Título do Vídeo: Aquecedor de mãos caseiro

Título do Vídeo: Aquecedor de mãos caseiro
Nome dos participantes: João Matos, Renata Fonseca, Sandra Couceiro, Tiago Gomes
Professor responsável: Doris Barradas dos Santos
Escola: Colégio São Martinho
E-mail: [email protected]
Resumo
As mãos frias são o pior inimigo de um cientista. Mas agora podemos aquecê-las com esta
reação que produz calor.
Todos nós já passámos algum tempo ao frio e, por isso, já quase todos nós usámos
aquecedores de mãos químicos. Agora queremos experimentar a ciência dentro desses mesmos
sacos descartáveis, onde poderemos testemunhar como uma reação química tão observada no dia-adia, o enferrujamento do ferro, pode ser usada para manter as nossas mãos mais quentes.
Esta experiência é ainda uma excelente exemplificação das propriedades das reações de
oxidação-redução e das reações exotérmicas.
Conceitos
Chamamos “ferrugem” àquilo a que cientificamente se denomina “óxido de ferro”. Esta
substância é criada através de uma reação de oxidação-redução (reação redox) na qual o ferro é
oxidado quando em contacto com a água (o oxidante desta reação). Esta reação, que é exotérmica
(ou seja, liberta calor), pode ser representada na forma da seguinte equação química:
Se a água tiver poucos eletrólitos (por exemplo, sais), a formação de ferrugem através desta
reação é bastante lenta e gradual, pois sem estes a água é má condutora de eletrões o que diminui a
velocidade da reação, pois as trocas de eletrões são fundamentais numa reação redox. Esta é a
razão pela qual a formação de ferrugem no dia-a-dia é lenta e não produz um aumento de
temperatura significativo e pela qual os barcos enferrujam com bastante facilidade (a água do mar
contém muitos sais). Por esta razão, na nossa experiência adicionámos à água cloreto de cálcio
(CaCl2) formando-se uma solução eletrolítica.
As bolas de gel são utilizadas para poder fornecer água à reação sem ter que a submergir, o
que reteria grande parte do calor libertado.
Quando um dos reagentes tiver reagido completamente, termina a produção de calor.
Protocolo Experimental
Segurança:
O cloreto de cálcio é uma substância irritante para os olhos, pele e vias
respiratórias (R36/R37/R38). Assim, deve-se evitar respirar este pó e evitar o
contacto com a pele, através do uso de luvas e bata quando se manuseia este
reagente (S36/37).
Reagentes:

Água (bolas de gel);

Limalha de ferro;

Cloreto de cálcio.
Material/Equipamento:

Luvas;

Bata;

Termómetro;

Colher;

Espátula;

Saco com fecho hermético.
Procedimento:
1. Adicionar 6 bolas de gel ao saco com fecho hermético;
2. Adicionar 4 colheres de limalha de ferro ao saco;
3. Adicionar 6 colheres de cloreto de cálcio ao saco;
4. Selar o saco e misturar cuidadosamente o seu conteúdo;
5. Agitar e esmagar o saco para misturar o conteúdo ainda mais. Uma vez misturados, sentir o
calor vindo do saco.
6. Inserir um termómetro no interior do saco para registar a temperatura.
Aplicações
Para além da aplicação óbvia como meio portátil de aquecimento de mãos, esta experiência
tem outras aplicações.
Os conceitos de reação de oxidação-redução e reação exotérmica aparecem frequentemente
ao longo dos conteúdos curriculares das disciplinas de Ciências Físico-Químicas (7º-9º ano), Física e
Química A (10º-11º ano) e Química (12º), aparecendo ainda na disciplina de Biologia e Geologia (10º11º ano). Por esta razão, seria de todo o interesse realizar esta experiência de baixo custo no âmbito
de sala de aula de uma destas disciplinas, para que os alunos tenham um contacto prático e concreto
com aquilo que estudaram em contexto teórico.
Conclusões
Com esta experiência podemos concluir que a reação de oxidação-redução que ocorre entre
a água e o ferro liberta quantidades significativas de calor, desde que ocorra numa solução
eletrolítica. É uma experiência bastante relevante no contexto de várias disciplinas, sendo ainda de
relativamente fácil execução, baixo custo e rapidez de reação, o que faz com que possa ser
facilmente replicada quer em contexto de sala de aula, quer em contexto de feiras de ciência, onde é
importante obter efeitos rápidos para facilitar a observação da experiência e para captar mais
facilmente o interesse do público-alvo.