Quimica Experimental Semana 6

Prévia do material em texto

Elabore um protocolo e pré-relatório científico escolar conforme as orientações das páginas 106 e 107 do artigo de Donizetti e Arroio, referente à atividade prática que será realizada. Note que o roteiro disponível não contempla todas as informações requeridas pelo modelo de protocolo, principalmente em relação aos riscos/precauções/segurança.
Para a atividade “Química Orgânica” (Obtenção e Oxidação do Acetileno; Oxidação de materiais orgânicos; Identificando o gás produzido na combustão de materiais orgânicos; Bafômetro), elabore um protocolo e um pré-relatório para cada proposta; note a necessidade de inclusão de informações acerca dos riscos/precauções/segurança.
1- Obtenção e Oxidação do Acetileno
2- Oxidação de materiais orgânicos 
3- Identificando o gás produzido na combustão de materiais orgânicos
4- Bafômetro
PROTOCOLO DE EXPERIMENTO
Tema: OBTENÇÃO E OXIDAÇÃO DO ACETILENO
Objetivo: Obtenção do acetileno a partir do carbureto de cálcio (CaC2) e demonstrar que ele é um combustível
1. Introdução 
O acetileno é o nome usualmente empregado para o alquino, gás etino que possui cheiro intenso e desagradável. É produzido pela reação do carbeto de cálcio (ou carbureto - CaC2(s)) com a água. O acetileno tem como propriedade característica a capacidade de liberar grandes quantidades de calor durante sua combustão - reação com o oxigênio (O2).
CaC2 + 2 H2O		 Ca(OH)2 + HC ≡ CH
Reage com oxigênio puro produzindo dióxido de carbono (CO2) e água (H2O) e a chama obtida pode alcançar a temperatura de 2.800ºC. Por esse motivo ele é muito usado em processos de solda de metais que exigem temperaturas elevadas. O gás acetileno também é muito utilizado por exploradores de cavernas nas lanternas de carbureto onde uma grande quantidade do gás é produzida a partir de uma pequena quantidade de carbureto, o que possibilita o funcionamento da lanterna por longo período.
O gás acetileno é obtido através do seguinte processo:
Já o Permanganato de potássio (reagente de bayer) é um composto químico de função química sal, inorgânico, formado pelos íons potássio (K+) e permanganato
(MnO4−). É um forte agente oxidante. Tanto como sólido como em solução aquosa apresenta uma coloração violeta bastante intensa que, na proporção de 1,5g por litro de água (em média), fica vermelho forte. É utilizado como agente oxidante em muitas reações químicas em laboratório e na indústria. Também é utilizado como desinfetante em desodorantes. É usado para tratar algumas enfermidades parasitarias dos pés, no tratamento da água para torná-la potável e como antídoto em casos de envenenamento por fósforo. É usado como reagente na síntese de muitos compostos químicos. Em química analítica, uma solução de aquosa padrão é usada com frequência como titulante oxidante em titulações redox devido a sua intensa coloração violeta. O permanganato se reduz ao cátion, Mn+2, incolor, em soluções ácidas. Em soluções neutras, o permanganato se reduz a MnO2, um precipitado marrom na qual o manganês tem um estado de oxidação 4+. Em soluções alcalinas, se reduz a um estado de oxidação 6+, formando o K2MnO4. No entanto o bromo é altamente reativo e é um forte agente oxidante em presença de água. Reage vigorosamente com aminas, alcenos e fenóis, assim como com hidrocarbonetos aromáticos e hidrocarbonetos alifáticos, cetonas e ácidos carboxílicos (estes são bromados por adição ou por substituição). Como muito dos metais e outros elementos, o bromo anidro é menos reativo que o úmido, entretanto, o bromo seco reage vigorosamente com o alumínio, mercúrio, titânio, metais alcalinos e metais alcalino terrosos. O bromo em solução aquosa pode desproporcionar, ou seja, formar íons de bromo com diferentes estados de oxidação:
Br2 + OH- 				Br- + BrO- + H2O ,
e serve utilizações de laboratório, análise, pesquisa e química fina.
