Química - Oxidação / velocidade das reações

Química - Oxidação / velocidade das reações

À descoberta da oxidação

1. A oxidação dos metais: experiência 1

2. Mais devagar oxidação!: experiência 2

3. Água e oxidação: experiência 3

4. Dinheiro verde: experiência 4

5. Vamos platinar: experiência 5

 

Experiência 1: A oxidação dos metais

É preciso:

- Lã de aço (compra-se numa drogaria)

- Vinagre

- Frasco

- Termómetro

- Cartão/Cartolina

- Tesouras

O que fazer:

- Cortar um círculo no cartão, de forma a tapar o frasco, com um furo no meio
- Tapar o frasco, colocar o termómetro no buraco, medir a temperatura no interior do frasco
- Retirar o cartão com o termómetro e pôr um pedaço de lã de aço. Cobrir com vinagre e deixar imerso durante 2-3 minutos
- Retirar o vinagre e secar a lã de aço
- Voltar a pôr a lã de aço no frasco, tapar com o cartão com o termómetro
- Esperar 20 minutos e medir a temperatura

Observações esperadas:

- A lã de aço muda de cor (fica ferrugenta) e a temperatura aumenta.

Porquê:

- O vinagre retira a camada protetora da lã de aço, expondo-a ao ar (oxigénio). O aço é composto por ferro e dá-se uma reação química entre o metal e o oxigénio, formando um novo composto de cor castanha (óxido de ferro). A esta reação dá-se o nome de oxidação.
- A reação liberta energia, sob a forma de calor, o que faz aumentar a temperatura. A este tipo de reações chamam-se reações exotérmicas.

Informação a reter: Noção de oxidação e reação exotérmica.

Experiência 2: Mais devagar oxidação!

É preciso:

- Maçã
- Faca
- 4 copos
- Sal
- Sulfato de magnésio (compra-se na farmácia)
- Bicabornato de sódio
- Colher

O que fazer:

- Cortar a maçã em quartos e colocar 1/4 em cada copo, numerados de 1 a 4
- Cobrir a maçã 1 com sal, a maçã 2 com sulfato de magnésio, a maçã 3 com bicarbonato de sódio e não adicionar nada na maçã 4 (maçã controlo)

Observações esperadas:

- Ao fim de 1 semana, há diferenças nas maçãs: maçã 1 preservada mas desidratada, maçã 2 com alguma decomposição, maçã 3 discolorida, maçã 4 com decomposição/oxidação

Porquê:

- Existem microorganismos na maçã que a decompõem em outros compostos. Estas reações são irreversíveis e entre elas está a oxidação, devido à reação do oxigénio com enzimas. A presença de antioxidantes ou alguns métodos de preservação podem retardar ou parar o proceso. A maçã 1 é a melhor preservada porque o sal retira a humidade da maçã e os organismos responsáveis pela decomposição não proliferam. O sal (e a desidratação) é um método de preservar a comida. O frio (frigorífico) é outro método que retarda a reação. Outros métodos incluem a preservação em vinagre, pelo fumo (fumados), enlatados, congelados. Todos estes métodos param ou retardam a atividade dos microorganismos.

Mais:

-  Põr um quarto de maçã no frigorífico e comparar com a maçã controlo. O frio retarda a oxidação

Informação a reter: Noção de velocidade de reação, antioxidantes e e métodos de conservação.

Experiência 3: Água e oxidação

É preciso:

- Lã de aço
- Vinagre
- 3 Copos
- Água
- Óleo

O que fazer:

- Cobrir um pedaço de lã de aço com vinagre e deixar imerso durante 2-3 minutos
- Retirar o vinagre e secar a lã de aço
- Separar a lã em 3 partes e coloca-las nos 3 copos
- Deixar 1 copo exposto ao ar
- Cobrir metade da lã do copo 2 com água
- Cobrir completamente a lã no terceiro copo com água e adicionar um pouco de óleo de modo a cobrir a superfície da água

- Esperar 24h

Observações esperadas:

- A lã de aço apresenta diferentes graus de oxidação, sendo que a lã no copo 2 é a mais oxidada

Porquê:

- A oxidação da lã de aço (ferro) precisa de oxigénio e água. A presença dos dois elementos em abundância favorece a reação. No primeiro copo existe oxigénio mas só está presente a água na humidade do ar. No terceiro copo, existe água, mas não há muito oxigénio.

