Relatório Sobre Métodos Científicos

1. Introdução

Os processos na química, assim como nas outras ciências, são acompanhados de muitas horas de trabalho cuidadoso que segue um caminho mais ou menos sistemático, na busca de respostas a questões científicas. Este caminho é chamado de método científico.

        A primeira etapa do método científico é a observação, em que a natureza é observada em condições de forma que os resultados das experiências são reproduzíveis.

        A próxima etapa é a proposição de explicações, tentativas ou hipóteses que possam ser testadas através de experimentos. Se confirmadas por repetidas experiências, evolui para o que se chama de teoria. Quando não confirmadas, busca-se uma nova teoria, a qual também é submetida a testes, até que se encontre uma que se enquadre como explicação mais provável.

        Neste experimento, empregou-se o método científico objetivando responder a curiosos questionamentos levantados a respeito de um dado sistema.

1. Experimental

1. Materiais e equipamentos

- Erlenmeyer arrolhado 250ml

- Termômetro graduado em graus Celsius

- Chapa de aquecimento

- Congelador

2.2. Procedimento

Na primeira parte do experimento o erlenmeyer contendo um líquido de composição desconhecida e que era inicialmente incolor, foi agitado e então se observou que o líquido tornava-se azul, e poucos instantes depois, quando deixado em repouso, voltava ao seu estado inicial. A partir de então hipóteses foram levantadas para explicar o que ocorrera dentro do recipiente.

O próprio material utilizado como base para desenvolver o método científico fornece quatro hipóteses para serem analisadas. São elas:

H1: O líquido fica colorido ao entrar em contato com a rolha, que parece impregnada de uma substância azul.

        H2: Quando o líquido é agitado, aumenta muito o seu contato com as paredes do frasco. Isto torna o líquido azul.

        H3: A agitação aumenta a energia térmica das moléculas, e isto produz a cor azul.

        H4: Existe um gás acima do líquido que, ao misturar-se com ele durante a agitação, torna o líquido azul.

H4’: No frasco contem dois líquidos imiscíveis que com a agitação, se misturam e a cor se dispersa por todo o volume, assim permanecendo enquanto dura a mistura.

Com as hipóteses levantadas, passamos a aplicar testes a cada uma delas e observar os resultados com o intuito de julgá-las com relação a sua veracidade. Sendo eles:

        T1: Fizemos o líquido entrar em contato com a rolha, mas sem agitá-lo, e deixamos repousar um pouco, em seguida agitamos (sem deixá-lo tocar na rolha).

        T2: Giramos o líquido, cuidadosamente e sem agitação, de modo que a superfície de contato com o recipiente aumentasse.

T3: Esfregamos um pouco a parede do erlenmeyer com a mão para aquecê-lo um pouco, mas sem agitar o líquido.

T4: Observamos atentamente a superfície do líquido e pudemos perceber pequenos indícios de cor azul.

T4’: Verificamos se havia a existência de uma camada azul, depois da mistura dos dois líquidos, que se apagava de baixo para cima, à medida que o suposto líquido azul voltava à superfície.

A cada teste realizado foram feitas anotações sobre o que se era observado. E assim notou-se que a hipótese mais plausível era a H4. Acreditasse então que a coloração era dada por um gás contido no recipiente.

 Entretanto, inicialmente não era possível identificar a natureza do gás, então destampamos o erlenmeyer para que o gás aprisionado fosse liberado, transportamos a mistura para outra vidraria vazia, deixando que o liquido estivesse em contato apenas com o ar atmosférico. Depois tampamos e agitamos o recipiente novamente para saber se o fato continuava a ocorrer. Como aparentemente a intensidade da cor azul não se alterou, concluiu-se que o gás contido anteriormente era o gás atmosférico ou um de seus componentes.

Com uma maior confiança de que a H4 é a correta, só resta saber se a interação entre o gás e o líquido se dá através de uma mistura ou de uma reação química. Para verificar esse questionamento, agitamos o recipiente até que o líquido mudasse de cor e depois esperamos ele voltar ao estado inicial; este procedimento foi repetido vinte vezes e então retiramos vagarosamente a rolha após umedecê-la, e observamos o que a pressão interna diminuiu e a água presente na rolha foi arrastada para dentro do erlenmeyer, comprovando que a interação “liquido + gás” é na verdade uma reação e não uma simples mistura.

Para saber qual dos gases atmosféricos é responsável pelo fenômeno, borbulhamos gás nitrogênio e oxigênio no líquido. Logo após verificamos que o oxigênio é o responsável pelo efeito. E obtivemos a seguinte reação para a coloração:

Líquido + oxigênio -> Substância Azul

Em seguida, resfriamos a mistura a 16°C e agitamos. Observamos que demorou 6 minutos para que o sistema voltasse a sua coloração inicial, um tempo 5 vezes maior que precisava para ficar incolor na temperatura ambiente (25°C).Despois disso, levamos a mesma mistura a uma chapa de aquecimento até que fosse atingidos 36°C. Agitamos mais uma vez o recipiente e então foi necessário apenas 30 segundos para que o estado inicial fosse atingido novamente.

Por fim, segundo as anotações feitas a partir das observações ao longo do experimento, pode-se dizer que a reação que melhor explica os acontecimentos é: Substância azul + substancia B -> substancia incolor

1. Resultados e Discussão

Foi adquirido um recipiente chamado Erlenmeyer, com capacidade de 250 ml com aproximadamente 100 ml de um misterioso líquido. Feita, inicialmente uma análise macroscópica, o liquido apresentou uma viscosidade próxima a da água e coloração transparente. Ao agitar o recipiente, o líquido tornava-se azul, e deixado em repouso retornava ao seu estado inicial.

        Como foi descrito na Metodologia foram executados alguns testes, e observamos que ao colocar o líquido em contato com a rolha nada ocorreu, embora quando agitamos mesmo sem o contato com a rolha o líquido continuou tornando-se azul. Então realizamos movimentos circulares sem agitar o erlenmeyer a fim de aumentar a superfície de contato e observamos que o líquido permaneceu inalterado. Por fim, atritamos as mãos com as paredes do recipiente para aumentar a energia térmica, mas nada ocorreu, podendo assim descartar as hipóteses H1, H2 e H3. Como também ao tornar o liquido azul e depois observar ele retornar a cor inicial foi observado que o descoramento não ocorria de cima para baixo ou de baixo para cima, abandonando a hipótese de ser uma mistura de líquidos de densidades distintas.