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RELATÓRIO DE AULAS PRÁTICAS ENSINO DIGITAL RELATÓRIO DATA: 10 / 05 / 2025 RELATÓRIO DE PRÁTICA Jadson Laurentino de Lima, 01454374 RELATÓRIO DE AULAS PRÁTICAS ENSINO DIGITAL RELATÓRIO DATA: 10 / 05 / 2025 RELATÓRIO DE AULAS PRÁTICAS: QUÍMICA APLICADA À ENGENHARIA DADOS DO (A) ALUNO (A): Introdução A Química Aplicada à Engenharia desempenha um papel fundamental na compreensão dos processos químicos que influenciam materiais, reações e fenômenos físicos utilizados na engenharia. Por meio de experimentos práticos, é possível visualizar conceitos teóricos e sua aplicação em diversas áreas da engenharia, como produção industrial, controle de qualidade e inovação tecnológica. Este relatório apresenta análises experimentais realizadas, abordando princípios químicos essenciais para o desenvolvimento de soluções técnicas e sustentáveis. Objetivos • Demonstrar a aplicação dos conceitos químicos em processos relacionados à engenharia. • Analisar propriedades de substâncias e suas reações em diferentes condições experimentais. • Compreender a influência dos fenômenos químicos na transformação de materiais e na eficiência dos processos industriais. • Relacionar teor 1. ATIVIDADE PRÁTICA 2 - REAÇÃO ÁCIDO-BASE 1.2. Ácido Acético - O vinagre é um produto alimentício que contém ácido acético como principal componente. A composição de ácido acético no vinagre pode variar dependendo do tipo de vinagre e do processo de produção. Tipos de Vinagre e Composição de Ácido Acético • - Vinagre de Vinho: 4-8% de ácido acético • - Vinagre de Maçã: 4-6% de ácido acético • - Vinagre de Álcool: 5-10% de ácido acético • - Vinagre de Balsâmico: 6-8% de ácido acético 1.3. Importância da Composição de Ácido Acético: A composição de ácido acético no vinagre é importante porque afeta a sua qualidade e utilização. O ácido acético é o principal componente responsável pelas propriedades antimicrobianas e conservantes do vinagre. Verificando a Composição de Ácido Acético no Rótulo - Ao verificar o rótulo do vinagre, é possível encontrar a composição de ácido acético expressa em porcentagem (%). NOME: Jádson Laurentino de Lima MATRÍCULA: 01454374 CURSO: Engenharia Elétrica POLO: Juazeiro do Norte/CE PROFESSOR(A) ORIENTADOR(A): RELATÓRIO DE AULAS PRÁTICAS ENSINO DIGITAL RELATÓRIO DATA: 10 / 05 / 2025 Ácido acético: 5%; Composição: ácido acético (6%). Observações: A composição de ácido acético pode variar dependendo do fabricante e do tipo de vinagre. É importante verificar a composição de ácido acético no rótulo para garantir a qualidade e a segurança do produto. 1.4. Pesquisar a densidade (massa específica) do vinagre e sua fórmula molecular A. Densidade (Massa Específica) do Vinagre: A densidade do vinagre pode variar um pouco dependendo do tipo (vinagre branco, vinagre de maçã etc.) e da concentração de ácido acético. Porém, a densidade do vinagre comum (vinagre branco, com 4-8% de ácido acético) é aproximadamente: cerca de 1,01 g/cm³ a 1,02 g/cm³. Essa densidade é muito próxima da água (que tem densidade de 1 g/cm³) porque o vinagre é basicamente uma solução diluída de ácido acético em água. B. Fórmula Molecular do Ácido Acético: O ácido acético é o principal componente ativo do vinagre, e sua fórmula molecular é: CH₃COOH. Essa fórmula indica que o ácido acético é um composto formado por: 1 átomo de carbono (C), 4 átomos de hidrogênio (H) e 2 átomos de oxigênio (O). O ácido acético é um ácido carboxílico, e a sua estrutura contém um grupo funcional- COOH, conhecido como grupo carboxila, que é responsável pelas propriedades ácidas do composto. Resumo: Densidade do vinagre: Aproximadamente 1,01 g/cm³ a 1,02 g/cm³. Fórmula molecular do ácido acético: CH₃COOH. Essa fórmula e densidade são comuns para vinagres domésticos. Para concentrações maiores de ácido acético (como vinagre industrial ou ácido acético concentrado), a densidade pode ser diferente. 