Cinética química: a decomposição da água oxigenada
Um sensor de pressão, farmácia da esquina e a taxa de reação em tempo real
Experimento da quinzena
Objetivo
Investigar como concentração e presença de catalisador afetam a velocidade da decomposição do peróxido de hidrogênio.
Materiais
- 1× Go Direct Gas Pressure Sensor com kit de tubos e tampa Erlenmeyer
- 1× Erlenmeyer de 125 mL (ou frasco com tampa de rosca vedável)
- Água oxigenada 10 volumes (farmácia comum)
- Fermento biológico seco (catalase — vendido em supermercado)
- Água destilada
- Cronômetro (opcional — o software já registra tempo)
Passo a passo
- 1
Ensaio 1 — só H₂O₂
Coloque 20 mL de água oxigenada 10 vol. no Erlenmeyer. Feche com a tampa do sensor e colete pressão por 3 min. A subida é lenta.
- 2
Ensaio 2 — H₂O₂ + catalisador
Repita com 20 mL de H₂O₂ + uma pitada (0,5 g) de fermento biológico. Feche rápido e colete. A curva dispara.
- 3
Ensaio 3 — H₂O₂ diluída + catalisador
Repita com 10 mL de H₂O₂ + 10 mL de água + a mesma pitada de fermento. A taxa cai proporcionalmente.
- 4
Ensaio 4 — mais catalisador
Repita o ensaio 2 com o dobro de fermento. A velocidade inicial dobra também? Discuta.
- 5
Meça a taxa inicial
Em cada curva, aplique 'Linear Fit' no primeiro trecho (~20 s). O coeficiente angular é a velocidade inicial de reação.
- 6
Compare os quatro ensaios
Plote as 4 velocidades iniciais em barras. O aluno vê visualmente o papel de catalisador e concentração.
O que esperar do gráfico
Ensaio 1 (só H₂O₂): pressão praticamente estável. Ensaio 2 (com catalisador): pressão sobe rapidamente e satura. Ensaio 3 (diluído): metade da velocidade. Ensaio 4 (dobro de catalisador): mesma pressão final, chegada mais rápida.
Como conecta com a BNCC
EM13CNT207
Identificar, analisar e discutir vulnerabilidades vinculadas às dimensões físicas, químicas e biológicas — incluindo transformações químicas e sua velocidade.
O aluno constrói o conceito de velocidade de reação como derivada (pressão/tempo) e vê catalisador não alterando o produto final, só o caminho até ele. Termodinâmica × cinética emergem naturalmente.
Gancho ENEM / Vestibular
ENEM (Química — recorrente)
ENEM cobra cinética química em contextos como digestão (enzimas), industriais (catálise) e ambientais (decomposição atmosférica), pedindo interpretação de gráficos de concentração/tempo.
Como o sensor ajuda o aluno a entender
Os 4 gráficos sobrepostos mostram, sem palavras, que catalisador acelera sem alterar o equilíbrio e que concentração influencia a velocidade linear. É o tipo de imagem que fica na cabeça e resolve questão sob pressão.
Dica prática da quinzena
H₂O₂ 10 vol. da farmácia é o suficiente — não use 30 vol.
Peróxido 10 volumes (~3%) é seguro para adolescentes manusearem sem EPI especial e dá reação vigorosa o bastante para o experimento em 3 minutos. Água oxigenada 30 vol. exige óculos, luvas e supervisão constante — mais dor de cabeça que benefício pedagógico. Fermento Fleischmann seco funciona tão bem quanto fígado de boi cru (e cheira infinitamente menos).
Equipamento desta edição
Go Direct Gas Pressure Sensor
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