sexta-feira, 5 de dezembro de 2008

Reação de Oxidação

1- Obtenção e Oxidação do Acetileno
Direcionado ao terceiro ano do ensino mádio.

OBJETIVO: Obter hidrocarboneto e realizar a sua oxidação.

INTRODUÇÃO
A química orgânica exerce grande participação no nosso cotidiano. Grande parte dos compostos produzidos em todos os seres vivos, sejam eles vegetais ou animais, é orgânica. Por exemplo, temos a uréia e a glicose. Também a encontramos os compostos orgânicos no combustível, na produção de tinta e sabões e até mesmo em medicamentos.
Além do ar que respiramos que contém oxigênio (O2) e da água que constitui cerca de 70% do nosso corpo, há um átomo que é fundamental, o Carbono. É dos compostos desse elemento que a química orgânica trata. Todo composto orgânico apresenta o elemento carbono, mas nem todo composto que apresenta carbono pode ser classificado como orgânico. Um exemplo disso é o dióxido de carbono (CO2), que
pelas suas propriedades físicas e químicas é classificado como um óxido inorgânico.
Os compostos orgânicos podem participar de vários tipos de reação, dentre elas a oxidação, onde o carbono tem seu estado de oxidação alterado. Dentro dessa classe de reações podemos destacar:
• combustão completa, onde o material orgânico é queimado na presença de oxigênio e como resultado obtém-se dióxido de carbono (CO2) e água.
• combustão incompleta, resultando em diferentes produtos como monóxido de carbono (CO), fulígem (Cs) e vapor de água.
Um exemplo de combustão completa é a envolvendo o gás butano, abaixo apresentada.

C4H10 + 13/2 O2 → 4 CO2 + 5 H2O

É importante destacar que alguns materiais entram em combustão sem fonte externa de calor, denominando assim uma combustão espontânea, gerada de maneira natural, podendo ser pela ação de bactérias que fermentam materiais orgânicos produzindo calor e liberando gases. O
processo fisiológico pelo qual os organismos vivos inalam oxigênio do meio e liberam dióxido de carbono é chamado de respiração. Este nome também é utilizado para nomear o processo pelo qual as células liberam energia, procedente da combustão de moléculas como os carboidratos e
as gorduras. O dióxido de carbono e a água são os produtos que resultam deste processo, chamado respiração celular para distingui-lo do processo fisiológico global da respiração.
Nos animais e plantas, o alimento é o combustível, consideramos a glicose (C6H12O6) o mais importante.

C6H12O6 + 6 O2 → 6 CO2 + 6 H2O

INTRODUÇÃO
O acetileno é o nome usualmente empregado para o alquino, gás etino que possui cheiro intenso e desagradável. É produzido pela reação do carbeto de cálcio (ou carbureto - CaC2(s) ) com a
água.

CaC2 + 2 H2O → Ca(OH)2 + HC ≡ CH
carbeto de cálcio, hidróxido de cálcio e acetileno

O acetileno tem como propriedade característica a capacidade de liberar grandes quantidades de calor durante sua combustão - reação com o oxigênio (O2). Nos maçaricos de oxiacetileno, o acetileno

QUÍMICA ORGÂNICA
Reação de Oxidação

1- Obtenção e Oxidação do Acetileno
reage com oxigênio puro produzindo dióxido de carbono (CO2) e água (H2O) e a chama obtida pode alcançar a temperatura de 2.800ºC. Por esse motivo ele é muito usado em processos de solda de metais que exigem temperaturas elevadas. O gás acetileno também é muito utilizado por exploradores de cavernas nas lanternas de carbureto onde uma grande quantidade do gás é produzida a partir de uma pequena quantidade de carbureto, o que possibilita o funcionamento da lanterna por longo período. O acetileno pode ser empregado também na síntese de muitos compostos orgânicos como ácido acético, plásticos e borrachas sintéticas, porém tem sido substituído em sínteses orgânicas pelo
etileno devido ao seu custo. Por meio de processos ainda não muito conhecidos, este gás age no amadurecimento de frutas, porém menos eficientemente que o etileno.

