Experimento: Cobre

Retirando cobre de uma solução azul

Você vai precisar de:

- Sulfato de cobre.
- Um béquer com água.
- Barbante.
- Pregos.
- Espátula.


O que fazer:

- Coloque um pouco de sulfato de cobre em um béquer com água até obter uma solução azul intensa (utilize a espátula).
- Amarre um barbante no prego e mergulhe-o dentro do béquer.
- Espere alguns minutos e veja o que aconteceu com o prego.


O que aconteceu? Qual a reação química que explica este fenômeno?

Experimento: Estequiometria

Estequiometria
OBJETIVO

Verificar a existência de proporção entre reagentes e produtos em uma reação química.
MATERIAIS E REAGENTES

• 5 tubos de ensaio pequenos
  
• 1 potinho plástico para colocar a solução de Ba(OH)₂ 50%
  
• 1 tubo de ensaio grande
  
• 1 seringa de 20 mL
  
• 1 conjunto de mangueiras e rolha
  
• 1 potinho plástico para colocar vinagre
  
• 1 estante para tubos de ensaio
  
• bicarbonato de sódio (NaHCO₃)
  
• solução de hidróxido de bário 50%
  
• solução de ácido acético 2% (vinagre diluído

PARTE EXPERIMENTAL Coloque 5 ml de solução de hidróxido de bário (Ba(OH)2) em cada um dos cinco tubos de ensaio, utilizando a seringa para efetuar a medida de volume. Lave a seringa antes de prosseguir. No tubo de ensaio maior coloque 2,5 gramas de bicarbonato de sódio (NaHCO3) e feche-o com a rolha. Abasteça com 20 ml de vinagre a seringa que você recebeu, tomando cuidado para não deixar que o ar entre na mesma. Encaixe a mangueira menor na seringa, conforme a figura. Coloque a ponta da mangueira maior no 1º tubo e adicione 1 ml de vinagre bem lentamente sobre o bicarbonato, conforme a figura. Quando parar a produção de gás, retire a mangueira do tubo 1 e coloque-a no tubo nº 2 e adicione 2 ml de vinagre. Repita colocando 3 ml para o tubo 3, 4 ml para o tubo 4 e 5 ml para a tubo 5. Deixe os tubos em repouso por aproximadamente 5 minutos e observe a quantidade de material formado.

DISCUSSÃO

A palavra estequiometria deriva do grego "STOICHEON", que significa "a medida dos elementos químicos", ou seja, as quantidades envolvidas de cada substância em uma reação química. Para compreender melhor, vamos fazer uma analogia. Completando o exemplo abaixo, você perceberá a necessidade de todos os componentes estarem em quantidades corretas para que o produto seja formado:

10 lentes + ____ armações ____ óculos

Observe que é impossível obter mais que cinco óculos, pois faltarão lentes. Porém, para até cinco armações, o número de óculos que podemos montar é o mesmo das armações.

Em química ocorre algo semelhante: as substâncias participam de uma reação química sempre em proporções definidas. Exemplificando: para que 80 gramas de soda caustica reajam com ácido sulfúrico são necessários 98 gramas desse ácido. Se colocarmos 100 gramas de ácido, 2 gramas ficarão em excesso, ou seja, não reagirão. Note que as quantidades das substâncias que participam de uma reação química devem estar sempre corretas, para que não ocorra "sobra" de nenhuma delas. Esta precisão nas quantidades não é tão importante quando efetuamos apenas a mistura de substâncias diferentes, como no caso de uma receita de bolo ou de argamassa. O cozinheiro pode acrescentar uma pitadinha de açúcar a mais em qualquer bolo que ninguém perceberá a diferença, ou o pedreiro não obterá resultado diferente se colocar um pouquinho a mais de areia em um monte de argamassa. Tanto o bolo quanto a argamassa "aceitam" pequenos erros de formulação, o que não ocorre nas reações químicas.

Em qual das figuras abaixo existe relação estequiométrica (A, B ou C) ?

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Preparo das Soluções

Solução de hidróxido de bário 50% - Deixar saturar 300ml de água, com cerca de 20 gramas de hidróxido de bário. Deixar decantar por umas 4 horas. Evite contato com o ar! Transferir uma alíquota de 250ml da solução superficial para outro recipiente por meio de um sifão. Dilua essa alíquota com água até 500ml.

