Experimento: Garrafa Azul

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No experimento “a garrafa azul”, são necessários equipamentos de segurança
No experimento “a garrafa azul”, são necessários equipamentos de segurança

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por Diogo

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Por Diogo Dias

O experimento que propomos aqui consiste no preparo de uma solução por meio de algumas substâncias no interior de uma garrafa PET. Esse processo é interessantíssimo para que o estudante possa compreender alguns assuntos importantes da Química, como:

  • Deslocamento de equilíbrio químico;

  • Solubilidade de substâncias em água;

  • Fenômenos exotérmicos (liberação de energia na forma de calor);

  • Catalisadores (substâncias que favorecem o aumento da velocidade de uma reação);

  • Redução e oxidação em compostos orgânicos.

 

Materiais necessários

  • 600 mL de água;

  • 5 mL de azul de metileno (indicador encontrado em lojas de reagentes químicos e produtos para laboratório ou em farmácias);

  • 18 gramas de dextrose ou glicose (encontrada em loja de suplementos para atletas);

  • 10 gramas de hidróxido de sódio puro (encontrado em lojas de reagentes químicos e produtos para laboratório) ou soda cáustica (encontrada em supermercados);

  • 1 garrafa PET de 1,5 L a 2 L de capacidade;

  • Luvas descartáveis;

  • Jaleco de manga comprida;

  • Óculos de proteção;

  • Máscara de proteção.

 

Procedimento

  • 1º Passo: Adicionar toda a água ao interior da garrafa;

  • 2º Passo: Adicionar todo o hidróxido de sódio à garrafa com água. Fechar muito bem a garrafa. Em seguida, agitar bem para que todo o hidróxido seja dissolvido (esse passo requer muita atenção, pois a mistura terá elevação de temperatura);

  • 3º Passo: Adicionar toda a glicose ao interior da garrafa e fechá-la bem. Em seguida, agitar para que toda a glicose seja dissolvida;

  • 4º Passo: Adicionar todo o azul de metileno no interior na garrafa, fechar bem e agitar vigorosamente por cinco segundos (Nesse passo, toda a solução ficará azul);

  • 5º Passo: Deixar a garrafa em repouso (Nesse passo, toda a solução ficará incolor).

 

Discussão dos resultados

1ª Discussão:

Inicialmente, antes da adição do azul de metileno, temos na solução a presença de ácidos carboxílicos e sais de ácidos carboxílicos. Eles são produzidos porque:

  • Quando a glicose está em meio básico, seu grupo carbonila é convertido em um grupo carboxila. Isso ocorre por intermédio do oxigênio presente no ar.

Equação da oxidação da molécula de glicose em meio ácido

Equação da oxidação da molécula de glicose em meio ácido

  • O ácido carboxílico formado tem a tendência de interagir com o hidróxido de sódio e formar um sal de ácido carboxílico.

Equação de formação do sal de ácido carboxílico
Equação de formação do sal de ácido carboxílico

2ª Discussão:

Resultado final do experimento da garrafa azul
Resultado final do experimento da garrafa azul

Após a adição do azul de metileno (4o passo), agitação e repouso (5o passo), observa-se que, com a agitação, a solução fica azul, mas, em repouso, volta a ser incolor.

Essa mudança de cor acontece porque, na ausência de gás oxigênio, o azul de metileno é reduzido a leucometileno. Quando agitamos a garrafa, fazemos com que o oxigênio seja dissolvido na água, formando ácidos e sais de ácidos carboxílicos.

Na presença de oxigênio, o leucometileno converte-se em azul de metileno. Quando a concentração de O2 zera porque o azul de metileno forneceu todo o oxigênio à glicose, temos a transformação do azul de metileno novamente em leucometileno.

Equilíbrio químico presente no experimento “a garrafa azul”
Equilíbrio químico presente no experimento “a garrafa azul”

 

Relação do experimento com conteúdos químicos

Durante a realização do experimento, podemos visualizar na prática vários conceitos químicos:

a) Solubilidade em água:

A solubilidade de uma substância em água depende de diversos fatores, como composição química e o tipo de força intermolecular que a molécula realiza.

  • O hidróxido de sódio é solúvel em água porque é uma base inorgânica (formada por um metal e uma hidroxila);

  • A glicose é bastante solúvel em água por apresentar hidroxilas, que interagem com as moléculas de água por meio de ligações de hidrogênio.

Fórmula estrutural da glicose
Fórmula estrutural da glicose

b) Processo exotérmico

Quando o hidróxido de sódio dissolve-se em água, ele libera uma certa quantidade de calor.

c) Catalisadores

Os catalisados diminuem a energia de ativação de um processo químico, aumentando a velocidade da reação. No experimento foram utilizados dois catalisadores:

  • Hidróxido de sódio

  • Azul de metileno

Se não utilizarmos essas substâncias, não haverá alteração de cor no experimento.

d) Deslocamento de equilíbrio químico

Quando um sistema em equilíbrio é perturbado (recebe uma quantidade maior de uma substância ou sofre ação da pressão e temperatura), ele busca, logo em seguida, voltar a situação de equilíbrio.

No experimento, perturbamos o equilíbrio quando realizamos a agitação da garrafa, favorecendo um aumento da concentração de oxigênio dissolvido na água.

e) Redução e oxidação de compostos orgânicos

Durante o experimento, a molécula de glicose recebeu oxigênio, o que resultou na transformação do grupo carbonila em um grupo carboxila, caracterizando uma reação de oxidação. Já a reação de redução ocorreu entre o azul de metileno e o leucometileno.

 

Por Me. Diogo Lopes Dias

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