sexta-feira, 11 de outubro de 2013

Escala de pH com repolho roxo

Uma das formas de aproximar os conteúdos didáticos da disciplina de química com o cotidiano dos alunos é através do estudo de ácidos e bases  


         
 
        O Potencial Hidrogeniônico (pH) consiste num índice que indica a acidez, neutralidade ou alcalinidade de um meio qualquer.

      As substâncias em geral, podem ser caracterizadas pelo seu valor de pH , sendo que este é determinado pela concentração de íons de Hidrogênio (H+). Quanto menor o pH de uma substância, maior a concentração de íons H+ e menor a concentração de íons OH-.

    Os valores de pH variam de 0 a 14 e podem ser medidos através de um aparelho chamado phmetro, mostrado na figura abaixo, mas podemos medir o pH (com menos precisão) com o uso de indicadores.




 Mas o que é um indicador? É uma substância que revela a presença de íons hidrogênio livres em uma solução, ele muda de cor em função da concentração de H+ e de OHde uma solução, ou seja, do pH.

Veja como classificar se uma solução é ácida ou básica:

pH 0 a 7 - soluções ácidas

pH = 7 - soluções neutras

pH acima de 7 - soluções básicas ou alcalinas.


Neste vídeo será construída uma escala de pH utilizando o extrato de repolho roxo como indicador, que será utilizada para classificação de diferentes soluções do cotidiano.



OBSERVAÇÃO:  O extrato de repolho roxo deve ser guardado na geladeira, ou de preferência, congelado, pois se decompõe com o tempo.

Nesta imagem podemos identificar através da coloração e do valor do pH substâncias que podem ser encontrada no nosso dia-a-dia e com isso determinar se são ácidas ou básicas.



TESTE DA CHAMA

As chamas adquirem colorações diferentes de acordo com a substância analisada.

        O Teste da Chama  é um importante método de identificação, principalmente de cátions metálicos, utilizado na análise química, ocorrem as interações atômicas através dos níveis e subníveis de energia quantizada.
        Quando um objeto é aquecido, ele emite radiação, que pode ser observada através da sua cor. Um exemplo é o aquecimento de metais nas indústrias metalúrgicas, quando eles emitem uma cor vermelha intensa.
       Considerando o átomo de potássio, onde 19K = 1s2 2s2 2p6 3s3p6 4s1, o elétron 4s1 é o mais externo, sendo que este pode ser facilmente elevado para o 4p, ocorrendo a excitação eletrônica. 
     O elétron excitado apresenta tendência a voltar a seu estado normal, 4s1, emitindo um quantum de energia (fóton), que é uma quantidade de energia bem definida e uniforme. Neste caso obtemos uma coloração violeta da chama.
      De forma simplificada, observa-se que quando um elétron recebe energia ele salta para uma orbita mais externa. E a quantidade pacote de energia absorvida e bem definida (quantum) que é equivalente á diferença energética entre as camadas. 
       E quando um elétron esta no estado excitado ele volta para a sua orbita estacionaria ele libera energia na forma de ondas eletromagnéticas (luz) de frequência característica do elemento desse átomo. Bohr então propõe que o átomo só pode perder energia em certas quantidades discretas e definidas, e isso sugere que os átomos possuem níveis com energia definida. 


Logo abaixo podemos entender melhor como isso ocorre através de um vídeo produzido em laboratório virtual de Química, o laboratório Yenca, onde você encontra varias experiencias inclusive o teste da chama, que pode ser encontrado para download neste site: http://www.baixaki.com.br/download/yenka.htm




Podemos encontrar o teste da chama aplicados no nosso cotidiano através dos fogos de artifícios:

segunda-feira, 7 de outubro de 2013

Química contextualizada com o cotidiano do aluno

CONSTRUINDO UM EXTINTOR CASEIRO:

     Podemos estar relacionando o nosso dia-a-dia como o ensino de Química através do experimento construindo um extintor de incêndio caseiro, que visa mostrar ao aluno a importância da Química em sua vida prática, o experimento permite mostrar aos alunos as reações entre ácidos e bases, empregando reagentes de seu cotidiano.

Material Utilizado:

a- 1 frasco de refrigerante de 600 mL

c- 1 tubo de ensaio de 35 mL
                                               
d- 450 mL de vinagre
 
e- bicarbonato de sódio (NaHCO3)

Experimento:

             Com o auxílio de um estilete, fure a tampa do frasco de refrigerante de 600 mL. O furo da tampa deve permitir que  evitar vazamentos que podem prejudicar o experimento, devido à perda de reagentes.
            No frasco de refrigerante, coloque 450 mL de vinagre comum e, no tubo de ensaio, adicione o bicarbonato de sódio de modo que o vinagre fique 2 cm abaixo da borda do tubo, tenha cuidado para que o bicarbonato de sódio não entre em contato com o vinagre, pois isso dará início imediato à reação química. Em seguida,feche o frasco de refrigerante com a tampa, apertando-a bem.
             Para o extintor entrar em funcionamento, tampe o furo de saída, da tampa da garrafa de 600mL, em seguida sacuda vigorosamente o extintor, no intuito de provocar a reação química entre o vinagre e o bicarbonato de sódio. 
             Em seguida, incline o extintor para baixo, dirigindo-o para a região que você deseja atingir e tire o dedo da tampa, liberando assim a saída do líquido. 
         A mistura de água e etanoato (acetato) de sódio será “expulsa” do extintor devido à pressão provocada pela formação do dióxido de carbono (CO2). Para as quantidades de vinagre e bicarbonato de sódio utilizadas, o jato inicial do líquido emitido pelo extintor terá um alcance aproximado de três metros de distância. Mantendo-se o extintor inclinado para baixo, o líquido continuará a ser expelido durante aproximadamente 30 segundos.

