Experimento Da Vela

UNIVERSIDA FEDERAL DO ACRE- UFAC

CENTRO DE CIENCIAS BIOLOGICAS E DA NATUREZA- CCBN

LICENCIATURA PLENA EM QUÍMICA

QUÍMICA GERAL EXPERIMENTAL

Experimento da vela

Discentes: Melissa

Tarcyllane

Tyerlle

Rio Branco – AC, Junho de 2014

Introdução

Durante décadas professores de ciências e de química, acreditaram que se poderiam determinar o teor de oxigênio no ar através através da combustão de uma vela, afixada no fundo de uma bacia com água, e sobre a qual se invertia um cilindro graduado. A explicação desta metodologia é que a combustão da vela consome todo o oxigênio contido no ar. Supondo que a vela seja constituída apenas por pentacosano (substancia presente na parafina), a reação de combustão poderia ser representada pela equação:

C25H52(s) + 38º2(g) 25CO2(g) + 26H2O(g)

Como podemos ver pela equação sugerida os produtos da combustão são gás carbônico e vapor de água. O que se pressupõe do método e que o vapor da agua se condensa e o gás carbônico por ser muito solúvel em água, dissolve-se rapidamente. Como consequência da remoção do gás oxigênio, a pressão dentro do cilindro diminui e a água na bacia sobe pelo cilindro até uma altura que corresponde ao volume ocupado pelo gás oxigênio. Comparando-se este volume com o volume total do cilindro, calcula-se o teor de oxigênio no ar em porcentagem v/v.

Muitas são as falhas deste método de determinação do teor de oxigênio no ar. Entre estas, as principais são: (a0 que o gás carbônico se dissolve rapidamente, devido a sua “grande” solubilidade em água e (b) que a combustão é completa. Na verdade o processo é bem lento (Birk e Lawson) e a combustão não é completa.

A prova mais contundente de que o oxigênio não é totalmente, nem aproximadamente, removido do ar contido no cilindro pela combustão é uma experiência realizada por Birk e Lawson (1999), em que se queima uma vela sob uma campanula na presença de um rato. Nesta simples experiência verifica-se que o rato continua bastante ativo, e sem sinal de falta de oxigênio, muito depois de ela se apagar. Ou seja, a vela se apaga bem antes de consumir todo o oxigênio contido na campanula. Além disto, é notório que, na presença de “pouco” oxigênio, a combustão será incompleta formando monóxido de carbono, que é muito pouco solúvel em água.

O experimento da vela realizado nesta prática, nos mostra a importância que a determinação do teor de oxigênio no ar tem para o ensino de ciências e de química e para caracterizar que o ar é uma mistura em que o oxigênio é apenas um dos componentes. O método foi desenvolvido por Lavoisier e é exato para a determinação do teor de oxigênio no ar, apenas a sua explicação do que realmente acontece é errado.

Objetivo

O objetivo desta prática foi introduzir o aluno ao ato de observar um fato ou um fenômeno e fazer o devido registro dos fatos observados e compreender como é feito, o experimento que determinou o teor de oxigênio presente no ar.

Material utilizado

 Velas;

 Régua;

 Balança;

 Béquer ;

 Erlenmeyer;

 Água

Procedimentos experimentais

1º - Observação e registro de uma vela apagada:

• Formato cilíndrico, com uma das extremidades pontuda

• Constituída por parafina

• Insipida

• Branca

• Peso = 15,5 gramas

2º - Observação e registro da vela acesa:

• Queima

• Derretimento da parafina

• O barbante fica preto

• A chama tem a cor azul na parte mais próxima e o restante amarela

3º - Observação da vela na água:

• Boia (ou seja, a vela é menos densa que a água)

4º - medir a densidade da vela:

• D = m/v, = 0,9g/cm3

Experimento

Foi fixada uma vela no fundo de um béquer e adicionado água, em seguida a vela foi acesa e colocado o Erlenmeyer emborcado sobre a vela acesa. Observou-se que rapidamente a vela se apaga, e em poucos segundos se eleva um certo volume de água dentro do Erlenmeyer.O que acontece é que quando colocamos a o Erlenmeyer em cima da vela, esta se enche com ar quente, todo o ar frio sai e ela fica cheia de ar quente, assim, quando encostamos a o Erlenmeyer no béquer por causa da diminuição do oxigênio a chama vai diminuindo e a temperatura do ar dentro do Erlenmeyer também vai diminuindo, e quando a temperatura de um gás cai a sua pressão diminui e é o que acontece dentro deste Erlenmeyer , a pressão interna diminui e ela compete com a pressão atmosférica e perde a competição então a pressão atmosférica empurra o liquido para dentro do Erlenmeyer.

Conclusão

Muitas vezes a explicação que aparece no texto é que o oxigênio foi consumido e a água vai ocupar o espaço do oxigênio. Acontece que como disse Lavoisier: "Nada se perde, tudo se transforma." então o O2 foi transformado em CO2. Na realidade a água sobe dentro do copo porque ao colocarmos o copo sobre a vela, automaticamente aprisionamos uma certa quantidade de ar quente dentro do copo. A explicação de que o O2 foi consumido, que encontramos nos livros, muitas vezes e corroborada pelo fato da água subir dentro do copo aproximadamente 20% do volume deste e essa é aproximadamente a quantidade de O2 que existe no ar . O ar quente, que envolve a vela, vai resfriar-se na medida que a vela apaga, então a pressão dentro do copo vai ser menor e a água é empurrada para dentro do copo pela pressão atmosférica. Concluímos então, que foi correto todo o procedimento do experimento, pois os resultados são os mesmos da Literatura.

Referências bibliográficas

http://www.cienciamao.usp.br/

http://qnesc.sbq.org.br/online/qnesc12/v12a10.pdf

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