1.5. Propriedades Físicas • Estado Físico: O ácido acético em sua forma pura é um líquido incolor, de odor pungente e característico. A forma concentrada de ácido acético é chamada de ácido acético glacial. • Ponto de Fusão: O ponto de fusão do ácido acético é de 16,6°C. Isso significa que o ácido acético glacial (puro) é sólido em temperaturas abaixo dessa marca e se torna líquido acima dessa temperatura. • Ponto de Ebulição: O ponto de ebulição do ácido acético é de 118°C, o que é relativamente baixo quando comparado a outros líquidos orgânicos. • Densidade: A densidade do ácido acético concentrado é cerca de 1,049 g/cm³ a 20°C, que é ligeiramente mais densa que a água. • Solubilidade: O ácido acético é solúvel em água em todas as proporções. Quando dissolvido em água, forma uma solução de ácido acético (como o vinagre) que contém cerca de 4-8% de ácido acético. Também é solúvel em muitos solventes orgânicos, como álcool, éter e acetona. • Odor: O ácido acético tem um odor forte e característico, que é muitas vezes associado ao vinagre. 1.6. Propriedades Químicas do Ácido Acético RELATÓRIO DE AULAS PRÁTICAS ENSINO DIGITAL RELATÓRIO DATA: 10 / 05 / 2025 • Natureza Ácida: O ácido acético é um ácido fraco, que se dissocia parcialmente em solução aquosa. Sua dissociação em água é dada pela equação: CH₃COOH ⇌ CH₃COO⁻ + H⁺. Isso significa que ele libera íons hidrogênio (H⁺) quando dissolvido em água, conferindo-lhe propriedades ácidas. • Reatividade com Bases: Como ácido, o ácido acético reage com bases fortes (como hidróxido de sódio, NaOH) para formar sal e água. Por exemplo: CH₃COOH + NaOH → CH₃COONa + H₂O. O sal formado é o acetato de sódio (CH₃COONa). • Propriedades Redutoras: O ácido acético pode agir como um agente redutor em algumas reações químicas, embora seja mais comumente conhecido por sua acidez. • Reação com Álcoois: O ácido acético reage com álcoois para formar ésteres, em um processo conhecido como esterificação. Por exemplo, quando reage com etanol, forma o acetato de etila (CH₃COOCH₂CH₃): CH₃COOH + CH₃CH₂OH → CH₃COOCH₂CH₃ + H₂O. O acetato de etila é um solvente amplamente utilizado e tem um odor doce e frutado. • Propriedades Corrosivas: Embora o ácido acético seja considerado um ácido fraco, ele pode ser corrosivo em altas concentrações (como o ácido acético glacial) e pode causar queimaduras na pele ou danos aos tecidos se não for manuseado corretamente. • Condução de Corrente Elétrica: Como qualquer ácido, o ácido acético em solução aquosa conduz corrente elétrica devido à presença de íons H⁺ e acetato (CH₃COO⁻). 1.7. Usos Comuns do Ácido Acético • Na indústria alimentícia: O ácido acético é usado como condimento e conservante no vinagre, que é utilizado em muitos tipos de alimentos, como molhos, picles e conservas. • Na indústria química: O ácido acético é um reagente importante na fabricação de diversos compostos químicos, como acetato de celulose, acetato de etila e ácido acético anidro. • Na medicina e biologia: O ácido acético também é usado em algumas preparações farmacêuticas e no tratamento de infecções fúngicas na pele (em soluções diluídas). Conclusão: O ácido acético é um composto químico muito versátil, com várias propriedades físicas e químicas que o tornam útil em uma ampla gama de aplicações. Sua capacidade de formar soluções ácidas e reagir com várias substâncias, além de suas propriedades de conservação, faz dele um componente essencial em diversos campos, incluindo alimentos, indústria e química. A. Calcular a massa de vinagre e pela composição de ácido acético no vinagre e achar a massa de ácido acético na solução de vinagre • Massa de vinagre: Se você tiver uma quantidade específica de vinagre (por exemplo, 100g), isso facilita o cálculo.• Concentração de ácido acético no vinagre: Normalmente, vinagre doméstico contém entre 4% e 8% de ácido acético em massa. 