Entendendo o experimento

            Reações de ácido e  base fazem parte do nosso cotidiano. Entre vários exemplos, podemos citar: os aspectos relacionados à higiene, como a eliminação dos resíduos ácidos, deixados pelos alimentos em nossa boca, pelas pastas de dentes que possuem caráter básico; na ação dos antiácidos, tais como os hidróxidos que são usados contra a acidez estomacal e na correção da acidez do solo, para fins agrícolas.
            A equação química responsável pelo jato observado produz etano ato de sódio (acetato de sódio) e ácido carbônico, o qual se decompõe em água e dióxido de carbono (gás carbônico, CO2): 
H3CCOOH (aq) + NaHCO3 (s) → H3CCOO-Na+ (s) + CO2 (g) + H2O (l). 
            O gás produzido na reação aumenta a pressão interna do extintor e, sendo esta maior do que a pressão externa, a água e o sal formados na reação são expelidos para fora do extintor. O extintor só pode ser empregado quando o fogo estiver em um nível inferior ao do frasco com a mistura reacional, pois é necessário que o gás carbônico “empurre” a água e o sal formados na reação para fora do extintor. 
            Visando mostrar a importância do experimento, podemos comentar sobre as classes de incêndio: A (materiais que queimam em profundidade e superfície, como madeira, papel, etc.); B (líquidos que queimam na superfície, como gasolina, álcool, etc.); C (aparelhos elétricos e eletrônicos energizados, como computadores, etc.) e D (materiais que requerem extintores específicos, como sódio, magnésio, etc.). Este extintor é exclusivo para a classe A, mas pode ser empregado na classe C desde que os aparelhos incendiados não estejam ligados à rede elétrica.
            Pode-se também orientar os estudantes quanto à importância da prevenção de incêndios, como a criação de brigadas de incêndios, colocação de sensores de fogo em ambientes e recomendações quanto aos cuidados sobre a evacuação de locais fechados em casos de incêndios.
  
Resíduos, tratamento e descarte
            Os resíduos gerados neste experimento podem ser descartados no lixo comum. As garrafas de plástico (PET) devem ser encaminhadas para a reciclagem.
OBSERVAÇÃO: Não é necessário um contra gotas, basta um furo na tampa da garrafa (PET) de 600 mL. 


terça-feira, 24 de setembro de 2013

Reação Química Endotérmica e Exotérmica (termoquímica)


                                                                    Entalpia


            Entalpia é a grandeza física relacionada ao total de energia interna de um sistema por determinada quantidade de substância. A unidade, no Sistema Internacional de Unidades, para a entalpia é o Joule por mol, podendo ser utilizado kcal por mol.
            A variação de entalpia (ΔH ) é representada por uma proporção com um número fixo de mols.

Quanto ao sinal do , existem dois tipos de reação:

Reações exotérmicas: ΔH < 0, há liberação de calor.
Reações endotérmicas: ΔH > 0 , há uma absorção de calor.

Processos endotérmicos e exotérmicos

            O processo endotérmico é aquele que ocorre com absorção de calor. Um exemplo disso: se um pedaço de gelo for deixado sobre a mesa à temperatura ambiente, ele receberá calor do ambiente e isso provocará a fusão do gelo. A transição da água no estado sólido para o estado líquido é um processo que absorve calor – é endotérmico.
        O processo exotérmico é aquele que ocorre com liberação de calor, podemos observar o seguinte exemplo: quando um sistema formado por água líquida é colocado em um congelador, ele perde calor para esse ambiente e, em decorrência disso, ocorre a solidificação da água. Assim, transição da água no estado líquido para o estado sólido é um processo que libera calor – é exotérmico.
Fatores que influenciam o valor do ΔH
Quantidade de reagentes e produtos: o valor do ΔH de uma reação varia em função da concentração de cada um de seus participantes. O aumento da concentração provoca um aumento proporcional da variação de entalpia.
Os estados físicos dos reagentes e produtos: substâncias no estado sólido provocam variações de entalpia maiores do que no estado líquido; e estas, maiores do que no estado gasoso.
Estado alotrópico de reagentes e produtos: cada estado alotrópico tem um valor de entalpia distinto.
 Para compreender melhor as reações endotérmica e exotérmica será proposto a realização desse experimento. OBSERVAÇÃO: Deve tomar cuidado pois o experimento sera utilizando fogo.

sexta-feira, 23 de agosto de 2013

O QUE É QUÍMICA?




Química é a ciência que trata das substâncias da natureza, dos elementos que a constituem, de suas características, propriedades combinatórias,processos de obtenção,suas aplicações e sua identificação.
Estuda a maneira que os elementos se ligam e reagem entre si, bem como, a energia desprendida ou absorvida durante estas transformações. O estudo das interações das substâncias químicas e com a energia baseado nas estruturas dos átomos, moléculas e outros tipos de agregações.