Texto 9 - Experimentos Alternativos Tema: ligações químicas - interações intermoleculares Análise da gasolina Fazer para que?: Verificar a qualidade da gasolina. Vai precisar de: Água; Gasolina; Proveta ou seringa descartável grande. Como fazer?: Encher a proveta ou seringa até 50 ml (50%) com gasolina. Em seguida completar os 100 ml com água e agitar. Obs.: manter a proveta tampada 1. O que aconteceu entre a gasolina e a água após a agitação? E o que aconteceu com o álcool? 2. Meça o volume de gasolina resultante na proveta e calcule a % de álcool na gasolina. 3. Por que a água separa o álcool da gasolina? Discussão: A água separa o álcool adicionado à gasolina. A concentração de álcool na gasolina brasileira, segundo o CNP - Conselho Nacional do Petróleo, deve estar entre 18% e 24%. Logo, a gasolina deve ficar, na proveta, em cima do limite de 60 ml sobre a água, ou seja, no mínimo, o volume será de 40mL. Tema: modelos atômicos As cores dos átomos - teste à chama Fazer para que?: identificar a presença de alguns elementos em uma amostra de material pela queima à chama. Vai precisar de: Cal, sal de cozinha, e sulfato de cobre (encontrado como produto para tratamento de piscina), chama de gás de cozinha ou de lamparina à álcool, clipe (haste metálica). Como fazer?: I - desfaça o clipe, lave com água e prenda-o ao prendedor de madeira e leve a ponta do clipe á chama, pra limpá-lo. II Em cada vidro de relógio o professor adicionará uma pequena quantidade de solução do sal a ser analisado. Depois de frio o clipe, mergulhe-o em uma solução de sal de cozinha, leve á chama e registre o que acontece. Faça o mesmo para o sulfato de cobre e a cal. Obs.: melhor usar um clipe p/ cada amostra, para evitar contaminação. III teste também o sulfato de cálcio, encontrado no giz banco da escola, e anote as observações. 1. As colorações das chamas são diferentes? 2. Tente citar algo que você conhece cuja coloração é devido ao cátion presente. 3. Que tipo de energia é fornecida ao composto durante o teste à chama?
4. Que tipo de energia é liberada? Por quê? Discussão: Cada elemento químico, ao absorver energia, tem seus elétrons saltando de uma órbita de menor energia para outra de maior energia. Ao cessar a absorção, o elétron volta para sua órbita de origem. Nessa volta, ele perde, na forma de ondas eletromagnéticas, uma quantidade de energia correspondente à diferença de energia existente entre as órbitas envolvidas. Essa quantidade de energia é percebida pelo olho humano como cor. As ondas eletromagnéticas são caracterizadas por três grandezas: velocidade (c ou v); freqüência (f) = número de oscilações por segundo, e comprimento de onda (λ= distância entre dois picos consecutivos de uma onda). Ao conjunto de ondas eletromagnéticas denominamos espectro eletromagnético, e nesse espectro só existe uma região perceptível ao olho humano, que é chamada de visível. Cada elemento químico é diferente de outro, e os saltos de seus elétrons irão originar comprimentos de onda diferentes. Há os que estão na região do visível, ou seja, a luz emitida apresentará cores diferentes que serão percebidas pelo olho humano. Outros elementos originam comprimentos de ondas em outras regiões e não terão essas ondas percebidas pelo olho humano (resumo teórico elaborado pela equipe de Química do IFPA). Tema : tabela periódica Condutividade elétrica dos materiais Fazer para que? Conhecer o comportamento de alguns elementos frente a passagem de corrente elétrica. Vai precisar de: aparelho de condutibilidade; raspas ou fitas de magnésio; lâminas de Cu, Zn e Al; enxofre em pó; grafite (C). Como fazer? Ligue o aparelho a tomada de condutibilidade (lâmpada com bocal e um circuito interrompido), teste em cada material e anote as suas observações. 1. Construa uma tabela com os elementos respondendo sim e não para o teste de condutividade. 2. A partir de suas observações, quais os elementos que permitem a passagem de corrente elétrica? Qual é a sua conclusão. Discussão: Sabe-se que a maioria dos elementos químicos pertence ao grupo dos metais e em segundo aos grupos dos ametais Os metais são caracterizados por se apresentarem sólidos á temperatura ambiente, brilho, maleabilidade, condutibilidade elétrica e calorífica. Já a os ametais apresentam características opostas aos metais. No entanto, há as exceções. Portanto o teste de condutibilidade elétrica permite a classificação dos elementos em seus grupos. Tema: geração de energia elétrica Construção de uma pilha Fazer para que? Observar a geração de energia elétrica a partir da energia química. Vai precisar de: Uma batata, ou laranja ou limão, pedaços de fio e lâminas de cobre e clipes.
