Química · 7.ª–12.ª classe
Como aquecer substâncias com um bico de Bunsen?
Resposta curta
Para aquecer com um bico de Bunsen, prenda o cabelo, use óculos, feche a entrada de ar, acenda o fósforo e só depois abra o gás. Regule a chama até ficar azul e silenciosa (entrada de ar aberta). Aqueça o tubo de ensaio inclinado, com a boca virada para longe de todos, e apague fechando o gás na origem.
Quando se aplica
O bico de Bunsen é a fonte de calor mais comum em laboratórios escolares: serve para aquecer soluções aquosas em tubos de ensaio e gobelés, evaporar água de uma solução salina, fazer ensaios de chama ou decompor sólidos pelo calor. Não se usa para aquecer líquidos inflamáveis (álcool, acetona, éter): para esses empregam-se placas de aquecimento ou banhos de água quentes, e o professor decide.
Pré-requisitos
- Conhecer as partes do bico: tubo (chaminé), base, entrada de gás (ligada à mangueira) e anel regulador de ar (virola, com orifícios laterais).
- Saber o equipamento de apoio: tripé e rede de aquecimento (para gobelés e balões), pinça de madeira ou de laboratório (para tubos), óculos de proteção.
- Saber que o gás combustível (butano, propano ou gás natural) depende do laboratório: confirme com o professor qual é o seu e onde fica a válvula geral.
Método passo a passo
- Prepare-se. Cabelo preso, óculos postos, mangas apertadas, bancada sem papéis nem frascos de líquidos inflamáveis.
- Verifique a mangueira. Deve estar bem encaixada no bico e na torneira de gás, sem rachaduras.
- Feche o anel de ar do bico. A chama sai amarela e visível, o que facilita acendê-la com segurança.
- Acenda o fósforo (ou o acendedor) primeiro e aproxime-o do topo do tubo.
- Abra devagar a torneira de gás e acenda o bico. Nunca abra o gás e procure depois a chama.
- Abra o anel de ar até a chama ficar azul, curta e com um ligeiro ruído. A zona mais quente é logo acima do cone azul interior.
- Aqueça. Para tubos de ensaio: pinça de madeira, tubo inclinado cerca de 45°, no máximo 1/3 de líquido, boca para longe de si e dos colegas; mova o tubo suavemente na chama, sem o fixar num só ponto. Para gobelés: coloque a rede sobre o tripé e o gobelé sobre a rede.
- Apague. Feche o gás na torneira (não apenas no bico), espere que arrefeça e deixe os recipientes quentes sobre material resistente ao calor.
Atenção
Cheiro a gás: feche a torneira, afaste todas as chamas, abra janelas e avise o professor. Não acenda interruptores nem faça faíscas.
Tipos de chama
| Chama amarela (ar fechado) | Chama azul (ar aberto) | |
|---|---|---|
| Combustão | incompleta | completa |
| Aspeto | amarela, luminosa, "preguiçosa" | azul, quase invisível, ruidosa |
| Temperatura | mais baixa | mais alta |
| Resíduo | deposita fuligem (carbono) | sem fuligem |
| Uso | acender, sinalizar que está ligado | aquecer |
A equação da combustão completa do butano é 2 C4H10 + 13 O2 → 8 CO2 + 10 H2O. Com pouco oxigénio (anel fechado), a combustão é incompleta e formam-se monóxido de carbono (CO) e carbono sólido (C), a fuligem.
Exemplos resolvidos
Exemplo 1 — Ordenar o procedimento de acender (básico)
Enunciado: Ordene: (A) abrir o gás; (B) acender o fósforo; (C) fechar o anel de ar; (D) abrir o anel de ar até a chama ficar azul.
Resolução:
- Primeiro prepara-se o bico: fecha-se o ar (C), para ter chama visível e controlável.
- Depois acende-se o fósforo (B), para que a chama já exista quando o gás sair.
- Abre-se o gás (A) e o bico acende.
- Por fim, regula-se o ar (D).
Resposta: C, B, A, D. Verificação: o gás nunca sai antes de existir uma chama pronta para o acender.
Exemplo 2 — Chama amarela e fuligem
Enunciado: Ao aquecer um tubo de ensaio, aparece uma camada preta no vidro. Qual é a causa e como corrigir?
Resolução:
- A fuligem é carbono sólido, produto de uma combustão incompleta.
- A combustão é incompleta quando falta oxigénio, isto é, o anel de ar está fechado ou pouco aberto.
- Correção: abrir o anel de ar até a chama ficar azul.
Resposta: a chama estava amarela por falta de ar; abre-se o anel. Verificação: com a chama azul já não se forma depósito preto.
Exemplo 3 — Nível de exame: quanto calor e quanto tempo?
Enunciado: Num gobelé aquecem-se 250 g de água de 20 °C a 60 °C. (c = 4,18 J/(g·°C).) a) Que energia a água absorve? b) Se a água absorver 200 J em cada segundo, quanto tempo demora?
