Relatório - Química: uma ciência conservadora?

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INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DE MINAS GERAIS – IFMG CAMPUS BETIM
Disciplinas: Química Geral Experimental e Química Inorgânica.
Professores: Marcel Felipe A. De Souza e Ligiane R. Gouvêa.
Relatório do experimento III
Comprovação das leis ponderais da química.
 César Augusto
 Bianca Chaves
 Lucas Assis
Betim, 24 de agosto de 2020.
SUMÁRIO
	1. INTRODUÇÃO …………………………….….……………………..
	2
	2. OBJETIVO …………………………………………….………………
	3
	3. MATERIAIS E MÉTODOS …………………………………………
	3
	 3.1 Materiais Utilizados ……………………………………….…
	3
	 3.2 Procedimento Experimental ……………..………………..
	3
	4. RESULTADOS E DISCUSSÃO ………………….………..………
	5
	5. CONCLUSÕES …………………………………..…….……………
	8
	REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ………………………...……………
	8
1. INTRODUÇÃO
 Nas equações químicas, pode-se estabelecer relações entre os reagentes e os produtos de um determinado fenômeno químico, estes originam as leis ponderais. As leis ponderais advêm das determinações dadas por Lavoisier e Proust estas referente a equivalência e proporção de massas entre as equações. 
       A lei de Lavoisier, popularmente dada como “Lei de conservação das massas”, foi induzida pelo químico francês Antoine Laurent Lavoisier, demonstrada pela a seguinte frase “Na natureza nada se cria, nada se perde, tudo se transforma”,  foi comprovada através de análises das massas dos reagentes e dos produtos das reações químicas, realizadas em sistemas vedados. Deste modo, pode-se concluir que em uma reação química não há a perda ou criação de quaisquer massas e somente a transformação, seja química, no rearranjo dos átomos, ou física, na variação das energias cinética e potencial.[1]
     Em 1957 foi elaborada a lei de Proust, denominada “Lei das Proporções Constantes”, formulada pelo químico francês Joseph Louis Proust, propondo que “A proporção em massa das substâncias que reagem e que são produzidas numa reação é fixa, constante e invariável”, constatando-se que a massa presente nas reações químicas são proporcionais mesmo se houver ocorrência de alteração nas massas.[2]
       As leis citadas podem ser retratadas em equações químicas, como por exemplo, a equação exposta abaixo, ocorrendo uma reação entre o gás Hidrogênio e o gás Oxigênio, obtendo como produto a água. A lei de conservação de massas está explícita na equação, de modo que, esta se encontra balanceada, aferindo uma proporção entre as massas, respaldando a lei de proporções constantes.
          
2H2 (g) + O2 (g) → 2H2O (g)
2. OBJETIVOS
 Verificar por meios experimentais, as leis das transformações químicas ou leis ponderais das reações, com fundamento nas leis, discutir aspectos como compostos iônicos e tipos de reações químicas afim de comprar dados experimentais com teóricos.[13] afim de comparar dados teóricos com experimentais.
3. MATERIAIS E MÉTODOS
3.1 Material Utilizado
	• 2 placas de petri. 
	• 2 relógios de vidro.
	• Balança semi-analitica Marte e Acculab.
	• Bicarbonato de sódio (NaHCO3). 
	• Palha de aço.
	• Funil.
	• Bateria 9V.
	• Vinagre.
	• Folha de papel. 
	• Água. 
	• Isqueiro.
	• Tubo de ensaio.
	• Garrafa descartável de 500ml.
	
3.2 Procedimento Experimental
Parte I - Queima da palha de aço utilizando a bateria.
a) Sob uma balança semi-analitica, foi colocado uma placa de petri. 
b) Foi colocado sob a placa de petri um pedaço de palha de aço. 
c) Aferiu-se o peso do sistema. 
d) Com o auxílio da bateria, iniciou-se a combustão da palha de aço.
e) Logo após a palha de aço se comburir por completo, verificou-se novamente seu peso. 
Parte II - Queima do papel utilizando o isqueiro.
a) Sob uma balança semi-analitica, foi colocado uma placa de petri. 
b) Foi colocado sob a placa de petri um pedaço de uma folha de papel.
c) Com o auxílio do isqueiro, iniciou-se a combustão da folha de papel. 
d) Logo após a folha de papel se comburir por completo, verificou-se novamente seu peso.