1.8. Definindo dados: Vamos supor que temos 100g de vinagre e que a concentração de ácido acético no vinagre seja de 5% (um valor comum para o vinagre doméstico). RELATÓRIO DE AULAS PRÁTICAS ENSINO DIGITAL RELATÓRIO DATA: 10 / 05 / 2025 1.9. Calculando a massa de ácido acético: Sabemos que a concentração de ácido acético no vinagre é dada em massa por cento. Isso significa que, em 100g de vinagre, haverá certa quantidade de ácido acético. A fórmula para calcular a massa de ácido acético na solução é: Massa de ácido acético = Massa de vinagre x (Porcentagem de ácido acético/100). Substituindo os valores: Massa de ácido acético = 100g x (5/100). Massa de ácido acético = 5g. Portanto, em 100g de vinagre com 5% de ácido acético, a massa de ácido acético será 5g. Outra quantidade de vinagre: Se você tiver uma quantidade diferente de vinagre, basta multiplicar a massa de vinagre pela porcentagem de ácido acético. Por exemplo, se você tem 250g de vinagre e a concentração é de 6% de ácido acético: Massa de ácido acético = 250g x (6/100) = 15g. Portanto, 250g de vinagre com 6% de ácido acético contêm 15g de ácido acético. Resumo: Se você tiver 100g de vinagre com 5% de ácido acético, a massa de ácido acético é 5g. Se você tiver 250g de vinagre com 6% de ácido acético, a massa de ácido acético é 15g. Essa fórmula pode ser aplicada para qualquer quantidade de vinagre, ajustando os valores conforme necessário. 1.10. Descobri o número de mols de ácido acético contido nos 100ml de vinagre A. Determinar a massa de ácido acético no vinagre: Vamos usar o exemplo do vinagre com 5% de ácido acético, como fizemos anteriormente, e supor que você tem 100ml de vinagre. Como a densidade do vinagre é aproximadamente 1,01g/ml, podemos calcular a massa de 100ml de vinagre. Massa de vinagre = Volume × Densidade. Massa de vinagre = 100ml x 1,01g/ml = 101g. Agora que sabemos que 100ml de vinagre têm 101g, podemos calcular a massa de ácido acético presente no vinagre. Como o vinagre contém 5% de ácido acético, a massa de ácido acético será: Massa de ácido acético = 101g x (5/100) = 5,05g. B. Calcular o número de mols de ácido acético: Agora, para calcular o número de mols de ácido acético, precisamos usar a massa molar do ácido acético (CH₃COOH). A massa molar do ácido acético pode ser calculada somando as massas atômicas dos átomos que formam a molécula: Carbono (C): 12g/mol; Hidrogênio (H): 1 g/mol; Oxigênio (O): 16 g/mol. A massa molar do ácido acético (CH₃COOH) é: (2 x 12) + (4 x 1) + (2 x 16) = 60g/mol. Número de mols = Massa do ácido acético/Massa molar do ácido acético. C. Substituindo os valores: Número de mols = 5,05g/60g/mol = 0,0842 mol. Resumo: Em 100ml de vinagre com 5% de ácido acético, existem aproximadamente 0,0842 mols de ácido acético. Se a concentração de ácido acético for diferente, basta ajustar a porcentagem de ácido acético na massa de vinagre e seguir o mesmo raciocínio. 2. Bicarbonato de sódio 2.1. Ver no rótulo a pureza de bicarbonato de sódio comercial • Pesquisar sua fórmula molecular: Para identificar a pureza do bicarbonato de sódio comercial, observe as informações no rótulo da embalagem. Produtos de grau alimentício, encontrados em supermercados, costumam indicar pureza próxima ou superior a 99%, o que significa que são adequados para consumo humano. A informação pode aparecer como: RELATÓRIO DE AULAS PRÁTICAS ENSINO DIGITAL RELATÓRIO DATA: 10 / 05 / 2025 “Pureza: 99%”; Grau alimentício” ou “USP” (United States PHarmacopeia); “100% bicarbonato de sódio puro”. Já o grau técnico, usado em limpeza e aplicações industriais, pode apresentar purezas mais baixas e conter aditivos. A pureza exata varia conforme o fabricante. • Descrever propriedades do bicarbonato de sódio: Nome químico: Bicarbonato de sódio; Fórmula molecular: NaHCO₃; Aspecto: Pó branco, cristalino e inodoro Solubilidade: Solúvel em água, formando uma solução levemente alcalina; pH (solução aquosa): Aproximadamente 8,3; Ponto de decomposição: Cerca de 50 °C (libera CO₂, H₂O e forma carbonato de sódio – Na₂CO₃); Densidade: Aproximadamente 2,2g/cm³; Estabilidade: Estável em temperatura ambiente, mas decompõe-se com o calor. • Propriedades gerais: Atua como antiácido, fermento químico, neutralizante de ácidos, agente de limpeza, entre outros. Reage com ácidos liberando gás carbônico (CO₂), o que o torna útil em fermentações e reações