Compreender a fila de reatividade dos metais; prever o acontecimento de reações químicas de deslocamento.

Uma ou duas aulas (50 min cada)

Número de oxidação; reações de oxidação-redução; equacionamento de reações (opcional).

O retroprojetor pode ser aproveitado nas aulas de uma forma diferente da tradicional.
Um de seus usos é a demonstração de reações químicas.
Uma vantagem é que a reação é projetada ampliada, permitindo observar detalhes como liberação de gás, migração de partículas, etc. Outra, é permitir que os alunos acompanhem em conjunto as reações, com o professor ajudando a destacar o que está ocorrendo ou sendo observado.
Nessa atividade, valida-se o uso da fila de reatividade.

Material necessário:

1) retroprojetor;
2) amostras de diversos metais (ferro, cobre, magnésio, zinco, etc);
3) diversos compostos constituídos por cátions dos metais acima e outros (exemplos, sulfato de cobre, sulfato de zinco, cloreto de magnésio, cloreto de sódio, etc.);
4) ácido clorídrico diluído;
5) duas ou mais placas de Petri.

Coloque umas 4 placas de Petri sobre o retroprojetor.
Em uma delas, coloque um pequeno prego (ou outro material feito de ferro). Adicione solução de sulfato de cobre em quantidade suficiente para cobrir pelo menos a maior parte do prego.
Os alunos deverão notar na tela transformações. Pergunte-lhes o que está ocorrendo.
Há uma tendência de dizerem que o ferro está enferrujando. De fato, o cobre se deposita sobre o prego na forma de pó com aspecto de ferrugem.
Após levantadas as hipóteses, explique a reação equacionando-a: Fe + CuSO₄ -> FeSO₄ + Cu ou Fe⁰ + Cu²⁺ -> Fe²⁺ + Cu⁰.
Por que ocorreu a reação? Explique que a reação ocorre porque o ferro é mais reativo do que o cobre e que poderíamos ter previsto observando a fila de reatividade dos metais.

Peça que consultem as posições desses dois metais na fila de reatividade. Explique onde ficam os metais mais nobres e onde ficam os metais mais reativos na fila e como ela indica que o cobre é mais nobre (ou menos reativo) do que o ferro.

Em outra placa de Petri, coloque um pedaço de cobre (pode ser de um fio elétrico sem cobertura plástica). Adicione solução de sulfato de ferro (ou outra solução de sal de ferro). Os alunos deverão notar que não ocorre reação.

Voltando à fila de reatividade, reforce que o cobre é mais nobre que o ferro, ou seja, quando os dois estão em contato, a tendência é o cobre ficar com número de oxidação zero (forma metálica) e o ferro ficar na forma de cátion: Fe²⁺ + Cu⁰ -> não ocorre reação!

Faça outras combinações de metais com as soluções disponíveis. Ácido clorídrico com ferro, ácido clorídrico com magnésio ou zinco, bicarbonato de sódio com ferro, sulfato de zinco com cobre, etc. Peça para os alunos consultarem a fila de reatividade e tentarem prever se ocorrerá ou não reação na próxima experiência. Para criar certo suspense, coloque os reagentes em contato somente após manifestarem suas expectativas. Faça o mesmo procedimento para as demais tentativas, alternando situações em que ocorre reação com as que não ocorrem.

 __________
Algumas sugestões
Reserve a placa com prego e sulfato de cobre para que os alunos possam ver nas aulas seguintes como ficou. Dependendo das quantidades usadas, o prego se desfaz quase que completamente.
Cuidado para não arranhar a superfície de vidro do retroprojetor. Se necessário, coloque com um pedaço de plástico transparente entre as placas e o vidro do retroprojetor.

Onde conseguir alguns metais: Cobre: fios elétricos (remover a cobertura); Ferro: pregos Zinco: no interior de pilhas comuns novas ou pouco usadas. Caso não disponha de placa de Petri, pode-se usar béquer, copos, etc. Alguns recipientes de alimentos são igualmente apropriados.

Essa é uma aula introdutória ao uso da fila de reatividade. A avaliação diagnóstica baseia-se no envolvimento dos alunos e a capacidade de usarem a fila de reatividade para prever o que ocorrerá ao misturar determinados reagentes. Os alunos costumam se envolver bastante nessa atividade, sugerindo combinações de materiais. Teste-as depois de responderem se ocorrerá ou não reação. Essa abordagem ajudará a entender como estão acompanhando o que foi explicado, favorecendo a avaliação diagnóstica. Para as aulas seguintes recomenda-se uma avaliação mais profunda, propondo exercícios ou situações-problema que envolvam o cotidiano, tais como, "o que deverá ocorrer se a instalação hidráulica de uma casa for feita com canos de cobre e o chuveiro for feito com cano de ferro (aço)?".