Parte III - Reação do bicarbonato de sódio (NaHCO3) e ácido acético (CH₃COOH) em sistema aberto.
a) Com o auxílio do funil, foi adicionado o bicarbonato de sódio (NaHCO3) no interior da garrafa.
b) Com o auxílio do funil, foi adicionado a água no interior da garrafa.
c) Agitou-se o sistema, com a finalidade de causar a dissolução do bicarbonato na água. de sódio (NaHCO3)
d) Foi adicionado o ácido acético (CH₃COOH) no interior do tubo de ensaio.
e) Acrescentou-se o tubo de ensaio ao interior da garrafa.
f) Pesou-se o sistema.
g) Inclinou-se a garrafa, despejando o ácido acético (CH₃COOH) na solução de água + bicarbonato de sódio (NaHCO3).
h) Aferiu o peso do sistema.
Parte IV - Reação do bicarbonato de sódio (NaHCO3) e ácido acético (CH₃COOH) no sistema fechado.
a) Com o auxílio do funil, foi adicionado o bicarbonato de sódio (NaHCO3) no interior da garrafa. 
b) Com o auxílio do funil, foi adicionado a água no interior da garrafa. 
c) Agitou-se o sistema, com a finalidade de causar a dissolução do bicarbonato de sódio (NaHCO3) na água. 
d) Foi adicionado o ácido acético (CH₃COOH) no interior do tubo de ensaio. 
e) Acrescentou-se o tubo de ensaio ao interior da garrafa. 
f) Pesou-se o sistema. 
g) Inclinou-se a garrafa, despejando o ácido acético (CH₃COOH) na solução de água + bicarbonato de sódio (NaHCO3). 
h) O sistema foi fechado com o auxílio da tampa. 
i) Aferiu o peso final do sistema.
4. RESULTADOS E DISCUSSÃO
Todas e quaisquer reações químicas são regidas por leis[1]. De modo que toda reação química, segue uma proporção e, caso seja realizado em sistema vedado, conservará sua massa inicial, mesmo após a reação. Tais afirmações são referentes e estão de acordo com aquilo que foi postulado por Proust e Lavoisier em suas leis.
Nos experimentos realizados, pode-se afirmar que eles obedeceram às ponderais, visto que os experimentos foram adstritos a condições inadequadas de realização, consequentemente, apresentaram resultados discordantes com as leis ponderais. No postulado de Antoine Laurent de Lavoisier, o cientista assegura que qualquer experimento é regido pela lei de conversação de massas[1], entretanto, para ser demonstrado, é necessário que o experimento seja feito em sistema fechado, o qual não troca energia e matéria com o ambiente[3]. Portanto, é correto afirmar que os experimentos realizaram obedeceram às leis pondereis, contudo, por terem sido realizados em sistema aberto não às confirmaram.
Parte I - Reações de combustão. (Placa de petri + papel e placa de petri + esponja de aço)
 No experimento realizado entre a placa de petri + esponja de aço, foi notado uma obumbração da esponja, pode-se atribuir este fenômeno a reação de combustão a qual foi admitida esse experimento. Compreende-se como reação de combustão o processo que pode ser descrito como uma reação química exotérmica, ou seja, libera calor para o ambiente[2].
Quando pesado inicialmente, a balança aferiu uma massa do sistema de 7,939g, na pesagem após a reação, a balança demonstrou massa de 8,595g. A diferença entre as pesagens pode ser explicada pelo processo que a esponja sofreu ao ser combusta.
O experimento, foi realizado em sistema aberto, tal circunstância torna todo o experimento suscetível a ações de substâncias presentes no ar[3] .Sendo a esponja de aço composta por uma liga de ferro acrescentado a uma porção ínfima de carbono[4], ao ser exposta a ação do oxigênio presente no ar devido a combustão, sofre um processo de oxidação[5]. O processo de oxidação é demonstrado conforme a equação química 1.   
Equação química 1 – Combustão da esponja de aço.
4Fe (s) + 3O₂ (g) → 2Fe₂O₃ (s). 
Ao submeter o sistema inicial ao processo de pesagem de sua massa, antes de realizar a reação, o aparelho deixava de registrar a massa de oxigênio que seria agregada a ela durante a reação. Portanto, o aumento da massa indicado pela balança deve-se à massa do oxigênio, que ao ser adicionado ao sistema, ocasionou o surgimento do óxido de ferro (Fe₂O₃)[5].
No experimento realizado com a placa de petri + papel,pode-se notar uma coarctação da massa inicial do sistema em relação ao sistema final. Inicialmente, a balança aferiu massa igual a 1,390g, após o experimento, a balança aferiu massa igual a 0,321g. O experimento pode ser descrito pela equação química 2. 
