ó I f u d & d m ~ ~ ~ i projaolWboi.dopl.Fcd&,Dndm

~ < i o D a a & l k n m & ~ * C Y * r k

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A u i o r r r d u a w i k & s o b r S i a i d i ~ e & m c . b Y & h U i a ~ :

AngüCI*. Ainbro<i. N-lb CbUb M u r h M . C d b

eDKOR: VlCNiRCIVITA r>iaa a n i b l i i : -cri,,

M a da Divido Fudalol: PdmhloPoppaic

Dkmedia i i l&P.r* i lor :

COPYRIGHTMUNDIAL 1972 ABRIL S h C U L N M L E INDVSTRW.

CAIXA -AL 2372 - ShO PAULO BRASIL

CUIDADOS COM O MITERIAL

PARA FAZER ESTA EXPERIENCIA SIGA CUIDADOSAMENTE AS INSTRUÇ~ES DO WNUAL Vocô p n à r rab.r quais os cuidados que darmá tomar: cmoa materbis d o delicados e quilqwr dsrpcuido podspniudicara axpedmia: outma o h m perigo r 1-40 iomrn mnta utillpdos. Sigo t igom~mnte. a &a puo, as inatrucbs desta Manwl e pmwm Mo derp.rdl~.r no&. O matadl induldo ng<s "idt" foi mlnuciaismme contidado e tci*ado. Com da vocô &r6 d i z e r peio mnoll t& vezes todas u exwiômias descdt~.

-- -

COMO USAR ESTE MANUAL

Lendo este Manual e vendo asiipuns. vocá vai h r aloumas emetiênd.8. Tmhe

WZJIIIIÕ ou com amigoi. UIUI- I - no--r - Sempre que aprecer uma hixr como na figura ao I*, da c o n t b r n u ~ m p o m a o q w f ~ i ~ no item antedor. Responda p d d m

~ r c u w I . 1

e s6 depois wníira a m8posta. b..Ldiil~ii~ Pan veiincar r v& acenou. I ~ ~ L ~ L . C I ~ . I basta por o d.clhador (plástico . C i C . o . * C . -

transp.mmel sobra a faixa.

- L A. I m u r r u U M l ~ ~ r o o i S U n w a o O ~ ~ M w U M o o r i l ~ i ~

INDICE pág. 1. - Montagem de uanporta-

tubos de ensaio pág. 2 - EXPERIMENTO A.

COMINAAIDO W~OROG~NIO COM OXIGÊNIO DOAR

- Montagem A-1 * pág. 3 - Experiéncia A-1 pág. 4 - ExperSncia A-2

Mistura hidrogânio-ar pág. 6 ?- Monugem A-3 . pág. .7 - Expetiência A-3 pág. 8 - Pmva da f o m o da

Pi9 11 - WIDROG~NIO E OXIGENIO NA ShT€SE

I DA AGUA - Montagem C-1'

pag. 14 - ExperSncia C-1 p&g. 15 - Exptiéncia C-2

B

Tue um dos lados maiores da caixa de sapatos.

~

~ar~u's-uma.di&~tia de 5 cm a 2 partU do fundo da caixa e faça I uma linha em toda a volta da caixa..

E.m seguida, corte a caixa nessa linha.

Vire a caixa cortada. Faça outra linha na sua parte de cima a 6 crn

do lado que você cortou.

Desenhe 2 círculos sobre essa linha, de diâmetro igual è boca do tubo de ensaio. Os círculos devem @ar a 12 cm de distância um do outro.

4 F y esses círculos com a tesoura e gur-a para obter buracos n a ,

caixa, do tamanho dos círculos.

Verifique se um tubo de ensaio 5 penetra e sai com facilidade pelos .círculos perfurados. Seu porta-tubos está pronto. .,/---..*.

EXPERIMENTO A: COMBINANDO HIDROG~NIO COM OXIG~NIO DO AR

Para fazer como Cavendish e produ- zir água a partir de seus componen- tes, (hidrogênio e' oxigênio) v& poderá utilizar o oxigênio existente no ar atmosíérico. Mas o hidrogâi'i deverá ser produzido quimicamente.