Como fazer? Corte a batata ou a laranja em duas partes, coloque a lâmina de cobre e clipe em cada extremo da batata ou laranja, nas duas partes. Depois conecte com o fio de cobre alternando, um extremo de cobre com o extremo de clipe. E no outro extremo da batata coloque um segundo fio de cobre ligado tanto a lâmina quanto ao clipe mas, sem se conectarem, será o circuito externo que vai fornecer a energia para alimentar uma calculadora ou um relógio digital (figura 2.5 A). Figura 2.5 A Cuidados a serem seguidos para que o experimento aconteça: lixar bem os fios e placas de cobre, se uma batata ou laranja não for suficiente construa um circuito em série. por que acontece a geração de energia nesse sistema? E por que o uso da batata ou laranja? Discussão Em um processo eletroquímico, (que é uma reação de oxiredução) se o agente oxidante for separado fisicamente do agente redutor, poderá haver transferência de elétrons através de um fio condutor externo. O fluxo de elétrons produzido gera a corrente elétrica. Tema: conservação da massa lei de Lavoisier Comparando as massas em sistemas fechados e abertos Fazer para que? Identificar experimentalmente a conservação da massa nas reações químicas. Vai precisar de: carbonato de sódio em pó, erlenmeyer de 250 ml com tampa (pode ser substituído por uma garrafa pet de 600mL), solução de H 2 SO 4 1mol/L, tubo de ensaio e balança. Como fazer? - Pese aproximadamente 1 g de carbonato de sódio em pó. g e transfira cuidadosamente para um erlenmeyer de 250 ml. - Meça e a transfira com cuidado 10 ml de solução de H 2 SO 4 para um tubo de ensaio. - Introduza o tubo de ensaio no erlenmeyer de maneira que a solução de H 2 SO 4 não escoe entrando em contato com o carbonato de sódio em pó. Em seguida tampe o erlenmeyer firmemente. - Pese o conjunto e anote o valor da massa inicial do sistema: m i g. - Incline ligeiramente o erlenmeyer, de maneira que a solução de H 2 SO 4 escoe lentamente e entre em contato com o Na 2 CO 3 em pó. Agite com cuidado constantemente, até que todo o carbonato em pó tenha sido consumido. Registre suas observações:. Reação ocorrida: Na 2 CO 3 + H 2 SO 4 Na 2 SO 4 + H 2 O + CO 2 - Pese novamente o sistema m f = g. Anote na tabela abaixo. - Retire a tampa do frasco. Agite cuidadosamente o sistema por alguns instantes, recoloque a tampa do frasco e pese novamente o sistema: g. Anote o valor na tabela abaixo.
Complete a tabela abaixo: sistema (Carbonato de sódio em pó (Na 2 CO 3 ) +solução de H 2 SO 4 ) Equipe 1 Massa inicial Massa final do sistema fechado Massa final do sistema que foi aberto O que observou?. Questões 1. Comparando os valores obtidos para as massas do sistema, antes e depois da reação, o que se pode constatar? Você esperava obter esse resultado? 2. Segundo os dados de sua tabela, é possível afirmar que a massa é conservada numa reação química? 3. A que você atribui a diferença observada? 4. Segundo os dados de sua tabela, é possível afirmar que a massa é conservada na transformação química entre Na 2 CO 3 e H 2 SO 4? 5. Como você explica esse fato? 6. Considerando a tabela você acha que é possível saber a massa aproximada do gás formado?. E qual seria? Discussão: todos os processos químicos acontecem de forma proporcional e sem variação entre as massas iniciais e as finais. O enunciado da Lei de Lavoisier : na natureza nada se perde nada se cria tudo se transforma Tema: soluções concentrações Determinação das concentrações de um suco Fazer para que? Identificar os componentes de uma solução e determinar os tipos de concentração em uma solução. Vai precisar de: 3 provetas de 100 ml, ou jarra plástica transparente graduada, ou mesmo uma seringa grande. bastão de vidro, água destilada, pisseta e 6 pacotes de suco artificial colorido de 5g (escolher uma só marca e sabor). Como fazer? - adicionar os pacotes de suco nas provetas de acordo com a tabela a seguir: proveta Massa do Volume de coloração Cálculo da suco água relação m (g)/v(l) Proveta 1 1 pacote Completar com 100 L Proveta 2 2 pacotes Completar com 100 ml Proveta 3( Retire 50 Adicione + 50 ml da proveta 2 ) ml de água % da relação massa volume - Adicione os pacotes de suco nas provetas 1 e 2 e complete com água até o volume de 100 ml, misture bem e espere por 5 minutos. E compare as colorações.
- Na proveta 3 adicione 50 ml retirado da proveta 2 e adicione água até completar os 100 ml. E compare a coloração com a proveta 1 e 2. 1. Identifique o soluto e o solvente da solução. 2. Calcule a relação entre a massa em gramas de soluto e o volume em litros da solução para cada proveta. (não esqueça da transformação! o volume dado foi em ml). 3. calcule a % de soluto presente em 100mL da solução para cada proveta. 4. compare os resultados dos cálculos anteriores com as colorações das provetas. 5. o que aconteceu na proveta 3, compare com os resultados da proveta 1 e 2. Qual o nome desse processo? Discussão: as soluções são misturas homogêneas que podem apresentar diferentes proporções entre seus componentes. As relações proporcionais (as concentrações) entre os componentes de uma solução podem ser medidas de diversas formas: concentração comum (g/l), % em massa e volume (título), quantidade de matéria por litro (Mols/L) etc. dependendo da relação entre soluto e solvente as soluções podem ser concentrada ou diluída. Nas colunas 5 e 6 da tabela estão sendo determinadas as concentrações comum e o título das soluções das provetas 1,2 e 3. Por exemplo, no cálculo do título da proveta 1: em 100% da solução 5g é de soluto (suco) e o restante é água (95g), considerando que a densidade (D=m/v) da água é 1g/mL o volume de água corresponde a 95 ml, logo os 5g de soluto representa 5% de soluto na solução de 100 ml. A gora calcule o título para a proveta 2 e 3. Após realizar os procedimentos experimentais de química sobre os temas apresentados no curso. Você deverá anotar suas observações e fazer um relatório interpretando os resultados e enviar no formato de arquivo único para o tutor local (5ª tarefa).