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• Consolidar o conceito de número de oxidação (NOX);
• Identificar a variação de NOX em reações de oxi-redução;
• Conceituar oxidante e redutor;
• Relacionar o funcionamento do bafômetro com a variação do número de oxidação.

Uma aula 50 minutos.

• Distribuição eletrônica;
• Íons;
• Conceito de Número de oxidação.

 

Conteúdos específicos:

• Número de Oxidação – NOX;
• Agente oxidante;
• Agente redutor.

 

Recursos educacionais:

• Clique aqui para visualizar a simulação sobre o bafômetro;
• Clique aqui para visualizar o artigo da Revista Química Nova na Escola sobre o bafômetro.
   

Introduzindo a aula: (5 min.)

Ao iniciar a aula, provoque um pequeno debate sobre o problema de acidentes de trânsito provocados pelo uso de bebidas alcoólicas, fornecendo dados estatísticos de números de acidente (vide site http://www.denatran.gov.br/acidentes.htm).
Depois pergunte aos alunos como um policial pode saber se o motorista ingeriu bebida alcoólica? Ao ser mencionado o bafômetro, pergunte aos alunos: Para que serve o bafômetro?
Os alunos deverão responder que o bafômetro serve para determinar se uma pessoa ingeriu bebida alcoólica. Depois dessa resposta faça outra pergunta: Como o bafômetro pode determinar se uma pessoa ingeriu bebida alcoólica?

Desenvolvendo a aula: (25 min.)
No laboratório de informática:
Após as indagações dos alunos, solicite que eles abram a simulação que trata da questão do bafômetro e seu funcionamento. Caso necessite, divida a turma em grupos de três ou quatro alunos, a simulação está no LabVirt presente no site da USP. Peça para os alunos anotarem as respostas das questões propostas pela simulação, pois eles deverão entregar junto com as respostas propostas pelo relatório da simulação.
Ao longo da exploração peça para que os alunos leiam com cuidado todas as informações presentes na simulação, em especial, na página descrita na imagem a seguir:

Figura1 - Regras para determinação do NOX

Quando os alunos chegarem nesta página leia essas informações com todos eles, diga que não será necessário memorizar es sas informações, pois eles poderão consultá-las posteriormente.
Depois que os alunos terminarem a simulação, pergunte o que provocou a variação de cor no bafômetro? Após as respostas dos alunos, explique que a variação de cor no bafômetro ocorreu em função de reações químicas que ocorreram dentro do bafômetro. Essas reações químicas são de um tipo muito especial: reações de oxidação e reações de redução. As reações de oxido-redução (oxi-red) são aquelas em que a formação de produtos está vinculada a uma transferência de elétrons entr e determinados átomos ou íons das substâncias reagentes. Para se determinar qual espécie de uma reação química oxidou ou reduziu precisamos determinar a variação do NOX dos átomos na reação.
Como exemplo, pergunte aos alunos qual é a reação que ocorreu no bafômetro. Após ouvir as respostas dos alunos, escreva a reação no quadro:

3 CH₃CH₂OH + 2 K₂Cr₂O₇ + 8 H₂SO₄ → 3 CH₃COOH + 2 Cr₂(SO₄)₃ + 2 K₂SO₄ + 11 H₂O

Explique aos alunos que nessa reação somente o carbono e o crômio estão variando o número de oxidação. Calcule o NOX do crômio e do carbono no quadro negro:

 

Após relembrar como se calcula o NOX do carbono e do crômio, pergunte aos alunos o que aconteceu com os valores do NOX do carbono e do crômio na reação química? Depois das respostas dos alunos, explique que por se tratar de uma reação de oxi-red, o carbono teve um aumento no NOX, ou seja, dizemos que o carbono oxidou, por sua vez o crômio t eve uma diminuiç&atild e;o do NOX, dizemos que o crômio reduziu. Em outras palavras, a redução do NOX denomina-se de reação de redução e o aumento do NOX denomina-se de reação de oxidação.
Similar a esses conceitos, explique aos alunos que a espécie que oxida provoca a redução, por isso, denomina-se agente redutor. Já a espécie que reduz provoca a oxidação, sendo assim, denomina-se agente oxidante. Na reação apresentada o crômio é o agente oxidante e o carbono é o agente redutor.

Após a explicação, peça para os alunos abrirem o artigo da Química Nova na página 4 com o título A Química dos Bafômetros. Neste artigo, os alunos terão acesso às informações sobre o funcionamento do bafômetro e as equações químicas envolvidas no processo. Se achar necessário faça a leitura do texto com os alunos.

Sistematizando a aula: (20 min.)

Para sistematizar, disponibilize em um documento de texto algumas questões para que os alunos respondam e entregue no final da aula:

1.  Na reação a seguir identifique o agente redutor o agente oxidante, e o cálculo do NOX para essas espécies químicas:

         Fe₂O₃(s) + 3 CO(g) → 2 Fe(s) + 3CO₂(g)

2. O que é bafômetro?
3. Por que o bafômetro muda de cor quando é assoprado por uma pessoa que ingeriu bebida alcoólica? O que é necessário para que ocorra essa mudança de cor?
4. Determine o NOX do Cloro (Cl) nas substâncias: NaCl, CaCl₂, HCl, HClO₃, HClO₄, Cl₂O₇.

Conduza um debate entre os alunos, utilizando as questões abaixo:
Questões para debate:

• O uso do bafômetro nas rodovias estaduais e federais pode diminuir o número de acidentes? Justifique a sua resposta.
• O que pode reduzir o número de acidentes ocasionados por bebidas alcoólicas?

Sugestão de alternativa para o desenvolvimento da aula

Caso o professor não tenha à sua disposição um laboratório computacional e possua apenas um computador com um datashow, poderá mostrar a simulação para a turma.
Se o professor tiver a sua disposição um laboratóri o de química e os reagentes necessários, poderá executar o experimento a seguir:

Material:

• Uma lamparina ou bico de Bunsen.

Reagentes :

• 2 mL de dicromato de potássio 1 mol/L;
• 1 mL de etanol a 50%;
• 1 mL de água.

Procedimentos:
Em dois tubos de ensaio adicionar 2 mL de dicromato de potássio e em um adicionar 1 mL de etanol a 50% e no outro 1 mL de água (será o controle). Aqueça e observe a mudança de coloração.
 

Para o Professor:
• Site onde o professor terá acesso às informações sobre o uso e desenvolvimento do bafômetro. Para visualizar clique aqui;
• Artigo que descreve o uso do bafômetro no ensino de química. Para visualizar clique aqui.

A avaliação será feita na correção das respostas às questões propostas no final da aula e no debate que será feito com as questões de debate.