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RELATÓRIO DE PRÁTICA RELATÓRIO DE AULAS PRÁTICAS ENSINO DIGITAL RELATÓRIO DATA: 08 / 10 / 2023 RELATÓRIO DE AULAS PRÁTICAS: QUÍMICA APLICADA À ENGENHARIA DADOS DO(A) ALUNO(A): NOME: MATRÍCULA: CURSO: POLO: PROFESSOR(A) ORIENTADOR(A): RELATÓRIO: ATIVIDADE PRÁTICA 1 - REAÇÃO DE OXIDAÇÃO 1. INTRODUÇÃO Uma reação de oxidação é um processo químico onde uma substância perde elétrons, muitas vezes envolvendo a adição de oxigênio. Isso resulta em um aumento do estado de oxidação, tornando a substância mais positivamente carregada. Geralmente, reações de oxidação são acompanhadas por reações de redução, em um processo conhecido como reação de oxirredução, onde uma substância ganha os elétrons que a outra perdeu. 2. OBJETIVOS O experimento visou compreender e definir o estudo das reações de oxirredução utilizando materiais comuns do nosso dia a dia. 3. MATERIAIS E MÉTODOS • Água sanitária; • Recipiente de vidro; • Lã de aço; Método: Adicionar uma parte da lã de aço no recipiente de vidro, logo após, adicionar a água sanitária com cuidado até cobrir totalmente a lã de aço. O metal que se encontra em maior quantidade na lã de aço é o Ferro (Fe) A lã de aço tem em sua composição fios finos de aço carbono, formado principalmente por ferro e carbono. Tem como características ser um material abrasivo, flexível e versátil, utilizado principalmente para limpeza de superfícies. Já a água sanitária também presente no experimento, possui em sua composição hipoclorito de sódio, hidróxido de Sódio e água, com a maior concentração sendo por RELATÓRIO DE AULAS PRÁTICAS ENSINO DIGITAL RELATÓRIO DATA: 08 / 10 / 2023 parte do hipoclorito de sódio com fórmula molecular NaClO ( Solução c/ 2,00 a 2,50% de Cloro Ativo como Cl2). Tem como propriedades ser um ótimo agente desinfetante, oxidante e em altas concentrações ser corrosivo para alguns materiais, como metais. Registros: Sabendo que a lã de aço é composta predominantemente de Ferro (Fe(s)) e a água sanitária é uma solução de Hipoclorito de Sódio (NaClO(aq)), vamos observar a seguir os registros feitos da reação: Figura 1, Materiais Utilizados. Figura 2, Lã de aço imediatamente após a imersão na água sanitária. Figura 3, Lã de aço após 10 minutos de imersão na água sanitária Figura 4, Lã de aço após 10 horas de imersão na água sanitária. Figura 5, Lã de aço após 20 horas de imersão na água sanitária. Figura 6, Lã de aço após 24 horas de imersão na água sanitária RELATÓRIO DE AULAS PRÁTICAS ENSINO DIGITAL RELATÓRIO DATA: 08 / 10 / 2023 4. RESULTADO E DISCUSSÃO Após 10 minutos de imersão da lã de aço na água sanitária, foi possível notar a formação de pontos de oxidação, oxido de ferro (Fe2O3), produto formada pela reação que é caracterizado por pontos na cor alaranjada, na lã de aço. A reação química pode ser descrita conforme a seguinte equação: 𝐹𝑒 + 𝑁𝑎𝐶𝑙𝑂→𝐹𝑒2O3 + NaCl Após o balanceamento, ficando da seguinte forma: 2 𝐹𝑒 + 3 𝑁𝑎𝐶𝑙𝑂→𝐹𝑒2O3 + 3 NaCl Calculando a variação de NOX que aconteceu na reação: Nesta reação o ferro sofreu variação de NOX de 0 para +3, Fe para Fe2O3, A variação de NOX sofrida pelo cloro foi de +1 para -1, NaClO para NaCl, respectivamente. O elemento que oxidou foi o ferro presente na lã de aço, perdeu elétrons e teve aumento