Telecurso 2000 Química Nível Médio - qui35

Telecurso 2000 Química Nível Médio - qui35

AULA 35

Descobrimos como fabricar soda cÆustica! lReciclagem de papel lFabricaçªo de papel lProduçªo de hidróxido de sódio: eletrólise l Partículas carregadas: íons l Indicadores

fiO que Ø uma indœstria química fiAspectos importantes numa indœstria química: - matØria-prima

- energia

- meio ambiente fiAmônia faz o papel de tornassol ficar azul

Qualquer indœstria, seja de produtos químicos ou nªo, compra a matØriaprima, trabalha essa matØria-prima e obtØm os produtos. Isto quer dizer que qualquer indœstria se preocupa com:

fornecimentofornecimento fornecimento fornecimento fornecimento fi fabricaçªo fabricaçªo fabricaçªo fabricaçªo fabricaçªo fi venda venda venda venda venda

A indœstria química procura produzir substâncias que possibilitem a outras indœstrias fabricar produtos melhores, usando materiais que existem na natureza.

Com o aumento do consumo, aumenta a extraçªo dos produtos que existem na natureza. Por outro lado, os materiais depois de utilizados sªo jogados fora, aumentando muito o volume de lixo produzido. É por isso que no mundo moderno Ø muito importante a reciclagem do material usado. Por exemplo: como se pode reciclar o papel?

A U L A 35

O que vocΠvai aprender

Seria bom jÆ saber

Isto lhe interessa

AULA35 reciclagem de papelreciclagem de papelreciclagem de papelreciclagem de papelreciclagem de papel lPicar o papel. lDeixar o papel de molho em bastante Ægua de um dia para o outro. lBater o papel e a Ægua num liquidificador.Passar por uma peneira. lTirar a massa que ficou sobre a peneira e colocar sobre papel que absorve Ægua (pode ser papel jornal). lSecar bem.

Quando se deixa o papel de molho, ele solta muitos fiapos, que parecem fios bem fininhos. Esses fios sªo a celulose. O papel nada mais Ø do que um emaranhado de fibras de celulose.

cadeia, chama-sepolímero.polímero.polímero.polímero.polímero.

CeluloseCeluloseCeluloseCeluloseCelulose Ø uma cadeia longa formada pela repetiçªo de muitas molØculas de GlicoseGlicoseGlicoseGlicoseGlicose. A glicose Ø uma substância que se forma nas plantas, pela reaçªo do gÆs carbônico com a Ægua na presença da luz. A substância formada pela repetiçªo, de uma molØcula, formando uma

A celulose Ø um polímero natural. Na fabricaçªo do papel, mistura-se cola para que as fibras fiquem juntas e nªo se desmanchem. É misturada tambØm uma substância branca para deixar o papel branco.

Para se ter uma idØia da economia que se faz reciclando papel, vamos ver como o papel Ø fabricado a partir da madeira.

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+ - hidrogêniocloro hidróxido de sódio entrada de solução de cloreto de sódio

Cl- OHNa+

Fabricaçªo de papel: A Ærvore Ø cortada em pedaços pequenos, depois misturada com soluçªo de hidróxido de sódio. Aí se vŒ que a Ærvore se desmanchou, pois aparecem os fiapinhos de celulose.

Quando reciclamos papel, estamos economizando hidróxido de sódio. Economizamos tambØm energia, porque o tratamento da madeira Ø feito por meio do cozimento da madeira com soluçªo de hidróxido de sódio.

Muitas pessoas pensam que, ao fabricar papel, as indœstrias cortam Ærvores de qualquer lugar. Na realidade, as indœstrias de papel tŒm suas próprias plantaçıes. Novas Ærvores sªo plantadas no lugar daquelas que foram cortadas. A plantaçªo Ø feita de forma bem organizada.

O nome comercial do hidróxido de sódiohidróxido de sódiohidróxido de sódiohidróxido de sódiohidróxido de sódio Ø soda cÆusticasoda cÆusticasoda cÆusticasoda cÆusticasoda cÆustica. Este produto Ø vendido no comØrcio como desentupidor de pia. É uma substância sólida, branca, que parece escama de peixe. Existe tambØm um outro produto comercial que Ø vendido para limpar a gordura do fogªo. Esse produto tambØm Ø soda cÆustica, só que em soluçªo.

Exercício 1Exercício 1Exercício 1Exercício 1Exercício 1

Qual Ø a propriedade do hidróxido de sódio que permite usÆ-lo para desentupir pia e para limpar fogªo?

Como se fabrica o hidróxido de sódio?