2. Materiais e Reagentes
1 - Obtenção e reconhecimento do gás acetileno - Cápsula de porcelana
- Fósforo (palito)
- 15 ml de água
- Filtro de papel
- Suporte Universal
- Béquer de 100 ml
- 1 Pedra de Carbureto (CaC2) - Fenolfetaleína (Indicador)
2 - Caracterização do acetileno pelo Reativo de Bayer - Erlenmeyer
- Suporte Universal
- 150 ml de água
- 20 ml de Reativo de bayer (KMNO4)
- 3 Pedras de Carbureto (CaC2) - Rolha de borracha
- Mangueira de borracha
3 - Caracterização do acetileno pela Água de Bromo
- Erlenmeyer - Suporte Universal
- 150 ml de agua
- 20 ml de Reativo de Agua de Bromo
- 3 Pedras de Carbureto
- Rolha de borracha
3. Procedimentos
1 - Obtenção e reconhecimento do gás acetileno 
- Adicionou-se 15 mL de água em uma cápsula de porcelana.
- Colocou-se uma pedra de Carbureto (CaC2) dentro cápsula de porcelana com 15 mL de água;
- Acendeu-se um fósforo por 3 vezes e aproximou-se das bolhas formadas na superfície do líquido e observou-se o que ocorreu;
 - Filtrou-se o resíduo contido na cápsula de porcelana em um filtro de papel posicionado no suporte universal e coletou-se o filtrado em um tubo de ensaio;
 - Adicionou-se 5 gotas de fenolfetaleína, agitou-se o tubo de ensaio, observou-se a coloração inicial e final do filtrado.
2 - Caracterização do acetileno pelo Reativo de Bayer 
- Colocou-se 150 mL de água em um erlenmeyer provido de uma mangueira de borracha; 
- Fixou-se este dispositivo em um suporte universal;
- Introduziu-se a extremidade livre da mangueira nesse reativo;
- Adicionou-se uma pequena pedra de carbureto no erlenmeyer que continha a água e tampou-o imediatamente com uma rolha;
- Observou-se a coloração inicial e final do reativo de Bayer após 15 minutos.
3 - Caracterização do acetileno pela Água de Bromo
- Colocou-se 150 mL de água em um erlenmeyer provido de uma mangueira de borracha; 
- Fixou-se este dispositivo em um suporte universal;
- Introduziu-se a extremidade livre da mangueira num erlenmeyer contendo 20 mL de água de bromo; 
- Adicionou-se uma pequena pedra de carbureto no erlenmeyer e tampou-o imediatamente com uma rolha; 
- Observou-se a coloração inicial e final da água de bromo após 15 minutos.
4. Cálculos/Questões/Tabelas:
Questão 1) Em contato com água, o carbureto reage violentamente produzindo o gás acetileno. Esta reação é conhecida como Hidrólise do Carbureto. Represente-a?
Questão 2) No experimento 1, houve mudança na coloração da solução? O que a mudança da coloração indica? 
Questão 3) Cite uma aplicação prática do acetileno? 
Questão 4) Escreva a fórmula molecular, a fórmula estrutural e a equação de combustão completa do gás acetileno? 
Questão 5) Por que na queima do acetileno ocorre a formação de fuligem? 
5. Riscos/Precauções/Segurança:
Leia todas as instruções antes de começar o procedimento.
Seja cuidadoso ao lidar com os compostos químicos.
Muitos dos produtos químicos podem ser tóxicos. Você deve usar óculos de segurança, mascara para respiração de vapores orgânicos, jaleco e luvas durante todo o experimento.
NÃO coma ou beba dentro do laboratório;
Evite brincadeiras;
Evite aspirar os gases das substâncias ou reações.
Quando aquecer os tubos de ensaio, mantenha-os levemente inclinados com o bocal na direção oposta do seu rosto. NÃO olhe dentro dos tubos.
NÃO misture elementos além das instruções do procedimento.
NÃO brinque com fósforos.
Antes de mover-se para a próxima estação, deixe a bancada do laboratório limpa e organizada para o próximo grupo.
Evite acidentes e bom experimento!
6. Bibliografia:
http://www.ebah.com.br/content/ABAAABpHgAH/acetileno?part=2 Acessado em 10/12/2017
PRÉ- RELATÓRIO DE EXPERIMENTO
OBTENÇÃO E OXIDAÇÃO DO ACETILENO
Resumo
Os compostos orgânicos podem participar de vários tipos de reação, dentre elas a oxidação (combustão), onde o carbono tem seu estado de oxidação alterado. Dentro dessa classe de reações são vistos a combustão completa, onde o material orgânico é queimado na presença de oxigênio e como resultado obtém-se dióxido de carbono(CO2(g)) e água (H2O).
Objetivos do Experimento: 
Obter hidrocarboneto e realizar a sua oxidação.
