ATIVIDADE PRÁTICA OBJETIVO • Calcular a quantidade de bicarbonato de sódio (NaHCO3) presente em um comprimido efervescente.
Ilustrações: Paulo César Pereira
MATERIAIS
Por exemplo, no monte Everest – localizado na fronteira entre a China e o Nepal –, que está a aproximadamente 8 848 m de altitude, a água entra em ebulição a 71 ºC. Entretanto, na cidade de São Paulo (SP), cuja altitude média é 760 m, a temperatura de ebulição da água é igual a 98,3 ºC (Gráfico 6). Pressão (mmHg)
• 3 comprimidos efervescentes iguais, que contenham bicarbonato de sódio (NaHCO3), mas não contenham carbonato de sódio (Na2CO3) • 1 copo (café) descartável • balança semianalítica • água
PROCEDIMENTOS
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O objetivo desta seção é a realização de uma atividade prática (um experimento, por exemplo) que possa complementar a teoria e tornar a aprendizagem mais completa.
2. Considerando que a reação entre o NaHCO3(aq) e o ácido cítrico presente no comprimido e dissolvido na água (H3C6H5O7(aq)) forma o di-hidrogenocitrato de sódio (NaH2C6H5O7(aq)), água líquida e gás carbônico (CO2(g)), escreva, em seu caderno, a equação química balanceada que representa essa reação. 3. Utilizando a massa de CO2(g) produzida em cada réplica do experimento, calcule as massas de bicarbonato contidas nos comprimidos utilizados. Dados: MNaHCO 84 g mol 1; 3 MCO 44 g mol 1. 2
4. Compare os valores de massa de bicarbonato de sódio obtidos por você com o valor indicado no rótulo do comprimido. São próximos? Escreva, em seu caderno, uma breve conclusão sobre o resultado obtido.
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Aconteceu
válvula de segurança (caso ocorra algum defeito na válvula com pino, ela se rompe, evitando acidentes)
trava
vapor de água (aumenta a pressão interna)
Assim, quando a válvula da panela começa a liberar vapor, pode-se reduzir a intensidade do aquecimento (a chama liberada pela boca de um fogão, por exemplo), pois a água já entrou em ebulição e sua temperatura não vai mais aumentar. Propriedades coligativas
ACONTECEU Aumento de CO2 no ar reduzirá qualidade nutricional de alimentos [...] BOSTON (EUA) — Há anos ambientalistas falam de aquecimento global e de como as mudanças no clima afetariam a segurança alimentar no mundo. Uma nova pesquisa dá mais uma prova de que temos, todos, motivos de sobra para nos preocupar. Em simulação dos níveis de CO2 na atmosfera em 2050, pesquisadores de vários lugares do mundo mostraram que grãos e legumes fundamentais para a nutrição de bilhões de pessoas serão menos nutritivos. Eles perderão proteínas, zinco e ferro, minerais considerados essenciais para a saúde. [...] As concentrações de CO2 acabam de passar — pela primeira vez na História desde o início das medições — de 400 partes por milhão (ppm), segundo um estudo do observatório Mauna Loa, no Havaí. Esse era o nível considerado limite para os piores cenários do clima. Em 2050, estima-se que a concentração irá aumentar para 550 ppm. Os pesquisadores analisaram 41 variedades de grãos e legumes dos grupos funcionais chamados de C3 e C4 — referência a seu tipo de fotossíntese —, dentre eles trigo, arroz, ervilha, soja,
Sugestão de sites, filmes, livros etc.
milho e sorgo (também chamado de milho-zaburro no Brasil).
Deficiência de minerais Em todas as sete estufas do estudo, o nível de CO2 ficou entre 546 e 586 ppm. A análise dos alimentos mostrou variação na diminuição de nutrientes para os diferentes tipos de alimentos. Os grãos C3 — arroz e trigo — sofreram a maior redução nutricional. O trigo, por exemplo, apresentou menos 9,3% de zinco, 5,1% de ferro e 6,3% de proteínas, na comparação com aquele cultivado em ambiente natural. [...] Estimativas apontam que 2,3 bilhões de pessoas no mundo retiram 70% de sua dieta de ferro e zinco a partir desse tipo de cultura. O ferro é essencial ao organismo pois está associado à produção de glóbulos vermelhos e ao transporte de oxigênio dos pulmões para todas as células do corpo. Em crianças, a deficiência desse nutriente pode afetar o crescimento, a aprendizagem, e aumentar a predisposição a infecções. Já a falta de zinco é motivo de preocupação inclusive da Organização Mundial de Saúde (OMS) e está ligada a algumas mortes no mundo, uma vez que o mineral tem importante função no sistema imunológico. [...]