MATERIAL E REAGENTES
• 3 tubos de ensaio
• suporte para tubos de ensaio
• rolha acoplada a mangueira
• potinho dosador
• misturador
• solução de permanganato de potássio
(KMnO4) 0,5 g/L
• carbeto de cálcio (CaC2)
• fenolftaleína

PROCEDIMENTO
Inserir os tubos de ensaio nas posições A, B e C identificadas no suporte.
Colocar água nos tubos de ensaio até aproximadamente 1/8 dos seus
volumes. Nos tubos A e B adicionar 5 gotas de solução de permanganato
de potássio e reservar o tubo C como branco.
Adicionar uma medida do misturador de carbeto de cálcio no tubo de
ensaio A e tampá-lo rapidamente. Introduzir a extremidade da mangueira na solução de permanganato de potássio do tubo B, como mostra a figura, até observar modificação da solução. Retirar a mangueira e a rolha dos tubos. A seguir, adicionar 3 gotas de fenolftaleína no tubo A.

Observar cada uma das soluções, anotar e explicar o que ocorreu.
Estudando a reação que ocorreu no tubo A


a. Quais são os reagentes? Escrever as respectivas fórmulas químicas. (Lembre-se que a

fenolftaleína é um indicador e não participa da reação).
b. Após adição da fenolftaleína houve mudança de cor da solução indicando a formação de uma base. Escrever a fórmula química desta base.

c. Houve também uma efervescência, indicando a formação de um gás. Qual é a fórmula química deste gás?

d. Organizar as informações acima e escrever a equação química que representa a reação química que ocorreu no tubo A.
Estudando a reação que ocorreu no tubo B

a. Quais são os reagentes? Escrever as respectivas fórmulas químicas.

b. Após a reação houve mudança de cor da solução de permanganato de potássio? Justificar.

c. Organizar as informações e escrever a equação química que representa a reação que ocorreuno tubo B.

http://educar.sc.usp.br/experimentoteca/quimica/8orgreacoxidg_1.pdf

Proteínas


Direcionado ao segundo ano do ensino medio.

2. Albumina e Caseína

OBJETIVO: Detectar a presença de proteínas no ovo e no leite.
QUESTÃO PRÉVIA:
Como podemos detectar a presença de proteína na clara do ovo e no leite?

3. Desnaturação de proteína com solvente orgânico

* Este experimento deve ser realizado de forma demonstrativa, no inicio da aula.
OBJETIVO: Verificar a desnaturação de uma proteína por solvente orgânico.

INTRODUÇÃO
Os seres vivos são constituídos por macromoléculas responsáveis pela maioria das funções vitais.
Uma delas é a proteína, nome derivado do grego protos que significa a “mais importante” ou “a primeira”. As proteínas, macromoléculas orgânicas, têm os α-aminoácidos como subunidades estruturais básicas os quais possuem um grupo amino e o radical R ligados ao primeiro átomo de carbono (α), em relação ao grupo ácido carboxílico. Os α-aminoácidos se diferenciam pela cadeia lateral e apresentam a estrutura geral:
R

H2N - Cα - COOH

H
Para formar proteínas, os aminoácidos se ligam através das chamadas ligações peptídicas, ligação dos grupos amino de um aminoácido e carboxila de outro, com eliminação de uma molécula de água.



As proteínas podem ter propriedades e atividades totalmente diferentes pelas diversas combinações e seqüências dos 20 aminoácidos existentes. Basta uma única mudança em qualquer dos aminoácidos de uma seqüência para se ter uma nova proteína.

