• Identificar uma reação de oxi-red não espontânea;
• Conceituar eletrólise;
• Relacionar eletrólise com o procedimento de banho de metais;
• Identificar as aplicações da eletrólise.

• Número de oxidação (NOX);
• Potencial padrão de redução.

Professor, você deverá providenciar os materiais descritos a seguir:

• Moedas de 5 centavos de real (cobre);
• 25mL de solução de hidróxido de sódio (NaOH) 3 mol/L;
• 25g de zinco em pó;
• Um béquer de 150mL ou um copo que suporte calor;
• Fonte de calor (chapa elétrica, fogão, microondas, etc);
• Maçarico ou lamparina;
• Uma pinça;
• Uma espátula.

Obs.: o zinco não precisa necessariamente estar em forma de pó, poderá estar em pedaços maiores. Se desejar, leve muitas moedas de modo que possa dar algumas moedas modificadas para os alunos.
Esses materiais são para o experimento que deverá ser feito no início da aula.

Aula 1: Transformando a moeda de 5 centavos (cobre)

Inicie a aula perguntando aos alunos se eles já ouviram falar sobre a alquimia? Caso algum aluno responda que sim, pergunte o que exatamente ele sabe sobre a alquimia. Caso os alunos não saibam algo sobre a alquimia, informe a eles que os principais ideais dos alquimistas eram: a transformação de metal em ouro, a chamada transmutação, e a fórmula para a longevidade, que permitisse uma longa vida.
Após isso, informe aos alunos que você irá demonstrar como realizar a transmutação do metal presente na moeda de 5 centavos.

Figura 1 – Moedas de 5 centavos de Real
Fonte:<http://www.pt-leiloes.com/uplimg/img_1990115M567-S36-Brasil-5-Moedas-de-5-Centavos--M567--050jpg.jpg> acessado em 25 de novembro de 2009.

Prossiga com o experimento descrito abaixo:

Materiais:
•    moedas de 5 centavos de real (cobre);
•    25mL de solução de hidróxido de sódio (NaOH) 3 mol/L;
•    25g de zinco em pó;
•    um béquer de 150mL ou um copo que suporte calor;
•    fonte de calor (chapa elétrica, fogão, microondas, etc);
•    maçarico ou lamparina;
•    uma pinça;
•    uma espátula.
Procedimentos:
1 – Coloque a solução de hidróxido de sódio dentro do béquer e em seguida adicione zinco em pó dentro do béquer com a solução.
2 – Aqueça a mistura até perto da ebulição. A solução tomará um aspecto limpo e o zinco ficará totalmente precipitado no fundo.
Tome muito cuidado para não respirar os vapores da solução e para evitar respingos. A solução de hidróxido de sódio é corrosiva.
3 – Nesse momento, coloque a moeda dentro da solução com o auxílio da pinça, e certifíque-se de que a moeda esteja sobre o zinco.
OBS: a moeda deve estar limpa e sem oxidação. Você pode limpar a moeda usando uma solução ácida, como por exemplo, de vinagre ou suco de limão.
4 – Depois de um tempo, a moeda inicialmente com a cor característica do cobre, passa a assumir uma coloração prateada. Aproximadamente dois minutos depois a moeda estará completamente cor de prata.
5 – Retire a moeda com auxílio da pinça. Lave com água corrente, a moeda estará prateada.
6 – Acenda o maçarico, segure a moeda com a pinça e leve-a diretamente à chama por alguns segundos e veja que agora a moeda está cor de ouro. Não precisa aquecer demais.
Esfrie a moeda num copo com água ou na pia antes de manuseá-la.
Se desejar, repita o procedimento com mais moedas para entregar para os alunos.

Figura 2 – Resultado do experimento
Fonte:<http://pontociencia.org.br/imgdb/experimentos/38571ec782993756dc93d269d9348ee2.jpg> acessado em 25 de novembro de 2009.