Propósito do Experimento 
A síntese de um composto orgânico a partir de um inorgânico, bem como caracterizar os produtos da síntese. Sintetizar o gás acetileno e caracterizar o gás obtido. Caracterizar o subproduto obtido utilizando conhecimentos de ácido-base. Aprender a balancear uma reação pelo método de tentativas.
Hipótese para o experimento de laboratório?
O acetileno é usado na fabricação dos seguintes materiais: explosivos, solventes industriais, plásticos de borracha sintética. Este composto também é empregado na síntese de compostos orgânicos como ácido acético e álcool etílico. É possível fabricar acetileno através das matérias primas encontradas em laboratórios e calcário e o carvão de pedra, que são abundantes na natureza.
Qual o raciocínio usado para chegar a sua hipótese?
As reações químicas realizadas m ambientes laboratoriais trará subsídios aos alunos com relação a obtenção de matérias a partir de compostos inorgânicos em produtos orgânicos e enfatizando o controle e a segurança no processo.
PROTOCOLO DE EXPERIMENTO
Tema: OXIDAÇÃO DE MATERIAIS ORGÂNICOS
Objetivo: É mostrar a capacidade das substancias de ganhar e perder elétrons por meio de mudança de cor verificadas na reação. Nesse caso uma reação Redox em meio alcalino
1. Introdução 
Para que a reação de oxidação ocorra, é necessária a utilização de um bom agente oxidante (substância que sofre redução e provoca oxidação em outra). Para isso, faremos uso do reagente de Baeyer, ou seja, uma solução com Permanganato de Potássio (KMnO4) dissolvido em água.
Quando dissolvido em água, o Permanganato de Potássio sofre dissociação, liberando cátions potássio (K+) e ânions permanganato (MnO4-1) no meio:
KMnO4 + H2O 	 	K+ + MnO4-1
O íon permanganato dá uma coloração lilás à solução. Quando ele sofre redução, dependendo do meio em que estiver, pode ser transformado em dióxido de manganês - MnO2 (se o meio for básico) ou Monóxido de Manganês - MnO (se o meio for ácido).
Quando o MnO2 é formado, a solução apresenta uma coloração marrom avermelhada. Já o MnO não modifica a coloração da solução.
OBS.: Independentemente da coloração, devemos lembrar que é a partir do KMnO4 que surgem os oxigênios nascentes fundamentais para a ocorrência das oxidações.
2. Materiais e Reagentes
- 1 comprimido ou flaconete de permanganato de potássio;
- 270 ml de água;
- 1 cenoura pequena;
- Óleo de soja;
- 2,5 ml de álcool líquido (etanol hidratado);
- 2,5 ml de formaldeído - Formol;
- 1 liquidificador;
- 1 peneira fina;
- 5 béqueres de 50 ml;
- 1 béquer de 500 ml.
3. Procedimentos
1o Passo: Adicionar 20 ml de água no interior de um dos béqueres de 50 ml juntamente ao conteúdo de um flaconete de permanganato de potássio. Caso tenha o permanganato em forma de comprimido, é interessante pulverizá-lo no cadinho para facilitar a dissolução. Agite a mistura até que todo o sal dissolva-se. A mistura preparada nesse passo será chamada de solução 1.
2o Passo: Colocar 250 ml de água no interior do liquidificador e, em seguida, adicionar a cenoura. Bata até que a cenoura fique bem triturada. Em seguida, peneire o suco preparado diretamente no béquer de 250 ml. O suco de cenoura peneirado será chamado de solução 2.
3o Passo: Adicione 20 ml da Solução 2 e 2,5 ml da Solução 1 em um béquer de 50 ml. Agite bem e aguarde pelo menos 15 minutos para avaliar se houve ou não alguma alteração.
OBS.: Para observar se houve ou não alguma alteração, é interessante colocar 20 ml da solução 1 em um béquer e posicioná-lo ao lado do outro que recebeu a solução 2 misturada com a solução 1.
4o Passo: Adicionar em um béquer 30 ml de óleo de soja e 2,5 ml da solução 1. Agite bem e aguarde pelo menos 15 minutos para avaliar se houve ou não alguma alteração.
5o Passo: Adicionar em um béquer 2,5 ml de álcool hidratado e 2,5 ml da solução 1. Agite bem, aguarde e observe se houve ou não alguma alteração.
6o Passo: Adicionar em um béquer 2,5 ml de formaldeído e 2,5 ml da solução 1. Agite bem, aguarde e observe se houve ou não alguma alteração.
