Centro de Ciências da Natureza Departamento de Química Disciplina

Universidade Federal do Piauí Centro de Ciências da Natureza Departamento de Química Disciplina: química geral experimental Docente: Prof. Dr. Welter Cantanhêde DESENVOLVIMENTO DO MÉTODO CIENTÍFICO: REGISTROS DA OBSERVAÇÃO DA VELA Anddrey Felipe Silva Oliveira / 20239007593 Anthony Claiver Souza Da Silva / 20239013975 João Miguel de Oliveira Costa / 20239002588 Thiago Xavier Santos / 20239017811 Teresina 2023 RESUMO Para empregar o método científico, foram feitas análises das velas com o objetivo de descrever fenômenos físicos e químicos. Além disso, foi observado a densidade da vela ao ser mergulhada em água e álcool, como também a reação de combustão e consumo de oxigênio. Portanto, os resultados foram identificados e anotados. SUMÁRIO 1. INTRODUÇÃO ................................................................................. 4 2. OBJETIVOS ..................................................................................... 5 2.1. Objetivo geral ................................................................................ 5 2.2. Objetivos específicos .................................................................... 5 3. PARTE EXPERIMENTAL ................................................................ 6 3.1. Materiais e reagentes ................................................................... 6 4. PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL ............................................... 7 5. RESULTADOS E DISCUSSÃO ....................................................... 8 5.1 Características observadas ........................................................... 8 5.2 Interação da vela com diferentes líquidos ..................................... 8 5.3 Reação de combustão ................................................................... 9 5.4 Consumo de oxigênio .................................................................... 10 6. CONCLUSÃO .................................................................................. 12 Referências bibliográficas .................................................................... 12 7. APÊNDICE ...................................................................................... 13 1. INTRODUÇÃO A vela é produzida a partir da parafina, que é um composto orgânico derivado do petróleo. O experimento da vela tem por objetivo principal fazer uma introdução à metodologia científica, induzindo a observar e detalhar o experimento proposto. Primeiramente foram anotadas as propriedades físicas das velas, tais como comprimento, cor, diâmetro, densidade e peso. Com isso, a vela branca foi introduzida em uma proveta de 50 mL contendo água, em seguida a mesma foi novamente inserida, porém desta vez em álcool. A partir disso, pôde-se observar que a vela ficou submersa somente no segundo líquido por conta da densidade da parafina ser maior que ele. No segundo experimento foi fixada a vela numa placa de petri que continha uma solução de hidróxido, logo após, com erlenmeyer cobriu-se a vela e foi observado que a solução entrou para dentro da vidraria. Acreditava-se que o líquido entrava no erlenmeyer devido a vela consumir todo o 02 presente nele fazendo assim o líquido subir e ocupando seu lugar. Entretanto, em um artigo publicado por Birk e Lawson (1999), eles refutaram essa ideia, pois além do 02 não ser totalmente consumido, na reação de combustão da vela também é liberado CO2 e vapor de água. O que acontece é que ao cobrir a vela, o erlenmeyer fica preenchido de ar quente, ocasionando em um aumento da pressão dos gases. Partindo desse pressuposto, na medida em que a chama vai apagando a pressão diminui logo a pressão atmosférica “empurra” a água para dentro da vidraria (BIRK, J.P. LAWSON, E. The persistence of the candle and cylinder miscon ception. Journal of Chemical Education, v. 76, p. 914-916, 1999; Experimento de física: A VELA QUE LEVANTA A ÁGUA. Azeheb, 2016. Disponível em: https://azeheb.com.br/blog/experimento-de-fisica-a-vela-quelevanta-a-agua/. Acesso em: 27 Junho. 2023.). O terceiro experimento tinha por objetivo estimar o consumo de CO2 da vela ao ser coberta por béqueres de 250 e 1000 mL. 2. OBJETIVOS 2.1. Objetivo Geral ● Aplicar o método científico através de experimentos realizados com a vela. 2.2 Objetivos Específicos ● Examinar as propriedades físicas da vela; ● Explicitar a interação da vela com a água e álcool; ● Examinar a reação de combustão sob uma solução de hidróxido; ● Identificar o consumo de oxigênio da vela. 3. PARTE EXPERIMENTAL 3.1. Materiais e reagentes ● Diferentes velas; ● Régua e Paquímetro; ● Balança Analítica EL-220AB-B; ● Placa de Petri; ● Proveta de 50 mL; ● Erlenmeyer de 250 mL; ● Becker (250 e 1000 mL); ● Água; ● Álcool; ● Solução de hidróxido; ● Fósforo; ● Papel branco. 4. PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL 1ª Etapa: Foi realizado o estudo das propriedades físicas e químicas das velas utilizadas, como a cor, estado físico, massa, altura, diâmetro e volume. 2ª Etapa: Usando de uma proveta de 50 mL em 2 etapas foi analisado a reação da densidade da parafina mergulhada primeiro em água 25 mL, e posteriormente em álcool 25 mL. 3ª Etapa: Com a vela acesa e fixada no centro da placa de petri foi colocada cuidadosamente a solução de hidróxido, e cobrindo-o primeiramente com um erlenmeyer de 250 mL com o objetivo de examinar o efeito da pressão atmosférica. 4ª Etapa: Os eventos observados são relacionados ao tempo de consumo de oxigênio pela vela acesa e fixada na bancada, cronometrada até a extinção da chama, utilizando primeiramente um becker de 250 mL e outro de 1000 mL. 5. RESULTADOS E DISCUSSÃO 5.1. Características da vela Ao começar o experimento, primeiramente foram analisadas as propriedades física das velas. Sua principal composição é a parafina (além do algodão em seu pavio), também é observada a diferença de cores entre as velas, com uma delas possuindo pigmentação esverdeada enquanto a outra a cor normal da parafina. Seu estado físico sólido nos proporciona a capacidade de tirar suas medidas utilizando o paquímetro e a régua, como comprimento, diâmetro, densidade e massa. Seus resultados estão localizados no Quadro 1. Quadro 1 - Dados da vela Vela verde Vela branca Altura(cm) 6,8 3,2 Massa(g) 13,95 4,34 Diâmetro(cm) 1,6 1,3 Raio(cm) 0,8 0,65 Volume(cm³) 13,67 4,24 Fonte: Autoria Própria Cálculo do volume Vela verde Vela branca 𝑣 = 𝜋𝑅²ℎ 𝑣 = 𝜋𝑅²ℎ 𝑣 = 3,14 x 0,8 x 6,8 𝑣 = 3,14 x 0,64 x 3,2 𝑣 = 13,67cm³ 𝑣 = 4,24cm³ 5.2. Interação da vela com diferentes líquidos Nesse experimento é verificado um dos efeitos da densidade mergulhando a parafina (vela branca) em diversos líquidos, onde foi usado uma proveta 50 mL em duas etapas. A primeira etapa consiste em mergulhar a vela na água a 25 mL, que imediatamente notou-se a elevação do seu nível dentro da proveta, agora marcando aproximadamente 29,3 mL. Também foi observada a vela boiar na solução por consequência da densidade da água ser maior que a da parafina. Na segunda etapa, a mesma vela foi mergulhada em álcool a 25 mL, logo observando novamente o nível do líquido elevar para 29,3 mL, entretanto dessa vez a vela afunda pelo fato da parafina ser mais densa que o álcool. Figura 1 – Efeito na água Figura 2 – Efeito no álcool Fonte: Autoria própria Fonte: Autoria própria 5.3. Reação de combustão Nessa etapa a vela acesa foi fixada no centro da placa de petri e em seguida foi colocado uma solução de hidróxido até a metade da placa. Logo após, ao ser coberta por um erlenmeyer de 250 mL pôde-se observar que a solução de hidróxido sobe no erlenmeyer conforme a vela vai apagando. Isso ocorre por causa que a erlenmeyer está preenchida de ar quente, o que faz com que a pressão dos gases dentro da vidraria aumente. Na medida em que a solução de hidróxido vai subindo a chama vai consumindo o 02, fazendo com que a pressão dos gases dentro do frasco diminua e consequentemente a pressão atmosférica faz com que a o hidróxido suba ainda mais. Figura 3 – Início Figura 4 – Meio Fonte: Autoria própria Fonte: Autoria própria Figura 5 - Final Fonte: Autoria própria 5.4. Interação com a vela com o meio ambiente Neste último experimento a vela acesa foi fixada diretamente na bancada. Logo em seguida, com o auxílio de dois béqueres de 250 e 1000 mL, foram colocados por cima da vela alternando entre eles. A chama abafada é cronometrada até se extinguir, esse processo foi repetido três vezes para cada vidraria com o intuito de identificar quanto tempo a chama leva para consumir o oxigênio dentro deles. Os resultados estão explícitos na Tabela 1. Tabela 1 – Contagem da extinção da chama Becker 250 mL Becker 1000 mL 1 9,18 s 27,3s 2 9,27s 27,14s 3 9,1s 26,53s Fonte: Autoria própria 6. CONCLUSÃO Durante os experimentos foi aplicado o método científico tal como observar e registrar os fenômenos ocorridos. Os resultados mostram que a densidade da parafina é maior que a do álcool o que faze a vela afundar. Seguidamente, os testes feitos com o erlenmeyer comprovaram a que a pressão atmosférica age sobre a solução de hidróxido durante a queima de gases fazendo o liquido subir. Também foi possível estimar o consumo de 02 pela vela dentro dos béqueres. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS BIRK, J.P. LAWSON, E. The persistence of the candle and cylinder miscon ception. Journal of Chemical Education, v. 76, p. 914-916, 1999. Experimento de física: A VELA QUE LEVANTA A ÁGUA. Azeheb, 2016. Disponível em: https://azeheb.com.br/blog/experimento-de-fisica-a-vela-que-levanta-a-agua/. Acesso em: 27 Junho. 2023. 7. APÊNDICE APÊNDICE A – IMAGEM DO BECKER SOB A VELA

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