Contextualização

A pressão de vapor é um tema de vital importância no estudo da Química. Este conceito é base para compreendermos como se comportam as substâncias em diferentes estados e condições. Trata-se da pressão exercida pelas moléculas de gás sobre a fase líquida ou sólida de uma substância, quando estão em equilíbrio térmico. Este equilíbrio é alcançado em um sistema fechado, onde tanto a fase gasosa quanto a fase condensada estão presentes simultaneamente.

Uma das formas de compreendemos a pressão de vapor é pensarmos na evaporação. Todos nós já observamos este fenômeno, seja ao vermos uma poça de água que seca ou quando colocamos uma panela de água para ferver. A evaporação é o processo que transforma a água líquida em vapor d'água, e ocorre porque a água líquida possui pressão de vapor. Quando a pressão de vapor é igual à pressão atmosférica, temos o ponto de ebulição da substância.

A pressão de vapor é dependente da temperatura. Quanto maior a temperatura, maior a pressão de vapor, pois aumentamos a energia cinética das moléculas, possibilitando a elas vencerem as forças de atração intermolecular. Compreender a relação entre pressão de vapor e temperatura é essencial para entendermos o comportamento das substâncias e realizarmos cálculos em termodinâmica.

A pressão de vapor tem diversas aplicações práticas em nossa vida. Ajuda-nos a entender, por exemplo, por que certos produtos, como perfumes e desinfetantes, evaporam mais fácil que outros. Na indústria de alimentos, a pressão de vapor é utilizada para determinar a textura e a qualidade dos produtos. Na medicina, é crucial para o design de medicamentos e sua entrega no corpo humano.

Os alunos podem explorar mais a fundo a temática através do livro "Química: a ciência central" do autor Brown, que possui um capítulo dedicado a este tema. Além disso, o vídeo da Khan Academy em português sobre “Pressão de vapor e ponto de ebulição” é uma excelente fonte de aprofundamento e revisão dos conceitos aqui abordados.

Referências:

• Brown, Theodore L. "Química: a ciência central". 9. ed., Pearson Prentice Hall, 2005.
• Khan Academy. "Pressão de vapor e ponto de ebulição". Disponível em: https://pt.khanacademy.org/science/chemistry/states-of-matter-and-intermolecular-forces/states-of-matter/v/vapor-pressure

Atividade Prática - "Pressão de Vapor: Um Estudo Experimental"

Objetivo do Projeto

O objetivo desta atividade é realizar um experimento simples para demonstrar a relação entre a pressão de vapor e a temperatura. Além disso, procura-se incentivar o trabalho em grupo, a discussão científica e a comunicação escrita em formato de relatório.

Descrição Detalhada do Projeto

Os alunos serão divididos em grupos de 3 a 5 membros. Cada grupo ficará responsável por realizar um experimento que ilustra como a pressão de vapor se altera com a temperatura. Depois da realização do experimento, cada grupo deverá redigir um relatório detalhando o procedimento experimental, os resultados obtidos e as conclusões derivadas destes resultados.

Materiais Necessários

• Termostato ou banho-maria
• Balão de fundo redondo de 500 mL
• Condensador
• Cartão de leitura de temperatura
• Termômetro
• Substância em estudo (água)

Passo a Passo

1. Monte o equipamento de destilação utilizando o balão de fundo redondo, o condensador e o termostato ou banho-maria, assegurando-se de que o conjunto está bem fechado.

2. Adicione a água no balão de fundo redondo até preencher aproximadamente um terço do volume total do balão.

3. Use a primeira temperatura do cartão de leitura (digamos, 50 graus Celsius) e aqueça a água no balão até a temperatura desejada. Tente manter essa temperatura estável.

4. Registre a pressão de vapor (indicada pela altura do líquido no condensador) em relação a essa temperatura.

5. Repita os passos 3 e 4 para todas as temperaturas do cartão de leitura.

6. Trace um gráfico mostrando como a pressão de vapor muda com a temperatura.

Entregas do Projeto

No final do projeto, cada grupo deve entregar um relatório escrito, contendo os seguintes elementos:

1. Introdução: Contextualizar a importância do estudo da pressão de vapor, discutir brevemente como a temperatura afeta a pressão de vapor e o que se espera observar com o experimento.

2. Desenvolvimento: Deve conter os seguintes sub-itens:

• Metodologia: Descrever, passo a passo, o experimento realizado, salientando a forma como o experimento foi montado e conduzido, e como os dados foram coletados.
• Resultados: Apresentar os dados obtidos durante o experimento na forma de uma tabela e, em seguida, plotar um gráfico da pressão de vapor em função da temperatura.
• Discussão: Interpretar os resultados obtidos, relacionando-os com a teoria discutida na fase de contextualização e explicando, com base no experimento, como a temperatura influencia a pressão de vapor. Caso existam, discutir possíveis erros experimentais.

3. Conclusão: Recapitular os principais pontos discutidos no relatório, enfatizando os principais aprendizados e conclusões retiradas do projeto.

4. Bibliografia: Citar todas as fontes de informação usadas durante o projeto.

Os alunos devem lembrar-se de que o relatório é uma ferramenta de comunicação, portanto, precisa ser acessível, claro e conciso. É importante que o texto seja bem estruturado, com ideias apresentadas de forma lógica e coerente. Os alunos também devem se esforçar para usar linguagem científica correta e apropriada, e todas as fontes de informação devem ser devidamente citadas.

O relatório final deve ter uma carga de trabalho de duas a quatro horas para cada membro do grupo e deve ser entregue uma semana após a realização do experimento.