Equação química 2 – Combustão do papel.
C6H10O5 (s) + 6O2 (g)→6CO2 (g) + 5H2O (g).
    Na queima de papel, ocorre uma reação química entre a celulose (C6H10O5) principalmente substância constituinte do papel e o oxigênio (O2) presente no ar, transformando a celulose em cinzas e fumaça constituída principalmente de vapor d’água e gás carbônico[12].
   Como demonstrado pela equação química há a presença de CO2(g) e H2O(g) nos produtos da reação, em virtude de tal fato, é possível explicar a evidência de que ao final do experimento, a massa inicial do sistema foi maior que a final. A equação química que expressa o experimento, demonstra que houve uma liberação de gases na atmosfera quando realizado o procedimento experimental. Os gases ao serem dispersados da reação, não mais integram a massa do sistema e consequentemente restam apenas as apenas as cinzas, que são compostas basicamente por carbono e possuem massa desprezível[4] cinzas constituídas basicamente por carbono, resultando em um produto com uma massa menor que a massa inicial[4].
Parte II - Reações entre o bicarbonato de sódio (NaHCO₃) e vinagre (CH₃COOH).
Neste experimento, foi evidenciado uma reação de neutralização. Reações de neutralização podem ser sucintamente descritas como uma reação, na qual um ácido e uma base reagem entre si, tendo como produto da reação, um sal e água[6].
A evidência que leva a tal conclusão, pode ser expressa pela equação química 3.
Equação química 3 – Reação entre bicarbonato de sódio e vinagre.
NaHCO3 (s) + CH₃COOH → CH3COONa + H2CO3 (aq)
         Após a inclinação do recipiente, ocorreu o contato entre o bicarbonato de sódio (NaHCO₃) e o ácido acético (CH₃COOH), que corresponde a uma parcela da massa do vinagre, cerca de 4 a 10%[7]. Nesta reação ocorre a neutralização do ácido, com a produção de acetato de sódio (CH3COONa) um sal anidro[8], e ácido carbônico[10]. O ácido carbônico (H2CO3) é considerado um ácido fraco[11] e por sua vez, é instável e se decompõe por meio da equação química 4.
Equação química 4 – Decomposição do ácido carbônico.
H2CO3 (aq) → CO2 (g) + H2O (aq).[10]
       A reação foi seguida pela efervescência da mistura, isto é, pode-se ver a formação de bolhas de CO₂, derivadas da desagregação do ácido carbônico[10], separando-se da solução. Ao ser pesado inicialmente, a balança demonstrou que o sistema possuía massa igual a 55,4g, após a reação, ao ser pesado novamente, a balança aferiu uma massa de 55,1g ao sistema. A equação que representa a reação de decomposição do ácido carbônico, demonstra que a reação dispôs de CO2 como produto. O gás carbônico (CO2), resultante da reação foi disperso na atmosfera, assim, não mais integrou a massa da reação, ocasionando uma massa final inferior a inicial.
          O experimento entre o bicarbonato de sódio (NaHCO₃) e vinagre (CH₃COOH), foi realizado em duplicata, primeiramente em sistema aberto, logo depois em sistema fechado. Pode-se notar uma diferença em suas massas finais aferidas na balança. O 1ª experimento, teve sua massa final ínfera a inicial, enquanto o 2ª experimento efetuado em sistema fechado, deteve massas iguais em ambas as pesagens. O devido acontecimento, pode ser justificado pelas circunstâncias a qual o sistema foi submetido. O sistema foi desempenhado em sistema vedado, que não permite a troca de matéria e energia com o meio externo[3], portanto, ao ser pesado, conseguiu preservar no sistema o gás carbônico (CO2) que foi emanado pela reação[9].
CONCLUSÕES
Através dos experimentos realizados, foi possível evidenciar às leis ponderais das reações químicas em todos os experimentos. De modo a concluir que a diferença entre as massas aferidas pela balança ao final das reações, foram acarretadas pelas circunstâncias a qual foram submetidas 4 dos 5 experimentos. Sendo realizados em sistema aberto, se tornavam suscetíveis a substâncias presentes no ambiente[3]. No último experimento, realizado em sistema vedado, às massas aferidas foram iguais em ambas as pesagens, consolidando aquilo postulado por Proust e Lavoisier. 