efervescentes. • De acordo com a pureza do bicarbonato utilizado, achar a massa de bicarbonato de sódio efetivo em 5 g de no bicarbonato comercial. Para calcular a massa de bicarbonato de sódio efetivo em 5g de um produto comercial, você precisa saber a pureza (%) indicada no rótulo. A fórmula é: Massa efetiva = massa total x (pureza/100). Suponha, por exemplo, que a pureza seja 99% (comum em bicarbonato alimentício). Então: Massa efetiva = 5g x (99/100) = 4,95g. Se a pureza for diferente, substitua o valor na fórmula. • Com a massa de bicarbonato, ache o número de mols de bicarbonato de sódio. Para encontrar o número de mols de bicarbonato de sódio, usamos a fórmula: A massa molar do bicarbonato de sódio (NaHCO₃) é: Na = 22,99g/mol H = 1,01g/mol C = 12,01g/mol O₃ = 3 × 16,00 = 48,00g/mol Total = 22,99 + 1,01 + 12,01 + 48,00 = 84,01g/mol 2.2. Resultados e cálculos estequiométricos para relatório • Descrever a reação ácido-base observada: Durante o experimento, foi observada uma reação ácido-base clássica entre o bicarbonato de sódio (NaHCO₃) e o ácido acético (CH₃COOH). Essa reação resultou em efervescência intensa, evidenciando a liberação de gás carbônico (CO₂). A efervescência é característica da formação de um gás durante a reação. Essa reação ocorre com uma proporção molar de 1:1:1:1:1, sendo que 1 mol de bicarbonato reage com 1 mol de ácido para produzir 1 mol de sal (acetato de sódio), 1 mol de gás carbônico e 1 mol de água. A reação observada é típica de um processo de neutralização, onde: O bicarbonato de sódio, uma base fraca, atua como neutralizante. O ácido acético, um ácido fraco, doa prótons (H⁺). O gás formado (CO₂) é visualizado como bolhas evidência da reação em andamento. RELATÓRIO DE AULAS PRÁTICAS ENSINO DIGITAL RELATÓRIO DATA: 10 / 05 / 2025 • Descrever a estequiometria de reagentes e produtos: A reação entre o bicarbonato de sódio (NaHCO₃) e o ácido acético (CH₃COOH) segue uma proporção molar simples de 1:1, como mostrado na equação balanceada: NaHCO₃ (aq) + CH₃COOH (aq) - CH₃COONa (aq) + CO₂ (g) + H₂O (l) Segundo essa estequiometria: 1 mol de bicarbonato de sódio reage com 1 mol de ácido acético para produzir: 1 mol de acetato de sódio (sal) 1 mol de dióxido de carbono (gás) 1 mol de água. Essa proporção 1:1:1:1:1 permite calcular facilmente a quantidade de produto formada com base em qualquer um dos reagentes. O reagente presente em menor quantidade de mols determinará a quantidade máxima de produtos formados, sendo chamado de reagente limitante. Essa estequiometria também permite prever com exatidão as quantidades envolvidas na formação de gás (CO₂), o que é especialmente útil para análises quantitativas da reação. • Descobrir o reagente limitante e o reagente em excesso a partir do número de mols encontrado de ácido acético e bicarbonato de sódio: Para identificar o reagente limitante, comparamos os números de mols dos reagentes envolvidos na reação entre bicarbonato de sódio (NaHCO₃) e ácido acético (CH₃COOH), que ocorre na proporção molar 1:1. Dados experimentais: n (NaHCO₃) = 0,0589mol (calculado a partir de 4,95g de bicarbonato com pureza de 99%) n (CH₃COOH) = 0,012mol (calculado a partir de 3ml de vinagre a 4mol/l). Análise: Como a proporção da reação é 1:1, o reagente presente em menor quantidade de mols limitaa quantidade de produto que pode ser formado. Neste caso: 0,012mol de CH₃COOH 8,2): Rosa a rosa forte 4.3. Alaranjado de metila Meio ácido (pH 4,4): Amarelo 4.4. Azul de bromotimol Meio ácido (pH 7,6): Azul • Descrever sobre cada substância que foi utilizada no experimento: Com base nos experimentos mais comuns com indicadores ácido-base, aqui vai uma descrição geral das substâncias frequentemente usadas: 4.5. Vinagre (ácido acético diluído) Natureza: Ácido fraco pH aproximado: 2 a 3 Descrição: Líquido incolor com cheiro característico. Utilizado em alimentos. Reage com indicadores, geralmente tornando-os vermelhos(tornassol) ou incolores (fenolftaleína). 