Mesmo em revistas de ciŒncias para crianças, Ø possível encontrar o processo de fabricaçªo do hidróxido de sódio, porque Ø a mesma reaçªo que ocorre quando se separa o hidrogŒnio e o oxigŒnio da Ægua.

O hidróxido de sódio Ø fabricado passando corrente elØtrica por uma soluçªo de sal em Ægua.

árvores cortadas polpa solução de hidróxido de sódio madeira cortada em pequenos pedaços celulose natural (fiapinhos de celulose) polpa mergulhada em solução de hidróxido de sódio para dissolver gomas e resinas fibras de celulose natural usadas para fazer papel

AULA35

A reaçªo Ø feita com o uso da energia elØtrica, passando uma corrente elØtrica por uma soluçªo de sal em Ægua.

Se ligarmos dois fios aos pólos de uma pilha ou bateria e mergulharmos as duas pontas dos fios numa soluçªo de sal em Ægua, observaremos o desprendimento de gases perto das duas pontas. Veremos que num dos lados sai mais gÆs do que no outro. Recolhendo o gÆs do lado por onde ele sai em menor quantidade, podemos provar que se trata de oxigŒnio. Se colocarmos nesse gÆs um palito de fósforo em brasa, verificaremos que a brasa se acende. O gÆs que sai perto da outra ponta Ø o hidrogŒnio. Comparando os volumes dos dois gases, vemos que o do hidrogŒnio Ø o dobro do oxigŒnio. Esta Ø uma prova de que a Ægua Ø composta de dois Ætomos de hidrogŒnio e um de oxigŒnio.

Mas, o que acontece com a molØcula de Ægua quando passa corrente elØtrica pela soluçªo? A molØcula de Ægua se transforma pela açªo da energia que vem da pilha.

No fio que estÆ ligado ao pólo negativo da pilha, forma-se hidrogŒnio e sobra o grupo -OH. Esse grupo -OH Ø chamado hidróxidohidróxidohidróxidohidróxidohidróxido e tem carga negativacarga negativacarga negativacarga negativacarga negativa. É representado por:

O sinal negativo escrito na parte superior do lado direito quer dizer que Ø uma partícula carregada negativamente.carregada negativamente.carregada negativamente.carregada negativamente.carregada negativamente.

Todas as partículas carregadas negativamente sªo chamadas ânions ânions ânions ânions ânions. Nesse pólo forma-se, entªo, o hidróxido de sódio.

No fio que estÆ ligado ao pólo positivo da pilha, se desprende o oxigŒnio, e sobram duas partículas de hidrogŒnio, que ficam separadas. As partículas de hidrogŒnio que sobraram tŒm carga positivacarga positivacarga positivacarga positivacarga positiva.

O sinal positivo escrito na parte superior do lado direito quer dizer que se trata de uma partícula carregada positivamentecarregada positivamentecarregada positivamentecarregada positivamentecarregada positivamente.

Todas as partículas carregadas positivamente sªo chamadas cÆtionscÆtionscÆtionscÆtionscÆtions. Tanto os cÆtions como os ânions sªo chamados íonsíonsíonsíonsíons. Portanto:

onsonsonsonsons sªo todas as partículas carregadas, positivas (cÆtions) (cÆtions) (cÆtions) (cÆtions) (cÆtions) ou negativas (ânions)(ânions)(ânions)(ânions)(ânions) .

oxigênio hidrogênio bateria

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Se essa experiŒncia for feita com os dois fios mergulhados na soluçªo, sem íons H+ que sobraram do outro lado, formando a molØcula de Ægua outra vez.

É possível reconhecer a presença de íons H+ e de íons OH- com um indicadorindicadorindicadorindicadorindicador.

IndicadoresIndicadoresIndicadoresIndicadoresIndicadoressªo substâncias que revelam a presença de íons Hsªo substâncias que revelam a presença de íons Hsªo substâncias que revelam a presença de íons Hsªo substâncias que revelam a presença de íons Hsªo substâncias que revelam a presença de íons H

e de íons OHe de íons OHe de íons OHe de íons OHe de íons OH ----- numa soluçªo, porque mudam de cor na presença numa soluçªo, porque mudam de cor na presença numa soluçªo, porque mudam de cor na presença numa soluçªo, porque mudam de cor na presença numa soluçªo, porque mudam de cor na presença de Hde Hde Hde Hde H+ e de OH e de OH e de OH e de OH e de OH

. DÆ para saber se existem íons H . DÆ para saber se existem íons H . DÆ para saber se existem íons H . DÆ para saber se existem íons H . DÆ para saber se existem íons H+ ou ou ou ou ou íons OHíons OHíons OHíons OHíons OH ----- pela cor do indicador. pela cor do indicador. pela cor do indicador. pela cor do indicador. pela cor do indicador.

