Laboratório virtual de identificação de gases: seis gases

Este laboratório virtual de identificação de gases cobre os testes químicos de gases do GCSE e do IGCSE Chemistry. Os alunos fazem seis testes com seis gases: palito aceso, palito em brasa, água de cal, papel de tornassol vermelho e azul úmido e permanganato de potássio (manganato(VII) de potássio) acidificado. Eles registram cada resultado numa tabela, encontram o teste que identifica cada gás e depois passam para tubos desconhecidos e dão nome a eles. Não há cloro, dióxido de enxofre nem amônia na sala, nem hidrogênio perto de chama. Uma aula rende uma tabela de resultados completa e prática em redigir as observações que as questões de prova pedem.

Alinhamento com o currículo

• AQA GCSE Chemistry 4.8.2 (identificação de gases comuns): hidrogênio, oxigênio, dióxido de carbono e cloro. Em Combined Science: Trilogy, o mesmo conteúdo é o 5.8.2.
• Cambridge IGCSE Chemistry 0620, tópico 12.5 (identificação de íons e gases): acrescenta a amônia com tornassol vermelho úmido e o dióxido de enxofre com permanganato de potássio acidificado.
• Outros currículos: os mesmos testes aparecem na química do ensino fundamental II e do ensino médio em muitos países.

O Simulic não é afiliado nem endossado pela AQA, Cambridge ou qualquer banca examinadora.

Antes do laboratório (5 min)

Peça aos alunos que se comprometam com uma previsão, no papel ou como pergunta 1 do link da turma:

"Você borbulha dióxido de carbono em água de cal e depois dióxido de enxofre em água de cal nova. O que acontece em cada caso?"

A maioria dos alunos aprendeu "água de cal = dióxido de carbono" e espera que só o CO₂ a deixe turva. Não corrija ainda.

Método na simulação

1. Coloque Bancada em "Testes de gases" e Modo em "Gases conhecidos (prática)". Deixe Tornassol úmido marcado.
2. Escolha uma Amostra, por exemplo H₂ – hidrogênio, e um Teste, por exemplo Palito aceso. Clique nos botões das etapas em ordem e observe o tubo.
3. Escolha o que você viu nos botões abaixo das etapas; isso vai para a tabela de resultados. Clique em Repetir teste para começar com um tubo novo.
4. Faça os seis testes com os seis gases.
5. Desmarque Tornassol úmido e teste de novo a amônia com tornassol vermelho úmido. Compare.
6. Mude Modo para "Gases desconhecidos". Teste cada amostra desconhecida, escolha o gás de cada uma e clique em Conferir respostas. Novas amostras dá um conjunto novo.

Gás	Palito aceso	Palito em brasa	Água de cal	Tornassol vermelho úmido	Tornassol azul úmido	KMnO₄ acidificado
H₂
O₂
CO₂
Cl₂
NH₃
SO₂

Resultados esperados

Estas observações vêm da simulação no modo Gases conhecidos. Um traço significa que nada muda.

Gás	Palito aceso	Palito em brasa	Água de cal	Tornassol vermelho úmido	Tornassol azul úmido	KMnO₄ acidificado
H₂	pequeno estampido	apaga	–	–	–	–
O₂	queima com mais intensidade	reacende	–	–	–	–
CO₂	apaga	apaga	fica turva	–	vermelho	–
Cl₂	chama fraca e fumacenta	apaga	–	descora (branco)	vermelho, depois descora	–
NH₃	apaga	apaga	–	fica azul	–	–
SO₂	apaga	apaga	fica turva	–	vermelho	de roxo a incolor

• Cada gás dá um resultado que nenhum outro dá (em negrito). Só a água de cal não distingue o CO₂ do SO₂.
• Com Tornassol úmido desmarcado, a amônia e o cloro não alteram o papel, e a simulação avisa que o gás precisa primeiro se dissolver na água do papel úmido.

Perguntas para os alunos

1. (Previsão, repetida depois do laboratório) O que acontece quando CO₂ e SO₂ são borbulhados em água de cal?
2. O que mostra o teste com papel de tornassol vermelho seco?
3. O que você vê quando aproxima um palito aceso da boca de um tubo de oxigênio?
4. Um gás apaga um palito aceso, não reacende um palito em brasa, deixa a água de cal límpida e deixa azul o tornassol vermelho úmido. Que gás é?
5. Como distinguir o dióxido de carbono do dióxido de enxofre, e por que o teste funciona?

Respostas para o professor: (1) Os dois deixam a água de cal turva. (2) O tornassol não muda, então o gás precisa se dissolver na água do papel para agir. O papel seco serve de comparação: a umidade é a única diferença. (3) Sem estampido; o palito queima com mais intensidade. (4) Amônia. (5) Borbulhe cada gás em permanganato de potássio acidificado. O SO₂ faz a solução passar de roxa a incolor porque é um agente redutor; o CO₂ a deixa roxa.

Erros conceituais comuns

• "O oxigênio dá um pequeno estampido." O estampido é o hidrogênio queimando. O oxigênio faz um palito aceso queimar com mais intensidade e reacende um palito em brasa.
• "Água de cal turva prova que é dióxido de carbono." O dióxido de enxofre também a turva. Se houver vários gases possíveis, teste também com KMnO₄ acidificado.
• "O cloro deixa o tornassol vermelho, então é só um gás ácido." O cloro descora o papel até ficar branco. O tornassol azul úmido fica vermelho primeiro e depois perde a cor.

Extensão

• Coloque Bancada em "Íons + NH₄⁺, OH⁻, grupo 2" e faça o teste do amônio: aqueça o sal com NaOH e segure tornassol vermelho úmido na boca do tubo.
• Peça aos alunos que escrevam uma equação em palavras ou em símbolos para cada teste positivo; o modo Gases conhecidos mostra as equações para conferir.

Perguntas frequentes

O link da turma pode abrir direto na bancada de gases?

Sim. Na página Compartilhar, fixe Bancada em "Testes de gases" e Modo em "Sais conhecidos (prática)" nos valores iniciais do link; na bancada de gases esse modo aparece como Gases conhecidos. Caso contrário, o primeiro passo do método pede aos alunos que mudem de bancada.

É a mesma simulação do laboratório de identificação de íons?

Sim. O laboratório virtual de identificação de íons usa a bancada Testes de íons para os testes de chama e de precipitação. Este laboratório usa a bancada Testes de gases, então os dois podem ser feitos em aulas seguidas.

Por que o conjunto de perguntas usa o modo Gases conhecidos?

No modo Gases desconhecidos cada aluno recebe tubos sorteados, então não dá para ter respostas fixas. Use Gases desconhecidos como desafio final, em que Conferir respostas dá retorno na hora.

Simulações e guias relacionados

2H₂ + O₂ → 2H₂O – a faísca que faz o hidrogênio explodir Experimento do chafariz de amônia – comparação com HCl e N₂

Para mais atividades de química, veja ideias de aulas interativas de química.