4.6. Suco de limão (ácido cítrico) Natureza: Ácido pH aproximado: 2 a 3 Descrição: Líquido amarelado ou esverdeado, sabor e aroma cítrico. Faz os indicadores mudarem para a coloração ácida. 4.7. Refrigerante (com gás) Natureza: Ácido (ácido carbônico e fosfórico) pH aproximado: 2,5 a 4 Descrição: Bebida gaseificada e adocicada. Apresenta reação semelhante ao suco de limão, pois também acidifica o meio. 4.8. Água (destilada ou da torneira) Natureza: Neutra (idealmente) pH aproximado: 7 Descrição: Líquido incolor e inodoro. Com indicadores como o azul de bromotimol, geralmente fica verde. 4.9. Sabão ou detergente Natureza: Básica RELATÓRIO DE AULAS PRÁTICAS ENSINO DIGITAL RELATÓRIO DATA: 10 / 05 / 2025 pH aproximado: 8 a 10 Descrição: Produto de limpeza, espumante. Torna os indicadores com coloração básica (ex: azul com tornassol, rosa com fenolftaleína). 4.10. Leite de magnésia (hidróxido de magnésio) Natureza: Básico pH aproximado: 10 Descrição: Substância leitosa usada como antiácido. Deixa os indicadores com cores que indicam meio básico. • Identificar quais substâncias são ácidas e quais substâncias são básicas e o porquê: Abaixo está uma forma organizada de identificar se uma substância é ácida ou básica, junto com o motivo (geralmente relacionado ao seu pH e à presença de certos compostos químicos): Substâncias Ácidas Substância Ácida ou Básica Justificativa Vinagre Ácida Contém ácido acético, que libera íons H⁺ no meio aquoso, baixando o pH. Suco de limão Ácida Contém ácido cítrico, também libera H⁺, conferindo sabor azedo e pH baixo. Refrigerante Ácida Contém ácido carbônico (CO₂ dissolvido) e ácido fosfórico, ambos abaixam o pH. Substâncias Básicas Substância Ácida ou Básica Justificativa Sabão ou detergente Básica Possuem compostos alcalinos que liberam íons OH⁻, aumentando o pH. Leite de magnésia Básica Contém hidróxido de magnésio (Mg (OH)₂), que é uma base que libera OH⁻ em água. Substância Neutra (opcional) Substância Ácida ou Básica Justificativa Água pura Neutra pH aproximadamente 7, nem libera H⁺ nem OH⁻ em excesso. Resumo do porquê: Ácidos: Liberam íons H⁺ em solução aquosa → pH menor que 7. Bases: Liberam íons OH⁻ em solução aquosa → pH maior que 7. • Relacionar a cor obtida com o valor do PH aproximada das substâncias utilizadas: Abaixo está uma tabela que relaciona a cor observada com o valor aproximado de pH de cada substância, considerando os indicadores ácido-base comuns, como tornassol, fenolftaleína e azul de bromotimol: RELATÓRIO DE AULAS PRÁTICAS ENSINO DIGITAL RELATÓRIO DATA: 10 / 05 / 2025 Tabela: Cor observada x pH aproximado Substância Cor com Indicador (exemplo) Indicador usado pH aproximado Interpretação Vinagre Vermelho (tornassol) Tornassol 2–3 Ácido forte Suco de limão Vermelho (tornassol) Tornassol 2–3 Ácido forte Refrigerante Alaranjado (azul de bromotimol) Azul de bromotimol 3–4 Ácido moderado Água da torneira Verde (azul de bromotimol) Azul de bromotimol ~7 Neutra Detergente Rosa (fenolftaleína) Fenolftaleína 9–10 Básico Leite de magnésia Azul (tornassol) Tornassol ~10 Básico Observações: A cor muda conforme o indicador e o pH da substância. Indicadores diferentes revelam faixas diferentes de pH: Tornassol: Ácido (vermelho), Básico (azul) Fenolftaleína: Incolor (ácido/neutro), Rosa (básico) Azul de bromotimol: Amarelo (ácido), Verde (neutro), Azul (básico) 5. Experimento 5.1. Materiais • Repolho roxo – ¼ do tamanho • Água – 1l • Limão – 50ml • Vinagre – 50ml • Bicarbonato de sódio – 50ml • Sabão em pó – 50ml • Água sanitária – 50ml • Detergente neutro – 50ml • Açúcar – 50ml • Leite de magnésia – 50ml • Garrafa PET transparente – 500ml RELATÓRIO DE AULAS PRÁTICAS ENSINO DIGITAL RELATÓRIO DATA: 10 / 05 / 2025 Fig, 1. 