Química
A reação de Briggs-Rauscher é um daqueles exemplos de reações químicas que chamam a atenção de quem vê. Pesquisas sobre a epistemologia do ensino de Química sugerem que ela seja reproduzida frente aos alunos como um recurso atrativo.
O que está por trás dessa reação? Como funciona?
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[Um dos estágios dessa reação. Imagem: dorit meir | Reprodução] |
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AS REAÇÕES OSCILANTES
Em reações oscilantes, ocorrem sequências de reações químicas podendo, por vezes, gerarem efeitos cíclicos. Visualmente, há mudanças de cor a cada reação química.
As oscilações mudam conforme a redução da energia livre na mistura, até que se atinja o equilíbrio. Essa redução de energia acaba guiando todas as reações, mas nem todas elas oscilam.
Algumas reações vão se comportar assim por conta do caminho adotado até chegar ao equilíbrio, isto é, dos mecanismos de reação, com a mudança de concentração dos componentes envolvidos. Essas concentrações variam muito quão mais complexas forem os caminhos da reação.
Em comum, em toda reação oscilante:
× A oscilação ocorre quando se está longe do equilíbrio e o ciclo vai se repetindo, com diminuição de energia.
× A diminuição de energia pode ocorrer por dois caminhos, e a reação ir alternando periodicamente entre um e outro.
× Um desses caminhos produz uma substância intermediária consumida no outro.
Num instante, se a concentração da substância intermediária é baixa, a reação segue o caminho onde ela é produzida, caso contrário, o caminho é o inverso, onde é consumida, repetidamente mudando de um caminho para o outro. Chama-se essas reações de autocatalíticas.
E NO CASO DA REAÇÃO DE BRIGGS-RAUSCHER?
Nela ocorrem as oscilações e mais de um caminho até o equilíbrio também. Para produzi-la, podem ser unidas três soluções incolores, das quais falaremos mais adiante, combinadas em um béquer.
A partir daí é que acontece um efeito que parece até mágica. Agitando a solução resultante, ela se torna âmbar, após azul e retorna a ser incolor, com repetição da alteração após cerca de 15 s. Com a perda de energia, as reações vão se tornando mais lentas e a oscilação de cores também, até a forma definitiva em azul.
Num béquer de 1 L de capacidade, adiciona-se 500 mL de solução de água oxigenada (peróxido de hidrogênio ou H2O2) a 3 %. A segunda solução é posta em 250 mL, compostos por 200 mL de água destilada, 4 mL de H2SO4 6 mol/L e iodato de potássio (14,5 g), dissolvidos por agitação e aquecimento.
A terceira solução, por sua vez, é disposta em 250 mL formados após algumas etapas. 5,2 g de ácido malônico (CH2(CO2H)2) e 1,1 g de sulfato de manganês (II) monoidratado são dissolvidos em 200 mL de água destilada. Após, 0,1 g de amido são colocados em 2,5 mL de água destilada, agitando até obter uma goma. Essa goma deve ser agitada e aquecida, diluindo em 25 mL de água destilada fervente. Após, as soluções de amido e de ácido malônico com sulfato de manganês são diluídas e completam os 250 mL com água destilada.
Ao misturar as três soluções, os íons iodato reagem com a água oxigenada produzindo HOI (reação catalisada pelo manganês), que é parcialmente reduzido a I- pela água oxigenada. O HOI reage com o I- formando I2 e esse reage lentamente com o ácido malônico.
Segundo Arroio et al. (2006), as reações que ocorrem são as seguintes:
O que ocorre na mistura das soluções:
O efeito catalítico do manganês:
AS CORES E AS REAÇÕES
Quando o I2 é produzido, surge a cor âmbar. A cor azul escura, por sua vez, ocorre quando a concentração de I- se torna superior à de HOI. As alterações vão ocorrendo até todo o ácido malônico ser consumido.
QUANTOS CICLOS OCORREM?
Conforme mencionado, as reações de Briggs-Rauscher duram enquanto houver energia disponível e reagentes. Não são ciclos perfeitos e, em geral, eles ocorrem cerca de dez vezes.
É curta a duração. Quer ver uma gravação de como a reação ocorre? Confira:
[Reações de Briggs-Rauscher. Vídeo postado por usuário do Youtube]
PRODUTOS DAS REAÇÕES E CUIDADOS
As reações geram muito do elemento iodo, incluindo vapores. Depois de completar as reações, é bom tampar o béquer caso não se queira que o ambiente fique afetado de iodo. O vapor de iodo é tóxico e corrosivo, e não deve ser inalado por longo tempo.
Além disso, há o ácido sulfúrico, os efeitos do peróxido de hidrogênio e outras substâncias que podem causar irritação. Alguns reagentes a mais permitem neutralizar os produtos das reações anteriores, e todo cuidado é fundamental.
VINDO PARA REAÇÕES QUÍMICAS DO DIA-A-DIA
Uma reação de Briggs-Hauscher você não vê todos os dias, mas com pilhas – recarregáveis ou não, vemos a mágica acontecer corriqueiramente, por efeitos químicos e elétricos. Na sugestão de post da linha azul 👇🏻, você descobre um pouco do histórico e como funcionam:
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