2

Mitai.l U t l l i . rolhas com 2 são; 2 balões de borracha; papel de furos (um vertical, outro horizontalh cloreto de cobalto; ácido clorídrico; rolha com 2 furos e hastes metálicas; zinco. rolha sem furos; 2 t u b i o s de vidro Material Suplementar: porta-tubos retos; 2 t u b i o s de vidro recurva- de ensaio; barbante; tesoura forte; dos; 2 tubos de Iátex; 2 grampos; 2 régua; lápis; fita adesiva; papel tubos de ensaio: câmara de explo- absorvente (higiênico); uma vela. * MONTAGEM A-l . 1 htroduza a outra extremidade do

W b h o de vidro no furo lateral Pegue um tubo de Iátex e um tubi- de uma rolha de 2 furos. . nho de vidro reto. Umedeça uma

das extremidades do tubo de vidro e ' - introduza-a numa das pontas do tubo de Iátex (aproxim-te I cm). -

.Y i- -L -<i,

~oapre um aaiao de acha na YPERIÊNCIA A- l

i xtremidade mais lar^ roiha e WARANDO HIDROGÊNIO

amarre com barbante para que o balão fique bem preso. ATBN~AO I CUIDADO !

Ncsg apd&cii v 4 vai h.iballur e0m bido Se, por acidal- w v a a 8 d e & r p ~ á c i i ~ p e l e , inveaamitobanamCgiiieo;ibio.

h

I

Tampe de novo o frasco de bcido. ,

+ )q, Jogue 2 pedacinhos de zinco de114 +> - 2 t ro do tubo de ensaio e tampe-o npid8meate com a rolha em que você montou o balão e os tubos. Coloque o tubo de ensaio num dos orifícios do porta-tubos. , 1

Fique observando o balão de borra- I I

cha e espere uns 5 minutos.

O QUE ACONTECEU?

-1 O balão de borracha:

encheu um pouco

'0 continuou vazio

2 Aquilo que fez encher o balão foi:

ar do tubo de ensaio

a um gás que se desprendeu no tubo

COMO, POR QUI?,?

O zinco (Zn) C um metal que reage facilmente com os ácidos, libertando

; o gás hidrogênio. Assim, logo que o zinco entrou em contato com o ácido clorídrico (HC I), começou a reação.

zinco + Bcido cloidrico - cloreio de dnco + hidra@nio L". + ~ H C I - zncl, + H/

2

O hidrogenio desprendeu-se sob a saio de boca para baixo, feche forma de bcilhas e acumulou-se no dsprewa o grampo, para que o gás balão. O cloreto de zinco (Zn CI,) do primeiro tubo não continue a você não vê. pois ele ficou dissolvido escapar. no liquido. Com esta reação química v&' pro- duz o gás hidrogênio de que ncccssi-

EXPERIÊNCIA A-2 MISTURA HUDROGÊNIOA.R

Leii os 2 passos w u h a : com-.

balão e recolh8-10 no tubo de ensaio vazio. Para abrir o grampo. basta afastar as duas pontas, como indica a figura. Mantendo este tubo de en-

Coloque o tubo de ensaio cheio de hidrogênio deitado sobre o rta-tubos, de modo aue a extremi-

' dade do tubo (com a &lha) fique um I pouco para íora do porta-tubos. Prenda o tubo na caixa (porta-tubos)

' com duas tiras de TitP adesiva. Mude a posição do po*1-tubos, de modo que a extremidade do tubo - (eom a r o b ) f iue voltda para longe & v d .

Acenda a vela. Destampe o tub 4 deitado e aproxime rapidamente a chama da boca do tubo de ensaio.

nada houve uma pequena explosb

Se você n b conseguiu perceber a explosão, é possível que a quanti- dade de hidrogênio que você reco- lheu no tubo nào tenha sido sufi- ciente. Neste caso, espere acumular mais hidrogênio no balão e repita a experiência.

COMO, POR QUÊ?

O ar atmosférico é formado por uma mistura de vários gases Quando você recolheu hidrogênio dentro do

se misturou idrogênio é mais

, ele ficou mais no J e assim, praticamente

wcP; aproximou uma desta mistura, houve uma

são. Isto signüica que houve .a reação química violenta, qye

~esprendeu muita energia (reaçao x,,

explosiva). Foi a reaçào química' entre o hidrogênio recolhido no tubo'. de ensaio e o oxigênio do ar. O pro- duto desta reação é a água. A chama foi o detonador da reação. Talvez você tenha observado a for- mação de algumas gob'culas de água no interior do tubo de ensaio. Mas é possível que v o d w a apenas ouvi- do a explosão, pois a quantidade de água formada foi muito pequena. Para comprovar a formação de água, faça a experiência seguinte.