Experimento adaptado do site: http://pontociencia.org.br/experimentos-interna.php?experimento=154&COBRE+PRATA+E+OURO#top acessado em 25 de novembro de 2009.

Para esse experimento será preciso aproximadamente 45 minutos, pois ele será repetido algumas vezes para que sejam produzidas várias moedas.

Aula 2:

Após o experimento leve os alunos para o laboratório de informática.

No laboratório de informática divida a turma em grupos de três ou quatro alunos. Depois que os alunos se organizarem, explique que muitas reações químicas podem produzir energia elétrica, como é o caso das pilhas e baterias. Informe aos alunos que o experimento está baseado nos conceitos das reações de oxidação e redução. Após a explicação, peça para que os alunos pesquisem na internet a definição de reações de oxidação e redução. É provável que os alunos encontrem que na reação de oxidação ocorre o aumento do número de oxidação e a reação de redução ocorre a redução do número de oxidação. Depois da pesquisa, informe aos alunos que o metal existente na moeda de cinco centavos é o cobre (Cu) o metal que depositou nessa moeda foi o zinco (Zn).

Neste momento revise o conceito de potencial padrão de redução com os alunos, pois os alunos utilizarão no decorrer da aula.

Informe aos alunos o potencial padrão de redução do zinco e do cobre, - 0,76 (V) e + 0,34 (V) respectivamente. Levando em consideração os conceitos sobre potencial padrão de redução pergunte aos alunos qual espécie vai reduzir e qual espécie vai oxidar, quando o zinco entra em contato com o cobre? É provável que alguns alunos respondão que o zinco irá oxidar e o cobre irá reduzir, uma vez que o potencial padrão de redução do cobre é maior do que o do zinco. Caso isso não ocorra, explique isso a eles. Em seguida, informe para eles que no experimento com a moeda a espécie que reduziu foi zinco e não o cobre. Isso ocorreu, pois, o zinco em solução de hidróxido de sódio forma complexos com o potencial padrão maior do que o do cobre, por isso, o zinco é depositado na moeda de cobre.

Após a explicação, informe aos alunos que para descobrir por qual motivo a moeda de cobre coberta por zinco ao ser aquecida adquire coloração dourada, eles deverão pesquisar sobre o latão. Os alunos encontrarão que o latão é uma liga metálica feita de cobre e zinco.

Em seguida, peça para que os alunos abram a simulação abaixo:

O troféu de alumínio
http://portaldoprofessor.mec.gov.br/fichaTecnica.html?id=13698

O troféu de alumínio

Figura 3 – Tela inicial do recurso

A simulação mostra de forma clara e divertida o conceito de eletrólise. Após essa atividade, pergunte para alguns alunos o conceito de eletrólise, aproveite para explicar que o experimento feito no início da aula é um caso atípico, pois as reações de oxi-red não espontâneas são conduzidas com a passagem de corrente elétrica, o que não ocorreu no experimento.

Para sistematizar a aula os alunos deverão pesquisar na internet e/ou nos seus livros didáticos a aplicação da eletrólise para a proteção contra a corrosão e para o banho de metais.

Caso o professor não tenha à sua disposição um laboratório computacional e possua apenas um computador com um datashow, poderá mostrar as simulações aos alunos na própria sala de aula.
Além disso, se o professor não tiver condições de fazer o experimento, poderá mostrar para os alunos o vídeo abaixo:
http://www.youtube.com/watch?v=6jfiik9gOo0&feature=player_embedded

Figura 4 – imagem do vídeo

Sugestões de Experimentos

Eletrólise

• http://portaldoprofessor.mec.gov.br/fichaTecnica.html?id=11967

Eletrólise e banho de metais

• http://portaldoprofessor.mec.gov.br/fichaTecnica.html?id=16859

Para avaliar as duas aulas, peça para que os alunos façam um relatório, em grupo ou individual, sobre o experimento e a simulação, eles deverão abordar os conceitos trabalhados ao longo da aula.