Por Projeto Academia de Ciência,

Bafômetro – Um modelo demonstrativo

Conteúdos abordados:
– Química inorgânica, físico-química e química orgânica;
– Oxidação de álcool;
– Reações químicas.
– Análises qualitativas e quantitativas

Objetivos:
Relativos aos conteúdos:
– Mecanismos das reações químicas;
– Reação de oxirredução;
– Relacionar conceitos de química, saúde e sociedade;

Habilidades Científicas:
– Observação, descrição e registro de fenômenos;
– Identificar fatores que influenciam na reação;
– Desenvolver protótipos para analisar fenômenos

Comportamentos e atitudes:
– Capacidade de concentração;
– Habilidade para trabalhar em grupos;
– Organização do espaço de trabalho;
– Questões éticas: saúde e sociedade.

    Atividade Experimental

Título: Construindo um bafômetro caseiro
Disciplina: Química (EM) Conteúdo: Reação de oxirredução.

Objetivo: Determinação qualitativa dos teores de álcool em soluções com diferentes concentrações.

Material:
– 3 balões de aniversário de cores diferentes
-3 pedaços de tubo plástico transparente (1 cm de diâmetro por 10 cm de comprimento)
– 3 barras de giz escolar branco
-3 rolhas ou massa de modelar
– 1 palito de churrasco
– Algodão
– Ácido sulfúrico
– Dicromato de potássio
– Água destilada
– 1 béquer ou copo plástico
– 1 baqueta ou palito de madeira
– 3 pipetas pasteur
– 1 copo graduado
– Álcool (em diferentes concentrações)

Montagem:
– Quebrar o giz em pedaços pequenos (evite que o pó se misture aos fragmentos);
– Preparar a solução: Em 20 ml de água adicione lentamente a 5 ml de ácido sulfúrico (comercialmente concentrado) e 0,5 g de dicromato de potássio. Utilize as pipetas e o copo graduado para fazer esta solução;
– Agitar o sistema até que a solução fique homogênea;
– Colocar os fragmentos de giz em um béquer e a seguir molhe-os utilizando uma pipeta com a solução de dicromato de maneira que eles fiquem úmidos, mas não encharcados;
– Com o auxílio da baqueta ou palito, misturar os fragmentos de giz colorido pela solução de forma que o material fique com uma cor homogênea. Esse material (giz+ solução dicromato não pode ser armazenado, deve ser usado imediatamente após o preparado);
– Inserir um chumaço de algodão em cada um dos tubos (Figura abaixo) e depois coloque as rolhas ou massa de modelar na extremidade em que foi colocado o chumaço de algodão;

bafometro

– Em seguida, colocar mais ou menos a mesma quantidade de fragmentos de giz nos dois tubos e empurrar os fragmentos com o auxílio de um palito de churrasco até que eles fiquem próximos do algodão.
– Colocar 0,5 ml de solução de bebida alcoólica em cada balão com exceção de apenas um, pois é o controle do experimento. Lembrar que cada balão deve receber uma solução em concentração alcoólica diferente para comparar resultados.
– Encher os balões com a mesma quantidade de ar;
– Colocar os balões previamente preparados, como mostra na figura.

bafometro_3

                      Montagem do modelo demonstrativo do bafômetro antes do teste.

– Começando com o balão nº 1, solte o ar vagarosamente, retirando a rolha; (Figura);
– Repetir os procedimentos com as demais amostras de álcool em diferentes concentrações.bafometro_2

                             Montagem dos modelos demonstrativos do bafômetro após o teste com amostras de bebidas alcoólicas.

– Esperar o ar escoar dos balões e compare a alteração da cor nos tubos dos outros grupos;
– Ordenar os tubos em função da intensidade de mudança de cor (alaranjado para azulado). (Figura)bafometro_1

                                                          

Observações:
– Como o ácido sulfúrico concentrado é ao mesmo tempo um ácido forte e um poderoso agente desidratante, ele deve ser manuseado com muito cuidado. A diluição do ácido sulfúrico concentrado é um processo altamente exotérmico e libera calor suficiente para causar queimaduras. Ao preparar soluções diluídas a partir do ácido concentrado, sempre adicione o ácido à água lentamente agitando continuamente a solução.
– Caso o giz esteja muito compactado dentro do tubo transparente, pode ser difícil a passagem do ar. Dessa forma, tome cuidado para não encharcar o giz com a solução de dicromato de potássio.
– A concentração de álcool nas soluções, bem como o número de balões utilizados, pode variar de acordo com a necessidade.
– Nunca reutilize uma pipeta para coletar uma solução diferente da que você coletou inicialmente. Isso pode contaminar a outra substância.

Resultados Esperados
O vapor de álcool contido no ar reage com o dicromato de potássio, provocando uma mudança de cor no giz. A intensidade da mudança na cor é proporcional ao teor de álcool exalado dos balões.

Equações da reação química do bafômetro:

Equação completa:
K2Cr2O7(aq) + 4H2SO4(aq) + 3CH3CH2OH(g) → Cr2(SO4)3(aq) + 7H2O(l) + 3CH3CHO(g) + K2SO4(aq)

Equação na forma iônica:
Cr2O72-(aq) + 8H+(aq) + 3CH3CH2OH(g) → 2Cr3+( aq) + 3CH3CHO(g) +7H2O(l)

Discussão dos Resultados
Quando uma pessoa ingere bebidas alcoólicas, o álcool passa rapidamente para a corrente sangüínea, pela qual é levado para todas as partes do corpo. Esse processo de passagem do álcool do sistema digestório para o sangue leva aproximadamente 20 a 30 minutos, dependendo de uma série de fatores, como peso corporal, capacidade de absorção e gradação alcoólica da bebida.

De acordo com a legislação brasileira em vigor, uma pessoa está incapacitada para dirigir com segurança se tiver uma concentração de álcool no sangue superior a 0,2 g/L. Isso significa que um homem de porte médio tem um volume sangüíneo de aproximadamente cinco litros. Então, esse teor de 0,2 g/L de sangue corresponde a cerca de 1,25 mL de álcool puro como limite máximo permitido. Isso corresponde a uma taça de vinho, uma lata de cerveja ou apenas dois bombons com recheio de licor.

Neste experimento, embora não seja possível determinar a quantidade absoluta de álcool presente nas amostras, é possível ao menos colocá-las em uma seqüência crescente de teor alcoólico. O bafômetro oficial, bem mais sofisticado, indica com maior precisão a quantidade de álcool no sangue, pois correlaciona a quantidade de álcool presente no ar exalado dos pulmões com o álcool contido no sangue da pessoa analisada. Observe que, neste experimento, o balão faz o papel do pulmão e o ar de dentro do balão, ao se equilibrar com o álcool contido na amostra, faz o papel do ar expelido pelos pulmões.

Este experimento pode ser interessante para explorar os assuntos relacionados com os efeitos nocivos do álcool no organismo, bem como os prejuízos da ingestão de álcool para a família e a sociedade.

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