A Pilha de Daniell e as Rea??es de Oxida??o e Redu??o
Autor e Co-autor(es)
Marco G. B. Burlamaqui
Estrutura Curricular
| Modalidade / Nível de Ensino | Componente Curricular | Tema |
|---|---|---|
| Ensino M?dio | Qu?mica | Propriedades das subst?ncias e dos materiais |
| Ensino M?dio | Qu?mica | Transforma??es: caracteriza??o, aspectos energ?ticos, aspectos din?micos |
Dados da Aula
O que o aluno poderá aprender com esta aula
- Conceituar e diferenciar rea??es de oxida??o e redu??o;
- Identificar em uma c?lula eletroqu?mica o c?todo e o ?nodo;
- Identificar as principais caracter?sticas do c?todo e do ?nodo nas c?lulas eletroqu?micas.
Duração das atividades
Conhecimentos prévios trabalhados pelo professor com o aluno
- C?tions e ?nions.
Estratégias e recursos da aula
- Professor, providencie uma solu??o de sulfato de cobre penta hidratado (CuSO4.5H2O), um prego, um peda?o de palha de a?o e um peda?o de fio de cobre.
- Professor, salve nos computadores os endere?os da simula??o que ser? utilizada ao longo da aula.
Inicie a aula mostrando para os alunos a solu??o de sulfato de cobre penta hidratado (CuSO4.5H2O) que foi previamente preparada. Em seguida, pegue o prego e lixe-o com a palha de a?o. Mergulhe o prego na solu??o. Pe?a para que os alunos observem o que aconteceu. Os alunos dever?o comparar o novo aspecto do prego com o fio de cobre.
Informe aos alunos que esse fen?meno pode ser explicado atrav?s das teorias da eletroqu?mica, que consiste na gera??o de energia el?trica atrav?s de rea??es qu?micas.
Ap?s isso, leve os alunos para o laborat?rio de inform?tica da escola.
No laborat?rio de inform?tica, divida os alunos em grupos de tr?s ou quatro alunos. Em seguida, pe?a para que os alunos abram a simula??o abaixo:
A pilha de Daniel
http://portaldoprofessor.mec.gov.br/fichaTecnica.html?id=18002
Figura 1 ? Imagem retirada do pr?prio recurso
Nessa simula??o os alunos poder?o verificar a gera??o de energia el?trica atrav?s das rea??es de oxida??o e de redu??o de algumas subst?ncias qu?micas. Eles poder?o selecionar duas subst?ncias e observar qual a voltagem gerada por elas.
Figura 2 ? Instru??es da simula??o
Pe?a para que os alunos pesquisem na internet sobre as subst?ncias que constituem a Pilha de Daniell. Os alunos encontrar?o que a Pilha de Daniell (tamb?m chamada de C?lula de Daniell) ? constitu?da por dois eletrodos: um de zinco (Zn) e um de cobre (Cu). Os alunos dever?o reproduzir a Pilha de Daniell utilizando a simula??o, para isso, eles dever?o selecionar o zinco e o cobre, e coloc?-los no b?quer 1 e no b?quer 2, respectivamente. Pergunte aos alunos qual foi a voltagem gerada por essa pilha? Os alunos responder?o que foi de 1,1 V.
Feito isso, eles dever?o observar o que aconteceu com a massa da barra de zinco e da barra de cobre:
Figura 3 ? Varia??o da massa dos eletrodos
Os alunos responder?o que a massa da barra de zinco diminuiu e a massa da barra de cobre aumentou. Explique aos alunos que esse fen?meno ? o mesmo que aconteceu com o cobre na solu??o de sulfato de cobre, ou seja, o cobre que estava em solu??o na forma de ?ons (Cu2+) reduziu para sua forma natural (Cu) que ? s?lida.
Em seguida, pe?a para os alunos pesquisarem na internet o que s?o as rea??es de oxida??o e redu??o. Para orientar a pesquisa, os alunos dever?o responder as quest?es abaixo:
1 ? Defina rea??o de oxida??o e rea??o de redu??o.
2
? Quais as diferen?as entre rea??o de oxida??o e rea??o de redu??o?
3 ? Quais as aplica??es das rea??es de oxida??o e redu??o?
Os alunos encontrar?o essas informa??es facilmente em sites de busca, mas se preferir eles poder?o busc?-las nos seus livros did?ticos.
Obs.: As respostas dever?o ser entregues para compor a avalia??o.
Em seguida, explique para os alunos que o eletrodo onde ocorre a rea??o de redu??o recebe o nome de c?todo e o eletrodo onde ocorre a rea??o de oxida??o recebe o nome de ?nodo. Al?m disso, no ?nodo ocorre a diminui??o da massa do eletrodo e no c?todo a massa do eletrodo aumenta. Ap?s isso, pe?a para que os alunos identifiquem na simula??o, utilizando o zinco e o cobre como eletrodos, o c?todo e o ?nodo:
?nodo ? zinco (Zn) ? diminuiu a massa
C?todo ? cobre (Cu) ? aumenta a massa
Em seguida, os alunos dever?o utilizar algumas combina??es de eletrodos e indicar o c?todo e ?nodo, para isso, eles poder?o construir uma tabela como exemplificada abaixo:
| ?nodo | C?todo |
| Zinco (Zn) | Cobre (Cu) |
| Cobre (Cu) | Prata (Ag) |
Utilize a tabela constru?da pelos alunos, para identificar as subst?ncias que se comportam como c?todos ou como ?nodos, como ? o caso exemplificado na tabela 1.
Para sistematizar a aula os alunos dever?o fazer um relat?rio sobre o que eles entenderam do tema abordado na aula, explicando o que s?o rea??es de oxida??o e redu??o e o que s?o c?todos e ?nodos.
Caso o professor n?o tenha ? sua disposi??o um laborat?rio computacional e possua apenas um computador com um datashow, poder? mostrar a simula??o e as imagens aos alunos na pr?pria sala de aula.
Recursos Educacionais
| Nome | Tipo |
|---|---|
| A pilha de Daniel | Anima??o/simula??o |
Recursos Complementares
Simula??o
O trof?u de alum?nio
Uma simula??o que trabalha de forma bem simplificada conceitos como: c?lula eletrol?tica e rea??es oxi/red.
http://portaldoprofessor.mec.gov.br/fichaTecnica.html?id=13698
Para o Professor:
Caso queira continuar trabalhando com os conceitos sobre El?troqu?mica acesse a aula a seguir: O Baf?metro e o N?mero de Oxida??o.
http://portaldoprofessor.mec.gov.br/fichaTecnicaAula.html?aula=273