do NOX, já o NaClO presente na água sanitária, reduziu, pois ganhou elétrons e teve diminuição do NOX. O agente oxidante é o NaClO, pois provocou a oxidação do outro elemento, que seria o agente redutor o Fe, aquele que sofreu a oxidação. Através da reação dos elementos Fe e NaClO, foram formados Fe2O3 e NaCl, sendo o Fe2O3 (Óxido de Ferro (III)), popularmente conhecido como ferrugem, visível a olho nu. 5. CONCLUSÃO Com esse experimento, foi possível compreender e analisar as reações de oxidação e redução (oxirredução), utilizando produtos comuns do nosso cotidiano, trouxe um interesse maior no experimento. Foi possível analisar melhor sobre os tipos de agentes, seja ele oxidante ou redutor, assim como a perca e ganho de elétrons. RELATÓRIO DE AULAS PRÁTICAS ENSINO DIGITAL RELATÓRIO DATA: 08 / 10 / 2023 6. REFERÊNCIAS DIAS, Diogo Lopes. Reações orgânicas de oxidação. Manual da Química. Disponível em: https://www.manualdaquimica.com/quimica-organica/reacoes-organicas- oxidacao.htm. Acesso em: 04 outubro 2023. SILVA, André Luis. Composição e Propriedades do Aço. InfoEscola. Disponível em: https://www.infoescola.com/quimica/composicao-e-propriedades-do-aco/. Acesso em: 04 outubro 2023. FOGAÇA, Jennifer Rocha Vargas. Composição Química da Água Sanitária. PreParaEnem. Disponível em: https://www.preparaenem.com/quimica/composicao-quimica-agua- sanitaria.htm. Acesso em: 04 outubro 2023. https://www.manualdaquimica.com/quimica-organica/reacoes-organicas-oxidacao.htm https://www.manualdaquimica.com/quimica-organica/reacoes-organicas-oxidacao.htm https://www.infoescola.com/quimica/composicao-e-propriedades-do-aco/ https://www.preparaenem.com/quimica/composicao-quimica-agua-sanitaria.htm https://www.preparaenem.com/quimica/composicao-quimica-agua-sanitaria.htm RELATÓRIO DE AULAS PRÁTICAS ENSINO DIGITAL RELATÓRIO DATA: 08 / 10 / 2023 ATIVIDADE PRÁTICA 2 - REAÇÃO ÁCIDO-BASE 1. INTRODUÇÃO A reação ácido-base também conhecida como reação de neutralização, acontece quando um composto ácido reage com um básico, para formar água e sal, um componente irá neutralizar as propriedades do outro, assim recebendo essa denominação. 2. OBJETIVOS Compreender o conceito de reagentes e produtos em uma reação química, assim como equacionar uma reação ácido-base. 3. MATERIAIS E MÉTODOS • Bicarbonato de sódio; • Vinagre; • Recipiente para mistura; • Bola de sopro; • Colher de chá • Garrafa pet de 500ml; Método: Esse experimento foi separado em duas fases, na primeira etapa será adicionado 100ml de vinagre em um recipiente de vidro, em seguida uma colher de chá (aproximadamente 5g) de bicarbonato de sódio. Registros: Sabendo que essa mistura do ácido acético (CH3COOH) contido no vinagre, com o (NaHCO3) do bicarbonato de sódio ocorrerá uma reação ácido-base, produzindo dióxido de carbono, água e acetato de sódio. Vamos observar os registros fotográficos dessa reação. RELATÓRIO DE AULAS PRÁTICAS ENSINO DIGITAL RELATÓRIO DATA: 08 / 10 / 2023 Figura 1, 100ml de vinagra adicionado no recipiente de vidro. Figura 2, adição de uma colher de chá de bicarbonato de sódio no recipiente. Figura 3, Reação do vinagre com o bicarbonato de sódio. Após a adição do bicarbonato de sódio no recipiente, foi observado uma certa efervescência na mistura, onde conseguimos observar