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O ciclo do Carbono divide-se por dois temas, o que envolve trocas rápidas entrre os seres vivos e o que incorpora processos geologicos graduais e lentos no ciclo.

Nas nossas experiências devemos usar os que são rápidos, até porque dúvido que se que os outros funcionem para o nosso objetivo.

Exemplos que demonstrem o ciclo do Carbono (C):

A absorção do CO2 presente na atmosfera feita pelos ser vivos e a sua devolução.

A queima de combustíveis fósseis liberta CO2 para a atmosfera.

Fotossítese das plantas transformam o CO2 ou bicabonato em moléculas organicas.

"As moléculas orgânicas feitas por fotossintetizadores são passadas através de cadeias alimentares e a respiração celular converte o carbono orgânico de volta em gás dióxido de carbono."

https://pt.khanacademy.org/science/biology/ecology/biogeochemical-cycles/a/the-carbon-cycle

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Ao conversarmos decidimos seguir o tema do concurso a Natureza, depois escolhemos concentrarmo-nos em algo relacionado com a acidificação dos oceanos.

Como o ciclo da água afeta todos os sistemas da Terra, também por ele próprio ser um sistema a hidrosfera, a acidificação dos oceanos representa um perigo para os animais e plantas aquáticos (exemplos: peixes, corais e algas). Além disso, sendo um ciclo as águas acidificadas iram evaporar para depois condensar e formar chuvas ácidas que edificam os solos tornando-os inférteis (claro que este não é o processo comum para a criação das chuvas ácidas, normalmente a ligação do CO2 com H2O formando o ácido carbónico).

Eu sinto que seria mais interessante descobrir uma forma de proteger os corais, estes são formados por carbonato de cálcio que se degrada na presença de ácidos. Então, estamos a cogitar como reduzir a acidez dos oceanos, e ainda, se seria possível preparar uma solução que ao precipitar formaria uma espécie de película protetora de maneira a impedir a degradação por ação dos ácidos.

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Grupo de trabalho:

Diana Carvalho

Joana Trindade

Constânça Santos

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Depois de conversarmos com a professora chegamos à conclusão de que não vamos perseguir a ideia sobre maneiras de proteger os corais da acidificação dos oceanos.

Como queríamos usar o tema do concurso, vamos continuar a explorar experiências ligadas à natureza. No entanto achei a proposta da professora, em fazermos um bafômetro,  interessante.

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O é um bafômetro?

Um bafômetro é um aparelho usado na maioria dos casos pela polícia para determinar se um condutor está alterado por ter bebido demais. Assim, o bafômetro verifica o teor de álcool presente ou não na expiração da pessoa.

Experiências:

"O princípio químico do bafômetro"

http://professorh9.dominiotemporario.com/doc/Experimento_-_O_principio_quimico_do_bafometro.pdf

Oxidação-Redução

https://sites.usp.br/cdcc/wp-content/uploads/sites/512/2019/08/baf%C3%B4metro.pdf

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Falamos uma segunda vez com a professora, decidimos que vamos seguir uma visão que está relacionada com os Oceanos e a sua interação com o dióxido de carbono.

Como cidadãos deste mundo todas as pessoas têm noção de que o planeta está a sofrer com o impacto das alterações climáticas. Ouvimos nos telejornais que estão a fazer outra manifestação relacionada com alterações climáticas ou que chuvas torrenciais causam destruição (ex: Valência). Mas, na realidade, a maioria das pessoas não têm consciência ou não estão devidamente informados sobre o que causa este tema tão importante, as alterações climáticas, motivo pelo qual tende a ser ignorado por muitos. Para que, de certa forma, no dia aberto o nosso projeto funcione como uma divulgação com exemplos específicos/práticos do que está a acontecer à Terra envolvendo o CO2. As experiências podem basear-se no que resulta do aumento das concentrações de CO2 presente na água e na atmosfera, sabendo que os ciclos da água e do carbono se encontram interligados.

Conclusão da ideia para o trabalho: qual é o papel do CO2 no planeta e como o está a influenciá-lo pela negativa?

