SEQUÊNCIA DIDÁTICA PODCAST ÁREA CIÊNCIAS DA NATUREZA

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1 SEQUÊNCIA DIDÁTICA PODCAST ÁREA CIÊNCIAS DA NATUREZA Título do Podcast Área Segmento Duração Chuva ácida... será que a água da chuva vai corroer tudo? Ciências da Natureza Química Ensino Médio 5min 44seg Habilidades: H20: Descrever, por meio de linguagem discursiva ou simbólica, equações químicas de neutralização ácido-base, com ênfase no ácido nítrico e no ácido sulfúrico. H17: Associar a formação de íons com o ganho ou perda de elétrons. H62: Identificar as principais causas e consequências da chuva ácida. H63: Relacionar a interferência humana nos ciclos naturais com a intensificação das chuvas ácidas. Tempo Estimado: 30 minutos Materiais e recursos necessários: Podcast Chuva ácida... será que a água da chuva vai corroer tudo? Conteúdos: Átomos e suas partículas Íons Propriedades dos ácidos e das bases Reação de neutralização Problemas ambientais: chuva ácida Desenvolvimento: Para o desenvolvimento da atividade proposta ouça o podcast Chuva ácida... será que a água da chuva vai corroer tudo?, repetindo a audição quantas vezes forem necessárias. Para facilitar a compreensão acompanhe com o roteiro impresso do programa. O programa e o roteiro estão disponíveis na Biblioteca Digital, do Portal EJ@.

2 Começando a atividade... Quimicamente as substâncias podem ser classificadas de diferentes formas. A classificação, baseada nas propriedades químicas, agrupa as substâncias em: Ácidos Bases Sais e Óxidos. O cientista Arrhenius, sugeriu a seguinte definição para ácido e base: Um ácido é um composto que contém hidrogênio e reage com a água para formar íons hidrogênio. Uma base é um composto que produz íons hidróxido na água. O íon hidrogênio é o cátion H + e o íon hidróxido é o ânion OH. Outro cientista, a partir das observações da dissolução dos ácidos em outros solventes, que não seja em água, sugeriu que: Ácido é um doador de prótons. Base é um receptor de prótons. 1) Retome o conceito de íon e responda: o que diferencia um átomo neutro de um íon? Em um átomo neutro, o número de prótons (partículas com carga positiva) é igual ao número de elétrons (partículas de cargas negativas). O número de prótons é o número atômico (Z) e identifica um átomo. Átomos, com o mesmo número de prótons, pertencem a um mesmo elemento químico. A massa do átomo (A) é a soma do número de prótons mais o número de nêutrons.

3 A = p + n Onde, A = massa atômica p = número de prótons n = número de nêutrons Representa-se o átomo com seu número atômico e massa da seguinte forma: Por exemplo, analisando a representação a seguir, tem-se para o átomo de oxigênio: Massa atômica (A) = 16 Número atômico (Z) = 8 Número de prótons = 8 Número de elétrons = 8 (para o átomo neutro, o n prótons = n elétrons) Número de nêutrons = 8, que pode ser determinado da seguinte forma: A = p + n 16 = 8 + n n = 8 Agora observe o próximo exemplo: 2) Para o caso do sódio, determine: a) A massa (A): b) O número atômico (Z): c) O número de prótons: d) O número de elétrons: e) O número de nêutrons: No caso dos íons, que são partículas com número de elétrons diferente do número de prótons, a representação para os cátions se dá com o sinal positivo (+) e, os ânions são representados com o sinal negativo ( ). Para o ânion O 2-, veja: Massa atômica (A) = 16 Número atômico (Z) = 8 Número de prótons = 8 Número de nêutrons = 8 Número de elétrons = 10 (pela representação, observa-se que o íon é um ânion apresenta carga negativa e tem dois elétrons a mais que o átomo neutro). 3) Complete a tabela a seguir com as informações do número de prótons, nêutrons e elétrons das partículas (átomos ou íons).

4 PARTÍCULA N de prótons N de elétrons N de nêutrons Massa (A) Ca Fe S C 6 12 Ni Fe 3+ N 7 14 Há casos de íons compostos, como o cátion amônio. Neste caso, o conjunto de um átomo de nitrogênio (N) ligado a quatro átomos de hidrogênio (H) possui carga + 1. Veja o caso do ânion carbonato: O grupamento CO 3 possui carga 2. Voltando aos ácidos... Veja o caso do ácido clorídrico quando dissolvido em água: HCl + H 2O H + (aq) + Cl (aq) Seguindo o raciocínio de Arrhenius, pode-se dizer que ácidos são substâncias moleculares e quando são misturados com a água sofrem o processo de ionização. O ácido, um composto molecular, ioniza-se em água, liberando o cátion H + e um ânion. Veja o que acontece com o ácido nítrico (HNO 3) quando colocado em água: HNO 3 + H 2O H + (aq) + NO 3 (aq) A ionização pode ser representada pela equação de ionização dos ácidos. O (aq), significa aquoso e indica que os íons estão em água. 4) Escreva a equação de ionização em água para os ácidos a seguir: a) HF b) H 2CO 3 c) H 3PO 4 d) H 2SO 4 Os ácidos têm sabor azedo ou picante. Em geral, reagem com os metais, liberam gás hidrogênio (H 2) e neutralizam as substâncias de propriedades básicas.