4. Cálculos/Questões/Tabelas:
Questão 1) Monte uma tabela com a suas observações.
5. Riscos/Precauções/Segurança:
Leia todas as instruções antes de começar o procedimento.
Seja cuidadoso ao lidar com os compostos químicos.
Muitos dos produtos químicos podem ser tóxicos. Você deve usar óculos de segurança, máscara de vapores orgânicos, jaleco e luvas durante todo o experimento.
NÃO coma ou beba dentro do laboratório;
Evite brincadeiras;
Evite aspirar os gases das substâncias ou reações.
Quando aquecer os tubos de ensaio, mantenha-os levemente inclinados com o bocal na direção oposta do seu rosto. NÃO olhe dentro dos tubos.
NÃO misture elementos além das instruções do procedimento.
NÃO brinque com fósforos.
Antes de mover-se para a próxima estação, deixe a bancada do laboratório limpa e organizada para o próximo grupo.
Evite acidentes e bom experimento!
6. Bibliografia:
http://educador.brasilescola.uol.com.br/estrategias-ensino/atividade-pratica-sobre-oxidacao-compostos-organicos.htm Acessado em 10/12/2017
PRÉ- RELATÓRIO DE EXPERIMENTO
OXIDAÇÃO DE MATERIAIS ORGÂNICOS
Resumo
É interessante que cada professor possa ressaltar pontos pertinentes à oxidação de compostos orgânicos, que deve ter sido estudada de forma teórica anteriormente.
No experimento foram provocadas oxidações de quatro substâncias diferentes. A partir daí, use a sua criatividade a partir dos seguintes aspectos:
Betacaroteno
Fórmula estrutural do Betacaroteno
Ao ser oxidado, sob influência do KMnO4, o betacaroteno é transformado em vitamina A (retinol).
Equação de formação da vitamina A por meio da oxidação do betacaroteno
O experimento terá uma coloração marrom avermelhada ao final.
Ácido graxo
Fórmula estrutural do ácido graxo
O ácido graxo apresenta radicais laterais (R) que possuem duplas ligações. Durante a oxidação, essas ligações duplas são rompidas, ocorrendo a formação de glicerol.
Equação de formação do glicerol a partir do ácido graxo
O experimento terá uma coloração marrom avermelhada ao final.
Etanol
Fórmula estrutural do Etanol
Durante a oxidação, um ou mais hidrogênios localizados no carbono que possui o grupo OH são oxigenados. Com isso, temos a formação de um álcool gemino (aquele que possui duas ou mais hidroxilas no mesmo átomo de carbono), uma substância muito instável.
Equação de formação de álcool gemino com dois OH a partir do etanol
Equação de formação de álcool gemino com três OH a partir do etanol
As hidroxilas do álcool gemino dão origem a uma molécula de água. Se apenas um hidrogênio do carbono citado for oxigenado, a oxidação formará aldeído. Já se os dois hidrogênios do carbono forem oxidados, a oxidação formará um ácido carboxílico.
Equação de formação de aldeído
Equação de formação de ácido carboxílico
experimento terá uma coloração marrom avermelhada ao final.
Formaldeído
Fórmula estrutural do formaldeído
Durante a oxidação, o hidrogênio localizado na carbonila (possui carbono ligado a um hidrogênio e a um oxigênio) recebe um átomo de oxigênio, transformando a carbonila em carboxila (possui carbono ligado a um OH e a um oxigênio).
Equação representando a formação da carboxila a partir da carbonila
O experimento terá uma coloração marrom avermelhada ao final.
Objetivos do Experimento: 
Verificar que alguns materiais do uso cotidiano são formados por compostos orgânicos os quais podem ser oxidados de forma branda.
Propósito do Experimento 
Observar as diferenças das reações em que o íon MnO2 é formado, porque as cores das duas espécies químicas são bem diferentes: o MnO4 é lilás-escuro e o MnO2 é marrom-escuro
Hipótese para o experimento de laboratório?
Como os produtos inorgânicos reagem e podem formarprodutos orgânicos, são necessárias condições experimentais para detalhar e melhorar a observação do fenômeno de oxidação.
Qual o raciocínio usado para chegar a sua hipótese?
Observações dos produtos orgânicos se oxidam com o passar do tempo e a relação entre fatores externos. Na sociedade é observável os aspectos de evitar reações indesejáveis em alimentos perecíveis, para diminuir os processos de deterioração dos alimentos.