• A partir da leitura da matéria publicada é possível perceber a importância da boa qualidade do ar para a manutenção da saúde das pessoas. Aprofunde seu conhecimento sobre esse tema e procure saber quais são os poluentes mais comuns encontrados no ar e quais são seus limites toleráveis.
Exercícios complementares
Estação de pesquisa atmosférica de Mauna Loa, Havaí, EUA, 2003.
Gavriel Jecan/Corbis/Latinstock
Seção de atividades contendo questões complementares relacionadas aos temas do capítulo, extraídas das provas dos vestibulares das principais universidades do país e das provas do Exame Nacional do Ensino Médio.
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Soluções em meio aquoso
EXERCÍCIOS PROPOSTOS
d) hidrogenação catalítica de lipídios insaturados presentes em óleos vegetais. 6. (PUC-RJ) O 2-bromo-butano pode ser obtido através da reação do ácido bromídrico (HBr) com um composto orgânico (indicado por X na equação).
X + HBr
Br
H3C
CH2 CH3
CH3
Por hidrogenação total, o farneseno é transformado em farnesano, conhecido como bioquerosene. Nessa hidrogenação, a cadeia carbônica original do farneseno é mantida. Represente a fórmula estrutural, escreva o nome oficial do farnesano (bioquerosene) e forneça a equação química balanceada que representa a reação para a combustão completa de 1 mol da substância. 9. (UERJ) A adrenalina é um hormônio neurotransmissor produzido pelo organismo sob determinadas condições. Observe sua fórmula estrutural: OH
Sobre o composto X e o tipo de reação, é CORRETO afirmar que:
HO
a) é um alcano, e a reação é de adição.
d) é um álcool, e a reação é de substituição. e) é uma cetona, e a reação é de eliminação. 7. (PUC-RJ) As reações de cloração (halogenação) dos alcanos ocorrem na presença de gás cloro (C,2), sob condições ideais, e geralmente dão origem a diversos produtos contendo átomos de cloro. Por exemplo, no caso da cloração do metilbutano (C5H12), é possível obter quatro produtos diferentes. Esse tipo de reação é classificada como d) combustão. e) saponificação.
c) acilação. 8. (Vunesp-SP) Em sua edição de julho de 2013, a revista Pesquisa FAPESP, sob o título de Voo Verde, anuncia que, até 2050, os motores de avião deverão reduzir em 50% a emissão de dióxido de carbono, em relação às emissões consideradas normais em 2005. Embora ainda em fase de pesquisa, um dos caminhos tecnológicos para se atingir essa meta envolve a produção de bioquerosene de caldo de cana-de-açúcar, com a utilização de uma levedura geneticamente
716
Capítulo 24
N
HO
b) é um alcino, e a reação é de eliminação. c) é um alceno, e a reação é de adição.
H
Indique o número de isômeros opticamente ativos da adrenalina e apresente a fórmula estrutural do produto da sua reação de desidratação intramolecular. 10. (Unifor-CE) Os alcenos sofrem reação de adição. Considere a reação do eteno com o ácido clorídrico (HC,) e assinale a alternativa que corresponde ao produto formado. a) CH3CH3
d) CH3CH 2C,
b) C,CH 2CH 2C,
e) CH 2C,CH 2C,
c) C,CHCHC, 11. (UPF-RS) Considerando-se as reações químicas para os compostos orgânicos, analise as afirmações a seguir e marque V para o que for verdadeiro e F para o que for falso:
b) Considerando que a ação de um catalisador diminui a energia de ativação em 5 kJ/mol, represente a reação química com a ação do catalisador.