Vamos ter algumas experiências para contarmos “A história do CO2”.

Experiência 1 –> produtos da reação

Experiência 2 –> produtos da reação

Experiência 3 –> produtos da reação

…

E no final, pudemos fazer uma experiência para concluir a explicação da contribuição do CO2 para o mundo, usando por exemplo como reagentes os produtos da reação que fomos formando ao longo da história.

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Imagem:

https://pt.khanacademy.org/science/biology/ecology/biogeochemical-cycles/a/the-carbon-cycle

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A cima está o porquê de mudarmos da vela para a reação do bicarbonato e vinagre.

O desenho da esquerda é uma primeira tentativa para a montagem que leva á formação de CO2. Enquanto o do lado é a versão final da montagem que criamos.

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Bicarbonato de sódio (Na2CO3)

Vinagre (CH3COOH)

Todo o material que vamos utilizar.

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Primeira apresentação á turma.

Notas dos colegas e professora:

Mudar a imagem da molécula de CO2 colocar ligação dupla.

Mudar o estado físico do ácido acetico num skide de líquido para aquoso.

Falou-se de alternativas para o recebiente em forma de pexei (onde vamos colocar um indicador de pH para demonstrar a acidez da solução); o Francisco falou num papel que reagiria, mas excluímos essa opção devido aos grandes gastos de papel (pois realizariamos várias vezes a atividade).

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Estivemos a conversarmos todas e decidimos as experiências que vamos fazer de maneira a representar como o CO2 atua no planeta.

uma delas consiste em ter dois balões um com água(representa os oceanos) e outro com ar(representa a atmosfera), depois existe a aproximação de uma chama(representa o sol) a cada um dos balões. Observamos que o balão com água rebenta muito depois do que representa os oceanos da Terra.

(Ao escrever isto pensei melhor e comecei a questionar-me se esta seria uma boa experiência para fazer-mos, pois na realidade não envolve CO2 apenas demonstra o porquê de a atmosfera ter uma temperatura superior à do oceano.)

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Como o CO2 acidifica os oceanos e a sua absorção:

https://www.metlink.org/experiment/ocean-acidification-and-co2-absorption-teachers-notes/

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MetLink - Royal Meteorological Society Ocean Acidification and CO2 Absorption - Teacher's Notes -

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In this experiment the students will initiate a reaction that produces CO2 in an enclosed water-air environment.

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Contém constante de acidez ácido carbónico

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Em I

Utiliza-se 2 kitasatos:

o 1.º é onde fazemos a reação de formação de CO2;

o 2.º está em contacto com a água do goblé e a partir dele serve obtemos qualitativamente o velume de CO2 livbertado na nossa reação.

Em II

Apenas 1 kitasato onde fazemos a reação de formação de CO2;

1 goblé com H2O quente.

Em III

Apenas 1 kitasato onde fazemos a reação de formação de CO2;

1 goblé com H2O à temperatura ambiente.

E ainda um IV igual ao II e III mas com água fria.

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Fizemos a experiencia pela primeira vez, mas, o facto, de termos fugas por não vedarmos todas as possíveis saídas de ar do kitasato com parafilm a quantidade de CO2 que foi útil e absorvida pela água não foi significativa para fazer com que a tonalidade do indicador se altera-se. Para além disso, o carbonato de sódio(reagete) que colocamos para reagir não chegou a reagir completamente, pois premaneceram grumos no fundo. Com este erro passamos a colocar um agitador magnético nos kitassados para evitar desnecessárias perdas.

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Em relação ao nosso problema dos peixinhos.

Penssamos que a melhor forma de conseguir incluir-los seria fazer o indicador de cove roxa com Maizena criar um "plástico". Depois colocavamos a pasta em forminhas de praia pequenas ou então em formas de selicone em formato de peixe.

No entanto, não temos tempo suficiente para conseguirmos fazer todo este processo e o facto do indicador de cove roxa não ser muito especifico levou a que em vez desta opção preferissemos utilizar o indicador universal para demonstrar as mudanças de pH da água nos goblés.

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Começando com a Experiencia da Capacidade Térmica aka experiência do balão.

