Teor oxigenio no ar

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EXPERIMENTAÇÃO NO ENSINO DE QUÍMICA

Per Christian Braathen
Este artigo procura desfazer o entendimento bastante difundido entre professores de ciências e química de que o teor
aproximado do oxigênio no ar pode ser satisfatoriamente determinado por meio da combustão de uma vela dentro de um
cilindro invertido num recipiente com água. Em seguida, resgata, com importantes adaptações, um métodofácil, rápido e
econômico para esta determinação.
ar, oxigênio, teor de oxigênio

Introdução
Durante décadas, professores de
ciências e de química, incluindo o autor
deste trabalho, acreditaram que se poderia determinar o teor de oxigênio no ar
através da combustão de uma vela, afixada no fundo de uma bacia com água,
e sobre a qual se invertia um cilindro
graduado, como indicado na Figura 1.
Aexplicação desta metodologia é
que a combustão da vela consome todo
o oxigênio contido no ar.
Supondo que a vela seja constituída
apenas por pentacosano (na verdade,
a vela é uma mistura de vários hidrocarbonetos sólidos), a reação de combustão poderia ser representado pela
equação:
C25H52(s) + 38O2(g) →
25CO2(g) + 26H2O(g)
Como podemos ver pela equação
sugerida, os produtos da combustão
são gás carbônico evapor d’água. A
pressuposição fundamental do método é que o vapor d’água se condensa
e o gás carbônico, por ser muito solúvel
em água, dissolve-se rapidamente.
Como conseqüência da remoção do
gás oxigênio, a pressão dentro do cilindro diminui e a água da bacia sobe pelo
cilindro até uma altura que corresponde

ao volume ocupado pelo gás oxigênio.
Comparando-se este volume com o volume total docilindro, calcula-se o teor
de oxigênio no ar em porcentagem v/v.
Este assunto foi debatido repetidamente no Journal of Chemical Education nos últimos anos, inclusive com um
suposto refinamento do método de
combustão descrito por Fang (1998),
em janeiro de 1998. O editorial de John
Moore (1999), editor chefe daquele periódico, e o artigo de Birk e Lawson
(1999), no número de julho de 1999,finalmente colocam uma “pá de cal”
nesse método.
Como a composição do ar que respiramos e, principalmente o teor de oxigênio, é de interesse evidente no ensino
de ciências e de química, faremos neste
trabalho algumas considerações sobre
as falácias desse método e resgataremos, com uma importante modificação,
um método simples e reprodutível descrito por Birk, McGrath e Gunter em 1981
(Birk et al., 1981).As falácias do método
Muitas são as falácias deste decantado método de determinação do teor
de oxigênio no ar. Entre estas, as principais são: (a) que o gás carbônico formado se dissolve rapidamente, devido
à sua “grande” solubilidade em água

A seção “Experimentação no ensino de química” descreve experimentos cuja implementação e interpretação contribuem
para a construção de conceitos científicospor parte dos alunos. Os materiais e reagentes usados são facilmente encontráveis,
permitindo a realização dos experimentos em qualquer escola.
QUÍMICA NOVA NA ESCOLA

e (b) que a combustão é completa. Na
verdade o processo de dissolução é
bem lento (Birk e Lawson, 1999) e a
combustão não é completa.
A prova mais contundente de que o
oxigênio não é totalmente (nem aproximadamente) removido do arcontido no
cilindro pela combustão da vela é uma
experiência, realizada por Birk & Lawson
(1999), em que se queima uma vela sob
uma campânula na presença de um
rato, conforme ilustrado pela Figura 2.
Nesta simples experiência verificase que o rato continua bastante ativo,
e sem sinal de falta de oxigênio, muito
depois de a vela se apagar. Ou seja, a
vela se apaga bem antes de consumido todo ooxigênio contido na campânula. Além disto, é notório que, na

Combustão de uma vela para medir teor de oxigênio no ar

Figura 1.

N° 12, NOVEMBRO 2000

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Figura 2.

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presença de “pouco” oxigênio (no final
da combustão da vela), a combustão
será incompleta, com formação de
monóxido de carbono, que é muito
pouco solúvel em água.
Uma pergunta importante: por que
o método da combustão da vela...
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