O tornassol, usado para identificar a presença da amônia, Ø tambØm um

Existem substâncias naturais que funcionam como indicadores. O repolho roxo Ø um deles. Muitas flores tambØm funcionam como indicadores.

VocŒ pode testar, esmagando pØtalas de flor e colocando vinagre ou um

O processo de preparar uma substância usando energia elØtrica chama-se eletróliseeletróliseeletróliseeletróliseeletrólise. É um processo muito usado na indœstria. Muitas substâncias sªo preparadas por eletrólise, principalmente metais, como por exemplo o alumínio.

VocŒ precisa saber lPolímeroPolímeroPolímeroPolímeroPolímero Ø um composto em que uma mesma molØcula (ou um grupo de Ætomos) se repete, formando uma cadeia.

lCeluloseCeluloseCeluloseCeluloseCelulose Ø um polímero natural em que o grupo de Ætomos que se repete Ø a molØcula da glicose.

lSoda cÆusticaSoda cÆusticaSoda cÆusticaSoda cÆusticaSoda cÆustica Ø o nome comercial do hidróxido de sódiohidróxido de sódiohidróxido de sódiohidróxido de sódiohidróxido de sódio. lonsonsonsonsons sªo Ætomos ou grupos de Ætomos com carga elØtrica. lnionsnionsnionsnionsnions sªo Ætomos ou grupos de Ætomos com carga elØtrica negativa. lCÆtionsCÆtionsCÆtionsCÆtionsCÆtions sªo Ætomos ou grupos de Ætomos com carga elØtrica positiva.

lEletróliseEletróliseEletróliseEletróliseEletrólise Ø um processo de decomposiçªo de substâncias por meio da corrente elØtrica.

lNa eletrólise da Æguaeletrólise da Æguaeletrólise da Æguaeletrólise da Æguaeletrólise da Ægua forma-se:

No pólo negativo da pilhaNo pólo negativo da pilhaNo pólo negativo da pilhaNo pólo negativo da pilhaNo pólo negativo da pilha: gÆs hidrogŒnio (H2) e ânions hidróxido (OH- )

No pólo positivo da pilhaNo pólo positivo da pilhaNo pólo positivo da pilhaNo pólo positivo da pilhaNo pólo positivo da pilha: gÆs oxigŒnio (O2) e cÆtions hidrogŒnio (H+ ) lIndicadoresIndicadoresIndicadoresIndicadoresIndicadores sªo substâncias que tŒm uma cor em presença de cÆtions H+ e outra cor em presença de ânions OH- . Servem para ver se numa soluçªo hÆ

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VocŒ jÆ sabe que, na eletrólise da Ægua, forma-se no pólo negativo e no pólo positivo da pilha, respectivamente:

SerÆ que podemos escrever equaçıes químicas para o que acontece no pólo positivo e no pólo negativo?

Primeiro precisamos saber o que sªo elØtronselØtronselØtronselØtronselØtrons e entender o que Ø uma pilhapilhapilhapilhapilha. ElØtrons sªo partículas, como os Ætomos, só que muito menores. VocŒ deve estar pensando: “Se os Ætomos jÆ sªo tªo pequenos que nªo dÆ para ver, como devem ser os elØtrons?” Um elØtron pesa umas 2.0 vezes menos que o Ætomo mais leve, que Ø o de hidrogŒnio. AlØm disso, o elØtron tem uma carga elØtrica, que Ø negativa.

Uma pilha tem um pólo negativo e um pólo positivo. O pólo negativo solta elØtrons, e o pólo positivo absorve elØtrons. Mas isto nªo ocorre assim sem mais nem menos. Os dois pólos precisam estar ligados por alguma coisa capaz de carregar os elØtrons. Normalmente isto Ø feito por um fio de metal. VocŒ deve lembrar-se de que os metais conduzem a eletricidade. Isto significa que eles podem carregar elØtrons, ou seja, levar elØtrons de uma ponta de um fio metÆlico atØ a outra.

A soluçªo de um sal em Ægua Ø capaz de conduzir a eletricidade. Na aula 36 vocŒ vai ver isto melhor. Por enquanto vamos ver o que acontece com a Ægua quando mergulhamos dois fios nela, um ligado ao pólo negativo de uma pilha, e o outro, ao pólo positivo. Ocorrem as seguintes reaçıes:

No pólo negativo:2H2O + 2e- fi 2OH-
No pólo positivo:2H2O fi 4H+

+ O2 + 4e-

O símbolo e- representa o elØtron. Temos de lembrar que isto nªo Ø um

Ætomo; tambØm nªo chamamos isso de ânion, apesar de ser uma partícula com carga negativa; Ø apenas um elØtron.