Coloque o tubo de ensaio cheio . )de hidrogênio deitado sobre o orta-tubos, de modo que a extremi-

-ade do tubo (com a rolha) fique um pouco para fora do porta-tubos. Prenda o tubo na caixa (porta-tubos)

QUE ACONTECEU?

houve uma pequena explosão

Se v& não conseguiu perceber a explosão, t possível que a quanti- da& de hidrogênio que você reco- lheu no tubo não tenha sido sufi- . -

cenda a vela. Destampe o tubo ciente. Neste caso, espere ~cumular o e aproxime rapidamente a mais hidrogênio qa paião e repita a

da boca do tubo de ensaio. rSl. L experiência. - . . -- - . - A

COMO, POR QUÊ?

O ar atmosférico 6 formado por uma mistura de v l ios gases. Quando você recolheu hidrogênio dentro do tubo de edsaio (virado de boca para baixo), o hidrogênio se misturou com o ar. Como o hidrogênio C mais leve que o ar, ele ficou mais no fundo do tubo e assim, praticamente não escapou. Quando você aproximou uma chama desta mistura, houve uma explosão. Isto significa que houve *uma reação química violenta, que desprendeu muita energia (reação explosiva). Foi gi reação química . entre o hidrogênio recolhido no tubo de ensaio e o oxigênio do ar. O pro- duto desta reação é a água. A chama foi o detonador da reação. Talvez v& tenha observado a for- mação de algumas gotículas de água no interior do tubo de ensaio. Mas 6 possível que você' tenha apenas ouvi- do a explosão, pois a quantidade de água formada foi muito pequena. Para comprovar a formação de água, faça a experiência seguinte. 5

- - 'J.', - , . , - - - -

I 5 Corte um pedaço de papel absor- do tubo aparente. Coloque a câmara vmte (higiênico), umedeça-o bem deitada sobre o porta-tubos, com a

e enrole-o em volta da câmara de ponta para fora. explosão. Deixe, entretanto. a ponta

verirque: a) se acabou o zinco: neste caso, coloque mais 2 pedacinhos de zinco no tubo e tampe-o rapidamente.

jogue fora o liquido, d e i i d o o einco no tubo de ensaio. Em

1.5 cm de altura e in tamente. -

L& este passo até o fim e veja a 2 n p i r n & p i g i s e & k a n t e s d e começar. Corte uma vela, deixando-a com 3 cm de altura. Fixe-a sobre um pires e acenda-a. Coloque-a na frente da câ- mara de explosão, de tal forma que a chama fique em frente da abertura. Mas cuida& para 1160 queimar o plástico. Saia da frente da câmara de explosãa. 1

Abra por alguns segundos o grampo balão que contém hidrogênio e fe- ve a câmara. A câmara: do balão que contém ar e feche-o che-o rapidamente. Caso os b a k s rapidamente. L q o rqluib, abra contenham pouco gás, você pode por alguns segundos o grampo do apertá-los para expulsar o gás. continuou transparaite

ficou embaçada

Isto se deve i umidade (bgua) que se '

- 0 QUE ACONTECEU? Se v- nio con&iu o@ ri**

são. repita a expeSncia, deíand6 10 nada entrar mais hidroghio na câmara.

L umaexplosão 7

segure w m a ponta da tesoura um dos pedaços cortados e apro-

xime-o do cdor da chama, tomando cuidado para aáo queimar o papel. O papel deverá tornar-se wmplcta- mente azul.

h s s e agora papel (azul) numa supafícic úmida, pw exm- b ,numa pia mo~imda

0 QUE ACONTECEU?

eie continuou azul

ele f m u rosado

- O cloreto de wbalto existente no papel é. um sal que tem a proprie- dade de tomar-se azul quando abso- lutamente seco e rosado quando em contato w m a umidade.

4Seque outro pedaço de papel de cloreto de cobalto no calor da

chama, até. torná-lo wmpletamente azul. Em seguida, com o auxilio de um lápis, esfregue esse pedaço de papel azul em todo o interior da oi- mara de explosão.

