Química - fumaça nos dedos

Química fumaça nos dedos

Cuidado: essa atividade precisa usar fogo e ela pode causar ferimentos graves, além disso, ela gera uma substância que é extremamente tóxica. Então, antes de fazer essa experiência leia as dicas de segurança no final do texto.

Essa experiência científica, apesar de ser simples, possui uma explicação longa e detalhada e que ainda precisa ser confirmada por um professor de química. A primeira coisa que precisamos saber é porque um palito de fósforo pega fogo?

O palito queima porque sua cabeça é feita de substâncias que fazem a faísca do atrito com a caixinha virar chama.

A cabeça do palito de fósforo é feita basicamente com clorato de potássio e parafina. A “lixa” da caixa é feita com areia, pó de vidro e fósforo. O fósforo fica na caixa e não no palito.

Vídeo em camera lenta da cabeça de um palito de fósforo pegando fogo.

Na química existem elementos que são classificados como “alotrópicos”. A “alatropia” é a propriedade que possuem alguns elementos químicos de se apresentarem com formas e propriedades diferentes, como, por exemplo, o grafite e o diamante que são formas alotrópicas do carbono.

Outro elemento “alotrópico” é o fósforo (P) que pode ser branco ou vermelho.

A formula do fósforo branco é P₄, o que significa que suas moléculas são formadas por 4 átomos de fósforo. Esse tipo de fósforo é tão reativo que precisa ser guardado na água para não entrar em contato com o ar e explodir. Deve-se ter muito cuidado ao manipulá-lo, pois ele causa queimaduras graves na pele e intoxicação caso seja ingerido (apenas 0,1 g de fósforo branco ingerido pode levar à morte).

O fósforo vermelho (usado nos palitos) não apresenta uma estrutura determinada sendo que sua fórmula é conhecida por P_n. Ele é bem menos reativo que o fósforo branco, porém, pode entrar em combustão se sofrer fricção. É por isso que ele é usado nas superfícies laterais das caixas de fósforos. Quando esfregamos a ponta do palito na “lixa” da caixinha o fósforo se acende e, por sua vez, acende o material altamente inflamável que fica na cabeça do palito. O fósforo vermelho não é tóxico como o fósforo branco, em alguns países ele é colocado na cabeça do palito na forma de P₄S₃.

Porque sai fumaça dos dedos?

Quando você queima a “lixa” (da caixa) o fósforo vermelho é vaporizado e se condensa em uma substância gosmenta e marrom sobre a superfície do prato de porcelana. Parte dessa substância foi convertida em fósforo branco. O elemento não mudou a identificação - apenas a disposição estrutural dos átomos.
    
O fogo na “lixa” faz com que o fósforo vermelho seja parcialmente oxidado se transformando em trióxido de fósforo e parcialmente sublimado transformando-se em fósforo branco (tóxico e perigoso).

Ao esfregar a ponta dos dedos com esse novo elemento o trióxido de fósforo branco e o fósforo reagem com o oxigênio do ar formando o pentóxido de fósforo. A fumaça branca que aparece entre os dedos consiste em pequenas partículas de pentóxido de fósforo. A reação acontece por causa do aquecimento causado pelo atrito (esfregar os dedos).
    
(Essa explicação é uma compilação de diversos artigos publicados na Web, ela pode não estar correta.)

Quem inventou o palito de fósforo

Foi o físico inglês Robert Boyle, em 1669. Mas o palito de fósforo só foi criado em 1826, quando surgiram uns palitões de 8 centímetros apresentados pelo químico inglês John Walker. Mas esses fósforos grandões tinham um grande inconveniente: todas as substâncias necessárias para a queima ficavam na cabeça do artefato. Aí, qualquer raspada dos palitos na calça fazia o palito pegar fogo. A solução surgiu em 1855, quando o industrial sueco Johan Edvard Lundstrom inventou os chamados “fósforos de segurança” que a gente usa até hoje. A sacada de Lundstrom foi colocar uma parte das substâncias para a queima no palito e outra na caixinha. É por isso que os palitos não se incendeiam quando você os raspa em qualquer lugar!
Fonte: mundo estranho

Dicas de Segurança
1) A substância marrom e gosmenta é tóxica e perigosa;
2) Não inale a fumaça e use luvas de silicone (usadas por médicos e dentistas) para evitar que essa solução entre em contato com sua pele;
3) Se não tiver luvas de silicone você deve lavar bem as mãos, com água e sabão, logo após realizar essa experiência.