muito bem a formação do CO2. Método (2): Na segunda etapa do experimento, foi colocado 100ml de vinagre em uma garrafa pet de 500ml, na bola de sopro foi inserido uma colher de chá de bicarbonato de sódio, em seguida a garrafa foi fechada com a bola de sopro presa em seu gargalo, com o intuito de fazer o bicarbonato presente na bola cair dentro da garrafa. Registros (2): Assim como anteriormente, vamos observar os registros fotográficos dessa reação ácido-base, formada com o encontro do bicarbonato com o vinagre. Figura 4, Materiais utilizados no experimento. Figura 5, Experimento montado. Figura 6, Reação ácido-base acontecendo. RELATÓRIO DE AULAS PRÁTICAS ENSINO DIGITAL RELATÓRIO DATA: 08 / 10 / 2023 Foi observado que após o bicarbonato de sódio entrar em contato com o vinagre, aconteceu areação, e a bola de sopro foi preenchida pela formação de CO2 de forma muito rápida. 4. RESULTADO E DISCUSSÃO O vinagre utilizado no experimento, tem em sua composição 4% de ácido acético (CH3COOH ou C2H4O2), tendo uma massa específica de aproximadamente 1,01g/cm3 . O ácido acético possui como propriedades, ser um ácido fraco, corrosivo, incolor, solúvel em água, éter e álcool, além de ser reativo, entrar em ebulição a 118,1 °C, e se solidificar a uma temperatura de 16,7°C. Massa do vinagre = Volume x Massa Específica Volume do vinagre 100ml = 100cm3 Massa específica do vinagre = 1,01 g/cm3 Massa do vinagre = 100cm3 x 1,01g/cm3 Massa do vinagre = 101g Massa do ácido acético = 0,04 x 101g Massa do ácido acético = 4,04g O ácido acético possui uma massa molecular de aproximadamente 60g/mol, assim podemos descobrir o número de mols de ácido acético contido em 100ml de vinagre da seguinte forma: O bicarbonato de sódio (NaHCO3) utilizado no experimento foi um comercial, contém pureza de 99,5% e massa molecular de aproximadamente 84g/mol. O bicarbonato tem como características ser um agente neutralizante, inodoro possui um poder branqueador, com um ponto de fusão de 50°C. Como a pureza do bicarbonato de sódio foi de 99,5% temos aproximadamente 4,975g de bicarbonato de sódio efetivamente na reação. Assim para calcular seu número de mols, faremos: RELATÓRIO DE AULAS PRÁTICAS ENSINO DIGITAL RELATÓRIO DATA: 08 / 10 / 2023 A reação observada pode ser descrita como um exemplo clássico de um processo ácido-base, o ácido acético do vinagre doa um próton (H+), o bicarbonato de sódio aceita o próton (H+), formando água, dióxido de carbono e acetato de sódio, o dióxido de carbono é o gás que se forma durante a efervescência da reação. Reação ácido-base observada: CH3COOH + NaHCO3 → H2O + CO2 + CH3COONa Neste caso, a reação original já está balanceada, o que significa que a quantidade de átomos de cada elemento é a mesma nos reagentes e produtos, a proporção estequiométrica é 1:1. Fazendo a subtração dos números de mols encontrados, observamos que o número de mols presente no ácido acético é maior, portanto, ele seria o reagente em excesso na composição, enquanto o bicarbonato de sódio seria o reagente limitante, sendo totalmente consumido na reação. A massa molar do acetato de sódio (CH3COONa) é aproximadamente 82 g/mol. Assim utilizando o número de mols do bicarbonato de sódio, já que a proporção estequiométrica ficou 1:1, podemos dizer que a massa