Podemos descrever a estrutura da proteína em quatro níveis:

• Estrutura primária – seqüência dos aminoácidos na cadeia polipeptídica.
• Estrutura secundária – refere-se à configuração espacial da cadeia polipeptídica, como ela se enrola ou forma camadas. A estrutura mais comum em proteínas animais é a hélice-α , uma forma helicoidal. Uma estrutura secundária alternativa é a folha pregueada β.

Muitasproteínas consistem de regiões de α-hélices e folhas pregueadas β alternadas.
Estrutura terciária – especifica a forma na qual a α-hélice, a folha pregueada β e outras regiões estão dobradas.
Estrutura quaternária – associação entre proteínas individuais para formar um arranjoespecífico.

A perda das estruturas secundária e terciária da proteína ou rompimento de ligações peptídicas é denominada desnaturação da proteína. São fatores que provocam a desnaturação: calor, radiações eletromagnéticas de certos comprimentos de onda (como as emitidas em um microondas ou os raios ultravioletas do Sol), ácidos e bases, solventes orgânicos, íons de metaispesados.
É comum o regurgitar de um bebê. O cheiro azedo é característico da acidez do suco gástrico que se encontra no estômago e o coágulo que ele regurgita é a proteína presente no leite. Essa proteína coagula ao entrar em contato com o ácido, perdendo suas estruturas secundária e terciária as quais são mantidas pelas pontes de hidrogênio.

As proteínas têm as seguintes funções:

Estrutural – Colágeno (tecido conjuntivo fibroso – tendões, osso, cartilagem)
Enzimática – DNA-polimerase (replica e repara o DNA)
Hormonal – Insulina (regula o metabolismo da glucose)
Contráteis – Miosina (filamentos espessos na miofibrila)
Protetora do sangue - Fibrinogênio (precursor da fibrina na coagulação do sangue)
Transporte – Hemoglobina (transporta O2 no sangue de vertebrados)
Armazenamento – Ferritina (armazenamento de ferro no baço)

2 - ALBUMINA E CASEÍNA
O ovo possui uma composição média de 73,67% de água, 12,50% de proteínas, 12,02% de gorduras e 1,81% de sais minerais. Por conter muita água, ele espirra na hora de fritar. Na clara há uma mistura de proteínas, sendo a albumina a principal. A gema é rica em nutrientes e contém
várias proteínas diferentes, além de uma grande quantidade de gordura, o colesterol.
O leite de vaca possui uma composição média de 87,3% de água, 4,6% de lactose, 3,9% de gordura 3,3% de proteínas e 0,65% de sais minerais.

MATERIAL E REAGENTES
• ácido acético diluído (CH3COOH) -
vinagre
• 2 potinhos
• pote grande
• colher de sobremesa
• conta-gotas
• leite
• clara de ovo

PROCEDIMENTO
Colocar no potinho uma colher de clara de ovo fornecida pelo professor. Adicionar 30 gotas devinagre. Anotar suas observações e explicar o que ocorreu.
No outro potinho, colocar leite até a primeira marca e adicionar 30 gotas de vinagre. O que ocorreu com o leite? Anotar suas observações.
Considerando os conhecimentos adquiridos durante o experimento responder novamente a questão prévia.

MATERIAL E REAGENTES
• álcool etílico (CH3CH2OH)
• recipiente plástico vermelho
• ovo

PROCEDIMENTO
Colocar álcool etílico no recipiente plástico até metade de seu volume. Adicionar um ovo sem a
casca e esperar por aproximadamente 20 minutos. Anotar suas observações e explicar o que ocorreu.

Reações Químicas


Direcionado ao terceiro ano do ensino médio

REAÇÃO DE SÍNTESE E REAÇÃO DE DECOMPOSIÇÃO
OBJETIVO: Estudar reações de síntese e decomposição, identificando-as.
QUESTÃO PRÉVIA: Como podemos identificar uma reação de síntese ou decomposição?