PROTOCOLO DE EXPERIMENTO
Tema: IDENTIFICANDO O GÁS PRODUZIDO NA COMBUSTÃO DE MATERIAIS ORGÂNICOS
Objetivo: Identificar os gases produzidos na combustão de matérias orgânicos 
1. Introdução 
O carbono é um elemento pertencente ao IV grupo principal, ocorre naturalmente na crusta terrestre como grafite, diamante e várias formas amorfas conhecidas como carvão. Os carvões diferem das suas propriedades em função da substancia a partir da qual foram obtidas, e do método de obtenção. Além disso sempre contém impurezas que influenciam nas suas propriedades. Os tipos mais importantes de carvão são: coque, carvão de madeira, carvão animal e negro-de-fumo.
O negro-de-fumo representa o carvão amorfo com uma percentagem de impureza muito reduzida, consiste em finas partículas de carbono produzidas na combustão incompleta de compostos orgânicos. O negro-de-fumo é o primeiro corante a ser conhecido pela humanidade, é utilizado no fabrico de tinta de imprensa, verniz negro e na produção de borracha.
O hidrogénio é um gás incolor, e inodoro, com as altas temperaturas combina-se com o oxigénio formando água.
O hidrogénio e o carbono podem ser identificados através da combustão de compostos orgânicos, que pode ocorrer em presença de óxido de cobre (II). O hidrogénio é transformado em água e o carbono em dióxido de carbono. Dependendo da quantidade do oxigénio na combustão, pode-se obter o monóxido de carbono ou carbono.
O sulfato de cobre (II) anidro, representado por um pó branco torna-se azul celeste durante a absorção da água.
A matéria-prima para a produção da porcelana é a argila, o quartzo, o caulino e o feldspato, que são substancias constituídas minerais filossilicaticos hidratados, aluninosos, dióxido de silício, caulita e haloisita
2. Materiais e Reagentes
Experiência 1: 
Materiais: Bico de Bunsen (1), cápsula de porcelana (2), pinças (1) e espátula (1).
Reagentes: Naftaleno
Experiência 2: 
Materiais: funil (01), algodão, pinça (01), espátula (01), bico de bunsen (01) e copo químico (01).
Reagentes: sulfato de cobre (II) anidro e etanol.
Experiência 3: 
Materiais: bico de bunsen (01), rolha de borracha (01), tubo de vidro em L (01), suporte universal (01), tubos de ensaio (02), e espátula (03).
Reagentes: naftaleno, água de cal, óxido de cobre (II) e sulfato de cobre (II) anidro.
3. Procedimentos
Experiência 1: Identificação do carbono em substâncias orgânicas
Parte I: substância parcialmente combustível
Observação:
O naftaleno atinge a temperatura de ebulição e passa do estado sólido para o estado líquido;
O naftaleno fundido arde com uma chama amarela e observa-se a libertação de fumaça com partículas finas de cor preta, o negro-de-fumo;
O interior da cápsula de porcelana fica completamente cor preta ou negra;
Conclusão:
Ao aquecer o naftaleno, arde com uma chama amarela e pode-se reconhecer o carbono sob forma de negro-de-fumo. 
Parte II: substância combustível
Observação:
O caco de porcelana opôs estar algum tempo em contato com a chama amarela do bico de bunsen ficou negro.
Conclusão:
O caco de porcelana na sua constituição não possui nenhuma substância que contém o carbono, a cor negra observada no caco de porcelana deve-se a presença de carbono que faz parte da constituição do gás que pode ser o propano ou o butano.
Experiência 2: Identificação de hidrogénio na substância orgânica
Observações:
Ao submeter a cápsula de porcelana contendo o etanol na chama de bico de bunsen, o etanol vaporiza e em seguida arde com uma chama amarela;
O etanol ao sofrer a combustão liberta vapores de água:
Ao emborcar o funil contendo o anidro, pó branco impregnado no algodão, observa-se a dissolução e o aparecimento da cor azul celeste.
Conclusão:
O anidro, representado por pó branco, torna-se azul celeste durante a absorção da água;
O hidrogénio presente no etanol é transformado em água, identificando-se assim a sua presença na substância orgânica. 
Experiência 3: Reconhecimento do carbono e do hidrogénio no naftaleno
Observações:
No tubo A:
Com o aquecimento provocado pela chama do bico de bunsen, o naftaleno funde-se e reage com o óxido de cobre (II) produzindo um gás incolor que se desloca para o tubo B, vapores de água e cobre metálico.