Vemos que no pólo negativo os produtos da reaçªo sªo ânions hidróxido e gÆs hidrogŒnio. No pólo positivo os produtos sªo cÆtions hidrogŒnio e gÆs oxigŒnio. O pólo negativo da pilha solta elØtrons; por isso os elØtrons aparecem do lado dos reagentes. O pólo positivo absorve elØtrons; por isso eles aparecem do lado dos produtos. Eles sªo formados na reaçªo e vªo para o pólo positivo.

Agora hÆ uma coisa importante. O nœmero de elØtrons que o pólo positivo da pilha recebe nªo pode ser maior ou menor do que o nœmero de elØtrons que o pólo negativo solta. Por isso as duas equaçıes escritas anteriormente precisam ser consideradas juntas. Para que o nœmero de elØtrons seja igual, a equaçªo do pólo negativo precisa ser multiplicada por 2.

Pólo negativo:4H2O + 4e- fi 4OH-

+ 2H2

Pólo positivo:2H2O fi 4H+

+ O2 + 4e-

Agora dÆ para ver que se forma o dobro de molØculas de hidrogŒnio que de oxigŒnio. De fato, na eletrólise da Ægua, o volume de hidrogŒnio Ø o dobro do volume de oxigŒnio.

Vamos pensar mais

AULA35 oPor que Ø importante reciclar papel. oComo se recicla papel. oQue o papel Ø formado de fibras de celulose. oQue celulose Ø um polímero natural em que a unidade que se repete Ø a glicose. oO nome comercial do hidróxido de sódio. oTrŒs usos do hidróxido de sódio. oComo se faz uma eletrólise.

oQuais sªo as molØculas e os íons que se formam na eletrólise de uma soluçªo de cloreto de sódio.

oPara que serve um indicador. oDar dois exemplos de indicador.

Exercício 2Exercício 2Exercício 2Exercício 2Exercício 2 Classifique como verdadeira (V) ou falsa (F) cada uma das afirmaçıes a seguir:

a)a)a)a)a)( )Papel Ø feito de fibras de celulose. b)b)b)b)b)( )Celulose Ø a mesma coisa que glicose. c)c)c)c)c)( )Madeira Ø a matØria-prima usada na fabricaçªo de papel. d)d)d)d)d)( )Usa-se cloreto de sódio no processo de fabricaçªo de papel. e)e)e)e)e)( )O nome comercial do hidróxido de sódio Ø soda cÆustica.

Exercício 3Exercício 3Exercício 3Exercício 3Exercício 3 Por que Ø importante reciclar o papel?

Exercício 4Exercício 4Exercício 4Exercício 4Exercício 4 Qual Ø a fonte de energia usada na eletrólise?

Agora eu sei

Vamos exercitar

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Exercício 5Exercício 5Exercício 5Exercício 5Exercício 5

Quais sªo os dois gases que se formam quando se faz passar uma corrente elØtrica atravØs de uma soluçªo de cloreto de sódio em Ægua, contendo pouco sal?

Exercício 6Exercício 6Exercício 6Exercício 6Exercício 6 O que sªo íons? Como se chama o íon positivo? E o negativo?

Exercício 7Exercício 7Exercício 7Exercício 7Exercício 7 O que Ø íon hidróxido? Qual Ø o seu símbolo químico?

Exercício 8Exercício 8Exercício 8Exercício 8Exercício 8

O que acontece com a molØcula de Ægua quando se faz passar uma corrente elØtrica atravØs de uma soluçªo de cloreto de sódio?

Exercício 9Exercício 9Exercício 9Exercício 9Exercício 9 O que Ø eletrólise?

Exercício 10Exercício 10Exercício 10Exercício 10Exercício 10 Como se faz a eletrólise de uma soluçªo de cloreto de sódio em Ægua?

Exercício 1Exercício 1Exercício 1Exercício 1Exercício 1

Quais sªo os íons que se formam quando a molØcula de Ægua se quebra? Escreva os seus respectivos símbolos.

Exercício 12Exercício 12Exercício 12Exercício 12Exercício 12 O que Ø um indicador? DŒ um exemplo.

Exercício 13Exercício 13Exercício 13Exercício 13Exercício 13 Por que se diz que o repolho roxo Ø um indicador?

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