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Relatorio nº 2 de quimica experimental da UFPE
Tipologia: Notas de estudo
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Não perca as partes importantes!
O método científico é um conjunto de regras básicas para desenvolver uma experiência a fim de produzir novo conhecimento, bem como corrigir e integrar conhecimentos pré-existentes. Na maioria das disciplinas científicas, consiste em juntar evidências observáveis, empíricas (ou seja, baseadas apenas na experiência) e mensuráveis, e as analisar com o uso da lógica. Para muitos autores o método científico nada mais é do que a lógica aplicada à ciência.
Primeiramente, definem-se proposições lógicas ou suposições (hipóteses) para explicar certos fenômenos e observações, e só então se desenvolvem experiências que testem essas hipóteses. Se confirmadas, as hipóteses podem gerar leis e teorias. Além disso, o procedimento precisa ser documentado para que outras pessoas possam re-analisar, reproduzir e verificar a confiabilidade dos resultados.
O método científico é composto dos seguintes elementos:
Para o estudo da introdução aos métodos científicos, foi realizada a experiência da “garrafa azul”, selecionada por ser segura, de execução simples e exigir elementos de baixo custo e fáceis de serem obtidos. Ela segue fielmente os métodos descritos acima.
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.
O passo seguinte: testaram-se as hipóteses através de experimentos e observações. T1: Fez-se o líquido tocar a rolha sem agitar o erlenmeyer. O líquido continuou incolor. Esperou-se que repousasse e agitou-se sem que ele tocasse a rolha. O líquido tornou- se azul claro.
T2: Girou-se o líquido cuidadosamente sem agitá-lo, de modo que sua superfície de contato com o frasco fosse a maior possível. O líquido permaneceu incolor com apenas uma fina camada azul na superfície.
T3: Esfregou-se um pouco a parede do erlenmeyer com as mãos, mas sem agitá-lo, para que pudesse aquecer o líquido, que permaneceu incolor.
T4: Observou-se que na superfície do líquido em repouso, que se encontrava em contato com um suposto gás acima, havia uma fina faixa azulada.
Seguindo com mais observações, agitou-se novamente o frasco para que se pudesse analisar o processo de coloração do líquido. Percebeu-se então que, a substância tornava-se azul uniformemente em todas as partes. Logo, só havia a presença de um líquido apenas, e sua cor poderia ser causada pela mistura com algum gás existente no interior do erlenmeyer.
Tirou-se então a rolha e agitou-se o frasco, tornando o líquido azul. Após certo intervalo, a substância tornava a ser incolor.
Percebeu-se também que o líquido não havia cheiro. Então se transferiu a substância desconhecida para um novo erlenmeyer vazio e o tampou com uma nova rolha. Agitou-se então o novo frasco e, novamente, o líquido comportou-se como no outro, sua coloração foi azul e logo depois se tornou incolor.
Notou-se que ao agitar o líquido, havia formação de bolhas apenas enquanto este estava na cor azul.
Molhou-se a rolha e, nada aconteceu. Desconfiando-se que a reação que tornava o líquido da cor azul, seria o contato com o ar, borbulhou-se a substância com nitrogênio gasoso. O líquido permaneceu incolor. Depois, borbulhou-se com gás oxigênio e logo o líquido tornou-se azul. Houve intensa formação de bolhas.
No início do experimento foram formuladas quatro hipóteses, que no decorrer dos procedimentos, foram testadas e analisadas, conclui-se que:
H1: Esta hipótese foi descartada quando realizado o T1. A rolha não influencia na coloração do líquido.
H2: De acordo com T2, esta hipótese está totalmente descartada. H3: o T3 prova que esta hipótese deve ser desconsiderada, já que aumentando-se a energia térmica, ao fornecer calor com as mãos, o líquido permaneceu incolor.