Os vapores de água entram em contato com o anidro, pó branco e muda de cor para azul celeste com a formação do hidratado;
O óxido de cobre antes apresentava a cor preta, depois de aquecido passa para cor vermelha;
No tubo B:
A água de cal, inicialmente incolor, após observar-se o borbulhar que se devia a entrada do gás produzido no tubo A, torna-se turva, com partículas brancas. 
Conclusão:
Pode-se reconhecer a presença do carbono devido a presença do que rege com o formando o que faz com que a água fique turva. 
O fato do anidro de cor branco ter adquirido a cor azul celeste após a hidratação prova que foi libertado hidrogénio que em contato com o oxigénio formou a água. 
4. Cálculos/Questões/Tabelas:
Questão 1) Monte uma tabela com suas observações.
5. Riscos/Precauções/Segurança:
Leia todas as instruções antes de começar o procedimento.
Seja cuidadoso ao lidar com os compostos químicos.
Muitos dos produtos químicos podem ser tóxicos. Você deve usar óculos de segurança, máscara de vapores orgânicos, jaleco e luvas durante todo o experimento.
NÃO coma ou beba dentro do laboratório;
Evite brincadeiras;
Evite aspirar os gases das substâncias ou reações.
Quando aquecer os tubos de ensaio, mantenha-os levemente inclinados com o bocal na direção oposta do seu rosto. NÃO olhe dentro dos tubos.
NÃO misture elementos além das instruções do procedimento.
NÃO brinque com fósforos.
Antes de mover-se para a próxima estação, deixe a bancada do laboratório limpa e organizada para o próximo grupo.
Evite acidentes e bom experimento!
6. Bibliografia:
http://maganjabeira.blogspot.com.br/2012/05/identificacao-quimica-elementar-dos.html Acessado em 10/12/2017
PRÉ- RELATÓRIO DE EXPERIMENTO
IDENTIFICANDO O GÁS PRODUZIDO NA COMBUSTÃO DE MATERIAIS ORGÂNICOS
Resumo
Experiência 1
Parte I: substância parcialmente combustível
Conclusão:
Ao aquecer o naftaleno, arde com uma chama amarela e pode-se reconhecer o carbono sob forma de negro-de-fumo. 
Parte II: substância combustível
Conclusão:
O caco de porcelana na sua constituição não possui nenhuma substância que contém o carbono, a cor negra observada no caco de porcelana deve-se a presença de carbono que faz parte da constituição do gás que pode ser o propano ou o butano.
Experiência 2: Identificação de hidrogénio na substância orgânica
Conclusão:
O anidro, representado por pó branco, torna-se azul celeste durante a absorção da água;
O hidrogénio presente no etanol é transformado em água, identificando-se assim a sua presença na substância orgânica. 
Experiência 3: Reconhecimento do carbono e do hidrogénio no naftaleno
Conclusão:
Pode-se reconhecer a presença do carbono devido a presença do que rege com o formando o que faz com que a água fique turva. 
O fato do anidro de cor branco ter adquirido a cor azul celeste após a hidratação prova que foi libertado hidrogénio que em contato com o oxigénio formou a água. 
Objetivos do Experimento: 
Identificar um dos produtos da reação de combustão de diferentes materiais orgânicos
Propósito do Experimento 
Mostrar como processo de oxidação tem como resultado gases que são importantes na sua identificação. Tanto para evitar problemas ao meio ambiente,como o aproveitamento energético de certos gases, como a oxidação de A oxidação de compostos orgânicos no processo de tratamento de efluentes (esgotos).
Hipótese para o experimento de laboratório?
Como os produtos inorgânicos reagem e podem formar produtos orgânicos, são necessárias condições experimentais para detalhar e melhorar a observação do fenômeno de oxidação.
Qual o raciocínio usado para chegar a sua hipótese?
Observações de como as reações de oxidação formam gases que podem causar desequilíbrios ambientais e como pode-se identificar os gases para que os alunos consigam obter uma crítica sobre processos industriais que ocorrem na sociedade moderna.
PROTOCOLO DE EXPERIMENTO
Tema: BAFÔMETRO
Objetivo: Mostrar a oxidação de um álcool
1. Introdução 
Iniciativas do poder público para prevenir o uso de bebidas alcoólicas por motoristas - causa de muitos acidentes nas estradas do país - trouxeram à ordem do dia, não sem suscitar polêmica, o instrumento popularmente conhecido como ‘bafômetro’. O bafômetro é um aparelho que permite determinar a concentração de bebida alcoólica em uma pessoa, analisando o ar exalado dos pulmões. A concentração de álcool no hálito das pessoas está relacionada com a quantidade de álcool presente no seu sangue dado o processo de troca que ocorre nos pulmões, o que se deve ao fato do etanol ser totalmente solúvel em água].
