Velocidade de reação com comprimidos efervescentes

22/10/2013 21:39

Materiais necessários

• 2 potinhos de filme fotográfico
• vidro de relógio
• espátula
• gral e pistilo
• ebulidor
• comprimidos efervescentes
• água

Passo 1

 Adicione água até, aproximadamente, metade do potinho fotográfico. Adicione ½ comprimido efervescente e tampe imediatamente o potinho. Observe.

 

Passo 2

 Adicione a mesma quantidade de água aos dois potinhos. Divida em duas partes um comprimido. Triture 1/2 comprimido e deixe a outra metade inteira. A um potinho adicione 1/2 comprimido inteiro e ao outro adicione 1/2 comprimido pulverizado. Coloque os dois ao mesmo tempo (peça ajuda a alguém para fazer isso). Observe em qual deles a tampa sobe primeiro.

Passo 3

Adicione a mesma quantidade de água quente e água fria aos dois potinhos. Adicione ½ comprimido efervescente a cada potinho e tampe-os ao mesmo tempo, rapidamente. Observe e compare.

Passo 4

Adicione a mesma quantidade de água aos dois potinhos. A um potinho adicione ¼ de comprimido e ao outro potinho adicione ½ comprimido. Tampe os dois potes ao mesmo tempo, rapidamente. Observe e compare.

Passo 5

Adicione quantidades diferentes de água aos potinhos. Adicione ½ comprimido efervescente a cada potinho e tampe imediatamente. Observe e compare.

 

Passo 6

O que acontece?

As reações químicas ocorrem com velocidades variadas e nós podemos afetar essas velocidades alterando alguns parâmetros que discutiremos a seguir. Mas antes, perceba que no início do experimento colocamos água e meio comprimido efervescente no potinho e logo em seguida o tampamos. Depois de pouco tempo a tampa foi projetada para cima.

Por que isso aconteceu?
O comprimido é constituído por ácido cítrico e bicarbonato de sódio, além de outros compostos. No estado sólido, essas substâncias não reagem porque as partículas que as formam não possuem grande mobilidade. Então, para que a reação aconteça, o comprimido precisa ser dissolvido em água. Após a dissolução, as partículas terão mobilidade e poderão interagir dando início à reação.
Quando adicionamos o comprimido à água, a dissolução aconteceu rapidamente e imediatamente a reação se processou. A tampa do potinho foi projetada porque a reação produziu gás carbônico em quantidade suficiente para aumentar a pressão interna do potinho e empurrar a tampa. (Equação 1) - veja figura abaixo.

Aparentemente, a reação ocorreu rapidamente. Vimos a tampa ser projetada em um tempo muito curto, então vamos usar o tempo de projeção da tampa como um parâmetro para definir o quão rápida foi a reação.

Vamos então analisar o que fizemos em cada parte do experimento:

1- Comprimido inteiro e triturado – superfície de contato

Ao adicionarmos a mesma quantidade de comprimido inteiro e triturado aos potinhos vimos que a tampa foi projetada mais rapidamente onde estava o comprimido triturado. A dissolução ocorre mais rapidamente quando há maior superfície de contato entre o sólido e o líquido. A velocidade da reação é proporcional à velocidade da dissolução do comprimido, pois quanto mais rápida a dissolução, mais rapidamente os reagentes se tornam disponíveis para reagir. Então, com o comprimido triturado temos maior superfície de contato e maior interação. Logo, a reação ocorre mais rapidamente do que com o comprimido inteiro.

2- Água fria e água quente – temperatura

Adicionamos a mesma quantidade de comprimido aos potinhos com a mesma quantidade de água, mas em temperaturas diferentes. Vimos que no potinho com água quente a reação foi mais rápida. A temperatura é uma medida da energia cinética média das partículas. Quanto maior a temperatura, maior a agitação das partículas e maior a chance de que ocorra interação entre elas. Assim, as moléculas de água têm maior agitação quando a temperatura está elevada. O movimento caótico, aleatório e mais rápido faz que o comprimido seja dissolvido mais rapidamente permitindo que a interação entre o ácido cítrico e o bicarbonato de sódio ocorra e a reação se processe. As moléculas do ácido e os íons do bicarbonato também terão maior agitação. Esse maior grau de agitação aumenta a interação entre os reagentes e aumenta a quantidade de gás produzido em um determinado tempo.

3- ½ comprimido e ¼ de comprimido

Não se engane! Não é a concentração a responsável pela mudança na velocidade de reação, pois a reação entre o ácido cítrico e o bicarbonato de sódio é praticamente imediata após a dissolução dos dois reagentes em água. O que acontece é que, quando colocamos ½ comprimido, disponibilizamos maior quantidade de reagentes para reagir, produzindo maior quantidade de gás. Ao adicionarmos apenas ¼ de comprimido, a quantidade de reagentes para reação é menor, então, menos gás é produzido.

4- Quantidades diferentes de água

Na última etapa alteramos a quantidade de água. Aqui o fator que influenciará a projeção mais rápida da tampa será o espaço disponível no potinho para ser ocupado pelo gás que está sendo formado. Quando colocamos maior quantidade de água no potinho reduzimos o espaço para ser ocupado pelo gás, então a pressão interna aumenta mais rapidamente e a tampa é ejetada.

Fonte: RODRIGUES, Glenda. Velocidade de reação com comprimidos efervescentes. Ponto Ciência