Solução de ácido acético 2% (vinagre diluído) - Leia a porcentagem de acidez no rótulo do vinagre branco que você irá utilizar. Por exemplo: um vinagre qualquer que tem 4,2 de acidez. Divide-se essa porcentagem por 2 (4,2 dividido por 2 = 2,1).

4,2% diluir para 2%

Divide-se 100% por esse resultado (100 dividido por 2,1 = 47,7). Diluem-se 47,7 ml desse vinagre (exemplo) com água até 100ml. Ou ainda, 477ml deste vinagre com água até 1 litro.

Experimento: Ácidos e Bases

Ácidos e Bases
MATERIAL E REAGENTES

• 3 estantes para tubos de ensaio (A-B-C)
• 18 tubos de ensaio
• 1 vidro conta-gotas para cada solução:
Fenoftaleína, azul de timol, comprimido de lacto-purga dissolvido em álcool comercial, ácido clorídrico 0,1 mol/L, hidróxido de sódio 0,1 mol/L, sabão em pó e água, leite de magnésia e água (1:20)
• 1 vidro conta-gotas com vinagre branco puro

PARTE EXPERIMENTAL

Teste para ácidos:

Coloque aproximadamente 3 cm de cada substância nos tubos da estante A, na ordem abaixo, e acrescente 3 gotas de AZUL DE TIMOL em cada tubo.

Atenção para as cores:

vermelho ácido forte amarelo ácido fraco azul base

Estante A

			Cor	Função
Tubo 1	ácido clorídrico		________	ácido
Tubo 2	hidróxido de sódio		________	base
Tubo 3	vinagre		________	________
Tubo 4	sabão em pó e água		________	________
Tubo 5	suco de limão		________	________
Tubo 6	leite de magnésia		________	________

Teste para bases:

Coloque aproximadamente 3 cm de cada substância nos tubos da estante B, como foi feito no teste acima.

Acrescente 3 gotas de FENOLFTALEÍNA e observe.

Teste para indicador:

Coloque novamente 3 cm de cada substância nos tubos da estante C, como nos testes anteriores. Adicione 3 gotas da solução de lacto-purga, em cada tubo. Compare com o teste para bases, que você já fez, e responda:

Que substância deve estar presente no comprimido de lacto-purga?

DISCUSSÃO

Você já deve ter ouvido falar de ácidos e bases, como o ácido sulfúrico e a soda cáustica, por exemplo. Os milhões de substâncias químicas presentes na natureza são estudados por grupos ou funções, que é o termo mais correto.

As principais funções da Química Inorgânica são: Ácidos, Bases, Sais, Óxidos, Peróxidos e Hidretos (o agrupamento de substâncias de acordo com sua função química é feito levando em consideração o comportamento químico destas em reações químicas). Uma maneira fácil de compreender isto é observar reações entre os ácidos e as bases, quando os produtos formados serão sempre um sal e água, não importando qual é o ácido ou base.

ÁCIDO + BASE SAL + ÁGUA

Se uma substância qualquer reagir com uma base e os produtos da reação forem sal e água, poderemos afirmar que tal substância é um ÁCIDO. Por meio de reações é que classificamos as substâncias de comportamento parecido em FUNÇÕES.

Os ácidos e bases nos lembram produtos perigosos, corrosivos e fumegantes. No entanto nem sempre isto é verdade. A natureza construiu um mundo cheio deles, até mesmo o corpo humano se utiliza muito destas substâncias para se manter vivo e em bom funcionamento.

Temos ácido no estômago (ácido clorídrico), nos aminoácidos (ácido e base) que formam as proteínas, na principal molécula da vida, o DNA (ácido e base), que é responsável pela transmissão dos caracteres e em várias outras partes do corpo, além dos alimentos e medicamentos: vitamina C (ácido ascórbico), vinagre (ácido acético), gordura (ácidos graxos), analgésicos (ácido acetilsalicílico), etc.

Os ácidos têm sabor azedo e as bases sabor adstringente (como o do sabão), no entanto nunca devemos colocar uma substância na boca afim de descobrir sua função química. Em laboratório utilizam-se INDICADORES, que mudam de cor quando colocados junto a determinada substância. A fenolftaleína é um bom exemplo de indicador; quando gotejamos fenolftaleína em uma substância, ela ficará vermelha caso se tratar de uma base, qualquer que seja a base, porém, se a substância pertencer a outra função, a fenolftaleína ficará incolor.

