Oficina: O que acontece com as substâncias quando elas se transformam? Ciências da Natureza II/Ensino Médio Nesta oficina, abordaremos as reações químicas, com foco nas evidências de uma transformação. Além disso, mais uma vez, trabalharemos a linguagem química tratando as reações pelas suas equações, utilizando as fórmulas das substâncias. Você observará dois experimentos demonstrativos que serão realizados pelo monitor e depois assistirá ao vídeo Transformações químicas Como a mudança de arranjo entre os átomos pode construir novas substâncias, disponível no Youtube. Os assuntos trabalhados nesta atividade são transformação química representação da transformação (equação química) balanceamento de equações químicas As habilidades desenvolvidas, à luz da Matriz de Avaliação para Educação de Jovens e Adultos da Fundação Bradesco, são compreender o que acontece com os átomos e, consequentemente, com as substâncias em uma reação química cerificar que as reações ocorrem em uma proporção balancear as equações químicas Parte 1 Transformação química, o que é? Observe atentamente a demonstração das experiências! Atividade 1: Enchendo o balão de festas Materiais: Balão de festa (bexiga de látex) ou luvas de látex descartáveis (luva clínica) Colher de chá Garrafa plástica de 600 ml transparente e sem o rótulo
Bicarbonato de sódio Vinagre comercial (ácido acético) Procedimento: I. Estique o balão e certifique-se de que ele não esteja furado. II. Com o auxílio de uma colher, adicione a medida de duas colheres de bicarbonato de sódio ao balão. Reserve-o. III. Adicione o vinagre comercial à garrafa plástica de modo que o vinagre ocupe ¼ do volume da garrafa. IV. Encaixe a boca do balão no orifício da garrafa plástica. V. Despeje todo o bicarbonato de sódio no vinagre. Observe e anote as observações. Atividade 1. Registre no espaço reservado as observações da etapa V. 2. Explique por que o balão encheu.
3. Por que ocorreu a formação do gás? Tem ideia de qual gás se formou? Oficina CNII/EM Presencial e EAD Atividade 2: Por que mudou de cor? Materiais: 0,5 g de cal virgem 1 gota de fenolftaleína Água (pode ser de torneira) Béquer Erlenmeyer (pode ser um copo ou um frasco de vidro) Espátula Papel filtro Funil Canudo Procedimento I. Em um béquer, misture cerca de 0,5 g de CaO (cal virgem) (meia ponta de espátula) em 50 ml de água, que pode ser de torneira. II. Agite a mistura e posteriormente filtre-a utilizando papel filtro, funil e um erlenmeyer. III. Em seguida, coloque uma gota de fenolftaleína. IV. Assopre a solução rósea com um canudo.
Atividade 1. Observe e anote as observações! 2. Por que será que a mistura foi ficando turva? O que é o sólido branco formado? Parte 2 Evidências da ocorrência da transformação química Você já estudou sobre as reações químicas. O que é uma reação química? O que acontece com as substâncias quando elas se transformam? Como sabemos quando ocorreu uma reação química?
1. Organize no espaço a seguir uma resposta para os questionamentos. Discuta com seus colegas ou peça auxílio ao seu monitor para responder! Vídeo Vamos assistir ao vídeo Transformações químicas: como a mudança de arranjo de átomos pode construir novas substâncias. Nesse vídeo são apresentadas 10 reações químicas nas quais podemos observar com clareza a formação de gás, de precipitado, a mudança de cor e a liberação de calor, que, embora não se possa sentir, veremos outras evidências que se justificam pelo forte calor liberado durante a transformação. Link: https://www.youtube.com/watch?v=opo7541xqwo
Conforme estudamos anteriormente, as substâncias químicas são formadas por grupos de átomos. As substâncias à nossa volta são, em sua maioria, substâncias compostas. Essas substâncias interagem uma com as outras, podendo ocorrer uma transformação, ou seja, a interação pode ser tão forte que ocorre uma reação química. Nas experiências que você observou no laboratório/sala de aula, ocorreram reações químicas. No vídeo, visualizamos, em todos os casos, exemplos de transformações químicas também. A reação química nada mais é do que o rearranjo dos átomos. Os átomos que faziam parte dos reagentes passam a compor os produtos. Assim, em uma reação química, não há transformação de átomos e sim de substâncias. Os átomos que faziam parte dos reagentes sofrem uma modificação na combinação e novas substâncias são formadas. Para facilitar a comunicação, essas transformações químicas podem ser representadas na forma de equação química. Na equação química os reagentes e os produtos, ou seja, as substâncias que reagem e as que se formam são representadas pelas suas fórmulas químicas e a transformação é representada por uma seta ( ). A proporção entre os reagentes e os produtos é dada pelos coeficientes estequiométricos, que são determinados pelo balanceamento da equação. Forma de representar a transformação química As substâncias são representadas pelas suas fórmulas químicas Equação química Reagentes Produtos Deve estar balanceada (acertar os coeficientes estequiométricos) Os estados físicos das substâncias podem estar representados por (s), (l), (g) ou (v) Vamos transferir essa ideia para a reação de formação da água, a partir da reação entre os gases oxigênio e hidrogênio:
gás oxigênio + gás hidrogênio água A água líquida é formada pela reação entre gás oxigênio e gás hidrogênio O 2 - Oxigênio H 2 - Hidrogênio H 2 O - Água O 2 (g) + 2 H 2 (g) 2 H 2 O (l) 1 : 2 : 2 é a proporção entre os reagentes e o produto nesta reação (g) e (l) representam os estados físicos gás e líquido Cada parte de uma equação química tem um significado, atente-se para a representação correta e não esqueça de fazer o balanceamento da equação, que apresenta a proporção entre os reagentes e produtos. Parte 3 Representando as reações químicas do vídeo No vídeo, foram apresentadas dez reações. Para cada uma delas vamos escrever a equação química balanceada Representando as reações por equações químicas 1. Queima do magnésio, produzindo óxido de magnésio. Dica: Toda reação de queima ocorre na presença de oxigênio!