5 No podcast, você ouviu como se formam o ácido nítrico (HNO 3) e o ácido sulfúrico (H 2SO 4), que são os dois principais ácidos que contribuem para a formação da chuva ácida. 5) Retome o trecho, ouvindo ou acompanhando pelo roteiro, e equacione a reação de formação do HNO 3. A reação entre o dióxido de nitrogênio (NO 2) com a água, forma ácido nítrico e também o óxido de nitrogênio (NO). 6) A reação de formação do H 2SO 4 não se dá diretamente. a) Primeiramente, o SO 2 reage com mais O 2 para formar o SO 3. Escreva a equação balanceada. b) Depois, o SO 3 reage com a água e formando o H 2SO 4. Equacione a reação e faça o balanceamento. Os ácidos podem ser neutralizados pelas bases. As bases são substâncias de sabor adstringente e quando misturados com água liberam o ânion OH e um cátion. Observe alguns exemplos: NaOH + H 2O Na + (aq) + OH (aq) Ca(OH) 2 + H 2O Ca +2 (aq) + 2 OH (aq) Na reação de neutralização entre um ácido e uma base ocorre formação de um sal e água, observe: HCl + NaOH NaCl + H2O Na reação de neutralização, as soluções desses compostos reagem na forma iônica: Perceba que o sal (1) é formado pela combinação do cátion da base com o ânion do ácido. E a água (2) pela combinação dos íons H + e OH. É importante ressaltar que, na representação dos compostos iônicos (fórmula), o cátion é escrito antes do ânion.

6 As reações de neutralização são muito comuns e importantes para diminuir a acidez ou basicidade de um meio, ou melhor, para ajustar o meio, deixando mais ou menos ácido, básico ou neutro. 7) Complete as equações de reação de neutralização abaixo. Não se esqueça de balancear as equações: a) NaOH + HNO 3 b) Ca(OH) 2 + HCl c) Mg(OH) 2 + H 2SO 4 d) LiOH + H 2CO 3 e) NaOH + H 3PO 4 f) Ca(OH) 2 + H 3PO 4 g) H 2CO 3 + NaOH Com a realização desta atividade, você retomou como se dá a formação da chuva ácida. Hoje, esse é um dos problemas ambientais que se agravou com o desenvolvimento das sociedades. É importante ressaltar que não é possível evitar-se, mas pode-se tomar atitudes mais conscientes para diminuir a emissão de gases que contribuem para aumentar a acidez da chuva. Além disso, você pode reforçar o conceito de ácidos, bases e sais e aprender mais sobre reação de neutralização, inclusive, exercitando as equações químicas balanceadas das reações. Consulte no Mapa Curricular, no Portal EJ@, os conteúdos listados a seguir, para aprimorar seus conhecimentos: Transformações Químicas (Reações) Neutralização Problemas ambientais - O que causa e que ações podem ser tomadas para prevenir e amenizar a situação Íons Conceito e representação Substâncias Inorgânicas Indicações: Saiba mais sobre a chuva ácida: O que é chuva ácida? Disponível em: < Acesso em: 8 jan h. O que é chuva ácida? Disponível em: < Acesso em 8 jan h.

7 Gabarito: 1) A diferença entre as duas espécies químicas está no número de elétrons (partículas com carga negativa). No caso do cátion, o n de elétrons é menor que no átomo neutro, por isso a carga do cátion é positiva (n de prótons é maior que o n de elétrons). Nos ânions, o n de elétrons é maior que no átomo neutro, assim sendo, o n de prótons é menor que o n de elétrons do átomo neutro, por isso a carga é negativa. 2) a) A massa (A): 23. b) O número atômico (Z): 11. c) O número de prótons: 11. d) O número de elétrons: 11. e) O número de nêutrons: 12. 3) PARTÍCULA N de prótons N de elétrons N de nêutrons Massa (A) Ca Fe S C Ni Fe N ) Lembre-se que as reações de ionização ocorrem na presença de água, portanto é preciso representar a água na equação química. Observe que a carga do cátion é sempre 1+. As substâncias químicas são neutras, portanto o n de cargas positivas deve ser igual ao total de cargas negativas. a) HF + H 2O H + (aq) + F (aq) b) H 2CO 3 + H 2O 2 H + 2 (aq) + CO 3 (aq) c) H 3PO 4 + H 2O 3 H + 3 (aq) + PO 4 (aq) d) H 2SO 4 + H 2O 2 H + 2 (aq) + SO 4 (aq) 5) 3 NO 2 + H 2O 2 HNO 3 + NO 6) a) 2 SO 2 + O 2 2 SO 3 b) SO 3 + H 2O H 2SO 4

8 7) a) NaOH + HNO 3 NaNO 3 + H 2O b) Ca(OH) 2 + HCl CaCl H 2O c) Mg(OH) 2 + H 2SO 4 MgSO H 2O d) 2 LiOH + H 2CO 3 Li 2CO H 2O e) 3 NaOH + H 3PO 4 Na 3PO H 2O f) 3 Ca(OH) H 3PO 4 Ca 3(PO 4) H 2O g) H 2CO NaOH Na 2CO H 2O