teórica do acetato de sódio, seria de: A partir do reagente limitante, também podemos descobrir o número de mols formado de CO2, como a proporção estequiométrica ficou 1:1 o número de mols de CO2 é igual ao número de mols do bicarbonato de sódio, 0,059mol. Pela equação de Clapeyron podemos calcular o volume de dióxido de carbono formado na CNTP, assumindo o CO2 como um gás ideal. Na CNTP pressão é 1 atm = 101325 Pa (Pascal) e a temperatura T- 273,15 K (Kelvin), assim ficamos com: • P é a pressão em Pascal (Pa). • V é o volume em metros cúbicos (m3). • n é o número de mols. • R é a constante universal dos gases (8,14 J (mol K)). • T é a temperatura em Kelvin (K). RELATÓRIO DE AULAS PRÁTICAS ENSINO DIGITAL RELATÓRIO DATA: 08 / 10 / 2023 5. CONCLUSÃO Com esse experimento, foi possível analisar melhor o acontecimento de uma reação ácido-base, comprovando sua velocidade e espontaneidade, assim como a formação do CO2 como produto dessa reação. 6. REFERÊNCIAS RIZZON, Luiz Antenor. Sistema de Produção de Vinagre. Disponível em: https://sistemasdeproducao.cnptia.embrapa.br/FontesHTML/Vinagre/SistemaProduc aoVinagre/composicao.htm#:~:text=Ele%20prov%C3%A9m%20da%20oxida%C3%A 7%C3%A3o%20do,res%C3%ADduo%20do%20processo%20de%20acetifica%C3% A7%C3%A3o. Acesso em: 04 outubro 2023. NOVAIS, Stéfano Araújo. Bicarbonato de sódio (NaHCO3). Brasil Escola. Disponível em: https://brasilescola.uol.com.br/quimica/bicarbonato-de-sodio.htm. Acesso em: 04 outubro 2023. FOGAÇA, Jennifer Rocha Vargas. Reações de Neutralização. Manual da Química. Disponível em: https://www.manualdaquimica.com/quimica-inorganica/reacoes- neutralizacao.htm#:~:text=As%20rea%C3%A7%C3%B5es%20de%20neutraliza%C3 %A7%C3%A3o%20ocorrem,reagem%2C%20formando%20sal%20e%20%C3%A1g ua.&text=Quando%20misturamos%20um%20%C3%A1cido%20e,denominada%20d e%20rea%C3%A7%C3%A3o%20de%20neutraliza%C3%A7%C3%A3o. Acesso em: 04 outubro 2023. https://sistemasdeproducao.cnptia.embrapa.br/FontesHTML/Vinagre/SistemaProducaoVinagre/composicao.htm#:~:text=Ele%20prov%C3%A9m%20da%20oxida%C3%A7%C3%A3o%20do,res%C3%ADduo%20do%20processo%20de%20acetifica%C3%A7%C3%A3o https://sistemasdeproducao.cnptia.embrapa.br/FontesHTML/Vinagre/SistemaProducaoVinagre/composicao.htm#:~:text=Ele%20prov%C3%A9m%20da%20oxida%C3%A7%C3%A3o%20do,res%C3%ADduo%20do%20processo%20de%20acetifica%C3%A7%C3%A3o https://sistemasdeproducao.cnptia.embrapa.br/FontesHTML/Vinagre/SistemaProducaoVinagre/composicao.htm#:~:text=Ele%20prov%C3%A9m%20da%20oxida%C3%A7%C3%A3o%20do,res%C3%ADduo%20do%20processo%20de%20acetifica%C3%A7%C3%A3o https://sistemasdeproducao.cnptia.embrapa.br/FontesHTML/Vinagre/SistemaProducaoVinagre/composicao.htm#:~:text=Ele%20prov%C3%A9m%20da%20oxida%C3%A7%C3%A3o%20do,res%C3%ADduo%20do%20processo%20de%20acetifica%C3%A7%C3%A3o https://brasilescola.uol.com.br/quimica/bicarbonato-de-sodio.htm https://www.manualdaquimica.com/quimica-inorganica/reacoes-neutralizacao.htm#:~:text=As%20rea%C3%A7%C3%B5es%20de%20neutraliza%C3%A7%C3%A3o%20ocorrem,reagem%2C%20formando%20sal%20e%20%C3%A1gua.&text=Quando%20misturamos%20um%20%C3%A1cido%20e,denominada%20de%20rea%C3%A7%C3%A3o%20de%20neutraliza%C3%A7%C3%A3o https://www.manualdaquimica.com/quimica-inorganica/reacoes-neutralizacao.htm#:~:text=As%20rea%C3%A7%C3%B5es%20de%20neutraliza%C3%A7%C3%A3o%20ocorrem,reagem%2C%20formando%20sal%20e%20%C3%A1gua.