Informação a reter: A oxidação precisa de água e oxigénio. A velocidade da reação depende da concentração dos reagentes.

Experiência 4: Dinheiro verde

É preciso:

- 3 moedas de cêntimos
- Vinagre
- Taça
- Toalha de papel

O que fazer:

- Dobrar a toalha de papel
- Colocar as moedas no papel
- Pôr o papel com as moedas numa taça e adicionar vinagre até o papel estar completamente ensopado
- Esperar 24h-48h

Observações esperadas:

- As moedas ficam verdes

Porquê:

- As moedas de cêntimos têm cobre. Na presença  do oxigénio do ar, o cobre oxida-se, tornando as moedas mais escuras (as moedas nova são mais brilhantes). O vinagre dissolve o óxido de cobre formando-se um novo composto , o acetato de cobre, com cor verde.

Mais:

-  Pode-se pôr as moedas de cobre novamente brilhantes, como novas. Põr as moedas num frasco com vinagre e uma colher de sal. Esperar 30 minutos a 1 hora. Retirar as moedas, lava-las com água e seca-las. As moedas vão ficar brilhantes porque o vinagre dissolve o óxido de cobre formado na superfície das moedas.

Informação a reter: Os óxidos podem reagir, formando novos compostos.

Experiência 5: Vamos platinar

É preciso:

- 10-12 moedas de cêntimos
- Vinagre
- Sal
- Pregos  de ferro polido

- Frasco

O que fazer:

- Num frasco, colocar vinagre, uma colher de sobremesa de sal e as moedas
- Esperar 30 minutos

- Retirar as moedas

- Pôr os pregos na solução e esperar mais 30 minutos

Observações esperadas:

- As moedas ficaram limpas e brilhantes e a solução mais acastanhada. Os pregos mudam de cor, ficam acobrados

Porquê:

- As moedas de cêntimos têm cobre. Na presença  do oxigénio do ar, o cobre oxida-se, tornando as moedas mais escuras (as moedas nova são mais brilhantes). O vinagre dissolve o óxido de cobre formando-se um novo composto , o acetato de cobre, com cor verde.

Mais:

-  Pode-se pôr as moedas de cobre novamente brilhantes, como novas. Põr as moedas num frasco com vinagre e uma colher de sal. Esperar 30 minutos a 1 hora. Retirar as moedas, lava-las com água e seca-las. As moedas vão ficar brilhantes porque o vinagre dissolve o óxido de cobre formado na superfície das moedas.

Informação a reter: Os óxidos podem reagir, formando novos compostos.

Química - Ácidos e Bases

Química - Ácidos e Bases

À descoberta dos ácidos e bases

1. Vamos fazer um indicador de acidez: experiência 1

2. Vamos fazer papel indicador: experiência 2

3. Ácido + Base =?: experiência 3

4. Extra - Ácido + Base "explosiva": experiência 4

 

Experiência 1: Vamos fazer um indicador de acidez

É preciso:

- Couve roxa

- Água

- Panela

- Tigela

- Vários copos

- Vinagre

- Bicabornato de sódio

- Limão/laranja

- Detergentes

- Azeite

- Leite

- Sal,

- Açúcar

- ...

