KIT QUÍMICA Nº 8 - REAÇÃO DE OXIDAÇÃO

                                     QUÍMICA 08 - REAÇÃO DE OXIDAÇÃO

Olá professor! Vamos dar início a nossa aula sobre reações de oxidação e redução. Nesse plano de aula faremos um direcionamento para que o uso do Kit e o seu experimento seja um sucesso.

PLANO DE AULA

Tema: Reações de Oxidação e Redução com o Uso do Reagente de Baeyer

Componente Curricular: Química

Público-alvo: Ensino Médio

Duração: 2 horas-aula

Objetivos:

1. Compreender o conceito de oxidação e redução.

2. Identificar a função do reagente de Baeyer (Permanganato de Potássio) como agente oxidante.

3. Realizar experimentos práticos para observar reações de oxidação em diferentes substâncias.

4. Analisar os resultados experimentais e discutir as transformações químicas observadas.

Conteúdos estudados:

• Conceito de oxidação e redução.

• Dissociação de Permanganato de Potássio em solução aquosa.

• Função dos íons permanganato como agentes oxidantes.

• Transformações químicas em diferentes substâncias orgânicas.

Abertura da aula: 

Local: Sala de aula

Organização da turma: Carteiras organizadas em agrupamentos de 4 a 5 estudantes para facilitar a interação durante os experimentos. 

Montagem dos materiais: A montagem dos materiais pode ser feita pelos estudantes sob a supervisão do professor. Recomenda-se que os estudantes tenham alguns instantes para explorar os materiais antes do início das instruções, evitando que se distraiam durante a fala do professor.

Levantamento de conhecimento prévio: Pergunte aos estudantes: "O que vocês sabem sobre oxidação e redução?", "Alguém já ouviu falar sobre o permanganato de potássio?", "Quais são alguns exemplos de reações de oxidação que vocês conhecem?". 

Materiais necessários:

• 1 comprimido ou flaconete de Permanganato de Potássio

• 270 mL de água

• 1 cenoura pequena

• Óleo de soja

• 2,5 mL de álcool líquido (etanol hidratado)

• 2,5 mL de formaldeído (Formol)

• 1 liquidificador

• 1 peneira fina

• 5 béqueres de 50 mL

• 1 béquer de 500 mL

Desenvolvimento da prática:

1. Introdução 

• Apresentar os conceitos de oxidação e redução.

• Explicar a função do Permanganato de Potássio como agente oxidante.

• Descrever o objetivo da atividade prática e os materiais necessários.

2. Preparação das Soluções 

As soluções base podem ser preparadas pelos alunos em cada grupo, conforme sugerido no começo deste plano de aula. Os experimentos separados devem ser feitos um em cada bancada/grupo, para comparação do resultado final. 

• Demonstrar a preparação da solução de Permanganato de Potássio (solução 1):

• Adicionar 20 mL de água em um béquer de 50 mL.

• Dissolver o conteúdo de um flaconete de Permanganato de Potássio na água.

• Agitar até dissolver completamente.

• Preparar a solução de suco de cenoura (solução 2):

• Colocar 250 mL de água no liquidificador.

• Adicionar a cenoura e bater até ficar bem triturada.

• Peneirar o suco no béquer de 500 mL.

3. Experimentos Práticos 

• Experimento 1: Adicionar 20 mL da solução 2 e 2,5 mL da solução 1 em um béquer de 50 mL. Agitar e observar após 15 minutos.

• Experimento 2: Adicionar 30 mL de óleo de soja e 2,5 mL da solução 1 em um béquer de 50 mL. Agitar e observar após 15 minutos.

• Experimento 3: Adicionar 2,5 mL de álcool hidratado e 2,5 mL da solução 1 em um béquer de 50 mL. Agitar e observar.

• Experimento 4: Adicionar 2,5 mL de formaldeído e 2,5 mL da solução 1 em um béquer de 50 mL. Agitar e observar.