O QUE ACONTECEU?

1 O papel de cloreto de cobalto:

a coatinuou azul

'1 msa

Isso indica que no interior do 2 tubo de explosão formou-se:

hidmgênio

U água 0 oxigênio I

-,-3 EXPERIMENTO B: SI NTESE DA AGUA No experimento A você produziu água a partir de hidrogênio e do oxi- :, gênio do ar. O ar atmosf&iw é uma mistura de gases, da qual o oxigênio t apenas um dos componentes. Para realizar a síntese da água em labora- tório, convém utilizar o oxigênio puro. É o que você fará neste experimento. M.taiJ Utüiido: o mesmo do experimento anterior; dióxido de manganês; wlher-medida.

I Materiai SuplmKat.r: o mesmo do experimento anterior; água oxigena- da.

MONTAGEM B- 1

Retire a rolha do tubo de ensaio que continha ar. Mantenha o restante da montagem do experimento anterior.

Verifique se continua havendo for- mação de hidrogênio. Se necessário, renove o ácido ou o zinco.

Corte com a tesoura uma ponta 1 do saquinho de dióxido de man- ganês (Mn O,). Retire com a colher- medida (colherinha) umi mediida bem rasa de di6xido de manganês e coloque-a no tubo de ensaio des-

' L mpado. Em seguida, acrescente NOTA IMPORTAN'iE: que pode facilmente fornecer oxigê-

nio. Ela 6 ~ouco estável e se decom- Se você não conseguir obter bastante põe lentamente quando exposta à luz

4

(por isso ela C sempre vendida em frascos escuros). Em sua dewmposi- ção desprende-se oxighio. Quando se acrescenta dióxido de manganês (MnO,) i água oxigena- da, essa decomposição 6 apressada.

- -.

mulem novamente nos balões. Coloque a vela na frente da c- de explosão. Saia da frente da c&& @BM"aexplosão ra. Abra m r alauns seaundos o . ..;..~-.''C";C:",''~-.'.ZI--- --.: r . - ,: ;

, , . : . . . - ... , ' , ,%,

, , ,,.<.:. ;,3.:.:i:;;;::$;:;;<; :.;,:;:..;::;* .- c.:,...;. ..2;Ji.'<b*.a Ç>&.:<~*,~,.%~..~...? I: " grampo do:balão que contém oxig& Depois da explosão, verifique se a nio e feche-o rapidamente. Logo em 2câmara de explosão ficou emba- seguidri, abra por alguns segundos o cada e asse no seu interior um ~ e - grampo do bdão contém h i i daço de papel de cloreto de wbaito

r g h b e feche-o rapidamente. Se você não obteve este resultado, azul (previamente seco na chama

4a O QUE ACONTECEU? . O papel de clotetwde cobalto:

continuou azul

ficou rosado

Você obteve assim o mesmo re- 3 sultado que no experimento ante- rior. (quando trabalhou co~h id ro - gênio e ar). Isto significa que nos dois casos o hidrogênio combinou-se com o oxigênio e formou

EXPERIMENTO C:

HIDROGÊNIO E OXIG&MO NA S ~ ~ T E S E DA AGUA Quando o hidrogênio e o oxigênio reagem para btmar água, eles devem estar em quantidades certas. Na experiência seguinte, você vai verificar quais são essas auantidades e, em seguida, vai estabeííe;c&r qual I proporção de cada gás na kua,

Materiai Suplmen aço; lata ou panela.

Leve o conjunto do mtgial pua perto de uma tom&b Retite a

rolha (com hastes) da câmara de explosão.

escala gravada).

4 4 Tampe a ponta inferior da c h - ra de explosão com'a rolha de Deixe a câmara dentro da lata e

faro. Passe um barbante pelas 2 5 retire o tubo de Iátex de um dos lhas da câmara de explosão e ar ubos de vidro recuwados: desta re, de modo a prender muito bem as maneira, a câmara deve-se encher de rolhas na câmara. água até em cima (at6 o zero (0) da

4. ROLWA DE

1 FURO

Caso a câmara nâo fique cheia de água até o zero (0) da escala, colo- que um pouco mais de água na lata ou panela utilízada. Quando o nível da água na câmara coincidir com o zero (0) da escala, encaixe novamente o tubo de látex no tubo de vidro recurvado. A