INTRODUÇÃO

Há vários séculos o homem convive com uma grande variedade de materiais encontrados na natureza, podendo estes sofrer transformações físicas e/ou químicas. Quando um material sofre uma transformação onde há alteração de seus componentes, dizemos que ele sofreu uma
transformação química (reação química). Caso contrário trata-se de uma transformação física.
Em uma transformação química, as substâncias que sofrem transformação são chamadas de reagentes e as que resultam desta transformação são chamadas de produtos. Em geral podemos reconhecer a ocorrência de uma transformação química através de alterações que podem ocorrer no sistema, tais como, mudança de cor, liberação de gás (efervescência), formação de um sólido (precipitado), aparecimento de chama ou luminosidade e alteração de temperatura. No entanto vale ressaltar que nem sempre podemos afirmar que ocorreu uma reação química baseando nas alterações ocorridas no sistema. Por exemplo, a mistura de água e álcool leva a um aquecimento, porém não se trata de uma reação química e sim de um fenômeno de dissolução exotérmica. Existem transformações químicas em que nada é observado sendo, às vezes, necessário dispor de técnicas mais avançadas para identificá-las.
As reações podem ser classificadas em síntese, decomposição, simples troca ou dupla troca.
Temos reação de síntese quando duas ou mais substâncias reagem formando uma única substância. Como exemplo temos a síntese da amônia (NH3) por meio da reação do nitrogênio (N2) com o hidrogênio (H2):
N2 + 3 H2 → 2 NH3


Quando duas ou mais substâncias são formadas a partir de uma única substância temos uma reação de decomposição. Um exemplo é a transformação da água oxigenada (H2O2 - peróxido
de hidrogênio) em água (H2O) e oxigênio (O2):


2 H2O2 → 2 H2O + O2


REAÇÃO DE SÍNTESE E REAÇÃO DE DECOMPOSIÇÃO

MATERIAL E REAGENTES
• pinça de metal
• fósforo
• vidro de relógio
• suporte com pinça de madeira
• tubo de ensaio
• conjunto de mangueira e rolha
• béquer de 100 mL
• espátula de metal (professor)
• lamparina
• frasco dosador para álcool
• fita de magnésio (Mg)
• frasco conta-gotas com água (H2O)
• fenolftaleína
• álcool etílico (CH3CH2OH)
• carbonato de magnésio (MgCO3)
• solução de hidróxido de sódio (NaOH)
0,01mol/L
Química

PROCEDIMENTO
Com o auxílio de uma pinça de metal e acima do vidro de relógio, queimar uma fita de magnésio, como mostra a figura ao lado.
Depositar o produto formado sobre o vidro de relógio. Anotar suas observações.

a) Escrever a equação química que representa a reação. Dar os nomes aos compostos envolvidos.

b) A que função química pertence o produto formado?
c) Classificar a reação. Justificar por quê.
Acrescentar 20 gotas de água ao produto do vidro de relógio de modo a formar uma mistura e
adicionar 3 gotas de solução de fenolftaleína. Anotar suas observações.

a) Escrever a equação química que representa a reação. Dar os nomes aos compostos envolvidos.

b) Qual o caráter do óxido formado?

c) Classificar a reação. Justificar por quê.


Montar o sistema de acordo com a figura ao lado e colocar 1 espátula
cheia de carbonato de magnésio no tubo de ensaio.
No béquer colocar água até 1/3 do seu volume, 4 gotas de solução
de hidróxido de sódio e 4 gotas de fenolftaleína.
Mergulhar a extremidade da mangueira no béquer e aquecer o tubo
com a lamparina até se observar alteração na solução do béquer. Ao
final do experimento, antes de cessar o aquecimento, retirar a
mangueira da solução do béquer. Anotar o observado.

a) Escrever a equação química que representa a reação que ocorreu no tubo de ensaio. Dar os nomes dos compostos envolvidos.

b) Classificar a reação. Justificar por quê.

c) Escrever as equações químicas que representam as reações que ocorreram no béquer.


Considerando os conhecimentos adquiridos durante o experimento responda novamente a questão prévia.