H4: Como observado em T4, o líquido possuía ma superfície azulada acima do incolor. Além de T4, outros testes comprovam que o azul se dava de uma reação com algo que até então era “desconhecido”. Como o erlenmeyer encontrava-se fechado, então o causador da tonalidade azul seria o resultado de uma reação entre o líquido e um gás. Quando a rolha foi retirada, e o frasco agitado, notou-se que o gás responsável pela coloração azul era um ou mais gases do próprio ar. Isto porque, se houvesse outro gás, com a retirada da rolha, este escaparia e não mais haveria mudança de cor do líquido. Assim, mesmo sem a rolha, o liquido permanecia em contato com o ar, provocando a coloração azul quando agitado. Realizados os testes, estes comprovam que H4 está coerente e válida.
Após descobrir que o líquido se tornava azul quando misturado ao ar, restava descobrir qual gás presente no ar era o responsável pela tonalidade azul. Sabendo que o ar possui 78% de nitrogênio, 20% de oxigênio e 2% de gases nobres, então o líquido foi posto a testes com nitrogênio gasoso e oxigênio gasoso. Quando o líquido foi misturado ao nitrogênio, nada ocorreu além da formação de bolhas, causadas apenas pela passagem do gás dentro do líquido. Com o oxigênio, a substância desconhecida reagiu e, além da formação de bolhas, passou de incolor para um forte azul. Dessa forma, ficou evidente que o gás responsável pela coloração azulada era o gás oxigênio.
Não se deve esquecer que, quando o líquido apresentava-se de cor azul, depois de certo tempo, este logo tornava a ser incolor em todas as circunstâncias e, a finíssima camada azul que, às vezes, pôde ser notada na superfície do líquido do frasco, antes de qualquer agitação, não poderia ser a responsável pela coloração azul que aparecia em toda a solução após ela ter sido agitada.
Este experimento, realizado com simplicidade, é denominado experiência da “garrafa azul”. O líquido desconhecido é uma mistura de água, soda cáustica, glicose e azul de metileno em suas devidas proporções.
Este ciclo - azul/incolor/azul -, obtido pela agitação, depois o repouso e nova agitação, poderia ser repetido várias vezes. Porém, a cada vez que o líquido era agitado, a coloração azul ia ficando cada vez mais fraca. Isto porque o oxigênio ia sendo consumido. A agitação era necessária para que aumentasse o contato e a dissolução do oxigênio no líquido e permitisse que a reação química ocorresse em toda a massa da solução.
As reações ocorridas no experimento foram:
Agitação - (reação rápida - catalisador presente)
Um resumo da teoria deste experimento é dado por: A glicose,por se encontrar em meio alcalino, se oxida formando ácido glicólico. Na presença de hidróxido de sódio, o ácido é convertido em gliconato de sódio. O azul de metileno catalisa a reação porque atua como um agente de transferência de oxigênio. Ao oxidar a glicose, o azul de metileno reduz-se a leuco-metileno, tornando-se incolor. O leuco- metileno se re-oxida rapidamente enquanto houver oxigênio no sistema e a solução volta a se tornar azul.
A diminuição da tonalidade azul, quando se repetia muito o processo de agitação com o erlenmeyer fechado, prova que o era consumido.
3) Ao realizar suas pesquisas, os cientistas levantam muitas questões que, muitas vezes, levam a direções que não faziam parte do projeto original. O desenvolvimento surpreendente da química e da tecnologia geralmente resulta do uso do método científico. Embora ainda não exista um consenso a respeito do que significa exatamente o método científico, tente descrever um procedimento genérico.
Um procedimento que tenha o objetivo de demonstrar, ou ‘provar’ algo, através de experimentos, observações, hipóteses, questionamento de fatos e conclusões.
4) Algumas vezes observa-se uma confusão a respeito dos significados exatos das palavras: hipótese, teoria e lei. Como você diferencia?
Hipótese: uma sugestão do motivo de algum acontecimento.
Teoria: Referência para a explicação de qualquer acontecimento.
Lei: uma hipótese que já foi provada experimentalmente e teoricamente.
