de água em cada um. No primeiro, adicionar um pouco de açúcar, no segundo, um pouco de sal e no terceiro, um pouco de naftalina moída. Agitar cada mistura durante alguns minutos e observar eu que casos houve dissolução. Anotar as observações. Dispor outros 3 copos em fila e colocar 20ml de querosene em cada um. Repetir as misturas feitas com a água e anotar as observações. Análise Como já foi dito anteriormente, a água é uma substância polar. De acordo com os dados preenchidos na tabela acima, podemos concluir que as substâncias polares são: álcool, acetona e as substâncias apolares são: óleo de soja e querosene. De acordo com que foi observado nos procedimentos em que houve formação de duas camadas de substâncias: a água é mais densa que o óleo e o querosene; o álcool é mais denso que o querosene e menos denso que o óleo; a acetona é mais densa que o querosene e menos densa que o óleo. A camada superior é formada pela substância de menor densidade. Materiais: AS CORES SE MOVEM 1 prato fundo ou bandeja Leite corantes de alimento (pelo menos três cores diferentes) 1 palito de dente detergente de cozinha O que deve fazer:

4 4 1. Coloque um pouco de leite num prato fundo e deixe descansando alguns minutos para que o leite esteja sem se mover no prato. 2. Pingue algumas gotas de corantes de alimentos de cores diferentes. Em nossa experiência, colocamos uma gota de corante amarelo, um de corantes vermelho, uma de azul e uma de corante rosa. NÃO MISTURE OS CORANTES! 3. Pegue um palito de dente e molhe a pontinha com um pouco de detergente para louças. Não é necessário colocar muito detergente, só coloque um pouco na ponta do palito. Retire o excesso (se ficar como uma gota). 4. Rapidamente, coloque o palito no meio de alguma mancha de tinta. Aqui, nós fizemos assim: primeiro o palito foi colocado no meio da mancha amarela 5. Você pode, agora, "passear" com o palito através das cores! Elas se misturam de uma forma divertida, formando manchas coloridas que se misturam em ondas. Fica bem legal! O que está acontecendo? Quando colocamos o corante na superfície do leite, eles não se misturaram - cada corante formou uma mancha separada da outra. No momento que colocamos o palito de dente com um pouquinho de detergente dentro das manchas, elas pareciam explodir! Isso que vimos aqui foi um exemplo de como a tensão superficial age num líquido e como ela pode ser rompida pelo detergente. A tensão superficial acontece porque as moléculas de leite na superfície sofrem uma grande atração entre elas. No interior do líquido, todas as moléculas do leite sofrem essas mesmas forças de atração, mas em todas as direções. As moléculas de leite na superfície sofrem a atração apenas das moléculas na horizontal e das outras que estão abaixo, já que em cima tem apenas AR. Como o número de moléculas se atraindo é menor, existe uma "compensação": uma força maior de atração acontece na superfície, formando quase uma "pele" acima do leite. É a chamada TENSÃO SUPERFICIAL. O detergente consegue ROMPER a tensão superficial e as cores explodem! E depois se misturam formando padrões de cores incríveis quando você movimenta o palito... Nota: se você tentar misturar os corantes movimentando um palito sem detergente, também será possível ver padrões interessantes, mas não serão tão bem misturados como da forma que fizemos aqui.