Quando uma pessoa ingere bebidas alcoólicas, o álcool passa rapidamente para a corrente sanguínea, pela qual é levado para todas as partes do corpo. Esse processo de passagem do álcool do estômago/intestino para o sangue leva aproximadamente 20 a 30 minutos, dependendo de uma série de fatores, como peso corporal, capacidade de absorção do sistema digestivo e gradação alcoólica da bebida. A consequência é a intoxicação, que varia de uma leve euforia (a pessoa fica alegre) até estados mais adiantados de estupor alcoólico. Como resultado, a capacidade da pessoa para conduzir veículos é altamente comprometida, tendo em vista que a intoxicação afeta a coordenação motora e a rapidez dos reflexos. De acordo com a legislação brasileira em vigor, uma pessoa está incapacitada para dirigir com segurança se tiver uma concentração de álcool no sangue superior a 0,8 g/L o que corresponde a cerca de 5 ml de álcool puro como limite máximo permitido. Isso corresponde a um copo pequeno de cerveja ou a uma terça parte de uma dose de uísque, considerando a primeira como tendo um teor alcoólico de 32 g/L e o último, 320 g/L. No entanto, pode-se beber um pouco mais do que isso e ainda estar dentro do limite legal, tendo em vista que vários mecanismos no sangue encarregam-se de eliminar do organismo a substância tóxica como por exemplo a eliminação, nos pulmões, pelo ar alveolar que é o processo de purificação do sangue de fundamental importância na aplicação do bafômetro uma vez que o sangue circulante passa pelos pulmões, onde ocorre troca de gases, e assim parte do álcool passa para os pulmões. Desta forma, o ar exalado por uma pessoa que tenha ingerido bebida alcoólica terá uma concentração de álcool proporcional à concentração do mesmo na corrente sanguínea (hálito ou ‘bafo’ de bêbado) [1].
Os bafômetros mais simples são descartáveis e consistem em pequenos tubos contendo uma mistura sólida de solução aquosa de dicromato de potássio e sílica, umedecida com ácido sulfúrico. A detecção da embriaguez por esse instrumento é visual, pois a reação que ocorre é a oxidação de álcool a aldeído e a redução do dicromato a cromo (III), ou mesmo a cromo (II). A coloração inicial é amarelo-alaranjada, devido ao dicromato, e a final é verde-azulada, visto ser o cromo (III) verde e o cromo (II) azul [1]. 
2. Materiais e Reagentes
1 balão de aniversário;
1 pedaço de tubo plástico transparente 1 cm de diâmetro por 10 cm de comprimento;
2 tabletes de giz escolar branco;
1 rolha para tampar o tubo;
Algodão;
Solução ácida de dicromato de potássio (H2SO4 – 20% e K2Cr2O7 – 2%);
Béquer;
Espátula;
Pipeta simples;
Solução alcoólica (C2H6O – 40%).
3. Procedimentos
a) Construção do Bafômetro
- Quebrou-se o giz em pedaços pequenos, evitando que o pó de giz se misturasse aos fragmentos;
- Colocou-se os fragmentos de giz no béquer e molhou-os com a solução de dicromato até ficarem úmidos;
- Misturou-se os fragmentos de giz colorido pela solução até adquirirem uma cor homogênea;
- Colocou-se um chumaço pequeno de algodão em um dos lados do tubo e tampou-se a extremidade com a rolha;
- Colocou-se o material preparado (giz + solução ácida de dicromato de potássio) no tubo e tampou-se com algodão;
- Colocou-se 0,5 ml (cerca de 10 gotas) de etanol no balão, encheu-se o mesmo de ar e colocou-o na extremidade do tubo tampada com o algodão.
b) Verificação da funcionalidade do bafômetro construído
- Soltou-se o ar do balão vagarosamente desapertando a rolha;
- Esperou-se todo o ar escoar do balão e observou-se a mudança na coloração do material (giz + solução ácida de dicromato de potássio) após o contato com o etanol.
4. Cálculos/Questões/Tabelas:
Questão 1) Descreva a reação ocorrida no experimento.