500ml de suco de repolho roxo 5.2. Reagentes • Repolho roxo • Suco de limão • C2H4O2 - Vinagre. • NaHCO3 - Bicarbonato de sódio • Sabão em pó • Água sanitária • Detergente Neutro • Açúcar • Leite de magnésia Fig. 2. Ingredientes relacionados em copos enumerados 5.3. Métodos e Reações RELATÓRIO DE AULAS PRÁTICAS ENSINO DIGITAL RELATÓRIO DATA: 10 / 05 / 2025 O experimento químico foi realizado utilizando limão, bicarbonato de sódio, detergente neutro, vinagre, sabão em pó, água sanitária, detergente neutro, açúcar, leite em pó e suco de repolho roxo, que funciona como indicador ácido-base natural. Os materiais foram misturados dentro dos copos, permitindo observar uma reação espontânea entre os componentes sólidos e líquidos. A interação química gerou alterações visíveis na coloração do indicador de pH, permitindo a identificação de substâncias ácidas e básicas. A análise foi realizada utilizando a escala de pH, que classifica as substâncias conforme sua acidez ou alcalinidade: • pH de 0 a 6: Substâncias ácidas • pH 7: Substância neutra • pH de 8 a 14: Substâncias básicas A reação foi instantânea, indicando a presença de íons H⁺ nas soluções ácidas e OH⁻ nas soluções básicas. A mudança de cor do suco de repolho roxo demonstrou a diferença no pH das substâncias testadas, possibilitando a identificação de suas propriedades químicas. 5.3.1. Testes realizados: • Substâncias Ácidas: Foram adicionados 50ml de suco de repolho roxo em copos numerados 7, 8 e 9, contendo suco de limão, vinagre e detergente. Fig. 3. Copos 7, 8 e 9 O líquido sofreu uma alteração imediata de cor, adquirindo um tom vermelho escuro, indicando ambiente ácido (pH menor que 7). • Substâncias Neutras ou Levemente Alcalinas: Em copos 4, 5 e 6, contendo bicarbonato de sódio, açúcar e leite de magnésia, foram adicionados 50ml do suco de repolho roxo. RELATÓRIO DE AULAS PRÁTICAS ENSINO DIGITAL RELATÓRIO DATA: 10 / 05 / 2025 Fig. 4. Copos 4, 5 e 6 O líquido manteve uma tonalidade roxo claro, similar à cor original do suco de repolho, sugerindo um pH próximo da neutralidade (pH próximo de 7). • Substâncias Básicas: Em copos 2 e 3, contendo água sanitária e sabão em pó, foram adicionados 50ml do suco de repolho roxo. Fig. 5. Copos 2 e 3 A solução adquiriu um tom roxo claro, indicando características alcalinas (pH acima de 7). Fig. 6. Scala de PH 5.4. Conclusão RELATÓRIO DE AULAS PRÁTICAS ENSINO DIGITAL RELATÓRIO DATA: 10 / 05 / 2025 Verificou-se que a utilização do indicador ácido-base natural, o suco de repolho roxo, apresentou resultados satisfatórios, proporcionando uma mudança de cor instantânea ao entrar em contato com diferentes substâncias testadas. Durante o experimento, todas as reações ocorreram de forma rápida e visível, permitindo a distinção entre substâncias ácidas, neutras e básicas, conforme a escala de pH. O suco de repolho roxo demonstrou sua eficiência como indicador natural, alterando sua coloração de acordo com a composição química das soluções, facilitando a identificação de suas propriedades. Esse experimento confirma a aplicabilidade dos indicadores naturais na determinação do pH, reforçando conceitos fundamentais da química e sua importância na análise de substâncias do cotidiano. 6. ATIVIDADE PRÁTICA 4 – INFLUÊNCIA DA MASSA ESPECÍFICA EM LÍQUIDOS • Água e óleo se misturam? Explique o porquê pela definição de polaridade de moléculas: Não, água e óleo não se misturam. Isso ocorre por causa da diferença na polaridade das moléculas de cada substância. Explicação com base na polaridade: Água é uma substância polar, ou seja, suas moléculas possuem cargas parciais positivas e negativas, permitindo a formação de ligações de hidrogênio entre elas. Óleo é (composto por moléculas orgânicas como hidrocarbonetos) é umasubstância apolar, ou seja, suas moléculas não possuem regiões com carga elétrica significativa. Regra da solubilidade: "Semelhante dissolve semelhante", polares dissolvem polares e apolares dissolvem apolares. Como água e óleo têm polaridades diferentes, não interagem entre si, e por isso formam duas fases distintas: o óleo, sendo menos denso, fica por cima da água. • Defina as características da água e óleo e quais as diferenças entre as duas substâncias pela sua composição molecular. Abaixo está a definição das características da água e do óleo, destacando as diferenças em sua composição molecular: 6.1. Água (H₂O) Composição molecular: Molécula formada por dois átomos de hidrogênio e um de oxigênio. Polaridade: Polar – possui uma distribuição desigual de cargas elétricas (dipolo), o que permite a formação de ligações de hidrogênio entre moléculas. Solubilidade: Solvente universal para substâncias polares (como sais e açúcares). Densidade: Cerca de 1,0 g/cm³ Estado físico: Líquido incolor, inodoro e insípido à temperatura ambiente. 