. - - EXPERIÊNCIA C-1 Uma vez recolhida esta medida Caso você ultrapasse muito esc

2 de hidrogênio na câmara de ex- marca, deve recomeçar toda a opera plosão, abra cuidadosamente o ção (deixar entrar água na câmara Verifique se Os balões contêm 'Oa grampo do balão de oxigbio e deixe colocar hidrogênio até o 5 e comple quantidade de gás. Você já sabe entrar

como renovar o hidrogênio (veja . pag. 7). Para renovar o oxigênio, jogue fora apenas a água oxigenada utilizada (mas não o dióxido de manganês). Coloque novamente 2 cm de altura de água oxigenada no tubo de ensaio. É importante verificar se a câmara de explosão fica cheia de água até o zero (0) da escala.

Leia iam muita atm* pr 3 passa seguintes antes de CQ-.

Abra cuidadosamente o grampo 1 do balão de hidrogênio e deixe en- trar gás na câmara de explosão até a marca 5 da escala. Se o gás não tiver pressão suficiente, aperte o balão. Assim que o gás atingir a marca 5, feche imediatamente o grampo. Se

L por acaso você ultrapassar muito a marca 5, deixe entrar água nova- Verifique se o volume total dos SE O gás começar a diiínuir, é por mente na câmara (retirando o tubo 3gases misturados se mantém no que existe vazamento em algun de Iátex) e recomece a operação. valor 6. lugar. Verifique então se todas a

- rolhas, tubos de vidro e tubos de látex e 6 0 bem encaixados e a os grampos estão fechando bem os tubos de látex. Agora que lar. ntecute rpenu <w 3

4 Na gonta livre do fio-tome existem 2 pinos. Enfie qmas

dekr numa tomada de paredr

haverá uma explosão na câmara. Caso você não tenha amarrado bem as 2 rolhas. é possível que elas 81- tem para fora. Assim, é importante tomar as seguintes prcuugks: I) verficar se as rolhas estão bem amarradas; 2) manter o rosto* afas- tado da câmara de explosão durante a realização da experiência. Agora faça a apaiêncii mas lem- bre-se de que se trata de colocar e rStinr itnediituneiite o segundo pino da tomada. Logo após a explo- sb, retire também o primeiro pino da tomada.

O QUE ACONTECEU?

Observe o gás e a água na câmara, depois da explo&. O nível da água:

subiu

desceu

permaneceu o mesmo

precipitou a reação entre o hidro- gênio e o oxigênio, obtendo-se, como produto, a água O nível da água na 8âmara subiu, mas não se trata apenas da nova água sintetizada, poiSobteve-se uma quantidade pequena de água. A água subiu principalmente porque uma parte dos gases foi consumida na reação química, deixando um es- paço vazio. Como a câmara está em contato com a água da lata, esta água vai ocupar o espaço deixado pelos gases consumidos. Anote no quadro. 1, linha A (pág. seguinte), o volume que a água nio ocupou: 6 o volume de gás que so- brou após a explosio.

Troque o fio de cobre da roiha, Iun- pando antes as hastes. Refaça 3 vezes a experi2hcia ante- rior (C- 1), variando as proporqões de hidrogênio e oxigênio na câmara de explosão, segundo indicam a- Ii- nh.sB,CeDdoqusdro 1. 1E

T . Não se esqueça de limpar as metálicas da rolha e trocar o fio de cobre cada vez que repetir a expe- riência. Limpe também a câmara de explosão (por dentro). Anote no quadro o volume de gás que sobrou sem reagir em cada um dos casos.

O QUE ACONTECEU?

Em qual dos casos sobrou menos gás sem reagir (A, B, C ou D)?

ATENÇAO: a expcrihcia C muito delicada. St voc2 não obteve este resultado, repita as operapòcs.

COMO, POR QUÉ?

TOTAL ANTES DA SOBROU A P ~ S I WIDGGCNIO I OXIGCNIO I E~~~~~~~ I A ~ P L O S A O

completamente

- completamente -4

NO caso B, nio ter hiui<b e m p m 1 pratícamaitc t+c gases &te resultado signifia que o hidrogênio '" :o oxigênio reagiram:

? hiãrp- p a r a d e oxigênio. . . .