&text=Quando%20misturamos%20um%20%C3%A1cido%20e,denominada%20de%20rea%C3%A7%C3%A3o%20de%20neutraliza%C3%A7%C3%A3o https://www.manualdaquimica.com/quimica-inorganica/reacoes-neutralizacao.htm#:~:text=As%20rea%C3%A7%C3%B5es%20de%20neutraliza%C3%A7%C3%A3o%20ocorrem,reagem%2C%20formando%20sal%20e%20%C3%A1gua.&text=Quando%20misturamos%20um%20%C3%A1cido%20e,denominada%20de%20rea%C3%A7%C3%A3o%20de%20neutraliza%C3%A7%C3%A3o https://www.manualdaquimica.com/quimica-inorganica/reacoes-neutralizacao.htm#:~:text=As%20rea%C3%A7%C3%B5es%20de%20neutraliza%C3%A7%C3%A3o%20ocorrem,reagem%2C%20formando%20sal%20e%20%C3%A1gua.&text=Quando%20misturamos%20um%20%C3%A1cido%20e,denominada%20de%20rea%C3%A7%C3%A3o%20de%20neutraliza%C3%A7%C3%A3o https://www.manualdaquimica.com/quimica-inorganica/reacoes-neutralizacao.htm#:~:text=As%20rea%C3%A7%C3%B5es%20de%20neutraliza%C3%A7%C3%A3o%20ocorrem,reagem%2C%20formando%20sal%20e%20%C3%A1gua.&text=Quando%20misturamos%20um%20%C3%A1cido%20e,denominada%20de%20rea%C3%A7%C3%A3o%20de%20neutraliza%C3%A7%C3%A3o RELATÓRIO DE AULAS PRÁTICAS ENSINO DIGITAL RELATÓRIO DATA: 08 / 10 / 2023 ATIVIDADE PRÁTICA 3 – FORMAÇÃO DE RADICAL LIVRE 1. INTRODUÇÃO A formação de radicais livres ocorre quando uma molécula ganha ou perde um elétron de forma desequilibrada, resultando em um átomo ou molécula com um elétron desemparelhado. Isso confere a esses átomos ou moléculas uma alta reatividade química. 2. OBJETIVOS O experimento tem como objetivo reconhecer uma função orgânica e perceber uma reação de formação de um radical livre. 3. MATERIAIS E MÉTODOS • 1 Frasco de dipirona (10 ml); • Recipiente de vidro; • Água; RELATÓRIO DE AULAS PRÁTICAS ENSINO DIGITAL RELATÓRIO DATA: 08 / 10 / 2023 • Água sanitária; Método: Colocar em um recipiente aproximadamente 100 ml de água, depois despejar 30 gotas de dipironano recipiente e misturar, após a dipirona, adicione água sanitária na mistura e observe a mudança que irá acontecer. Registros: Dando sequência ao passo-a-passo, seguimos com os registros fotográficos do experimento: Figura 1, Recipiente com água. Figura 2, Adição do dipirona no recipiente. Figura 3, Adição da água sanitária no recipiente. Figura 4, Reação logo após a água sanitária, com coloração azulada. Figura 5, Reação 20 segundos depois da água sanitária, com coloração esverdeada. Figura 6, Reação 1 minuto depois da água sanitária, com coloração amarelada. RELATÓRIO DE AULAS PRÁTICAS ENSINO DIGITAL RELATÓRIO DATA: 08 / 10 / 2023 4. RESULTADO E DISCUSSÃO Foi observado que a dipirona sofreu um tipo de oxidação pela ação do hipoclorito de sódio (NaClO) presente na água sanitária, que por sua vez é um oxidante forte, isso causou uma cadeia de reações e formação de diversos produtos, assim podendo ser observado a olho nu, com as mudanças de cores da reação, de um tom azulado até um amarelado. A dipirona sódica, tem sua fórmula molecular representada por C13H16N3NaO4s ou C13H17N3O4S, na molécula de dipirona podemos notar vários grupos orgânicos, sendo eles dois grupos grupo amina, um grupo nitro e um grupo sulfonamida, além de um anel aromático. A nomenclatura da dipirona comercial é Metamizol sódico, ou segundo a IUPAC (International Union of Pure and Applied