Através dos experimentos realizados foi possível comprovar as leis ponderais da química, ou seja, concluindo que todos os experimentos obedeceram às leis. Os experimentos entre a placa de petri + papel, placa de petri + esponja de aço, e, bicarbonato de sódio (NaHCO₃) e vinagre (CH₃COOH) realizado em sistema aberto, evidenciaram dispersão de gases, ponderando a redução das massas entre antes e depois das reações. No entanto, o experimento realizado entre o bicarbonato de sódio (NaHCO₃) e vinagre (CH₃COOH) em sistema vedado, manteve sua massa idêntica em ambas as pesagens. De modo a evidenciar que em sistemas vedados, a conservação de massa pode ser visualizada.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
 
[1] - LOPES, Diogo Dias. "Leis ponderais"; Brasil Escola; Disponível em: <https://www.google.com/amp/s/m.brasilescola.uol.com.br/amp/quimica/leis-ponderaislei-conservacao-das-massas.htm>. Acesso em 5 julho 2020.
[2] - FOGAÇA, Jennifer Rocha Vargas. "O que é combustão?"; Brasil Escola; Disponível em: <https://www.google.com/amp/s/m.brasilescola.uol.com.br/amp/o-que-e/quimica/o-que-e-combustao.htm>. Acesso em 5 julho 2020.
[3] - PETER ATKINS & LORETA JONES (2001). Princípios de Química. Bookman. Cap. 6. Acesso em 5 julho 2020.
[4] - CABRAL, Rachel. "A massa se conserva?"; Ponto ciência; Disponível em: <https://www.google.com/url?sa=t&source=web&rct=j&url=http://projetoseeduc.cecierj.edu.br/eja/recurso-multimidia-professor/quimica/novaeja/m2u14/A%2520massa%2520se%2520conserva_%2520-%2520pontociencia.pdf&ved=2ahUKEwi6gYPA1LXqAhUOGrkGHdW9Bq8QFjABegQIBRAB&usg=AOvVaw0Faly896YOd4tWxiL0IukG>. Acesso em 5 julho 2020.
[5] - PEDROLO, Caroline. "Ferrugem"; InfoEscola; Disponível em: <https://www.infoescola.com/quimica/ferrugem/>. Acesso em 5 julho 2020.
[6] - SOUZA, Líria Alves de. "Reação de neutralização"; Brasil Escola. Disponível em: <https://brasilescola.uol.com.br/quimica/reacao-neutralizacao.htm>. Acesso em 05 de julho de 2020.
[7] - FOGAÇA, Jennifer Rocha Vargas. "Ácido acético"; Brasil Escola; Disponível em: <https://www.google.com/amp/s/m.brasilescola.uol.com.br/amp/quimica/Acido-acetico.htm>.  Acesso em 5 julho 2020.
[8] - FOGAÇA, Jennifer Rocha Vargas. "Classificação dos Sais"; Mundo Educação; Disponível em: <https://www.google.com/amp/s/m.mundoeducacao.uol.com.br/amp/quimica/classificacao-dos-sais.htm>.  Acesso em 5 julho 2020.
[9] - DIAS, Diogo Lopes. "Como encher um balão utilizando química?"; Escola Kids; Disponível em: <https://www.google.com/amp/s/escolakids.uol.com.br/amp/ciencias/como-encher-um-balao-utilizando-quimica.htm>. Acesso em 5 julho 2020.
[10] - GRANEMANN, Adriana; SACHS Juliana. "Os desafios da escola pública paranaense na perspectiva do professor PDE"; UENP; Disponível em: <https://www.google.com/url?sa=t&source=web&rct=j&url=http://www.diaadiaeducacao.pr.gov.br/portals/cadernospde/pdebusca/producoes_pde/2013/2013_uenp_qui_artigo_adriana_granemann_de_souza.pdf&ved=2ahUKEwio15eo5LTqAhX7ILkGHSmzDVQ4FBAWMAZ6BAgCEAE&usg=AOvVaw12_erwxvBxH6BY3FDq9DTl>. Acesso em: 5 julho 2020.
[11] - DIAS, Diogo Lopes. "Classificação dos ácidos"; Brasil Escola; Disponível em:
<https://www.google.com/amp/s/m.brasilescola.uol.com.br/amp/quimica/classificacao-dos-acidos.htm>. Acesso em 5 julho 2020.
[12] - NAHRA, Sara. "Reações químicas"; Quero bolsa; Disponível em: <https://querobolsa.com.br/enem/quimica/reacoes-quimicas>. Acesso em 5 julho 2020.
[13] - DESCOMPLICA. “Quais são as leis ponderais na Química?”; Disponível em: <https://descomplica.com.br/artigo/quais-são-leis-ponderais-na-química/4Q1/>. Acesso em 5 julho 2020. 
	
	
	
	
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