Além de indicadores para bases, existem indicadores para ácidos e bases, como o azul de timol.

Para saber se uma substância tem caráter ácido ou básico, os químicos desenvolveram uma escala que vai de 0 a 14. Por meio desta escala (pH) podemos ver que toda substância ácida tem pH entre 0 e 7 e as básicas entre 7 e 14. O pH 7 é neutro, ou seja, nem ácido nem básico.




PH DE ALGUMAS SUBSTÂNCIAS COMUNS

Suco gástrico	1 a 3	Água potável	5 a 8
Cerveja	4,1 a 5	Água pura	7
Refrigerante	1,8 a 3	Amoníaco (doméstico)	11,8 a 12,3
Suco de limão	2,1 a 2,4	Suco de laranja	3 a 4
Vinagre	2,5 a 3,5

Experimento: Processos Físicos e Químicos

Processos Físicos e Químicos

OBJETIVO

Reconhecer a diferença entre fenômenos físicos e fenômenos químicos por meio do tipo de transformação observada.
MATERIAIS E REAGENTES

2 béqueres	1 funil e papel de filtro
1 giz	1 estante para tubos de ensaio
1 bastão de vidro	solução de hidróxido de sódio 0,05 mol/L
1 erlenmeyer	solução de sulfato de cobre 0,025 mol/L
1 pinça	fitas de magnésio
2 tubos de ensaio	tiocianato de amônio - NH4SCN
1 termômetro	hidróxido de bário - Ba(OH)2
2 colheres	carbeto de cálcio - CaC2

PARTE EXPERIMENTAL

PROCESSO FÍSICO

Rale um giz inteiro sobre um papel, de modo a obter um pó fino. Coloque em um béquer aproximadamente 50 ml de água e o pó do giz. Agite bem com o bastão de vidro e filtre a mistura utilizando o funil com o papel de filtro e um erlenmeyer. Com o pó que ficou no filtro tente modelar novamente um pedaço de giz. Enrole o giz que você fez em papel de filtro seco prendendo-o com fita adesiva. Deixe o giz secar por um dia.

PROCESSO QUÍMICO

1. Prenda uma fita de magnésio (Mg°), conforme o desenho e coloque fogo no magnésio. O que aconteceu?

2. Em um tubo de ensaio coloque uma colher de tiocianato de amônio (NH₄SCN) e duas colheres de hidróxido de bário (Ba(OH)₂). Agite bem, coloque o termômetro dentro do tubo e observe. O que aconteceu?

Limpe bem o termômetro e as colheres após o uso.

3. Em um tubo de ensaio coloque aproximadamente 1 cm da solução de hidróxido de sódio (NaOH) e 1 cm da solução de sulfato de cobre (CuSO₄). Que alteração ocorreu?

4. Coloque 20 ml de água em um béquer e meça a temperatura da água. Mantenha o termômetro no béquer e adicione uma colher de carbeto de cálcio (CaC₂). Houve alteração da temperatura? O que mais você observou?

Diferencie um processo físico de um processo químico.


DISCUSSÃO

Muitos fenômenos físicos e químicos são confundidos quando observados. Ao produzir o giz, você deve ter observado que embora o processo "pareça" ser químico não houve transformação da matéria, apenas do estado físico dela. Um processo químico ocorre apenas quando a matéria é transformada. Para a maioria das transformações podemos notar alguma evidência como a mudança de cor, formação de um precipitado (surgimento de um sólido a partir de dois líquidos), desprendimento de calor (reações exotérmicas), absorção de calor (reações endotérmicas) ou emissão de luz (reações quimiluminescentes). Os fenômenos físicos normalmente são reversíveis enquanto os fenômenos químicos quase sempre são irreversíveis.

A combustão tem como principal característica a reação com o oxigênio do ar e o grande desprendimento de calor (reações exotérmicas). Este tipo de reação é muito utilizado pelas nossas células para extrair a energia que mantém nosso corpo quente e garante todas as atividades musculares. Qual das experiências (1, 2, 3 ou 4) corresponde a uma combustão?___________________

Reações que absorvem energia (endotérmicas) podem ser utilizadas como forma de promover a estocagem de energia, como na fotossíntese, quando a planta faz reagir água com gás carbônico para produzir o açúcar e armazenar nele a energia recebida do sol. A reação _______ é endotérmica.

