relatorio 2

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IQUSP – Instituto de Química da Universidade de São Paulo
QFL2142 – Fundamentos da Química – Transformações
Experimento N.º 2 - Investigação Sobre um Fenômeno
Grupo 01
Luís Felipe Exner	6909762
Jackson Chu		7155962�
1. Título:
Experimento N.º 2 - Investigação Sobre um Fenômeno
2. Objetivos:
Determinar o comportamento de um sistema em estudo através de certas observações, como o estado físico, a cor e a viscosidade de uma amostra submetida à agitação e repouso. Posteriormente, verificar qual dos principais gases atmosféricos (N2, O2, CO2) produzidos em três reações químicas distintas, provoca mudança na solução “problema”. 
3. Introdução:
Dar atenção a detalhes, ter concentração e engenhosidade, ou simplesmente paciência, são os cuidados inerentes a uma boa observação científica. Concomitantemente à elaboração de uma base teórica, a formulação de hipóteses é um processo delicado, no qual deve-se sempre atentar para os fatos ou verdades experimentais, a fim de que o estudo acerca de certos comportamentos observados seja feito sem a presença de erros.
Por conseguinte, uma idéia controvertida pode ser reformulada ou até mesmo abandonada.
4. Procedimento Experimental:
Ao se estudar o sistema, alguns cuidados de segurança foram tomados. Até serem passados as orientações a respeito do conteúdo em análise, era preciso não abrir o frasco que o continha, nem cheirar ou provar o líquido em questão, pois sua periculosidade era desconhecida.
Os materiais utilizados no experimento foram:
- 2 tubos de ensaio
- 1 tubo em “U”
- 1 béquer (100mL)
- 1 erlenmeyer (250 mL)
- 1 conta-gotas
- estante de madeira
- 1 rolha de borracha
- 2 rolhas de cortiça
- bico de Bünsen
- tripé
- tela de amianto
- 1 pisseta (com água destilada)
- solução NH4Cl........................(1,00 mol/L) 
- solução NaNO2.......................(1,00 mol/L) 
- solução KMnO4......................(0,500 mol/L) 
- solução H2SO4........................(6,00 mol/L) 
- solução Na2C2O4.....................(0,500 mol/L) 
- solução H2O2 (10 volumes)
- solução “problema”
- cristais de KMnO4
Primeiramente, à temperatura ambiente, a solução “problema” estava em um erlenmeyer vedado com rolha de borracha. Este sistema foi, então, submetido à agitação e repouso. Para o levantamento de hipóteses, verificou-se se a rolha, bem como as paredes do frasco, estava impregnada com alguma substância. Desejou-se também verificar se algum gás contido no recipiente causava o comportamento observado. E ainda, se este gás era proveniente da atmosfera. Para tanto, já com o conhecimento de que o material não era volátil, abriu-se o sistema, permitindo a entrada ou troca com ar atmosférico. O frasco foi arrolhado novamente, agitado e deixado em repouso. Com muita atenção, foi verificada a variação da pressão interna do frasco, conforme o mesmo era agitado. Ou seja, com a rolha devidamente umedecida, tentou-se notar a entrada de ar atmosférico ao se destampar o erlenmeyer em descanso, logo após uma agitação.
Conforme a figura abaixo, foi montado um sistema:
Três reações químicas foram realizadas, uma de cada vez, no tubo de ensaio nº 1 – enquanto que no tubo de ensaio nº 2 sempre era colocado 3 mL da solução problema.
As reações para produzir os gases N2, O2 e CO2, respectivamente, foram:
NH4Cl (aq) + NaNO2 (aq) => NaCl (aq) + 2H2O (l) + N2 (g)
2KMnO4 (s) + H2O2 (aq) => 2KOH (aq) + 2MnO2 (s) + 2O2 (g)
10NaC2O4 (aq) + 2KMnO4 (aq) + 8H2SO4 (aq) => 2MnSO4 (aq) + 20CO2 (g) +
 + K2SO4 (aq) + 8H2O (l) + 5Na2SO4 (aq)
Foi empregado um banho-maria, utilizando-se um béquer (100mL), com água até a metade do volume do frasco, em cima do tripé com tela de amianto, para aquecer (com ajuda do bico de Bünsen) os reagentes presentes nas etapas A e C. Sendo que em A e C foi utilizado um papel branco como fundo de visualização para o tubo de ensaio n° 2, a fim de se obter um melhor contraste.
5. Resultados e Discussão:
A princípio, tinha-se uma solução levemente amarelada e transparente, que estava em repouso - segundo o roteiro do experimento, a solução era incolor! Este sistema, quando submetido à agitação, tornava-se azul, cuja intensidade aumentava até certo ponto. Tal variação cessava quando o líquido tornava-se bastante escuro (ou forte). Com o fim da movimentação vigorosa, notou-se a formação de bolhas superficiais. E, posteriormente, a solução ficou incolor.
Ao virar o erlenmeyer de ponta cabeça vagarosamente, não se notou mudança na coloração, refutando-se a idéia de que a rolha estava impregnada com alguma substância, bem como, as paredes do frasco, quando o mesmo foi suspenso horizontalmente, girando em torno do próprio eixo.
Na solução problema, as substâncias contidas são:
- NaOH (para formar um meio básico)
- Glicose ou dextrose
- Azul de metileno
- Água (para diluição)
Reações: em meio básico (NaOH(aq)), a glicose é redutora enquanto o oxigênio do ar é oxidante. Portanto, quando o frasco é agitado desloca-se um equilíbrio de oxirredução. O azul de metileno em repouso reage com a glicose, formando "leuco-metileno" (aspecto incolor do início da experiência). O leuco-metileno, por sua vez, em contato suficiente com O2 é oxidado a azul de metileno.
O azul de metileno é comumente utilizado como indicador de reação redox.
6. Conclusão:
A partir desse experimento com uma solução desconhecida e a realização de algumas reações com liberação de gases atmosféricos (N2, O2 e CO2), além de conhecer a solução problema após a pesquisa sobre o experimento, pode-se concluir que o oxigênio é o responsável pela mudança de cor para o azul. Também foi possível aprender sobre um método para formulação de hipóteses e escolher a mais plausível, bem como utilizar reações químicas para o desenvolvimento de uma interpretação.
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7. Bibliografia:
Sites:
- http://www.feiradeciencias.com.br/sala21/21_18.asp (acessado março de 2010)
- http://www.youtube.com/watch?v=a_4LUaaL6FU&feature=related (acessado março de 2010)
- http://answers.yahoo.com/question/index?qid=20071231104415AAnYrGu (acessado março de 2010)
- http://sciencemadness.org/talk/viewthread.php?tid=52&page=2 (acessado março de 2010)
- http://www.webqc.org/balancedchemicalequations-070208-1.html (acessado março de 2010)
Livros:
- J. A. Campbell, "Por que ocorrem as reações químicas?" 1ª Ed., Editora Edgard Blücher, SP, 1995.
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