Fazendo a água subir

Utilizando uma proveta com água e palha de aço observaremos neste experimento evidências interessantes para a reação do ferro presente na palha de aço e o oxigênio do ar.

Materiais necessários

• Proveta de 100 mL
• 1/2 bucha de palha de aço
• Vinagre
• Béquer de 500mL
• Corante
• Suporte

Procedimento:

  

O que acontece

Você irá perceber que a palha de aço oxida e que simuntaneamente o volume de água dentro da proveta começa a aumentar. Isso ocorre pois a oxidação da palha de aço é um processo que consome oxigênio.

A palha de aço é composta principalmente por ferro metálico. Em presença de oxigênio ocorrerá uma reação de oxirredução em que o Fe(s) será transformado em íons Fe2+.

Observe as semirreações:

 Fe(s) --------> Fe2+(aq) + 2e-

O2(g) + 4H+(aq) + 4e --------> 2H2O(l)

Assim a reação global do processo será:

2Fe(s) + O2(g) + 4H+(aq) -------->    2Fe2+ (aq) + 2 H2O(l)

Os íons Fe2+ são novamente oxidados pelo O2 formando íons Fe3+.

4Fe2+ (aq) + O2 (g) + 4H+ (aq) --------> 4Fe3+ (aq) + 2H2O (l)

Observe que ao molhar a palha de aço com o vinagre, que é composto principalmente por ácido acético, você aumenta a quantidade de íons H+ no meio e acelera a reação de oxidação da palha de aço. O vinagre também tem a função de "limpar" a bucha, retirando uma grande parte do óxido presente.

Ao mergulhar a boca da proveta na água isolamos o sistema e, portanto, não haverá  troca de ar com o ambiente. Assim o consumo de oxigênio durante a reação ocasionará uma diminuição da pressão dentro da proveta, fazendo com que a água suba e ocupe o volume que era antes ocupado por este gás. Medindo o volume final de água na proveta é possível determinar a quantidade de oxigênio que foi consumido no processo. Esse cálculo deve ser feito comparando o volume da água que subiu com o volume total da proveta. No caso do experimento realizado a água atingiu uma altura de 5cm, o que corresponde a um volume de 35cm3,  em uma proveta de 24cm e 170 cm3. Isto é, o volume de água na proveta corresponde aproximadamente a 21% volume total da proveta. Como o volume de água corresponde ao volume de O2 que foi consumido durante a reação, podemos dessa forma determinar a porcentagem deste gás na atmosfera.

Créditos: Wagner Moreira