5 INDICADORES ÁCIDOS-BASES NATURAIS 5 Aprenderemos a fazer um indicador ácido-base com repolho roxo e veremos como ele muda de cor à medida que alteramos o ph do meio através de alguns produtos que usamos no dia a dia. Materiais e reagentes: repolho roxo; água liquidificador; coador; 11 copos transparentes ou béqueres; caneta e etiquetas para enumerar os copos; limão; vinagre; bicarbonato de sódio; sabão em pó; água sanitária; detergente; açúcar; leite; sal amoníaco; soda cáustica (tome muito cuidado ao manipulá-la e sempre use luvas, pois a soda cáustica é corrosiva, podendo causar queimaduras graves na pele). Procedimento experimental: 1. Bata 1 folha de repolho roxo com 1 litro de água no liquidificador; 2. Coe esse suco, pois o filtrado será o nosso indicador ácido-base natural (se não for usar o extrato de repolho roxo na hora, guarde-o na geladeira, pois ele decompõe-se muito rápido; 3. Enumere cada um dos copos; 4. Coloque o extrato de repolho roxo nos 11 copos; 5. Acrescente nos copos 2 a 11 as seguintes substâncias, na respectiva ordem: soda cáustica, água sanitária, sabão em pó, sal amoníaco, açúcar, leite, detergente, vinagre e limão. 6. Observe as cores das soluções. Resultados e Discussão: As substâncias presentes nas folhas de repolho roxo que o fazem mudar de cor em ácidos e bases são as antocianinas. Esse indicador está presente na seiva de muitos vegetais, tais como uvas, jabuticabas, amoras, beterrabas, bem como em folhas vermelhas e flores de pétalas coloridas, como as flores de azaleia e quaresmeira. As antocianinas são responsáveis pela coloração rosa, laranja, vermelha, violeta e azul da maioria das flores. Em água (ph neutro = 7), esse indicador tem coloração roxa, mas conforme a imagem a seguir mostra, ele muda de vermelho em solução ácida (ph < 7) para púrpura e depois verde em solução básica (ph > 7). No caso da solução ser fortemente básica, ele torna-se amarelo: Assim, no experimento realizado, as cores observadas devem ser parecidas com as mostradas a seguir:

6 6 Resultado de experimento com indicador de repolho roxo em soluções ácidas e básicas Observe que, geralmente, os produtos de limpeza são básicos. A soda cáustica, por exemplo, é a base hidróxido de sódio (NaOH). Em contrapartida, muitos alimentos possuem caráter ácido, como é o caso do vinagre, que é composto pelo ácido acético, e o limão, que possui ácido cítrico e ácido ascórbico (vitamina C), tendo um ph muito baixo (ph do limão = 2). Já o açúcar e o leite possuem ph próximo ao básico. Experiência 1 Os óxidos e os refrigerantes. O MUNDO DOS ÓXIDOS Essa experiência mostra que a composição química dos refrigerantes envolve uma classe de compostos Óxidos. Materiais - Um refrigerante - Um tubo flexível (ou canudinho) - Recipiente contendo água de cal Procedimento: 1. Abra o recipiente do refrigerante e introduza nele um canudo; 2. Mergulhe a outra extremidade do canudo no recipiente contendo água de cal; 3. Observe a mudança na coloração da solução de cal. Equação do processo: CO2 + Ca(OH)2 CaCO3 + H2O Nessa experiência, a junção do gás carbônico (CO2) do refrigerante com a solução de cal dá origem ao produto CaCO3, chamado de carbonato de cálcio. A coloração turva que a solução de cal adquire prova que existem óxidos em refrigerantes. Experiência 2 A ferrugem

