Autor: GABRIEL ARAUJO | Publicado: 2012-01-13T09:34:00-08:00


Cal + Água com Gás: Conhecendo os Óxidos

Esse experimento permite ao professor trabalhar o conceito dos
óxidos que, via de regra, encerra o estudo das funções inorgânicas nos anos
finais do ensino fundamental. Conceitos pertinentes ao eixo temático Vida e
Ambiente, como solubilidade, filtração, lei de conservação das massas e
reações de síntese e de neutralização também poderão ser abordados.

Material utilizado

a- 2 frascos de vidro ou de plástico transparentes, longos e com capacidade
entre 100 e 300 mL. Podem-se utilizar frascos vazios de azeitona, pimenta,
azeite, alcaparras, etc.
b- água comercial com gás suficiente para encher uma das garrafas utilizadas
(evite abrir o frasco antes de iniciar o experimento, evite também utilizar água
gaseificada com sabor)
c- água sem gás para encher uma das garrafas utilizadas (pode-se utilizar
água de torneira)
d- cal virgem de pintura (encontrado em lojas de material de construção; para
cada 100 mL de água será usado 0,5 g de cal)
e- espátula

Experimento

1. Com o auxílio de uma espátula, adicione em cada frasco 0,5 g de cal (para
cada 100 mL de água será utilizado 0,5 g de cal).
2. Abra a garrafa de água com gás, verta a água na quantidade relativa ao cal
adicionado no item 1 e tampe-o rapidamente.
3. Faça o mesmo no segundo frasco, usando água sem gás ou da torneira e
tampe-o. Procure executar esse procedimento logo após o anterior.
4. Agite os frascos até que seja observada uma solução homogênea de
aparência leitosa.
5. Concluída a homogeneização e observação das soluções formadas, deixe
em repouso por cerca de 10 minutos.
6. Verifique se algo mudou nas soluções e o porquê dessas mudanças.

Observação:

Após os 10 minutos determinados, pode-se verificar que a solução
do frasco que continha água com gás estará praticamente transparente.
Haverá uma grande quantidade de um precipitado branco, ao passo que a
solução do frasco que continha água sem gás se manterá com a mesma
aparência leitosa.

Entendendo o experimento

As relações entre ciência, tecnologia, sociedade e ambiente estão
cada vez mais presentes em nossas vidas. Minérios, chuva ácida, cerâmicas,
calagem do solo, aquecimento global e metalurgia, por exemplo, são alguns
dos assuntos frequentes nas notícias que lemos, vemos, ouvimos e
discutimos com naturalidade. Ao investigar cada um desses assuntos com
lentes mais científicas, perceberemos a presença de um tipo característico de
substância: os óxidos.
Os óxidos são substâncias formadas pela combinação de um ou mais
átomos de oxigênio com um ou mais átomos de um outro elemento menos
eletronegativo que o oxigênio. Duas das mais importantes classificações dos
óxidos são: óxidos ácidos e óxidos básicos. Ambos possuem grande inserção
em nosso cotidiano, mas revestidos de outros significados, como, por
exemplo, a “cal”, a “ferrugem”, o “gás do refrigerante”, dentre outros.
Uma discussão mais profunda sobre os óxidos deve ser feita,
deixando claro o conceito de óxidos básicos e óxidos ácidos, de acordo com
o grau de compreensão dos estudantes. Nesse momento, pode-se identificar
o gás presente na água com sendo o óxido ácido CO2 (dióxido de carbono) e
a cal como o óxido básico CaO (óxido de cálcio).
Para melhor compreensão do fenômeno ocorrido, pode-se iniciar a
discussão sobre as reações químicas que envolvem óxidos ácidos e básicos.
Dessa forma, considerando que tanto o CO2 quanto o CaO estão em meio
aquoso, a reação 1 (exclusivamente no frasco com água com gás) e a reação
2 (em ambos os frascos) ocorrem.
A Química perto de você | 108
Reação 1: CO2 (aq) + H2O (l) H2CO3 (aq)
Reação 2: Cao (s) + H2O (l)  Ca(OH)2 (aq)
Ainda é possível discutir reações de neutralização, envolvendo ácidos
e bases, que servirão de suporte para a conclusão de que, no frasco onde
ocorreram as reações 1 e 2, houve também a reação 3.
Reação 3: H2CO3 (aq) + Ca(OH)2 (aq)  CaCO3 (s) + 2H2O (l)
Ao término da discussão, os estudantes concluirão que ao adicionar
óxido de cálcio à água ocorre a formação de hidróxido de cálcio, substância
solúvel em água e utilizada para caiar paredes.
Por outro lado, ao dissolver CO2 em água, ocorre a formação do ácido
carbônico, substância utilizada em bebidas gaseificadas e que à temperatura
ambiente é instável, sendo logo decomposta de volta à água e ao dióxido de
carbono (bolhas que saem da água com gás e refrigerantes). Quando
presentes no mesmo meio, o ácido carbônico e o hidróxido de cálcio reagem
formando carbonato de cálcio e água. Por ser insolúvel em água, o carbonato
de cálcio precipita e, à medida que isso acontece, vai tornando a solução
mais clara. Neste contexto, o assunto solubilidade pode aparecer
naturalmente.
Por fim, pode-se proceder a uma filtração com filtro de papel com o
objetivo de reter o carbonato de cálcio.
Segundo Krasilchik, a partir da década de 1990 iniciou-se uma tendência
em adotar um modelo de ensino de ciências em que “os alunos passam a estudar
conteúdos científicos relevantes para sua vida, no sentido de identificar os
problemas e buscar soluções para os mesmos”. Adotando esse posicionamento, o
professor poderá utilizar o conceito de óxido ácido para tratar, por exemplo, do
SO2, SO3, NO e NO2, substâncias responsáveis pela chuva ácida, além de vários
outros problemas ambientais. Ainda no bojo das relações entre óxidos ácidos e o
meio ambiente, há o CO e o CO2, sendo este último o gás mais abundante
produzido e liberado na atmosfera pelo homem.
Ao trabalhar o conceito de óxido básico poderá se falar sobre os
minérios, a metalurgia em geral e a calagem dos solos utilizados na
agricultura.

Resíduos, tratamento e descarte

Os resíduos gerados neste experimento podem ser descartados no
lixo comum.