Prévia do material em texto
RELATÓRIO DE PRÁTICA JOSÉ EDUARDO SERENO 01451477 RELATÓRIO DE AULAS PRÁTICAS ENSINO DIGITAL RELATÓRIO DATA: 28 04 2024 _____/______/______ RELATÓRIO DE AULAS PRÁTICAS: QUÍMICA APLICADA À ENGENHARIA NOME: JOSÉ EDUARDO SERENO MATRÍCULA: 01451477 CURSO: ENGENHARIA CIVIL POLO: UNINASSAU SÃO LUÍS PROFESSOR ORIENTADOR: IURY SOUSA E SILVA ATIVIDADE PRÁTICA 1 - REAÇÃO DE OXIDAÇÃO Neste experimento, podemos introduzir os conceitos básicos das reações de oxirredução, tais como oxidação, redução, agentes oxidantes e redutores, utilizando materiais alternativos e de baixo custo. Esta demonstração experimental pode ser realizada pelo professor tanto no laboratório quanto na sala de aula, pois não requer muitos equipamentos ou vidrarias. Os materiais necessários para conduzir este experimento introdutório são simples: um recipiente, lã de aço e água sanitária. Para realizar o experimento de oxirredução, foram utilizados uma pequena porção de lã de aço, 300 ml de água sanitária e um recipiente. O sistema foi observado durante 60 minutos, com registros feitos no primeiro minuto, no 15º minuto e a cada cinco minutos, culminando no 60º minuto. Durante o período de observação, foi notado um aumento na quantidade de ferrugem no sistema, indicando que a lã de aço continuava a oxidar devido ao contato com a água sanitária. Lã de aço e agua sanitária Entendemos que um átomo de uma substância química pode aumentar ou diminuir seu número de oxidação (NOX), ou seja, sua capacidade de ganhar ou perder elétrons, o que caracteriza os fenômenos de redução e oxidação, respectivamente. A lã de aço é composta principalmente por ferro, com pequenas quantidades de carbono. O ferro, ao entrar em RELATÓRIO DE AULAS PRÁTICAS ENSINO DIGITAL RELATÓRIO DATA: 28 04 2024 _____/______/______ contato com o ar e a água, sofre oxidação, enquanto o oxigênio presente na água se reduz, atuando como agente oxidante. Esse processo pode ser representado pela equação: Oxidação: Fe → Fe^2+ + 2e– A água sanitária, uma solução de hipoclorito de sódio (NaClO), é encontrada comumente na forma líquida e possui uma coloração levemente amarelada. Além disso, é fotossensível, corrosiva a metais e pode liberar gases tóxicos quando em contato com ácidos. Na Figura 3 (após 15 minutos), é possível observar a presença de pequenos sólidos com tonalidades amarronzadas, conhecidos como ferrugem. Na Figura 4 (após 60 minutos), a concentração de ferrugem na lã de aço torna-se ainda mais aparente devido à reação de oxirredução. Nesta reação, o agente redutor Fe é responsável por reduzir outra espécie, enquanto o agente oxidante NaClO oxida a outra espécie. Resultados e Cálculos Estequiométricos: A reação química envolvida no experimento pode ser representada da seguinte forma: Fe(s) + NaClO( aq) --> Fe2O3(s) + NaCl(aq) 2 Fe( s) + 3 NaClO(aq) --> Fe2O3(s) + 3 NaCl(aq) Oxidação é o processo que resulta na perda de elétrons pelas substâncias em uma reação química, enquanto a redução é o processo que resulta no ganho de elétrons. O agente oxidante é aquele que aceita os elétrons, ou seja, o elemento reduzido, enquanto o agente redutor é aquele que perde elétrons, ou seja, o elemento oxidado. A ferrugem ou corrosão é uma reação de oxirredução muito presente no dia-a-dia, cujos efeitos são altamente sentidos, especialmente em áreas litorâneas onde a presença de sais e umidade favorecem sua ocorrência. Ela diminui a vida útil do metal e restringe sua funcionalidade devido à fraqueza estrutural que causa. No sistema estudado, o ferro (Fe) presente na lã de aço sofre redução e atua como agente oxidante, ganhando três elétrons. A água sanitária, por sua vez, age como agente redutor, perdendo dois elétrons. Um dos métodos mais empregados para evitar a oxidação dos metais é adicionar camadas protetoras que impedem o contato do metal com o oxigênio presente no ar, na água ou na água sanitária. Fenômeno Implicação Processo Aumentar seu NOX Perda de elétrons Oxidação Diminuir seu NOX Ganho de elétrons Redução A ferrugem, uma reação de oxirredução comum, é especialmente problemática em áreas costeiras devido à presença de sais e umidade. Ela reduz a durabilidade dos metais e compromete sua integridade estrutural. No cenário estudado, o ferro presente na lã de aço sofreu oxidação, perdendo três elétrons, enquanto a água sanitária atuou como agente redutor, ganhando dois elétrons. Uma abordagem comum para prevenir a oxidação dos metais é aplicar camadas protetoras que evitem o contato com o oxigênio presente no ar, água ou substâncias como a água sanitária. RELATÓRIO DE AULAS PRÁTICAS ENSINO DIGITAL RELATÓRIO DATA: 28 04 2024 _____/______/______ ATIVIDADE PRÁTICA 2 - REAÇÃO ÁCIDO-BASE Objetivos: O objetivo desta atividade é analisar a reação química resultante da mistura de bicarbonato de sódio e vinagre, conceituando os reagentes e produtos da reação. Materiais e Métodos: Para a realização da atividade, foram utilizados os seguintes materiais: Bicarbonato de sódio; Vinagre; Recipiente para mistura; Bola de sopro; Balança de cozinha; Garrafa pet de 500 ml. Procedimento: 1. Na primeira etapa, foram adicionados 50ml de vinagre e ½ colher de chá de bicarbonato em um recipiente para observar a reação. 