As aulas de Química Geral e Experimental divide-se em teoria e prática. No laboratório, um cronograma é estabelecido para todo o semestre, sendo previsto 4 ha para que os alunos proponham, planejem, escrevam e executem um experimento de qualquer natureza química.
O vídeo abaixo, a síntese dos experimentos apresentados pelo segundo ano de licenciaturas. Após o vídeo, deixo os roteiros e explicações dos experimentos executados.
Experimento 1: A água que muda de cor
Objetivo: Neste experimento é demonstrado a variação de cor de um indicador natural, no caso o extrato de repolho roxo, em meios de diferentes pHs.
Introdução:
Inúmeros processos químicos, dependem diretamente do controle da concentração de íons H+ (pH) no meio reativo, este controle pode ser feito por potenciômetros.
Para processos onde esta medida não seja adequada (uma reação com reagentes tóxicos, por exemplo) substâncias químicas que forneçam indicação visual são de extrema utilidade, substâncias estas chamadas indicadores.
A primeira teoria sobre os indicadores, dita teoria iônica dos indicadores, é creditada a W. Ostwald (1894), tendo como base a teoria da dissociação eletrolítica iônica dos indicadores. Segundo esta, os indicadores são bases ou ácidos fracos cuja cor das moléculas não-dissociadas difere da cor dos respectivos íons.
O extrato ou chá de repolho roxo contém um indicador de pH natural que muda de cor de acordo com a acidez da solução. Indicador de repolho roxo é fácil de fazer, apresenta uma grande variedade de cores, e pode ser usado para fazer suas próprias fitas indicadoras de pH.
O repolho roxo contém uma molécula de pigmento chamado flavina (antocianina). Este pigmento solúvel em água também é encontrada em pele de maçã, ameixas e uvas. Em soluções muito ácidas a antocianina apresenta uma coloração vermelha. Em soluções neutras resultam em uma cor púrpura. Para soluções básicas aparecem em amarelo-esverdeado. Portanto, é possível determinar o pH de uma solução com base na variação de coloração do extrato do repolho roxo.
Abaixo, observa-se a faixa de pH e a coloração deste pigmento:
Materiais: 4 béqueres de 250 mL, bastão de vidro, 1 repolho roxo, 1 faca, 1 liquidificador ou mixer, sistema de filtração simples (funil + papel de filtro + haste + aro).
Procedimento:
- Em um liquidificador, bata uma pequena quantidade de repolho roxo com água;
- Utilizando um sistema de filtração simples, filtre a mistura e extraia o extrato (chá) do repolho roxo;
- Utilizando 3 béqueres, adicione no primeiro e no segundo 100 mL de água. No terceiro béquer, adicione 100 mL de vinagre de álcool;
- No primeiro béquer, adicione uma espátula de hidróxido de sódio (NaOH) e agite até dissolver;
- No segundo béquer, adicione uma espátula de bicarbonato de sódio (NaHCO3) e agite até a total dissolução;
- Adicione em cada béquer, a mesma quantidade do extrato de repolho roxo;
- Observe e anote as cores.
Experimento 2: O líquido do mal
Objetivo: Observar a reação química do permanganato de potássio, ácido sulfúrico e acetona (ou etanol)
Introdução:
Em muitas reações químicas observa-se uma elevação de temperatura ou até mesmo uma combustão. Tais reações são chamadas de reações exotérmicas, pois uma quantidade de calor é liberada quando os reagentes se transformam em produtos.
Uma reação exotérmica comum nos meios "químicos" é a reação de oxirredução envolvendo o etanol com permanganato de potássio em meio ácido:
2KMnO4 + 3H2SO4 + 5CH3CH2OH ® K2SO4 + 2MnSO4 + 5CH3CHO (aldeído acético) + 8H2O + calor
Esta reação pode ser usada para exemplificar toda magia a cerca das histórias dos alquimistas. Geralmente, as pessoas acreditam que a produção de fogo vem apenas de fósforo, isqueiros, e etc. A produção de uma chama produzida por uma reação química mostra o poder da química.
Procedimento:
- Triture os comprimidos de permanganato de potássio utilizando o almofariz e pistilo;
- Coloque-os em um vidro de relógio;
- Adicione algumas gotas de ácido sulfúrico;
- Umedeça o chumaço de algodão na acetona, retirando o excesso;
- Coloque o algodão, com o auxílio da tesoura metálica, na mistura do vidro de relógio;
- Observe a reação de combustão do algodão.
Experimento 3: O sangue do diabo
Objetivo: Ao se borrifar uma solução rósea, observar o desaparecimento de cor após algum tempo.
Introdução:
Baseado no princípio dos indicadores ácido-base, a fenolftaleína é uma substância que apresenta coloração rosa em meio básico e incolor no meio ácido.
O a amônia (NH3) é uma substância básica, pois forma hidróxido de amônio (NH4OH) quando dissolvida em água.
Sendo assim, uma solução de amônia apresenta uma coloração rosa quando adicionado fenolftaleína. Sendo a amônia volátil (evapora-se com facilidade), esta solução quando presente em um tecido evapora-se ficando apenas a coloração do indicador, que no caso é incolor.
Materiais: Amônia ou amoníaco PA, fenolfateína 1%, etanol hidratado; água destilada, béquer de 100 mL, bastão de vidro, frasco borrifador, pano branco.
Procedimento:
O a amônia (NH3) é uma substância básica, pois forma hidróxido de amônio (NH4OH) quando dissolvida em água.
Sendo assim, uma solução de amônia apresenta uma coloração rosa quando adicionado fenolftaleína. Sendo a amônia volátil (evapora-se com facilidade), esta solução quando presente em um tecido evapora-se ficando apenas a coloração do indicador, que no caso é incolor.
Materiais: Amônia ou amoníaco PA, fenolfateína 1%, etanol hidratado; água destilada, béquer de 100 mL, bastão de vidro, frasco borrifador, pano branco.
Procedimento:
- Em um béquer de 100 mL, adicione 50 mL de etanol hidratado e 50 mL de água;
- Adicione algumas gotas de fenolfateína;
- Adicione uma tampa (10 mL) de amônia;
- Misture a solução e coloque em um frasco borrifador;
- Borrife algumas vezes em um pano branco e espere secar.
Experimento 4: A garrafa azul
Para este experimento, vide o post Reação "Traffic Light" o Semáforo
Referências:
- Amsei Junior, N. L. Apostila de Química Geral e Experimental, UNIFEB, 2010.
- http://www.clube-ciencias.blogspot.com.br. "Extrato de repolho roxo como indicador ácido-base de pH. acesso em 29/04/2014;
- http://chemistry.about.com/od/acidsbase1/a/red-cabbage-ph-indicator.htm. "Red Cabbage pH Indicator. Acesso em 29/04/2014.
- http://www.clubedaquimica.com/index.php?option=com_content&view=article&id=142:varinha-magica&catid=34:experimentos&Itemid=53. "Varinha Mágica". Acesso em 29/04/2014.
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