As reações que formam precipitado podem ser utilizadas para tratamento de água por exemplo, como forma de extrair substâncias indesejadas da água e torná-la potável. Na reação _______ ocorre formação de precipitado.

Reações que liberam gás têm larga aplicação na indústria, como forma de produzir combustível (acetileno, na reação da água com carbureto), oxigênio (decomposição térmica de óxidos metálicos ou sais oxigenados), gás carbônico para extintores de incêndio (reação de carbonatos com ácido) e outros. A reação _______ libera gás.

Reação quimiluminescentes, como a que os vagalumes fazem ou como combustão, podem produzir grande quantidade de luz. A reação _______ é quimiluminescente e as reações ________ e _________ são exotérmicas.

Embora os fenômenos físicos e químicos sejam distintos, é comum na natureza ou nas atividades humanas a ocorrência de processos que envolvem os dois fenômenos. Um bom exemplo é o funcionamento de um automóvel, onde o fenômeno químico ocorre com a explosão da gasolina e a partir daí todo o sistema utiliza a energia da explosão em uma série de fenômenos físicos.

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Preparo das Soluções

Solução de hidróxido de sódio 0,05 mol/L - Dissolver 2,0 gramas de hidróxido de sódio puro em água e completar para 1 litro.

Solução de sulfato de cobre 0,025 mol/L - Dissolver 4,0 gramas de sulfato cobre (CuSO₄) em água e completar para 1 litro.

Experimento: Noções de Concentração

Noções de concentração

OBJETIVO

Observar a ocorrência da variação na quantidade de um soluto em um solvente ou em matrizes sólidas.
MATERIAIS E REAGENTES

• 5 tubos de ensaio
  
• 1 seringa de 5 ml
  
• 1 potinho plástico para colocar água
  
• 1 potinho plástico para colocar a solução de amido
  
• 1 estante para tubos de ensaio
  
• 1 frasco conta-gotas com solução de iodo
  
• talco
  
• acúcar
  
• farinha de trigo
  
• fubá
  
• bolacha de maizena (triturada)
  
• solução de amido 0,02%
  

PARTE EXPERIMENTAL

PARTE 1

Coloque água nos tubos de ensaio utilizando a seringa e adicione a solução de amido, também com a seringa, conforme a tabela abaixo.

TUBO	VOLUME DE AMIDO	VOLUME DE ÁGUA
1	1 ml	4 ml
2	2 ml	3 ml
3	3 ml	2 ml
4	4 ml	1 ml
5	5 ml	0 ml

Acrescente 4 gotas de solução de iodo e observe. Se necessário agite suavemente o tubo de ensaio. Por que houve diferença nos resultados? PARTE 2

Lave os tubos e coloque uma pequena quantidade de cada alimento em cada um dos tubos de ensaio separadamente, conforme abaixo

Tubo 1	Açúcar
Tubo 2	Polvilho (talco)
Tubo 3	Farinha de trigo
Tubo 4	Fubá
Tubo 5	Bolacha moída

Adicione 5 ml de água em cada tubo de ensaio e agite-os. Acrescente 4 gotas de iodo e observe.

Qual tubo de ensaio apresentou coloração mais forte?___________ e mais fraco?____________ Por que?

DISCUSSÃO

O amido é uma substância produzida pelos vegetais, a partir do açúcar proveniente da fotossíntese. Esta substância muda de cor quando em presença de iodo, sendo que quanto maior as quantidades de amido e iodo envolvidas, mais forte será a coloração. Dizemos que as substâncias com quantidade pequena de amido têm baixa concentração de amido, como observado no experimento.

Na natureza as substâncias apresentam-se misturadas sempre em quantidades diferentes. Por exemplo, o sal de cozinha (NaCl) está presente na água do mar em concentração elevada, já no solo, sua concentração é extremamente baixa.

O conhecimento da concentração de uma substância é de extrema importância, pois até mesmo no sangue de uma pessoa sadia podemos encontrar substâncias tóxicas, que não causam problemas devido a presença em baixas concentrações.

