Ideias de aprendizagem ativa
Este tópico une a cinética química e o equilíbrio através do estudo dos catalisadores e dos sistemas tampão. Os alunos analisam como os metais de transição atuam como catalisadores eficientes em processos industriais e biológicos, baixando a energia de ativação sem serem consumidos. Paralelamente, exploram a importância dos sistemas tampão na manutenção do pH em sistemas biológicos e laboratoriais.
Atividade 01
Usando software ou dados reais, os alunos constroem a curva de titulação de um ácido forte com base fraca. Devem identificar a zona tampão e explicar aos colegas por que é que o pH varia pouco nessa região.
Explique como um catalisador altera a velocidade de uma reação química sem afetar a posição do equilíbrio.
Atividade 02
Estação A: Decomposição do H2O2 com KI. Estação B: Com MnO2. Estação C: Com catalase (batata). Os alunos comparam velocidades e discutem a especificidade dos catalisadores.
Analise a curva de titulação de um ácido forte com base fraca, identificando as zonas tampão e o ponto de equivalência.
Atividade 03
Os alunos leem um pequeno texto sobre o sistema CO2/HCO3- no sangue humano. Em pares, discutem o que aconteceria se o pH variasse 0.5 unidades e como o sistema impede que isso aconteça.
Justifique a predominância dos metais de transição nos catalisadores usados nos processos industriais e em sistemas biológicos.
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Algumas notas sobre lecionar esta unidade
Atenção a estes erros comuns
Um catalisador aumenta o rendimento de uma reação.
O catalisador aumenta a velocidade, mas não altera a posição do equilíbrio nem o rendimento máximo. Discussões sobre diagramas de energia potencial ajudam a visualizar que o estado final é o mesmo.
Um sistema tampão mantém o pH exatamente neutro (7.0).
Um tampão mantém o pH próximo do seu pKa, que pode ser ácido ou básico. A análise de diferentes pares conjugados em sala ajuda a desconstruir a ideia de que tampão significa neutralidade.
Metodologias usadas neste resumo
Estruturas e Propriedades dos Metais
Os alunos relacionam as propriedades dos metais (condutividade elétrica, brilho, maleabilidade, ductilidade) com a ligação metálica, interpretando-a com base nos eletrões e orbitais de valência, e distinguem sólidos metálicos de iónicos, covalentes e moleculares.
8 methodologies
Reciclagem de Metais e Ciclo do Cobre
Os alunos analisam como reciclar um metal por processos químicos através de uma atividade laboratorial de simulação do ciclo do cobre, e investigam, numa perspetiva interdisciplinar, a relação entre reciclagem, limitação de recursos naturais e diminuição de resíduos e consumos energéticos.
8 methodologies
Corrosão e Proteção dos Metais
Os alunos interpretam a corrosão dos metais como reação de oxidação-redução com o meio a atuar como agente oxidante, e analisam processos de proteção como a proteção catódica, a galvanoplastia e a anodização, identificando ligas metálicas com elevada resistência à corrosão.
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Reações de Oxidação-Redução e Série Eletroquímica
Os alunos preveem a extensão relativa de reações de oxidação-redução com base na série eletroquímica de potenciais padrão de redução, interpretam o conceito de potencial padrão de redução e o acerto de equações de oxidação-redução em meio ácido.
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Construção de Pilhas Eletroquímicas
Os alunos concebem e realizam, em grupo, um protocolo experimental para construção de uma pilha, ajustando as condições experimentais à força eletromotriz pretendida, formulando hipóteses, avaliando procedimentos e confrontando resultados com os de outros grupos.
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