Chuva ácida. 

Chuva ácida

Objetivo: Mostrar a formação de dois óxidos ácidos (SO₂ e SO₃) em regiões poluídas e a formação dos ácidos sulfúrico e sulfuroso a partir desses óxidos; ação da chuva ácida sobre os vegetais.

Descrição: Resultado da dissociação de ácidos na água da chuva, entre eles o sulfúrico e o nítrico. Esses ácidos provêm de reações químicas na atmosfera terrestre, a partir da emissão de substâncias poluentes, especialmente os óxidos de nitrogênio e o dióxido de enxofre. Os óxidos de nitrogênio são liberados pelos veículos movidos a gasolina e óleo diesel. O dióxido de enxofre é produzido pela queima de óleo diesel por caminhões e ônibus e de combustíveis fósseis, como o carvão e os derivados de petróleo. Ao atingirem a superfície terrestre sob a forma de chuva, geada, neve ou neblina, esses ácidos alteram a composição do solo e das águas, comprometendo as lavouras, as florestas e a vida aquática. Também podem corroer edifícios, estátuas e monumentos históricos.

Material: Aparato montado com frasco de vidro de maionese pequeno e uma colher de café, segundo o esquema abaixo:

Procedimento: Coloque no frasco a solução básica e algumas gotas do indicador (azul de bromotimol);
A colher contendo enxofre deve ser levada ao fogo até a ocorrência da combustão do enxofre que é perceptível por uma chama azul;
Adapte a tampa ao frasco rapidamente, feche e espere que este esteja preenchido por uma névoa esbranquiçada;
Agite o sistema, com cuidado, e observe a mudança de cor do indicador.

Análise:  Os derivados do petróleo, tais como gasolina, querosene, óleo diesel, apresentam em sua constituição um certo teor de enxofre como impurezas. Quando esses combustíveis são queimados, nos motores de veículos ou em usinas termoelétricas, o enxofre também é queimado. Os óxidos formados reagem com a água, formados reagem com a água, formando ácidos que voltam à superfície na forma deste tipo de chuva ácida.
Indicador ácido-base é uma substância que tem uma determinada cor em meio básico, apresentado outra em meio ácido. Sabe-se que o azul de bromotimol apresenta várias cores, dependendo do pH: em meio básico, ele tem uma coloração azul; em meio neutro, uma coloração verde e em meio ácido, apresenta a coloração amarela.
As reações ocorridas neste experimento estão descritas logo abaixo:

SO_3(g) + H₂O_(l) —> H₂SO_4(aq)

A mudança de cor do azul para o amarelo evidencia a formação de ácido.A solução básica com o indicador pode ser substituída por um botão de rosa vermelha ou algum tipo de folha de cor verde intensa. Estes materiais, ao final do experimento, apresentarão um aspecto de “queimados”, murchos, enrugados e com cor parda.

Realizamos uma experiência com enxofre!
O objetivo era uma reação química imediata na qual o resultado seja mudança de odor.
vamos por parte:
uma reação química é: uma transformação da matéria na qual ocorrem mudanças qualitativas na composição química de uma ou mais substâncias reagentes, resultando em um ou mais produtos.
Os materiais utilizados foram:
– pires
– fóforo
– enxofre
– papel
A mudançla de odor que acontece é uma combustão.
a equação da reação de combustão de enxofre e a reação do gás produzido com a água:

Vamos estabelecer alguns conceitos:
Enxofre é encontrado na forma sólida de símbolo S
Ele entra em combustão na presença do Oxigênio gasoso O2

A reação é a seguinte:
S + O2 -> SO2

O dióxido de enxofre reage com água formando o ácido sulfuroso
SO2 + H2O -> H2SO3

O odor é Tóxico cuidado

Metodologia:

Pegue o papel e o coloque em um pires e queime-o. Depois, em um outro pires, coloque outro papel e um pouco de enxofre por cima e queime-o.

Resultados:

Na queima do papel o cheiro é bem leve, já o papel com enxofre o cheiro é muito pior e muito mais forte.

EXPERIMENTO COMO DEMONSTRAÇÃO DA CHUVA ÁCIDA

Acenda um fósforo dentro de um frasco contendo água, amônia e fenolftaleína, tampe e agite o frasco. O dióxido de carbono irá dissolver na água como ocorre na chuva ácida.

