O Galo do Tempo
Nos anos 60 a 80, o Galo do Tempo era um objeto decorativo muito popular nas casas portuguesas e fazia uma previsão infalível do tempo. Foi criado por um português, na década de 60, tendo por inspiração o Galo de Barcelos. A ideia deste galo do tempo, surgiu da criação de um higrómetro para medir a humidade do ar, usando um composto químico que mudava de cor.
Dependendo das condições climatéricas, este galo pode ficar com a cor azul ou com a cor rosa. Se ficar rosa, é indício de que, provavelmente, o tempo ficará chuvoso e fará frio. Mas se ele estiver azul, provavelmente, o dia permanecerá quente, sem previsão de chuva.
Como poderemos explicar estas mudanças de cor?
O Galo do Tempo tem incorporado um sal de cloreto de cobalto (II) na sua superfície. Este sal, na sua forma anidra, apresenta a cor azul. Na sua forma hidratada, apresenta a cor rosa.
Para perceber estas mudanças de cor, nas aulas de Física e Química A, os alunos do 11º C implementaram uma atividade experimental para testar este efeito.
Prepararam uma solução aquosa de cloreto de cobalto hexahidratado (cor rosa) à qual adicionaram algumas gotas de ácido clorídrico concentrado. Dividiram esta solução por três tubos de ensaio: um dos tubos serviu de controlo e ficou à temperatura ambiente; outro, foi colocado num gobelé com água e aquecido até à ebulição; o terceiro tubo foi colocado num banho de gelo.
Como interpretar estes resultados?
Na solução preparada, estabeleceu-se o seguinte equilíbrio químico:
[Co(H2O)6]2+(aq) + 4 Cℓ–(aq) [CoCℓ4]2-(aq) + 6 H2O(ℓ)
Rosa Azul
A solução de cloreto de cobalto (II) hexahidratado é cor-de-rosa, bem como o sal no estado sólido. Quando adicionamos o ácido clorídrico concentrado, a solução torna-se azul. Esta mudança ocorre devido a uma substituição de ligandos do ião de cobalto presente na solução. Na solução cor-de-rosa, há um excesso de moléculas de água e isto favorece a formação do ião hexaaquacobalto (II), de fórmula [Co(H2O)6]2+, responsável pela cor rosa da solução. Ao adicionarmos o ácido clorídrico concentrado, o íão cloreto em excesso na solução vai substituir as moléculas de água como ligandos do átomo de cobalto, formando o íão tetraclorocobaltato (II), de fórmula [CoCℓ4]2-, responsável pela cor azul da solução. No equilíbrio estabelecido, os dois iões coexistem na solução e reagem entre si, transformando-se um no outro.
De acordo com o Princípio de Le Châtelier, quando se provoca uma perturbação num sistema em equilíbrio, este evolui no sentido que tende a contrariar a perturbação introduzida, até se estabelecer um novo estado de equilíbrio químico. Assim, e atendendo a que a reação é endotérmica (no sentido direto), observa-se o seguinte efeito sobre o estado de equilíbrio da reação:
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Quando o sistema em equilíbrio é aquecido, o sistema evolui no sentido direto, aumentando a concentração do anião [CoCℓ4]2-(aq), enquanto diminui a concentração de reagente, até que um novo estado de equilíbrio seja estabelecido – ocorre intensificação da cor azul da mistura da reação, que é atribuída à presença de [CoCℓ4]2-(aq);
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Quando a temperatura diminui, favorece-se o sentido exotérmico, o sentido inverso, aumentando a concentração de catião [Co(H2O)6]2+(aq) , resultando num tom mais rosa da mistura;
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Quando o tempo está seco, o sal fica anidro, visto que a quantidade de água na atmosfera é baixa, e o equilíbrio evolui no sentido da reação direta, sentido em que há formação de [CoCℓ4]2-(aq). O galo fica azul, indicando que o tempo está seco, sem previsão de chuva;
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No entanto, quando o ar está húmido, o excesso de moléculas de água obriga o sistema a evoluir no sentido da reação inversa, de formação do sal hidratado [Co(H2O)6]2+(aq). O galo fica rosa, indicando tempo húmido com possibilidade de chuva.
Esta atividade experimental permitiu perceber como funciona o Galo do Tempo, enquanto sensor químico para a previsibilidade de chuva ou tempo seco. Assim, num dia quente e seco, é favorecida a forma anidra do cloreto de cobalto, e o galo fica de cor azul. Num dia chuvoso, o sistema evolui de forma a favorecer a forma hidratada do cloreto de cobalto, e o galo fica de cor rosa.
Com o objetivo de divulgar aos alunos mais novos o que se faz nas aulas laboratoriais de Química, os alunos do 11º ano envolveram-se de forma ativa e empenhada na dinamização desta atividade experimental, nos dias 4 e 5 de abril, no contexto da iniciativa “Marés de Oportunidades”, mostrando aos alunos do 1º, 2º e 3º ciclos o funcionamento deste galo na previsibilidade do tempo chuvoso ou do tempo seco, revelando a magia da Química.
Esta atividade experimental contribuiu para que os alunos do 11º ano realizassem aprendizagens significativas no domínio de aprendizagens essenciais “Equilíbrio Químico”. Contribuiu ainda para mostrar aos alunos mais novos que a Química, ciência experimental, tem inúmeras aplicações no nosso dia a dia, tornando a nossa vida mais colorida.