Chemistry), sodium;[(1,5-dimethyl-3-oxo-2- phenylpyrazol-4-yl)-methylamino]methanesulfonate. A massa molecular da dipirona utilizando as duas fórmulas conhecidas, seria: C13H16N3NaO4s 13 átomos de Carbono (C) * 12,01 g/mol = 156,13 g/mol 16 átomos de Hidrogênio (H) * 1,01 g/mol = 16,16 g/mol 3 átomos de Nitrogênio (N) * 14,01 g/mol = 42,03 g/mol 1 átomo de Sódio (Na) * 22,99 g/mol = 22,99 g/mol 4 átomos de Oxigênio (O) * 16,00 g/mol = 64,00 g/mol 1 átomo de Enxofre (S) * 32,07 g/mol = 32,07 g/mol 156,13+16,16+42,03+22,99+64,00+32,07=333,38g/mol C13H17N3O4S 13 átomos de Carbono (C) * 12,01 g/mol = 156,13 g/mol 17 átomos de Hidrogênio (H) * 1,01 g/mol = 17,17 g/mol 3 átomos de Nitrogênio (N) * 14,01 g/mol = 42,03 g/mol 4 átomos de Oxigênio (O) * 16,00 g/mol = 64,00 g/mol 1 átomo de Enxofre (S) * 32,07 g/mol = 32,07 g/mol 156,13+17,17+42,03+64,00+32,07= 311,40g/mol Na reação, a dipirona sódica reagiu com o hipoclorito de sódio da água sanitária, juntamente com a água, formando a monometilaminopirina. Por sua vez, esta reagiu novamente com o hipoclorito de sódio, dando origem a um componente intermediário que apresenta ressonância. Essa ressonância resulta em um dication, que sofre um desproporcionamento. Nesta reação, forma-se um radical livre que possui coloração azul. Este radical livre acaba sendo um pouco mais estável do que o normal, devido à ressonância. No entanto, em seguida, ele reage com outras espécies do meio, RELATÓRIO DE AULAS PRÁTICAS ENSINO DIGITAL RELATÓRIO DATA: 08 / 10 / 2023 ocasionando a solução assumir uma coloração amarela, conhecida como Benzoquinona (C6H4O2) como observado em nosso experimento. 5. CONCLUSÃO Neste experimento, observamos uma série de reações complexas envolvendo a dipirona sódica, o hipoclorito de sódio presente na água sanitária e a água. Foi observado a olho nu um radical livre, que se manteve estável por alguns segundos, este experimento demonstrou a complexidade das reações químicas e a importância de compreender as interações entre diferentes substâncias. Além disso, ressaltou a sensibilidade das reações a pequenas variações nas condições do experimento. Esses resultados contribuem para um melhor entendimento das propriedades e comportamentos de compostos químicos em interações complexas. 6. REFERÊNCIAS Metamizole. PubChem. Disponível em: https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/compound/Metamizole. Acesso em: 04 outubro 2023. MOREIRA, Diogo Marques. Dipirona. InfoEscola. Disponível em: https://www.infoescola.com/farmacologia/dipirona/. Acesso em: 04 outubro 2023. Metamizol (Dipirona). Indice.eu Disponível em: https://www.indice.eu/pt/medicamentos/DCI/metamizol- dipirona/informacao-cientifica. Acesso em: 04 outubro 2023. Oxidação da dipirona. Química Integral. Disponível em: https://youtu.be/3v- Zg1a3WSo?si=kFqQmpQkc9pJIAOM. Acesso em: 04 de outubro 2023. https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/compound/Metamizole https://www.infoescola.com/farmacologia/dipirona/ https://www.indice.eu/pt/medicamentos/DCI/metamizol-dipirona/informacao-cientifica https://www.indice.eu/pt/medicamentos/DCI/metamizol-dipirona/informacao-cientifica https://youtu.be/3v-Zg1a3WSo?si=kFqQmpQkc9pJIAOM https://youtu.be/3v-Zg1a3WSo?si=kFqQmpQkc9pJIAOM
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