DETERMINAÇÃO APROXIMADA DO TEOR DE OXIGÊNIO NO AR

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5.Inverteu-se a proveta com a palha de aço para dentro de um béquer de 500 mL com até 332 ml de água (2/3 de sua capacidade).

6.Anotou-se o que foi observado.

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4. RESULTADOS E DISCUSSÕES

Observou-se que a palha de aço oxida e simultaneamente o volume de água dentro da proveta começa a aumentar.Isso ocorre porque a oxidação da palha de aço é um processo que consome oxigênio.

[pic 2]

Figura 1- Montagem do sistema

A palha de aço é composta basicamente por ferro com porcentagem de aproximadamente 99%, sendo composta também por carbono(0,05 até 0,15%).Sendo o ferro em maior quantidade.O ferro em contato com o ar sofre oxidação. Em presença de oxigênio ocorrerá uma reação de oxirredução em que o Fe(s) será transformado em íons Fe2+ .

Fe(s) → Fe2+ + 2e- (oxidação do ferro)

O2 + 2H2O + 4e- → 4OH- (redução do oxigênio)

Assim a reação geral do processo será:

2Fe(s) + O2(g) +4H+(aq) → 2Fe+2(aq) + 2H2O(l)

Analisou-se que ao molhar a palha de aço com o vinagre acelera a reação de oxidação da palha de aço. Quando mergulhamos a boca da proveta na água isolamos o sistema, assim não ocorre troca de ar com o ambiente. Assim o consumo de oxigênio durante a reação haverá diminuição da pressão dentro da proveta, fazendo com que a água suba e ocupe o volume antes ocupado pelo oxigênio. Ao colocar a proveta emborcada no béquer contendo água, a proveta está cheia de ar. Com o passar do tempo a quantidade de água começa subir pela proveta pois quando ocorre a oxidação da palha de aço, o processo consome todo o oxigênio do ar contido na proveta.

Observou-se que o vinagre também tem a finalidade de limpar a superfície da palha, eliminando os óxidos presente na mesma. Todavia, apenas “limpar” a superfície da palha de aço, não é o suficiente. Pois a que a remoção completa do vinagre é prejudicial à velocidade do experimento, o vinagre desempenha um possível papel catalisador, ou seja, tem o papel de acelerar a reação.

Foram observados o volume na coluna de água a cada 5 minutos, medindo seu nível com o auxílio de uma régua. Foram obtidos valores diferentes em alguns pontos, outros permaneceram constantes.

Tabela 2- Variação do volume da coluna de água na proveta

TEMPO

ALTURA DE COLUNA DE ÁGUA NA PROVETA

5 minutos

0 cm

10 minutos

2,8 cm

15 minutos

3,2 cm

20 minutos

3,2 cm

25 minutos

3,2 cm

30 minutos

3,3 cm

Nos primeiros 5 minutos observados, o volume da coluna de água na proveta não aumentou, houve apenas formação de pequenas bolhas dentro da proveta, iniciou-se a oxidação da palha de aço nos extremos apresentando coloração amarelada.

Constatou-se que a pós alguns minutos a oxidação da palha de aço e a formação de ferrugem, devido a oxidação do ferro e redução de oxigênio. De 15 a 25 minutos o processo permanece constante.

Após os 30 minutos, o nível de água permanece inalterado. Isto indica que a reação de oxidação do ferro é limitada por falta de oxigênio. A reação vai ocorrendo e o oxigênio dentro do tubo vai sendo consumido. Isso gera uma diferença de pressão entre a parte interna e externa. A pressão dentro do recipiente fica menor e com isso a pressão atmosférica “empurra” a água para dentro da proveta. Assim, consegui-se observar a mudança no nível de água no interior do recipiente.

Com base nos dados obtidos e com o auxílio de fórmula matemática, pode calcular o teor de oxigênio no ar.

Comparando o volume total da proveta com o volume da coluna de água que subiu para dentro da proveta é possível determinar o teor de oxigênio em % v/v utilizado o seguinte cálculo:

Dados: A água subiu até o nível de 20 mL da proveta

Proveta mede 100 mL

To2 =( v coluna de água x 100

V cilindro

To2 = 20ml x 100 = 20% de oxigênio

100ml

Ou no caso como foi utilizado uma proveta comum, pode-se comparar a altura da coluna de água com a altura total do cilindro, pois os volumes(da coluna d’água e do cilindro) são diretamente proporcionais à altura do cilindro.

Mediu-se com a régua a altura que a água atingiu, atingiu 3,3 cm. Altura da proveta 17,3 cm.

To2 = ( Altura coluna de água ) x 100

Altura cilindro

To2 =3,3 cm x100 = 19,07 % de oxigênio