Depois de termos dificuldade com os fósferos optamos por usar um isqueiro de cozinha, e devido ao peso do balão com água ficar demasiado para segurarmos usaremos um tripé para o segurar.

Procedimento:

Encher 2 balões de igual volume, um com água e outro com ar;

Com um isqueiro de cozinha (comprido para evitar queimar a mão), aquecer o balão com ar até que este rebente, cronometrando o tempo desde o início do aquecimento até o balão rebentar;

Registar o tempo;

Repetir o mesmo procedimento para o balão com água, mas colocando um balde/recipiente largo por baixo do balão para que a água não caia no chão;

Registar o tempo;

Comparar os resultados

o balão com ar rebentou em 3.4 seguntos aproximadamente;

o balão com água nem chegou a rebentar depois de vários minutos (o plástico do balão até chamuscou mas nada de rebentar).

Conclusões:

A temperatura do ar e a água aumenta, agitação entre as partículas também aumenta, logo a pressão dentro do balão aumenta até este rebentar.

Segundo a fórmula, como a fonte de calor mantém-se a mesma e o balão com ar rebentou primeiro, ou seja, atingiu uma temperatura superior mais rápidamente do que o balão com água. Concluimos que o ar tem uma capacidade térmica inferior à da água.

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Depois, realizamos a nossa outra experiencia a que mostra a influência da temperatura na absorção do CO2.

Procedimento:

Adicionar uma mangueira a cada kitasato, isolando bem a junção com parafilm

Colocar 80ml de água em cada gobelé e colocá-los a diferentes T (g1- T ambiente; g2- 5°C; g3- 60°C)

A esses gobelés adicionar 3 gotas de indicador universal de pH.

Preparar 60 ml de uma solução de ácido acético de c=1mol/dm3

Medir 2g de carbonato de sódio e colocar no Kitasato, juntamente com um agitador magnético (repetir este passo para os restantes kitasatos);

Colocar uma rolha com um furo no qual seja possivel encaixar uma bureta em cada kitasato

Colocar 20ml da solução preparada em cada bureta, encaixando-a no furo da rolha e isolando a rolha e a bureta com parafilm

Mergulhar a extremidade livre de cada mangueira na água do respetivo gobelé

Abrir a torneira da bureta para que ocorra a reação

Depois de se deixar de ver bolhas, estas resoltavam do CO2 que atravesssáva a mangueira até aos goblés colucar um medidor de pH para conferirmos se os valores de pH tinham sido os esperados ou não.

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Observamos:

O goblé 1 com T a 13ºC têm um pH intermédio;

O goblé 2 com T a 5ºC têm o pH mais baixo dos três, ou seja, [H3O+] é maior. Foi o que mudou de cor primeiro;

O goblé 3 com T a 60ºC têm o pH mais alto dos três, ou seja, [H3O+] é menor. Foi o último a mudar de cor.

Através desta experiência é possível concluir que a solubilidade do CO2 diminui com o aumento da temperatura, uma vez que a solução com água quente se demonstra a mais básica das três e a com água fria, a mais ácida. Tal pode ser explicado através do princípio geral da solubilidade, o qual indica que quanto maior a temperatura de um gás, maior a agitação das moléculas, logo mais difícil será a sua dissolução na solução. Este facto pode, ser verificado pelo princípio de Le Châtelier- Como a reação de produção de ácido carbónico é exotérmica no sentido direto, de acordo com este princípio, com o aumento da T, a reação irá deslocar-se no sentido inverso, aumentando a concentração dos reagentes ( [CO2] ), e diminuindo a dos produtos da reação ( [ácido carbónico] ).

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Estivemos a pensar num nome para o nosso projeto.

Care for Ocean 2 - em que as letras a negrito formam a molécula que escolhemos CO2.

Care about Our Ocean - aqui não existe o erro de poderem pensar que estamos a dizer que existe um segundo oceano

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A nossa ultima apresentação para a turma.

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Exeperiência 1

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As 3 montagens quente, T ambiente e fria.

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Experiência 2

o balão com ar a rebentar.