Resultado esperado: Observação de mudanças de cor em cada experimento, indicando diferentes reações de oxidação.

Condução das discussões:

Entendendo a prática:

• Discutir os resultados de cada experimento, observando as mudanças de cor e as reações de oxidação.

• Explicar as transformações químicas que ocorrem em cada caso:

• Oxidação do betacaroteno (cenoura) em vitamina A.

• Oxidação dos ácidos graxos (óleo de soja) em glicerol.

• Oxidação do etanol em aldeído e ácido carboxílico.

• Oxidação do formaldeído em ácido fórmico.

• Destacar a importância dos oxigênios nascentes provenientes do KMnO4 nas reações de oxidação.

Para além da sala de aula:

Generalizações sobre oxidação no cotidiano:

• Ferrugem: A oxidação do ferro ao entrar em contato com água e oxigênio, formando óxido de ferro (ferrugem). É um processo comum que pode ser observado em estruturas metálicas expostas ao ambiente, como portões, grades e automóveis.

• Descoloração de frutas: A oxidação das frutas, como maçãs e bananas, quando cortadas e expostas ao ar. A superfície da fruta muda de cor devido à reação do oxigênio com compostos fenólicos presentes nas células da fruta.

• Combustão: A queima de combustíveis fósseis, como gasolina e carvão, é um exemplo de oxidação rápida, onde o carbono reage com o oxigênio do ar para formar dióxido de carbono e liberar energia na forma de calor e luz.

• Oxidação de gorduras: O ranço de alimentos gordurosos, como óleos e nozes, é causado pela oxidação das gorduras, resultando em sabores e odores desagradáveis.

Atividades similares realizadas por cientistas:

• Desenvolvimento de catalisadores: Cientistas estudam e desenvolvem catalisadores que aceleram as reações de oxidação, como os usados em catalisadores automotivos para reduzir as emissões de gases poluentes.

• Pesquisa em biologia celular: Pesquisadores investigam o papel das espécies reativas de oxigênio (ROS) e os processos de oxidação em células, que estão ligados ao envelhecimento e a diversas doenças, incluindo câncer e doenças neurodegenerativas.

• Proteção contra corrosão: Engenheiros e cientistas de materiais trabalham na criação de revestimentos e tratamentos para metais que previnem a oxidação e prolongam a vida útil de estruturas metálicas.

• Produção de energia limpa: Pesquisas em tecnologia de células a combustível envolvem a oxidação de hidrogênio para gerar eletricidade de forma limpa e eficiente, com água como subproduto.

Materiais disponibilizados no kit para esse experimento: 

• Béqueres

• Erlenmeyers

• Pipetas

• Cloreto de sódio

• Permanganato de potássio

• Formaldeído (Formol)

Materiais complementares para esse experimento:

• Liquidificador

• Cenoura

• Água

• Óleo de soja

• Peneira

Questionário de fixação

 

1. Defina oxidação e redução.

2. O que significa dizer que uma substância é um "agente oxidante"? Dê um exemplo.

3. Qual é a função do Permanganato de Potássio (KMnO4) em uma reação de oxidação?

4. Explique o que acontece quando o Permanganato de Potássio é dissolvido em água. Quais íons são formados?

5. Qual é a diferença visual entre a solução de Permanganato de Potássio (KMnO4) antes e depois de sofrer redução em um meio básico?

6. O que ocorre com a cor da solução de KMnO4 quando misturada com suco de cenoura? Por que essa mudança ocorre?

7. Explique o processo de oxidação do betacaroteno presente na cenoura e o produto formado.

8. Descreva as mudanças que ocorrem na estrutura química do etanol durante a oxidação.

9. Qual é o produto final da oxidação do formaldeído?

10. Por que é importante comparar os resultados dos diferentes experimentos realizados com a solução de KMnO4?

11. Como você identificaria uma reação de oxidação observando as mudanças de cor durante o experimento?