1. Os pneus são obtidos por processo de polimerização de compostos como o isopreno (borracha natural) ou cloropreno (borracha sintética). Depois de produzidos e utilizados, esses materiais muitas vezes são depositados em aterros sanitários e lixões, ocupando grandes áreas em virtude de seu formato. Por causa de sua composição química, os pneus são combustíveis e queimam a altas temperaturas, produzindo grandes quantidades de fumaça negra e de óleos que penetram em solos e lençóis de água, contaminando-os, o que gera problemas ambientais. Além disso, na água acumulada nos pneus, podem proliferar organismos, como o mosquito Aedes aegypt, envolvido na transmissão da dengue.
Exercícios propostos Seção de atividades contendo questões relacionadas a um determinado tema do capítulo, autorais ou extraídas das provas dos vestibulares das principais universidades do país e das provas do Exame Nacional do Ensino Médio.
(Disponível em: http://www.alunosonline.com.br/ upload/conteudo_legenda/ c2d816e65d5eeda6fd8591 10b54fa8cc.jpg. Acesso em: 11 nov. 2013.) Reações de adição e de eliminação
4. Observe o gráfico a seguir e responda ao que se pede. Entalpia (kJ/mol)
Ea1
Hr
Existem diversas maneiras de solucionar o problema do descarte de pneus: reciclagem química, queima direta, recauchutagem e até mesmo reutilização de pneu moído. Nesse último caso, recomenda-se muito cuidado no armazenamento. Justifique essa recomendação com base em seus conhecimentos de cinética química.
420
Capítulo 15
Ea2 reagente
Caminho da reação
a) A reação foi catalisada? Justifique sua resposta. b) Classifique a reação como endotérmica ou exotérmica. 5. Para facilitar a deglutição de medicamentos em comprimidos ou até mesmo disfarçar o gosto ruim, é comum parti-los ou triturá-los. A Sociedade Brasileira de Farmácia repreende essas práticas e afirma que elas podem comprometer o tratamento. Elabore uma justificativa para essa recomendação. 6. Os rótulos de alimentos trazem muitas informações pertinentes a sua conservação. Pesquise em sua casa algum alimento que deve ser refrigerado e observe as informações sobre a conservação. Identifique as temperaturas sugeridas e o tempo de conservação em cada uma das temperaturas. Os produtos apresentam a mesma validade quando mantidos a temperaturas diferentes? Elabore uma justificativa para isso.
2. Diariamente, podemos observar o ferro metálico empregado sob diversas formas, por exemplo, em barras na construção civil e em palhas de aço para limpeza de utensílios domésticos. Qual das duas formas se oxida mais rapidamente? Justifique sua resposta.
3. Uma reação química pode ser graficamente representada com os valores de entalpia dos reagentes, do estado de transição e dos produtos. Uma reação química pode ter o estado energético de transição diminuído pela ação de um catalisador. a) Represente o gráfico de uma reação química exotérmica com os seguintes valores: reagente apresenta entalpia de 20 kJ/mol, o produto apresenta entalpia de 15 kJ/mol e a energia de ativação da reação direta é de 15 kJ/mol.
produto
Hp
Brent Lewin/Bloomberg via Getty Images
modificada. Essas leveduras modificadas atuam no processo de fermentação, mas, ao invés de etanol, produzem a molécula conhecida como farneseno, fórmula molecular C15H24, cuja fórmula estrutural é fornecida a seguir.
CH3
Neste boxe, são encontradas sugestões de sites, filmes, livros etc. que lhe são acessíveis e que têm relação com um ou mais temas do capítulo. Elas são acompanhadas de ícones indicando o tipo de sugestão.
Capítulo 10
EXERCÍCIOS COMPLEMENTARES
c) adição de hidrogênio a alcenos e alcinos derivados do petróleo.
alimentos
Esse livro traz fatos curiosos sobre algumas invenções que colaboraram para a evolução da humanidade ao longo do tempo. Escrito por uma equipe de historiadores, cientistas, designers e antropólogos, a leitura agrada tanto aos que buscam informações sobre o desenvolvimento da ciência e da tecnologia, quanto aos curiosos, interessados nos detalhes divertidos sobre essas descobertas.