Resolução:
- Variação de temperatura: ΔT = 60 − 20 = 40 °C.
- Q = m × c × ΔT = 250 × 4,18 × 40.
- 250 × 4,18 = 1 045; 1 045 × 40 = 41 800 J.
- Tempo = 41 800 J ÷ 200 J/s = 209 s, ou seja, 3 min 29 s.
Resposta: a) 41 800 J (41,8 kJ); b) cerca de 209 s. Verificação: 200 J/s × 209 s = 41 800 J. Na prática demora mais, porque parte do calor perde-se para o ar e para o vidro.
Erros frequentes
- Abrir o gás antes de ter o fósforo aceso. Acumula gás à volta do bico. Acenda primeiro o fósforo.
- Apontar a boca do tubo para alguém (ou para si). O líquido pode projetar-se de repente; aponte para uma zona livre.
- Encher o tubo de ensaio demais. Com mais de 1/3, o líquido salta ao ferver.
- Aquecer o tubo sempre no mesmo ponto do fundo. Provoca ebulição brusca; agite suavemente o tubo na chama.
- Tocar em vidro quente. O vidro quente não tem aparência diferente; deixe arrefecer ou use pinça.
- Aquecer um recipiente tapado. A pressão aumenta e pode rebentar ou projetar a tampa.
- Deixar o bico aceso sem ninguém por perto.
Exercícios propostos
1Exercício 1
Verdadeiro ou falso: "A chama azul é mais quente do que a amarela e não deixa fuligem."
Ver solução
Verdadeiro. Com o ar aberto a combustão é mais completa, liberta mais calor e não forma carbono sólido.
2Exercício 2
Acerte a equação da combustão completa do propano: C3H8 + O2 → CO2 + H2O.
Ver dica
Acerte primeiro o carbono, depois o hidrogénio e por fim o oxigénio.
Ver solução
C3H8 + 5 O2 → 3 CO2 + 4 H2O. Verificação: C: 3 = 3; H: 8 = 4 × 2; O: 10 = 3 × 2 + 4 = 10.
3Exercício 3
Que energia é necessária para aquecer 100 g de água de 25 °C a 75 °C? (c = 4,18 J/(g·°C).)
Ver solução
ΔT = 75 − 25 = 50 °C. Q = 100 × 4,18 × 50 = 418 × 50 = 20 900 J (20,9 kJ).
4Exercício 4
Um tubo de ensaio tem capacidade de 15 mL. Qual é o volume máximo de líquido a aquecer, pela regra de 1/3? E por que se inclina o tubo?
Ver solução
15 ÷ 3 = 5 mL. Inclina-se (cerca de 45°) e aponta-se a boca para um lado livre para que, se o líquido for projetado, não atinja ninguém, e para que o calor se distribua melhor pelo líquido.
5Exercício 5
Durante a aula sente cheiro a gás e vê que a chama de um bico se apagou. Indique, por ordem, três atitudes corretas.
Ver solução
- Fechar a torneira de gás; 2) afastar todas as chamas e faíscas e abrir janelas e portas; 3) avisar de imediato o professor. Só reacender depois de o professor confirmar que o ambiente está seguro.
Perguntas frequentes
Posso acender o bico com o anel de ar aberto?
Pode ser difícil e arriscado, porque a chama azul é quase invisível e o gás pode sair sem se ver que está aceso. Por isso acende-se com o anel fechado e abre-se depois.
Por que razão se usa uma rede sobre o tripé?
A rede espalha o calor pela base do gobelé ou do balão, evitando pontos muito quentes que racham o vidro. Confirme com o professor o tipo de rede do seu laboratório.
Posso aquecer álcool com o bico?
Não. Líquidos e vapores inflamáveis podem incendiar-se. Nesses casos usam-se banhos de água quentes ou placas de aquecimento, e só com autorização do professor.
Que erros são mais comuns?
Abrir o gás antes do fósforo, encher demais o tubo, apontar a boca do tubo para pessoas e tocar em vidro quente. A secção Erros frequentes explica como evitar cada um.
Resumo
- Acenda primeiro o fósforo, depois abra o gás, com o anel de ar fechado.
- Para aquecer, regule a chama para azul: é mais quente e não deixa fuligem.
- Tubo de ensaio: pinça, inclinado, máximo 1/3, boca para longe de pessoas.
- Gobelés e balões: tripé com rede.
- Para apagar, feche o gás na torneira.
- A energia necessária calcula-se com Q = m × c × ΔT.
Onde aprofundar
- O manual de Química da sua classe e o programa oficial (INIDE / Ministério da Educação de Angola) — confirme a edição em vigor.
- As regras de segurança do laboratório da sua escola, que o professor deve apresentar no início do ano.
- O manual aberto OpenStax Chemistry (em inglês), nos capítulos sobre energia térmica e calor específico.
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