Questão 2) Explique as mudanças na coloração ocorridas na reação.
Questão 3) Pesquise análises químicas que podem ser realizadas a partir deste princípio de reação.
Questão 4) Descreva a equação da reação química que ocorre no bafômetro.
5. Riscos/Precauções/Segurança:
Leia todas as instruções antes de começar o procedimento.
Seja cuidadoso ao lidar com os compostos químicos.
Muitos dos produtos químicos podem ser tóxicos. Você deve usar óculos de segurança, jaleco e luvas durante todo o experimento.
NÃO coma ou beba dentro do laboratório;
Evite brincadeiras;
Evite aspirar os gases das substâncias ou reações.
Quando aquecer os tubos de ensaio, mantenha-os levemente inclinados com o bocal na direção oposta do seu rosto. NÃO olhe dentro dos tubos.
NÃO misture elementos além das instruções do procedimento.
NÃO brinque com fósforos.
Antes de mover-se para a próxima estação, deixe a bancada do laboratório limpa e organizada para o próximo grupo.
Evite acidentes e bom experimento!
6. Bibliografia:
http://qnesc.sbq.org.br/online/qnesc05/exper2.pdf Acessado em 10/12/2017
PRÉ- RELATÓRIO DE EXPERIMENTO
BAFÔMETRO
Resumo
Ao soltar o ar presente no balão contendo solução alcoólica de etanol (40% - equivale a cachaça) - simulando o hálito de uma pessoa que ingeriu bebida alcoólica em grande quantidade-, o giz umedecido com a solução ácida de dicromato de potássio, que antes possuía a coloração alaranjada devido ao dicromato adquiriu coloração azulada o que indicou a presença de álcool no ar, uma vez que esse experimento foi baseado no modelo de bafômetro descartável simples que consistem em pequenos tubos contendo uma mistura sólida de solução aquosa de dicromato de potássio e sílica, umedecida com ácido sulfúrico, onde a detecção da embriaguez por esse instrumento é visual, pois a reação que ocorre é a oxidação de álcool a aldeído e a redução do dicromato a cromo (III), ou mesmo a cromo (II). A coloração inicial é amarelo-alaranjada, devido ao dicromato, e a final é verde-azulada, visto ser o cromo (III) verde e o cromo (II) azul [1].
A equação da reação química ocorrida no bafômetro portátil serve também para descrever a reação ocorrida no modelo de bafômetro construído em laboratório: 
K2Cr2O7(aq) + 4H2SO4(aq) + 3CH3CH2OH(g) → Cr2(SO4)3(aq) + 7H2O(l) + 3CH3CHO(g) + K2SO4(aq)
alaranjado incolor azul incolor
Obteve-se um resultado satisfatório no experimento, já que utilizou-se o uma substância bem alcoólica (etanol 40%), ficando bem nítida dessa maneira a detecção do álcool no bafômetro. 
Objetivos do Experimento: 
Observar a ocorrência de uma reação de oxirredução envolvendo material orgânico, com aplicação no cotidiano. Tecnicamente um policial pode se certificar se um motorista está alcoolizado utilizando um bafômetro descartável. No laboratóriocomo pode ser feita esta simulação?
Propósito do Experimento 
Para efeito de ensino de química, é interessante simular o conjunto bafômetro baseado na reação química, uma vez que ilustra vários aspectos de química inorgânica, físico-química (oxirredução, por exemplo) e química orgânica de interesse para alunos.
Hipótese para o experimento de laboratório?
Os bafômetros portáteis são confiáveis, os laboratórios de medicina legal usam métodos e aparelhos ainda mais sofisticados (e muito mais caros), principalmente baseados em espectroscopia no infravermelho (cada molécula, inclusive o etanol, tem seu espectro de infravermelho característico) e em cromatografia gasosa (em que as moléculas são separadas de acordo com a massa molecular, e assim detectadas). Em laboratório escolar também podem ser realizadas para determinar os teores alcóolicos e demonstram as reações utilizando reagentes comuns e acessíveis para o ensino da oxidação de substâncias.
Qual o raciocínio usado para chegar a sua hipótese?
Que o princípio da detecção da quantidade de teor alcóolico no organismo, pode causar problemas sociais e dependência. Demonstrar as reações químicas de oxidação aos discentes conscientiza e abre espaço para o debate mais amplo da temática sobre os efeitos do álcool. Além de o aluno visualizar no experimento a simulação das reações no sistema respiratório, enfatizando os conceitos químicos e biológicos da experimentação.