7 7 Nessa segunda experiência, vamos analisar a ferrugem, que é um óxido de ferro. Quando o ferro entra em contato com o oxigênio, o óxido de ferro ( Fe2O3) se forma por meio de uma reação química. Materiais - Um tubo de ensaio - Meio copo de vinagre. - Um recipiente de vidro - Palha de aço. Procedimento: 1. Coloque água até a metada do recipiente de vidro 2. Complete o recipiente com vinagre, diluindo o vinagre na água. 3. Em seguida, coloque um pedaço de palha de aço no recipiente, movimentando-o dentro do vinagre diluído por cerca de 1 minuto. 4. Retire a palha de aço e deixa-a secar um pouco. 5. Depois, introduza rapidamente a palha no fundo do tubo de ensaio e vire esse tubo de cabeça para baixo, colocando-o no frasco que contém apenas água. 6. Observe o nível da água dentro do tubo. Ele irá aumentar enquanto o ar vai diminuir. Isso acontece porque o oxigênio entra em contato com o ferro e faz ligações para formar o óxido de ferro. Depois disso, a palha de aço vai enferrujar. CONHECENDO AS REAÇÕES QUÍMICAS Objetivo: Equacionar, balancear e classificar as equações. Material e reagentes utilizados: Água de cal; Batata; Água oxigenada (10 volumes); Solução aquosa de cloreto de ferro III; Solução aquosa de hidróxido de sódio; Palito de churrasco; Fósforos; Três tubos de ensaio; Canudo; Conta-gotas; Pinça metálica ou pregador de roupa. Procedimento experimental: Serão realizadas e analisadas três experiências separadamente, sendo que a primeira deverá ser feita preferencialmente pelo professor: 1ª Experiência: coloque dentro de um tubo de ensaio um pouco da água oxigenada e em seguida um pedaço da batata crua. Os alunos vão observar uma efervescência, que é a liberação de oxigênio.

8 8 Depois de observar o que ocorreu, acenda o fósforo e coloque fogo no palito de churrasco, de modo que fique uma chama pequena; introduzindo-o, posteriormente, na boca do tubo de ensaio, sem encostar na solução. 2ª Experiência: em outro tubo de ensaio, coloque um pouco de água de cal e peça aos alunos que a assoprem, utilizando o canudo e observando a mudança de coloração; 3ª Experiência: misture o cloreto de ferro III com o hidróxido de sódio, em uma proporção de 4:1. Por exemplo, é possível colocar 40 gotas do cloreto de ferro III e 10 gotas do hidróxido de sódio. Tem-se a formação de um precipitado marrom. Resultados e discussão: Baseado nas observações dos alunos e em seus conhecimentos de química, o professor pode pedir que eles escrevam as fórmulas dos reagentes utilizados (água oxigenada (H 2 O 2 )), água de cal (que é o hidróxido de cálcio(ca(oh) 2 ), cloreto de ferro III (FeCl 3 ) e do hidróxido de sódio (NaOH)). Em seguida, o professor pode pedir que os alunos escrevam as reações que ocorreram. Lembrando que o educador deve explicar cada reação, principalmente a primeira, em que a água oxigenada reage com a presença de uma enzima catalizadora da batata (a catalase). Assim, as reções serão as seguintes: 1ª Experiência: 2 H 2 O 2 2 H 2 O + O 2 2ª Experiência: Ca(OH) 2 + CO 2 CaCO 3 + H 2 O 3ª Experiência: 3 NaOH + FeCl 3 Fe (OH) NaCl Por fim, peça que classifiquem cada reação presenciada. 1ª Experiência: decomposição; 2ª Experiência: metátese; 3ª Experiência: metátese. Materiais e reagentes: SERPENTE DE FARAÓ Almofariz e pistilo (ou um pilão com socador, igual ao que os cozinheiros usam para amassar alho); Uma seringa; Bicarbonato de sódio; Açúcar; Álcool; Algum recipiente com graduação para medir o volume do álcool; Colher; Fósforos; Recipiente com areia; Pinça metálica. Procedimento Experimental: 1. Coloque no almofariz uma parte de bicarbonato para duas de açúcar, triture bem com o pistilo, formando um pó bem fininho e misture-os; 2- Adicione algumas gotinhas de álcool para que a mistura dê liga;