Por outro lado, mesmo as substâncias benéficas ao organismo, como as vitaminas, podem causar problemas de saúde se a concentração destas for elevada no sangue. Felizmente o nosso organismo "conhece" a concentração ideal para cada uma das milhões de substâncias presentes em cada parte do corpo e assim, pode exercer um controle rigoroso das concentrações destas.

Também nas atividades do Homem como indústria, estações de tratamento de água, agricultura e outras, é sempre importante controlar rigorosamente a concentração das substâncias que são manipuladas, por questões de saúde e econômicas.

A partir das figuras abaixo, podemos afirmar que a Figura _____ representa uma solução mais concentrada e a Figura _____ reprersenta uma solução menos concentrada

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Preparo das Soluções

Solução de iodo - Diluir 30ml de tintura de iodo 2% (comprada em qualquer farmácia) com água até 200ml.

Solução de amido 0,02% - Dissolver 1g de maisena^® (comprada em qualquer supermercado) em 500ml de água quente. Retirar uma alíquota de 100ml dessa solução e completar com água para 1 litro. Esta solução não deve ser armazenada.

Experimento: Queima do Magnésio

Queima (combustão) do magnésio


Você vai precisar de:

- Fita de magnésio (Mg).
- Uma pinça.
- Fósforo.


O que fazer:

- Prenda a fita de magnésio na pinça deixando uma das extremidades livre.
- Aproxime o fósforo aceso da extremidade livre da fita de magnésio e observe.



O que aconteceu? Qual a reação química que explica este fenômeno?

Experimento: Eletrólise da Água

Eletrólise da água
OBJETIVO

Promover a quebra de moléculas de água em seus átomos: Hidrogênio (H) e Oxigênio (O).
MATERIAIS E REAGENTES

• 1 conjunto de eletrólise
• 2 grampos
• 1 bateria
• 1 tubo de ensaio
• solução de hidróxido de sódio 0,1 mol/L

INTRODUÇÃO

Algumas reações químicas ocorrem apenas quando fornecemos energia na forma de eletricidade, enquanto outras geram eletricidade quando ocorrem. A eletrólise da água ocorre quando passamos uma corrente elétrica contínua por ela, desde que a tornemos condutora, pois a água pura não conduz corrente elétrica.

A decomposição da água ocorre quando efetuamos a quebra das ligações entre átomos de hidrogênio e oxigênio.

Quando a molécula é decomposta na eletrólise, os átomos livres procuram reagir novamente para formar novas moléculas. Assim, se quebrarmos as ligações químicas de duas moléculas de água, poderemos formar duas novas moléculas de hidrogênio e uma de oxigênio, gases que reagem entre si, para formar a água. Esta reação também será feita nesta experiência.

A reação entre o hidrogênio e o oxigênio ocorre com um grande desprendimento de energia, que pode ser novamente convertida em energia elétrica ou simplesmente em energia térmica, como numa grande explosão. Um bom exemplo de como utilizar estas duas formas de energia é o funcionamento de um ônibus espacial.

Os ônibus espaciais utilizam os gases H2 e O2 como combustível para as viagens espaciais e também para a geração de energia elétrica para o funcionamento de todos os equipamentos, uma vez que carregar baterias se torna inviável devido ao excesso de peso. Sistemas que geram energia elétrica (como no ônibus espacial), provenientes de reações químicas são chamados sistemas eletroquímicos. Observe que se existem reações que "produzem" energia elétrica e outras que "consomem", então podemos preparar sistemas onde a energia gerada por uma reação será utilizada para promover outra reação química.

PARTE EXPERIMENTAL 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 abaixo 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.

1. O que ocorre nos eletrodos dentro do sistema? Mantenha os eletrodos ligados à bateria, até que uma das ampolas fique totalmente cheia de gás.

2. Como os volumes de gases variam na ampola? Observe na bateria os pólos positivo e negativo marcados. Acompanhe o caminho de cada fio que parte desses pólos e chega à ampola.

3. Qual eletrodo (positivo ou negativo) gerou maior volume de gás?

4. No eletrodo positivo temos o gás _____________ e no eletrodo negativo temos o gás ______________ . 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.

5. Explique o que ocorreu.

6. A eletricidade gerada na pilha provém de uma reação química?

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Preparo das Soluções

Solução de hidróxido de sódio 0,1 mol/L - Dissolver 4,0 gramas de hidróxido de sódio em água e completar para um litro.

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