Neste experimento em microescala vamos investigar como podemos acelerar a decomposição da água oxigenada.
Prepare o experimento
- Para este experimento, vamos usar uma pasta “L” plástica e uma folha impressa para guiar os estudantes. Inserimos a folha na pasta e vamos fazer as reações diretamente na superfície do plástico.
Vamos usar água oxigenada 10 volumes, facilmente obtida em farmácias, onde é vendida como desinfetante. Para os catalisadores, vamos usar 3 tipos diferentes:
- catalisadores homogêneos: soluções de iodeto de potássio e cloreto de ferro (III);
- catalisadores heterogêneos: dióxido de manganês e óxido de ferro;
- catalisadores biológicos (enzimas): catalase presente em uma batata.
No caso da catálise enzimática, vamos mostrar que a enzima deixa de funcionar caso a proteína seja denaturada. Para isso, fervemos um pedaço de batata por alguns minutos, de modo a inativar a enzima.
Use o experimento na sua aula
O vídeo abaixo mostra como fizemos o experimento.
Ao terminar o experimento, basta limpar a pasta plástica com um papel toalha e ela estará pronta para ser usada novamente.
O que acontece
Catalisadores são compostos extremamente importantes de um ponto de vista tecnológico. Utilizamos catalisadores nos principais processos químicos industriais: para polimerização, para o refino de combustíveis, para a produção de amônia e ácido sulfúrico. A grande maioria dos produtos químicos que utilizamos passou por um catalisador em algum momento de sua produção.
Além de acelerar as reações, os catalisadores são importantes pois eles podem aumentar a seletividade de uma reação. Se uma reação pode formar dois produtos e o catalisador só acelera a reação que nós queremos, ele pode ser fundamental para que o processo químico seja viável.
No experimento vimos a reação de decomposição da água oxigenada, formando água e gás oxigênio. Este é um processo lento à temperatura ambiente, mas que pode ser acelerado por diversos catalisadores. Catalisadores homogêneos são aqueles que estão na mesma fase dos reagentes. Tanto a água oxigenada quanto o iodeto de potássio e o cloreto de ferro (III) estavam em solução.
Já catalisadores heterogêneos estão em uma fase separada dos reagentes. O dióxido de manganês e os óxidos de ferro do minério são insolúveis em água. A catálise se dá na superfície do catalisador. Quanto maior a área superficial deste tipo de catalisador, mais rápido se dará a reação.
Por fim, vimos que existem enzimas que catalisam a decomposição da água oxigenada. A maior parte dos organismos possuem enzimas especializadas em decompor água oxigenada produzida pelo metabolismo das células. A enzima responsável por esse processo é a catalase. Ela não está presente apenas em batatas, podemos usar diversos vegetais para o experimento. Quando colocamos água oxigenada em um machucado, podemos ver a liberação de oxigênio devido à presença de catalase no sangue. Ao aquecermos a batata, fazemos com que a enzima, que é uma proteína, perca sua estrutura e fique inativa.
Finalmentes
Este é mais um experimento usando a microescala. Experimento feitos em microescala usam gotas de reagentes ao invés de mililitros. As vantagens são muitas: menor gasto de materiais, menor geração de resíduos, mais segurança no laboratório. A facilidade em se montar e limpar o experimento também é um ponto importante. Não precisamos de tubos de ensaio, que devem ser lavados e que podem se quebrar.
Nesta montagem, os alunos têm contato com diversos tipos de catalisadores em uma única atividade, o que pode permitir uma discussão mais aprofundada sobre o tema.
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