Figura 10. Representação esquemática de uma panela de pressão em funcionamento. (Imagem fora de escala e em cores ilustrativas.)
Aumento de CO2 no ar reduzirá qualidade nutricional de alimentos. O Globo, Rio de Janeiro, 8 maio 2014. Ciência. Disponível em: <http://oglobo. globo.com/sociedade/ciencia/aumento-de-co2-no-ar-reduzira-qualidade-nutricional-de-alimentos-12408328>. Acesso em: 20 abr. 2015.
b) desidratação intermolecular de ésteres presentes na manteiga.
borracha
água fervendo à temperatura superior a 100 ºC
ATIVIDADE
a) esterificação de substâncias presentes em óleos e gorduras vegetais.
válvula com pino (escape do excesso de vapor)
Capítulo 12
Neste boxe são apresentadas notícias de jornais, revistas, sites etc. relacionadas ao conteúdo do capítulo.
5. (UFSJ-MG) A produção industrial de margarinas pode ser feita utilizando-se o mesmo princípio da reação de adição de Sabatier-Senderens, diferenciando-se, no entanto, em relação aos reagentes de partida. No caso da produção de margarinas, ocorre a
1001 invenções que mudaram o mundo, de Jack Challoner (Ed.). Rio de Janeiro: Sextante, 2011. 960 p.
Paulo César Pereira
mi mf
LIVRO
Editora Sextante
Atividade prática
Mol e estequiometria
98,3 100
Temperatura (ºC)
No dia a dia, é possível alterar a pressão exercida sobre um líquido para variar sua temperatura de ebulição. Por exemplo, em uma panela de pressão, a água entra em ebulição a temperaturas superiores a 100 ºC, fazendo com que os alimentos cozinhem mais rápido. Dentro desse tipo de panela existe uma quantidade de ar à pressão ambiente. Ao colocarmos água em seu interior e iniciarmos o aquecimento, a pressão dentro da panela aumenta por causa da formação de vapor. Como o contato entre a tampa e a panela é vedado por uma borracha e a tampa é presa ao cabo da panela por uma trava, a maior parte do vapor formado é retida. A pressão dentro da panela aumenta até um limite, que varia de acordo com a quantidade de água e alimentos em seu interior. Ao atingir a pressão limite, o excesso de vapor começa a empurrar o pino da válvula, que fica na tampa da panela, sendo liberado para o ambiente (Figura 10). Isso impede que a panela exploda.
7. Observe o gráfico a seguir e responda ao que se pede. B Calkins/Shutterstock.com
Massa final (mf )
b) adição.
Gráfico 6. Curva de pressão de vapor da água pura, indicando sua temperatura de ebulição em três locais com pressões atmosféricas distintas.
monte Everest
71
1 2 3
a) substituição.
São Paulo
Fonte de pesquisa: CAZZARO, F. Um experimento envolvendo estequiometria. Química Nova na Escola, São Paulo, n. 10, p. 54, nov. 1999.
1. Copie a tabela a seguir em seu caderno, anote os valores de massa inicial (mi) e de massa final (mf ) obtidos em cada experimento e, a seguir, faça a subtração desses valores. Massa inicial (mi)
nível do mar
d) Repita três vezes os procedimentos descritos. Assim, você poderá utilizar a média entre os valores encontrados.
PARA CONCLUIR
Experimento
760 700
Pixotico/Shutterstock.com
b) Transfira todo o comprimido para o copo e, em seguida, cubra rapidamente o copo com o envelope (isso evita perda de material por espirramento).
c) Aguarde o final da efervescência e pese novamente o conjunto, incluindo o envelope vazio, e anote essa massa (mf).
aaltair/Shutterstock.com
a) Coloque água em um copo até pouco mais da metade da sua capacidade. Pese o conjunto copo, água e comprimido (ainda dentro do envelope) e anote essa massa (mi).
Entalpia (kJ/mol)
X
75
Y
50
40 10
A B
Caminho da reação
a) Identifique a entalpia dos reagentes e a entalpia dos produtos. b) Identifique a reação sob a ação de um catalisador. c) Determine a energia de ativação da reação direta não catalisada. d) Determine a variação de entalpia da reação direta.
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