6.2. Óleo (mistura de hidrocarbonetos) Composição molecular: Formado principalmente por cadeias de carbono e hidrogênio (hidrocarbonetos). Polaridade: Apolar – não possui separação significativa de cargas, o que impede interação com moléculas polares. Solubilidade: Solúvel apenas em outras substâncias apolares (como gasolina, éter etc.). RELATÓRIO DE AULAS PRÁTICAS ENSINO DIGITAL RELATÓRIO DATA: 10 / 05 / 2025 Densidade: Menor que a da água, cerca de 0,8 a 0,9 g/cm³, por isso flutua sobre ela. Estado físico: Líquido viscoso, geralmente de coloração amarelada, utilizado como combustível ou alimento. Diferenças principais Característica Água Óleo Composição H₂O CxHy (hidrocarbonetos) Polaridade Polar Apolar Solubilidade Em substâncias polares Em substâncias apolares Densidade Maior (1,0g/cm³) Menor (0,8–0,9g/cm³) Interação entre moléculas Ligações de hidrogênio Forças de Van der Waals • Qual reação que acontece quando o efervescente é colocado no sistema? Quando um comprimido efervescente é colocado em água (ou em outro líquido), ocorre uma reação química ácido-base que libera gás carbônico (CO₂), formando bolhas. A reação mais comum envolve ácido cítrico e bicarbonato de sódio (NaHCO₃) presentes no comprimido. Reação que ocorre: Ácido cítrico (C₆H₈O₇) + Bicarbonato de sódio (NaHCO₃) → Citrato de sódio + Água (H₂O) + Gás carbônico (CO₂) Representação simplificada: Ácido + Bicarbonato → Sal + Água + Gás (CO₂) O que se observa: Formação de bolhas efervescentes devido à liberação de CO₂. Agitação do sistema, o que pode ajudar na mistura de líquidos (como água e óleo, embora não os faça se dissolver). Essa efervescência é o que dá o nome "efervescente" ao comprimido e é usada tanto para facilitar a dissolução do conteúdo quanto para melhorar a absorção no organismo, no caso de medicamentos. • Qual substância é observada, na fase vapor, após a adição do efervescente? A substância observada na fase vapor após a adição do comprimido efervescente é o gás carbônico (CO₂). Explicação: Quando o comprimido efervescente (geralmente contendo bicarbonato de sódio e um ácido orgânico, como ácido cítrico) entra em contato com a água, ocorre uma reação ácido-base que libera dióxido de carbono: HCO₃⁻ (bicarbonato) + H⁺ (ácido) → CO₂ (gás) + H₂O. • Observação no experimento Esse CO₂ é visto como bolhas que sobem e podem ser percebidas como um leve vapor ou espuma saindo do sistema. Se o recipiente estiver fechado, a pressão interna pode aumentar devido à liberação desse gás. Portanto, a substância na fase gasosa (vapor) é o gás carbônico (CO₂), responsável pela efervescência característica. • Quais observações podem ser feitas após a adição do efervescente? RELATÓRIO DE AULAS PRÁTICAS ENSINO DIGITAL RELATÓRIO DATA: 10 / 05 / 2025 Após a adição do comprimido efervescente ao sistema (como água ou água com óleo), podem ser feitas as seguintes observações visuais e físicas: • Formação de bolhas (efervescência): Pequenas bolhas de gás carbônico (CO₂) começam a se formar rapidamente ao redor do comprimido. As bolhas sobem à superfície, gerando agitação. • Dissolução do comprimido: O comprimido vai se desfazendo aos poucos conforme reage com a água. A solução pode se turvar temporariamente. • Liberação de gás (fase vapor): Pode-se perceber um leve som de efervescência e, em recipiente fechado, há aumento de pressão. Pequena quantidade de vapor visível ou bolhas saindo do líquido. • Agitação do sistema (se for com óleo e água): As bolhas movimentam o líquido, podendo misturar temporariamente o óleo e a água, mas sem fazer com que se dissolvam. Formam-se gotículas de óleo suspensas por um tempo (emulsão temporária). • Alteração visual no líquido: Mudança na cor, turbidez ou transparência, dependendo dos ingredientes do comprimido. Em alguns casos, mudança de temperatura (levemente exotérmica). Essas observações são típicas de uma reação ácido-base com liberação gasosa, útil em experiências didáticas sobre reações químicas, densidade e polaridade. 