KIT QUÍMICA Nº3A (2) - Reação de simples troca e de dupla troca

 

Como se forma a chuva ácida?

Professor(a), está em busca de exemplos para aproximar as aulas de química do cotidiano da turma? Acho que podemos te ajudar!

QUÍMICA 3A - REAÇÃO DE SIMPLES TROCA E DE DUPLA TROCA

procedimento 2

Gases produzidos a partir da queima de combustíveis fósseis como a gasolina, carvão e óleo diesel lançam diversas substâncias capazes de diminuir o pH de corpos hídricos. Quão corrosiva pode se tornar a água da chuva, sabendo que compostos lançados na atmosfera como os dióxidos de carbono (CO2) e de enxofre (SO2) aumentam a acidez da chuva?

O Ácido Sulfúrico diluído (H+(aq) + SO42-(aq)) é capaz de desloca o Ferro (Fe), o Alumínio (Al), o Zinco (Zn), o Manganês (Mn) e o Níquel (Ni) estáveis na estrutura de veículos, imóveis e monumentos. O Estanho (Sn) e o Cobre (Cu) já precisam de um pouco de calor para que a reação ocorra.

As reações de simples ou de dupla troca ocorrem sempre que uma substância é capaz de perder ou ganhar elétrons para outra substância, com a formação de produtos de diferente composição dos elementos químicos reagentes. Uma substância simples possui Número de Oxidação igual a 0 (O2, H2, N2, etc) e perdem elétrons para algum agente oxidante, que possui Número de Oxidação negativo (ex. Nox do radical Hidroxila [-OH] é -1). O agente oxidante reduz (ganha elétrons) o agente redutor oxida (perde elétrons).

Muitas substâncias, quando em meio aquoso, formam íons positivos (cátions) e negativos(ânions):

Ácido Sulfúrico: H2SO4 + H2O → H+(aq) + SO4-2(aq)

Algumas reações desta aula

Fe(s) + H2SO4(aq) →  Fe2SO4(s) + H2(g)

Cu(s) + H2SO4(aq) →  Cu2SO4(s) + H2(g)

Clique e veja o vídeo do PROCEDIMENTO-2

PLANO DE AULA

Disciplina:  Química

Curso: Ensino Médio

Tema: (EM13CNT101) Reação Oxi-redução ou Dupla-Troca

Duração de cada aula: 50 minutos

Objetivos:

- Observar características visíveis que denotam ocorrência de transformações químicas.

- Compreender que as substâncias simples são formadas por um único elemento químico e as substâncias compostas por dois ou mais elementos químicos diferentes.

- Aprender a montar a equação química de simples troca: "A + BC → AB + C”

- Aprender a montar a equação química de dupla-troca "AB + CD → AD + BC”

- Aprender sobre Número de Oxidação (Nox): cátions (carga +) e ânions (carga -)

Abertura da aula:

Local: O experimento deve ser realizado sobre uma bancada, preferencialmente em laboratório. 

Organização da turma: Agrupar estudantes em grupos de 5 a 6 integrantes.

Distribuição dos materiais: A montagem pode ser feita pelo professor ou entre os grupos de estudantes.

* Recomendamos que os estudantes tenham alguns instantes para explorar os materiais antes do início das instruções. Assim, evitamos que se distraiam durante a fala do professor.

Condução: Após a montagem do experimento, o professor pode perguntar à turma o que imaginam que pode acontecer ao prego e ao fio de cobre. Assim, os estudantes levantam hipóteses sobre o que vão observar. Ao final da prática, o professor deve fazer algumas perguntas para os grupos como por exemplo:  Que tipo de evidências caracterizam que uma reação ocorreu em cada um dos tubos? Há mudança de propriedades físicas visíveis quando os reagentes formam novos produtos?

Desenvolvimento da prática:

1) Manipulação segura de solução de Ácido Sulfúrico, a ⅛ do volume do tubo.

2) Deposição segura dos pregos e fio de cobre no interior de cada tubo de ensaio. 

4) Aguardar 2 minutos, e observar mudanças de coloração na superfície dos pregos imersos nas soluções. e posterior retirada do prego metálico do fundo dos tubos, com auxílio de ímã.

Condução das discussões:

Entendendo a prática: O que foi feito: Quando colocamos os pregos e o fio de cobre submersos nas soluções de ácido sulfúrico, ambos começam a oxidar-se. Tanto o Fes quanto o Cus (sólidos) perdem elétrons para o Enxofre (S) aquoso, na forma de SO4-2. Sobre o prego metálico submerso é possível observar a presença de bolhas de hidrogênio sendo formadas. Também se observa que o prego escurece.

Sobre o fio de cobre observamos um escurecimento contínuo, em função da oxidação e deposição de sulfato de cobre na superfície. 

Os metais (pregos e fios de eletricidade) possuem muitos elétrons disponíveis, sendo fortemente reativos quando em meio aquoso. O meio líquido promove a formação de íons, e a consequente troca de cargas entre cátions e ânions.

Para além da prática: Após a prática, o professor pode trazer alguns contextos em que observamos a oxidação

Por que elementos e/ou substâncias  metálicas oxidam com facilidade? 

R: Isso ocorre, pois  os metais têm a tendência de ceder elétrons, isto é, de se oxidar. Metais expostos ao ar se oxidam e corroem devido ao próprio oxigênio, combinado com contaminantes presentes na atmosfera, como o carbono e o enxofre presentes na queima de combustíveis fósseis.

Em nosso corpo, a todo momento sofremos com a oxidação e quebra de moléculas maiores em substâncias menores, para liberação de energia. Como são conhecidos os resíduos de tais oxidações? 

R: São os “Radicais Livres”: são partes menores e adjacentes de moléculas maiores. Muitos radicais, geralmente íons H+, se desprendem da moléculas quando em meio líquido e nosso corpo deve buscar neutralizá-los. Uma forma de neutralização é a perda de Fosfato presente na matriz óssea sob a forma de Fosfato de Cálcio (Ca3(PO4)2).

Para além da sala de aula:  Como identificar o fenômeno antrópico da chuva ácida no dia a dia?

R: São comuns, nos monumentos de praças por todo o mundo, a presença manchas verdes, amarelas, vermelhas e escuras. Tais manchas são provocadas por reação de oxi-redução promovida por compostos ácidos diluídos na água da chuva, que, em contato com esculturas feitas de Ferro, Cobre e outros metais, geram formas oxidadas nas mais diversas cores.

Materiais disponibilizados no kit:

Ao fazer o pedido deste kit, no experimento 2 terá à sua disponibilidade:

• Pregos e Fios de Cobre

• Tubos de ensaio e suporte

• Imãs 

• Reagente: ácido sulfúrico

Materiais complementares:

Você pode completar a aula com o vídeo  "Ordem de reatividade dos metais" em: Ordem de reatividade dos metais. Reatividade dos metais. Disponível em: <https://brasilescola.uol.com.br/quimica/ordem-reatividade-dos-metais.htm>.