A chuva ácida é um dos grandes problemas ambientais de aspecto global com que todos se confrontam. Ela tem causado morte de peixes, destruição de vegetações, contaminação do solo e água e degradação de monumentos artísticos, estruturas metálicas, de prédios, edifícios, pontes e outros, além do surgimento de doenças respiratórias.

Portanto, é um tema de imprescindível importância, que precisa ser mencionado em sala de aula. A química está envolvida nesse processo, pois a chuva ácida ocorre devido à grande quantidade de óxidos ácidos poluentes, que são lançados na atmosfera e, que, posteriormente, reagem com a água da chuva produzindo ácidos.

Os principais óxidos que tornam a chuva ácida são os óxidos de enxofre (SO₂e SO₃), que podem vir de diversas fontes, tais como erupções vulcânicas e decomposição de restos de animais e vegetais. No entanto, a concentração desses gases na atmosfera está atingindo níveis alarmantes porque a combustão de uma grande quantidade de combustíveis fósseis libera enxofre na forma de seus óxidos. Por exemplo, os combustíveis fósseis usados em indústrias, como o carvão mineral; e em automóveis, como derivados do petróleo, principalmente o óleo diesel.

O dióxido de enxofre pode reagir com o oxigênio do ar e se transformar no trióxido de enxofre, que se dissolve na água da chuva tornando-se ácido sulfúrico:

S_(s) +  O_2(g) → SO_2(g)

SO_2(g) + H₂O_(l)→ HSO_3(aq) (Ácido sulfuroso)

SO_2(g)+  ½ O_2(g) → SO_3(g)

SO_3(g) + H₂O_(l)→ H₂SO_4(aq) (Ácido sulfúrico)

O professor de química pode demosntrar esse processo por meio de um experimento bem fácil de se realizar que será abordado a seguir. Esse experimento pode ser usado também para demonstrar o conteúdo de indicadores ácido-base.

Materiais e Reagente:

• Pote de vidro com tampa;
• Palitos de fósforo;
• Fenolftaleína;
• Água;
• Hidróxido de sódio (solução de soda cáustica) ou hidróxido de amônio (solução de amônia, amoníaco).

Fonte: Clip-Art.
Materiais necessários para o exeperimento de chuva ácida

Procedimento:

1. Coloque água no pote de vidro até aproximadamente  um quinto da sua altura;
2. Adicione algumas gotas do indicador fenolftaleína;
3. Acrescente algumas gotas de solução de amônia até que a solução mude de cor;
4. Acenda um palito de fósforo dentro do frasco e deixe a cabeça do fósforo queimar toda;
5. Retire rapidamente o palito de fósforo de dentro do frasco e tampe-o;
6. Agite o frasco;
7. Observe o que ocorre.

Resultados e discussão:

O hidróxido de sódio e o hidróxido de amônio são soluções básicas e a fenolftaleína é um indicador ácido-base que fica rosa na presença de uma base.

A caixa dos palitos de fósforo possui em sua parte extena uma tira em forma de lixa que contém o elemento fósforo. Ao contrário do que muitos pensam, o palito não contém fósforo, mas em sua cabeça temos o enxofre, um agente oxidante e cola. Quando acendemos o fósforo, o agente oxidante inicia a queima do enxofre, que se combina com o oxigênio do ar, produzindo dióxido de enxofre.

Assim como na chuva ácida, esse dióxido de enxofre se dissolve na água, fazendo com que o meio fique ácido. Em meio ácido, a fenolftaleína fica incolor.

16.2 EFEITOS DA CHUVA ÁCIDA

Professor, esta proposta de aula experimental tem como objetivo ajudar os alunos a verem como os efeitos da chuva ácida sobre a natureza podem ser devastadores. Ela é mais indicada para uma aula de Química, pois a explicação do resultado desse experimento depende das reações químicas que formam a chuva ácida.

Realize essa demonstração dos efeitos da chuva ácida em um laboratório de ciências que possua uma capela para aspirar os gases que serão gerados ou em um local bem ventilado.