2. Ao serem misturados, formou-se uma espuma que aumentou rapidamente de tamanho, mas depois diminuiu, deixando um líquido efervescente. 3. Em seguida, 100ml de vinagre foram colocados em uma garrafa PET e 1 colher de chá de bicarbonato foi colocada na bola de isopor. A bola foi posicionada no gargalo da garrafa PET sem que os reagentes se misturassem. 4. A bola foi levantada para que o bicarbonato caísse no vinagre, formando uma espuma crescente que inflou a bola rapidamente. 5. A bola permaneceu inflada por 18 minutos até começar a murchar. Resultados e discussão Neste experimento, foi empregado vinagre de álcool, composto principalmente por ácido acético (CH3COOH), conferindo ao vinagre seu sabor azedo característico. A concentração do ácido acético no vinagre é de aproximadamente 4% (0,67 mol/L), e sua densidade varia RELATÓRIO DE AULAS PRÁTICAS ENSINO DIGITAL RELATÓRIO DATA: 28 04 2024 _____/______/______ entre 1,004 e 1,007 g/mL. Considerando a massa molar do ácido acético como 60,052 g/mol, uma molécula de CH3COOH tem uma massa de aproximadamente 9,972 x 10⁻²³ g. O bicarbonato de sódio (NaHCO3) é um composto branco, solúvel em água, com propriedades alcalinas e pureza de 100%, apresentando uma massa molar de 84,007 g/mol. Na reação entre esses reagentes, ocorre a seguinte equação química: CH3COOH+NaHCO3→CH3COONa+CO2+H2O Com base nos resultados observados, ao misturar o bicarbonato de sódio com o vinagre, ocorre a formação de um composto chamado ácido carbônico, o qual se decompõe em gás carbônico, gerando as bolhas que são responsáveis pela inflação do balão. Essa reação química é fundamental para o processo de inflar o balão. ATIVIDADE PRÁTICA 3 – FORMAÇÃO DE RADICAL LIVRE Na presente atividade experimental, o principal propósito reside na análise de reações que implicam a formação de radicais livres, e concomitantemente, na identificação e compreensão das diversas funções orgânicas envolvidas nesse processo. A investigação dessas reações desempenha um papel crucial na compreensão dos mecanismos de diversas transformações químicas, fornecendo insights valiosos para o desenvolvimento de aplicações práticas em diversas áreas, desde a síntese de compostos orgânicos até a produção de materiais avançados. Procedimento Para realizar este experimento,foram preparados 100 ml de uma solução aquosa contendo 30 gotas de dipirona sódica. Em seguida, adicionou-se 5 ml de água sanitária ao recipiente de vidro contendo a solução mencionada. Durante a adição da água sanitária, observou-se uma mudança perceptível na coloração da solução, como pode ser claramente visualizado nas imagens abaixo. RELATÓRIO DE AULAS PRÁTICAS ENSINO DIGITAL RELATÓRIO DATA: 28 04 2024 _____/______/______ Essa alteração na cor indica a ocorrência de uma reação química entre os componentes da solução, evidenciando a formação de produtos que apresentam propriedades ópticas distintas dos reagentes iniciais. A análise detalhada dessa mudança de cor pode fornecer informações valiosas sobre os produtos formados e os mecanismos envolvidos na reação, contribuindo para uma compreensão mais profunda dos processos químicos em jogo. Resultado e discussão No experimento descrito, a dipirona sódica, comercializada sob o nome de Aberalgina e com a nomenclatura IUPAC sodium;[(1,5-dimethyl-3-oxo-2-phenylpyrazol-4-yl)- methylamino]methanesulfonate, possui uma massa molecular de 332 g/mol, derivada da soma das massas atômicas dos elementos constituintes. Neste contexto, observamos uma reação de oxirredução, na qual a dipirona atua como agente redutor, enquanto a água sanitária desempenha o papel de oxidante. Quando esses reagentes entram em contato, ocorre a formação de um radical livre, evidenciado pela rápida mudança de coloração para azul na solução. Conforme o radical livre é consumido, a coloração da solução vai gradualmente se alterando, perdendo intensidade até atingir uma tonalidade amarelada. Através dos resultados obtidos nessa atividade experimental, podemos apreciar a presença e influência da química em nosso cotidiano, mesmo que nem sempre seja percebida de imediato, devido ao uso comum em tarefas diárias. Essa compreensão nos permite reconhecer a importância e a relevância dos princípios químicos em diversos aspectos de nossas vidas, desde processos industriais até simples interações químicas em nosso ambiente doméstico. RELATÓRIO DE AULAS PRÁTICAS ENSINO DIGITAL RELATÓRIO DATA: 28 04 2024 _____/______/______ REFERÊNCIAS FOGAÇA, Jennifer Rocha Vargas. "Radicais Livres"; Brasil Escola. Disponível em: https://brasilescola.uol.com.br/quimica/radicais-livres.htm. Acesso em 26 de abril de 2024. NOVAIS, Sté fano Araújo. "Reação de neutralização”; Brasil Escola. Disponível em: https://brasilescola.uol.com.br/quimica/reacoes-neutralizacao.htm. Acesso em 26 de abril de 2024. BRUICE, P aula Yurkanis. Química Orgânica, V ol. 2. 4ª edição. Pearsons Unive rsidades, 26 de abril de 2005.