Química fumaça nos dedos

Cuidado: essa atividade precisa usar fogo e ela pode causar ferimentos graves, além disso, ela gera uma substância que é extremamente tóxica. Então, leia as “dicas” abaixo antes de fazer essa experiência.

Dicas de Segurança
1) A substância marrom e gosmenta é tóxica e perigosa;
    
2) Não inale a fumaça e use luvas de silicone (usadas por médicos e dentistas) para evitar que essa solução entre em contato com sua pele;
3) Se não tiver luvas de silicone você deve lavar bem as mãos, com água e sabão, logo após realizar essa experiência;

É melhor usar uma caixa de fósforos de papelão. Se a caixa for de madeira você terá que separar a “lixa” antes de colocar fogo no papel.

Não precisa ser um prato de porcelana, pode ser uma moeda, um pedaço de vidro, ou seja, qualquer objeto que não seja inflamável, que não absorva a substância e que seja liso o suficiente para colher a substancia com os dedos (de preferência usando luvas de silicone).
    

A produção de fumaça não vai queimar seus dedos, mas a substância marrom e a fumaça são tóxicas. Não inale a fumaça e se não for usar luvas de silicone para proteção da pela, lave as mãos com água e sabão logo após finalizar a experiência.

Não coloque os dedos na boca ou em qualquer lugar do seu rosto até que tenha lavado completamente o resíduo com água e sabão.

Seja extremamente cuidadoso com o fogo. Remova todos os objetos inflamáveis que estejam próximos do local da experiência.

A melhor forma de queimar o papel é dobrar ao meio na horizontal (para que ele fique um pouco mais alto que a superfície do prato) e colocar fogo com a ajuda de um isqueiro. Usar um palito de fósforo é mais complicado para queimar um pedaço de papel dobrado e apoiado sobre uma superfície plana.
    

Química fumaça nos dedos

Cuidado: essa atividade precisa usar fogo e ela pode causar ferimentos graves.

Importante 1: a substância usada nessa experiência é tóxica e perigosa. Não inale a fumaça e lave bem as mãos com água e sabão logo após fazer a atividade.
    
Importante 2: leia as dicas de segurança na aba “Porque acontece” e na aba “Dicas”.

Pais
Sempre que possível faça experiências científicas junto com seu(s) filho(s). Além de ser divertido (para os dois) é uma ótima forma para apresentar conteúdos que a criança verá na escola.
Explique “porque” essas coisas acontecem e deixe a criança repetir a experiência sob sua supervisão, isso ajuda a desenvolver a curiosidade, criatividade e a autoestima da criança.
Para ver uma matéria que explica em detalhes a queima de um palito de fósforos acesse o link:
http://gizmodo.uol.com.br/quimica-palito-de-fosforo/
ou
https://www.youtube.com/watch?v=FSXRMlcaybM

Professores
Essa experiência pode ser usada para ilustrar uma aula de:
Química – quando falar sobre transformação da matéria, substâncias alotrópicas, combustão espontânea, substância tóxicas, etc.
Ciências/Física – quando falar sobre átomos, moléculas, estrutura da matéria, etc.

Perguntas para os alunos

1) O que significa “fósforo”?
R) “o portador da luz”, devido a propriedade que tem o fósforo branco de brilhar no escuro.

2) A qual temperatura pode chegar a cabeça de um palito de fósforo quando começa pegar fogo?
R) entre 1500º C e 1950º C.

3) Do que é composto a ponta dos palitos de fósforos?
R) a cabeça do palito possui um combustível (trissulfeto de antimônio), uma substância para ajudar esse combustível a pegar fogo (clorato de potássio), e outro composto para evitar que a combustão gere muita fumaça (fosfato de amônio). Tem também a cera de parafina que ajuda a chama a viajar para baixo no palito, e uma cola mantém tudo isso junto. Há também um corante para deixar o fósforo mais bonito.

    
No link abaixo você pode ver o vídeo de um fósforo queimando em câmera lenta (4 mil quadros por segundo). A narração está em inglês, mas as imagens dão uma boa ideia do porque a “cabeça” do palito de fósforo gruda no vidro. http://www.dailymail.co.uk/sciencetech/article-3461935/What-REALLY-happens-strike-match-Video-explains-chemical-reactions-place-create-flame.html#v-8776569463291334650