Materiais e Reagentes:

* Pote de vidro com tampa (pode ser embalagens de azeitona, palmito, etc.);

* Fita isolante;

* Uma rosa vermelha;

* Pó de enxofre (pode ser encontrado em farmácias ou lojas de produtos naturais);

* Uma colher (de café) fácil de ser entortada;

* Uma vela ou um bico de Bunsen;

* Água;

* Papel indicador de pH (opcional).

Procedimento Experimental:

1- Adicione uns três dedos de água no pote de vidro;

2- Com a fita isolante, prenda o cabo da flor em um dos lados do pote de vidro sem encostar na água;

3- Do outro lado, você pode prender um papel indicador de pH;

4- Entorte a colher para que ela possa ser presa na tampa do pote de vidro, deste jeito:

Parte de experimento sobre chuva ácida – colher entortada pregada em tampa de pote de vidro

5- Coloque um pouco de pó de enxofre na colher e queime em baixo dela com a chama da vela ou Bico de Bunsen;

6- Quando começar a sair uma fumaça, pare de queimar o pó de enxofre e tampe rapidamente o pote de vidro. O experimento ficará da seguinte forma:

Esquema de aparelhagem de experimento sobre os efeitos da chuva ácida

7 – Observe o que acontece com a flor com o passar do tempo. Lembre-se de abrir o pote em um lugar bem ventilado para não respirar os gases formados.

Resultados e discussões:

Toda chuva é naturalmente ácida (pH < 7), pois a água reage com o gás carbônico (CO₂) presente na atmosfera e forma o ácido carbônico (H₂CO₃). Assim, a chuva tem um pH de cerca de 5,6.

O problema ambiental que é chamado de “chuva ácida” ocorre quando existem os óxidos de nitrogênio na atmosfera, que reagem com a água da chuva, formando o ácido nítrico (HNO₃) e o ácido nitroso (HNO₂), que, ao longo do tempo, podem causar certo impacto ambiental.

N_2(g) + 2 O_2(g) → 2 NO_2(g)
NO_2(g) + H₂O_(l)→ HNO_2(aq) + HNO_3(aq)

Esse problema agrava-se ainda mais com a presença dos óxidos de enxofre, pois, conforme as equações químicas a seguir mostram, eles reagem com a água e formam o ácido sulfúrico, o mesmo ácido usado em baterias de automóveis, que é um ácido muito forte:

S_(s) + O_2(g) → SO_2(g)
SO_2(g) + H₂O_(l)→ HSO_3(aq) (Ácido sulfuroso)

SO_2(g)+ ½ O_2(g) → SO_3(g)
SO_3(g) + H₂O_(l)→ H₂SO_4(aq) (Ácido sulfúrico)

Esses gases são provenientes principalmente da queima de combustíveis fósseis em indústrias e em veículos automotivos.

Por essa razão, o pH da água da chuva fica muito baixo, cerca de 4,5, o que causa inúmeros estragos ambientais, como destruição de folhas e galhos das árvores, contaminação do solo, provocando a sua alteração química; contaminação de rios e lagos, levando à morte de peixes; bem como de águas subterrâneas; surgimento de doenças respiratórias; além de degradação de estátuas, monumentos históricos, materiais usados na construção civil e estruturas metálicas de prédios e pontes.

Fatores que levam à formação da chuva ácida

O experimento realizado aqui foi uma demonstração em pequena escala dos efeitos da chuva ácida. Quando queimamos o pó de enxofre, ele reage com o oxigênio presente no ar e forma o dióxido de enxofre (S_(s) + O_2(g) → SO_2(g)).

Em contato com a água dentro do pote de vidro, o dióxido de enxofre forma o ácido sulfuroso (SO_2(g) + H₂O_(l)→ HSO_3(aq) ). Ele pode também reagir com o oxigênio presente no ar dentro do pote e formar o trióxido de enxofre (SO_2(g)+ ½ O_2(g) → SO_3(g)), que, por sua vez, reage com a água dentro do pote e forma o ácido sulfúrico (SO_3(g) + H₂O_(l)→ H₂SO_4(aq) ).

É por isso que a flor perde a cor. Olhando a cor do papel indicador de pH e comparando-o com o padrão vindo na sua caixinha, é possível mostrar para os alunos o valor aproximado do pH da “chuva ácida caseira” formada dentro do pote de vidro.

Papel indicador de pH mostrando pH próximo a 4