2. Permanganato de potássio (KMnO 4) com glicerina [C 3H 5(OH) 3]. Oficina CNII/EM Presencial e EAD Dica: Nesta reação formam-se carbonato de potássio (K 2CO 3), óxido de manganês III (Mn 2O 3), dióxido de carbono e água. 3. Carbeto ou carbureto de cálcio (CaC 2) em água. Dica: Os produtos dessa transformação acetileno (C 2H 2) e hidróxido de cálcio, este também conhecido como cal hidratada [CaOH) 2]. 4. Queima do acetileno (formado na reação anterior). Dica: Combustão de compostos orgânicos formam como produto dióxido de carbono e água. 5. Reação entre peróxido de hidrogênio (H 2O 2) + vinagre (ácido acético) + permanganato de potássio. Comentários: Nessa reação, os íons que participam efetivamente da reação são os íons permanganato (MnO 4- ) e os H + do ácido acético, produzindo gás oxigênio. Dica: A equação já está escrita. 2 MnO 4 - + 6 H + 5 H 2O 5 O 2 + 8 H 2O + 2 Mn 2+ 6. A reação anterior foi repetida, porém sem a adição do vinagre, ou seja, em meio neutro. O produto que se forma é um sólido marrom, que é o dióxido de manganês (MnO 2). Dica: A equação já está escrita. 2 MnO 4 - + 3 H 2O 2 3 O 2 + 2 H 2O + 2 OH - + 2 MnO 2 7. Formação do iodeto de chumbo (PbI 2) e nitrato de potássio (KNO 3) a partir da reação entre nitrato de chumbo [Pb(NO 3) 2] com iodeto de potássio (KI).
8. Decomposição do peróxido de hidrogênio em oxigênio e água, na presença de iodeto de potássio. Dica: O iodeto de potássio é o catalisador da reação, portanto não participa como reagente. 9. Reação do sódio em água, formando hidróxido de sódio e gás hidrogênio. Essa reação é extremamente exotérmica (libera muito calor) e um dos produtos é o gás hidrogênio, que reage espontaneamente com o oxigênio do ar. Assim, outra reação ocorre, além da reação do sódio metálico com a água: a reação do hidrogênio com oxigênio do ar. Escreva a equação dessa transformação: 10. Reação do ácido sulfúrico com a sacarose (C 12O 22O 11), produzindo carvão e água. Dica: Nessa reação, o ácido sulfúrico é o catalisador da decomposição da sacarose em carbono e água. Essa reação é extremamente exotérmica. Bem, com esses exemplos, você pode praticar o balanceamento das equações químicas. Lembre-se de que o balanceamento é importante, pois indica a proporção entre os reagentes e produtos em uma transformação. Sugerimos algumas indicações para você se aprofundar no assunto! Indicações de exercícios on line Resolva o pacote de exercícios on line Interações e transformações I. Esse pacote está disponível no Portal EJ@. Acesse o link
http://www.eja.educacao.org.br/bibliotecadigital/cienciasnatureza2/exercicios/lists/exercicio s/em.aspx Indicação de vídeos Para aprimorar seus estudos sobre as reações químicas, sugerimos alguns vídeos: um da série O mundo de Beakman, no qual, de forma descontraída, são apresentadas algumas reações https://www.youtube.com/watch?v=3snzjbkk-mu Outro vídeo elaborado pela equipe do Projeto Condigital da PUC, é curto e esclarecedor! Vale a pena assisiti-lo. http://web.ccead.pucrio.br/condigital/video/tudo%20se%20transforma/reacoes%20quimicas/os%20primordios/vid eo%20para%20web/video.html Indicação de simulador: Diferença entre o fermento biológico e o químico Você sabia que o bicarbonato de sódio é usado na preparação de bolos? E ainda, sabia que para fazer bolo usa-se um tipo de fermento e para fazer pão, usa-se outro? Acesse o link e aprenda mais sobre os fermentos: http://www.mundodaquimica.com.br/2012/08/o-milagre-das-massas-aprenda-a-diferencaentre-o-fermento-biologico-utilizado-para-fazer-paes-e-o-quimico-aquele-usado-no-preparode-bolos/.
Após navegar pelo simulador, responda as atividades propostas. Referências ATKINS P.; JONES L. Princípios de química: questionando a vida moderna e o meio ambiente. Porto Alegre: Bookman. 2001 Balão de gás. Disponível em <http://www.pontociencia.org.br/experimentosinterna.php?experimento=668&balao+de+gas>. Acesso em 3 nov. 2014. 15h25. BROWN. T. L.; LEMAY, E. H.; BRUCE B. E. Química a ciência central. São Paulo: Pearson Prentice Hall. 2005. Soprando uma solução de cal. Disponível em <http://www.pontociencia.org.br/experimentosinterna.php?experimento=1232&soprando+uma+solucao+de+cal>. Acesso em 4 nov. 2014. 14h20. Transformações químicas: como a mudança de arranjo de átomos pode construir novas substâncias. Disponível em <https://www.youtube.com/watch?v=opo7541xqwo>. Acesso em 5 nov. 2014. 10h.