O que fazer:

- Cozer a cove roxa ~10 m (sem nenhum tempero)
- Retirar a água de cozedura para uma tigela/frasco

- Pôr em diferentes copos:vinagre, água, água + bicarbonato de sódio (1 colher de sopa), água + sal, água + açúcar, detergentes, azeite, sumo de limão/laranja, leite, ...
- Juntar um pouco da água da cozedura da couve a cada 1 dos copos

Observações esperadas:

- As soluções ficam com cores distintas

Porquê:

- O líquido da cozedura da couve tem uma substância que muda de cor conforme está na presença de  soluções ácidas, basicas ou neutras. Chamam-se a estas 'substâncias' indicador de acidez. O vinagre é um ácido, a água é neutra e a água com bicabornato de sódio é uma base. É com a ajuda dos indicadores que se consegue identificar a acidez de uma solução.
- As diferentes cores correspondem a diferentes graus de acidez, podendo ser associadas a uma escala de pH.

Mais:

-  Fazer uma tabela indicando as substâncias, cor do indicador e associa-las a uma escala de pH.

Informação a reter: Noção de ácidos, bases, soluções neutras, indicador de acidez, escala de pH.

Experiência 2: Vamos fazer papel indicador

É preciso:

- Indicador de 'couve roxa'
- Tiras de papel
- As várias soluções da experiência 1 (vamos fazer um indicador)

O que fazer:

- Pôr indicador em metade do papel

- Esperar que seque
- Pôr e retirar papel com indicador nas várias soluções (um papel diferente para cada solução)

Observações esperadas:

- Os papéis ficam com cores distintas

Porquê:

- O papel fica impregnado com indicador, que muda de cor conforme a acidez da solução

Mais:

-  Pode-se comparar com um papel indicador comercial e fazer uma tabela indicando as substâncias, cor do papel indicador e associa-las a uma escala de pH.

Informação a reter: Noção de papel indicador, ácidos, bases, soluções neutras, indicador de acidez, escala de pH.

Experiência 3: Ácido + Base = ?

É preciso:

- Solução ácida (ex: vinagre)
- Solução básica (ex: água + bicabornato de sódio)
- Indicador de 'couve roxa'
- 2 copos

O que fazer:

- Pôr solução ácida num frasco
- Pôr solução básica noutro frasco
- Colocar indicador em cada um dos frascos
- Juntar uma solução à outra

Observações esperadas:

- A solução ácida com indicador tem uma cor, a solução básica com indicador tem outra. Quando se junta uma solução à outra, mudam de cor

Porquê:

- Os ácidos reagem com as bases, formando uma solução neutra. É por isso que a reação de um ácido com uma base se chama de neutralização. Tipicamente, um dos produtos de reação de um ácido com uma base é a água.

Informação a reter: A reação de um ácido com uma base chama-se neutralização e forma-se água como produto da reação.

 Experiência 4: Ácido + Base "explosiva"

Podem-se fazer várias experiências divertidas baseadas em reações ácido/base e relacionar com outros temas. Exemplos:

Relacionar com Saúde Oral

- A formação de cáries (formação de ácido que ataca o esmalte dos dentes)
- Fazer uma pasta de dentes (a pasta de dentes é uma base que neutraliza o ácido libertado pelas báterias)

Relacionar com a Poluição

- Chuvas ácidas

Fazer um "Vulcão"

É preciso:

- Vinagre
- Bicabornato de sódio
- Água quente
- Corante alimentar
- Detergente
- 1 frasco
- Tabuleiro
- Areia

O que fazer:

- Pôr água no frasco (1/4) com bicabornato (2 colheres de sopa), um gota grande de detergente e algumas gotas de corante alimentar
- Colocar o frasco no tabuleiro e cobrir o frasco com areia, formando um 'vulcão'

- Adicionar o vinagre

Observações esperadas:

- Forma-se uma 'espuma' colorida

Porquê:

- O vinagre reage com o bicabornato de sódio, numa reação ácico/base, libertando-se dióxido de carbono.

Mais:

-  Fazer um 'bomba'. Num saco de plástico com zip, pôr meio copo de vinagre e 1/4 de água quente. Numa toalha de papel, pôr 2 colheres de sopa de bicarbonato de sódio. Dobrar o papel, pô-lo dentro do saco em contato com o líquido e fechar. Quando o líquido ensopar o papel, a reação inicia-se e a  'bomba' explode quando já não houver espaço para o dióxido de carbono que se forma.