9 9 3- Corte a parte da seringa onde se coloca a agulha e coloque dentro dela essa mistura, a fim de formar uma espécie de coluna. Quanto maior você fizer, maior será o resultado do experimento. Depois, empurre com o êmbolo para que a coluna saia da seringa e deposite-se sobre a areia; 4- Derrame cerca de 20 ml de álcool ao redor dessa coluna; 5- Com muito cuidado, coloque fogo no sistema. Você observará que à medida que queima, a coluna vai ficando preta e vai crescendo. Com a ajuda da pinça e com muito cuidado para não se queimar, vá guiando a serpente para que ela cresca no sentido que desejar. Resultado e Discussão: O açúcar comum é a sacarose (C 12 H 22 O 11 ) e o bicarbonato de sódio é o sal hidrogenocarbonato de sódio ou carbonato ácido de sódio (NaHCO 3 ). Quando a sacarose queima, ocorre a sua combustão completa e, assim como ocorre com todos os compostos formados por carbono, hidrogênio e oxigênio, os produtos liberados são dióxido de carbono e água: C 12 H 22 O 11(s) + 12 O 2 (g) 12 CO 2(g) + 11 H 2 O (l) Ocorre também a decomposição térmica do bicarbonato: 2 NaHCO 3(s) Na 2 CO 3(s) + CO 2(g) + H 2 O (l) Na 2 CO 3(s) Na 2 O (s) + CO 2(g) Além disso, nesse processo também ocorre a combustão incompleta da sacarose, em que um dos produtos é o carbono, constituinte do carvão. É por isso que se forma a estrutura de cor preta. O gás carbônico liberado tanto na combustão completa da sacarose quanto na decomposição do bicarbonato faz a estrutura de carbono inflar, crescendo, e é isso que dá o efeito de uma serpente subindo. ESTEQUIOMETRIA SEM MISTERIOS Objetivo: Verificar a reação envolvida na efervescência de um comprimido antiácido em água e calcular o teor de bicarbonato de sódio (NaHCO 3 ) a partir da massa de dióxido de carbono (CO 2 ) produzido na efervescência. Materiais e reagentes:

10 1 comprimido antiácido efervescente; Um copinho descartável de tomar café; Água; Balança simples. 10 Procedimento Experimental: 1º) Coloca-se água até a metade do copinho descartável; 2º) Pesa-se na balança o copo com água e também o comprimido antiácido ainda na embalagem; 3º) Anota-se essa massa, que será considerada a massa inicial (m 1 ); 4 ) Coloca-se o comprimido na água, tomando o máximo cuidado para não haver perda de material (para isso, é bom tampar a boca do copo descartável com a embalagem do comprimido); 5º) Pesa-se novamente o conjunto; 6º) Anota-se a massa final (m 2 ). Resultados e Discussão: O primeiro passo para resolver os problemas estequiométricos é escrever a equação que descreve a reação que ocorreu. No caso do comprimido antiácido, a efervescência é resultado da reação do bicarbonato de sódio (NaHCO3) com algum ácido contido no comprimido, geralmente o ácido cítrico (H3C6H5O7). Assim, ocorre a liberação do dióxido de carbono (CO2) produzido nessa reação. Forma-se também o dihidrogenocitrato de sódio (NaH2C6H5O7): NaHCO 3(aq) + H 3 C 6 H 5 O 7(aq) NaH 2 C 6 H 5 O 7(aq) + H 2 O (l) + CO 2(g) Com a reação em mãos e os dados obtidos no experimento, pode-se descobrir a quantidade de massa do dióxido de carbono (CO 2 ) que se desprendeu por diminuir a massa inicial pela final: m (CO 2 ) = m 1 - m 2 Com a massa de dióxido de carbono (CO2) produzido na efervescência, e com as massas molares (M) de NaHCO3 e de CO2 em mãos, é possível atingir o principal objetivo desse trabalho, que é calcular o teor de bicarbonato de sódio (NaHCO3) presente no comprimido. Para tal é só fazer uma regra de três simples, conforme mostrada abaixo: De onde resulta a massa do bicarbonato: M (NaHCO 3 ) M (CO 2 ) M (NaHCO 3 ) m (CO 2 ) m (NaHCO 3 ) = m(co 2 ). M (NaHCO 3 ) M (CO 2 )