7. Experimento 7.1. Materiais • Pote transparente • Óleo • Água • Corante alimentício • Comprimido efervescente antiácido 7.2. Métodos e Reações • No primeiro momento, misturou-se água e corante dentro de um recipiente transparente, permitindo uma melhor visualização da dispersão do corante na água. Como é possível verificar na Figura 1, o corante se dissolveu gradualmente, formando uma solução homogênea. RELATÓRIO DE AULAS PRÁTICAS ENSINO DIGITAL RELATÓRIO DATA: 10 / 05 / 2025 Fig. 1. Mistura de água e corante Esse fenômeno ocorre devido à solubilidade do corante em água, que permite sua dispersão uniforme. A rapidez da dissolução pode variar dependendo da composição do corante, da temperatura da água e da agitação do recipiente. A observação dessa mistura demonstra princípios fundamentais da química, como solubilidade, difusão molecular e interação entre substâncias polares • O segundo momento da atividade prática ocorreu após a finalização da mistura de água e corante, na qual óleo foi adicionado à solução. Como pode ser observado na Figura 2, o óleo não se misturou com a água, formando uma camada separada acima do líquido colorido. Fig. 2. Adição de óleo na água com corante Esse fenômeno acontece devido à diferença de polaridade entre as substâncias: A água e o corante são polares, o que permite sua mistura homogênea. RELATÓRIO DE AULAS PRÁTICAS ENSINO DIGITAL RELATÓRIO DATA: 10 / 05 / 2025 O óleo é apolar, impossibilitando sua dissolução na água e permanecendo em uma fase distinta. A separação das camadas confirma o princípio da densidade e solubilidade, onde substâncias apolares não se misturam com polares, e líquidos menos densos (como o óleo) flutuam sobre aqueles mais densos (como a água). • Última Etapa da Prática – Adição de Comprimido Efervescente Após estabilizar a mistura de água, corante e óleo, foi adicionado um comprimido efervescente antiácido. Esse experimento demonstrou a interação entre líquidos de polaridades diferentes, evidenciando que água e óleo não se misturam. A separação das fases ocorre porque: A água é polar (suas moléculas têm cargas elétricas parciais), favorecendo interações intermoleculares. O óleo é apolar (suas moléculas não possuem separação de cargas), impedindo a miscibilidade com a água. O óleo é hidrofóbico, ou seja, repele a água, formando uma camada superior. Quando o comprimido efervescente foi adicionado, ele liberou gás carbônico (CO₂), provocando a movimentação dos líquidos e criando bolhas visíveis na mistura. Esse fenômeno exemplifica como substâncias de diferentes densidades e polaridades se comportam em sistemas fechados. Esse experimento reforça conceitosfundamentais da química, como polaridade molecular, solubilidade e comportamento de substâncias em diferentes estados físicos. 7.3. Conclusão A impossibilidade de mistura entre água e óleo ocorre devido à diferença de polaridade entre suas moléculas. A água (H₂O) é polar, permitindo interações com outras substâncias polares, enquanto o óleo é apolar, não apresentando afinidade com a água. Além disso, o óleo é hidrofóbico, ou seja, repele água, formando uma camada separada. Esse fenômeno confirma princípios químicos fundamentais, como polaridade molecular, solubilidade e interações intermoleculares, essenciais para diversas aplicações científicas e industriais. 8. Referências SOUZA, Líria Alves de (Goiânia). Bicarbonato de sódio: aplicações do bicarbonato de sódio. Mundo Educação. Disponível em: https://mundoeducacao.uol.com.br/quimica/bicarbonato- sodio.htm. Acesso em: 20 maio 2022. FLORES, Denisele (Goiânia-Go). Escala de pH: os valores da escala de pH foram definidos de acordo com a ionização da água. Escola Educação, 2020. Disponível em: https://escolaeducacao.com.br/escala-de-ph/. 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