Após esta aula o alunos será capaz de identificar e caracterizar os fenômenos de:

- Oxidação

- Redução

- Agente oxidante

- Agente redutor

- A conservação do número de elétrons ganhos e perdidos em uma reação de oxi-redução.

- Regras para determinação do número de oxidação (NOX) de espécies químicas.

- Reações inorgânicas (síntese, análise, simples e dupla troca).

- Balanceamento de equações.

Neste experimento será possível realizar uma introdução ao estudo das reações de oxiredução e começar a conceituar oxidação, redução, agentes oxidante e redutor com materiais alternativos e de baixo custo. Trata-se de uma demonstração experimental feita pelo professor. Esta demonstração pode ser feita no laboratório ou em sala de aula mesmo, pois não requer muitos equipamentos ou vidrarias. Para realizar o experimento introdutório a aula, devemos ter disponível:

- Um pedaço de palha de aço

- Água sanitária

- Tubo de ensaio

Fonte: images.google.com

1ª Etapa: Experimento e análise do resultado (10 min)

Com a ajuda de um bastão de vidro, adicione um pequeno pedaço da palha de aço e a movimente até o fundo do tubo de ensaio, procurando deixar os fios desambaraçados. Chame a atenção dos alunos para o aspecto a palha de aço neste momento. Após, adicione com cuidado a água sanitária até 2/3 do tubo. Aguarde aproximadamente dez minutos até observar a formação de sólidos de cor marrom formando-se nos fios da palha de aço.

Enquanto espera a reação ocorrer, discuta com os alunos, enquanto o tubo de ensaio passa entre eles, sobre as hipóteses do que está ocorrendo. Chame a atenção deles para que olhem para a formação de 'algo' de cor marrom. Provavelmente neste momento eles falarão da ferrugem sendo formada, devido ao aspecto familiar desta reação. Caso contrário, é possível uma passeio rápido pela escola a procura de materiais ferrosos oxidados, a fim de comparar com o aspecto do sólido marrom formado. A fim de relacionar o experimento com a formalização química do fenômeno, lance a pergunta: "O que realmente está acontecendo dentro do tubo de ensaio?" Reproduza no quatro das ideias que os alunos laçarem.

2ª Etapa: Formalizando o que se observou no experimento e discussão (40 min)

Inicie a formalização com considerações a respeito do que se misturou no tudo de ensaio. Sabe-se que a palha de aço é praticamente ferro [Fe(s)] e a água sanitária uma solução de hipoclorito de sódio [NaClO(aq)]. Então, com a ajuda dos alunos, pode-se montar a equação para a reação química:

Fe_(s) + NaClO_(aq) --> Fe₂O₃(s) + NaCl_(aq)

Após, com ajuda dos alunos, pode-se realizar o balançeamento da equação, obtendo:

2 Fe_(s) + 3 NaClO_(aq) --> Fe₂O_3(s) + 3 NaCl_(aq)

Neste momento, com a equação pronta e balanceada, peça aos alunos que determinem os NOX de cada elemento presente na equação, separando os elementos que mudam seu NOX dos que não mudam o NOX. Enquanto eles observam o experimento no tubo, recolha esta atividade e observe se todos separaram os elementos conforme variação do NOX de forma adequada.  

A partir deste momento, é possível formalizar os conceitos de oxidação (perda de elétrons, aumento do nox) e redução (ganho de elétrons, diminuição do NOX). Após a formalização dos conceitos, peça aos alunos para criarem um mapa conceitual que relacione os seguintes conceitos:

- oxidação

- redução

- nox

- elétrons

Como sugestão de construção, segue um mapa conceitual que cumpre com os critérios acima indicados. Os alunos podem ir até ao laboratório de informática para construir seus mapas conceituais. Para maiores informações sobre mapas conceituais e como fazê-los no computador, veja maiores informações na seção "Recursos complementares".

Após a construção dos mapas, recolha e veja se estão corretos. Devolva os mapas e em seguida formalize os conceitos de agente oxidante e agente redutor. Peça aos alunos para incluir este dois conceitos no mapa devolvido. Recolha novamente e analise se eles foram incluídos de forma correta.

Outro pequeno experimento possível dentro da mesma temática é pegar um pedaço de pano colorido e pingar algumas gotas de água sanitária. Se este ficar branco é por causa do hipoclorito de sódio, um agente oxidante forte que, em contato com os pigmentos do tecido, os oxida fazendo com que eles percam as cores originais.

Como sugestão de atividade extra-classe, divida os alunos em grupos de quatro integrantes e peça aos alunos realizarem este mesmo experimento em casa. Peça a eles que filmem com uma câmera digital durante uns 20 minutos o tubo de ensaio com a palha de aço sendo oxidada pela água sanitária. Após, peça a eles que transformem o video para que ele passe de forma acelerada, a fim de evidenciar a formação da oxidação do ferro. Peça a eles postarem no youtube. Para isto, indique o seguinte tutorial:

http://www.google.com/support/youtube/bin/topic.py?hl=br&topic=16560

Uma aula posterior deve ser dedicada a passagem dos videos produzidos para a socialização entre os alunos.

Para a construção de mapas conceituais, pode-se utilizar o programa Cmap Tools (http://cmap.ihmc.us)

Para maiores informações a respeito de mapas conceituais e uma aprendizagem significativa, veja esta referência: http://www2.iq.usp.br/docente/famaxim/disciplina/integrada/mapasport-Moreira.pdf

A avaliação desta atividade se dá na medida em que os alunos irão interagir na construção do conhecimento, sob os questionamentos constantes a cada etapa. É sugerido que eles façam a análise das reações abaixo e indique, além de quais são de oxiredução, também que está se oxidante, quem está se reduzindo, quem são os agentes oxidantes e redutores da reação:

a) 3 H₂SO₄ + Ca₃(PO₄)₂ --> 3 CaSO₄ + 2 H₃PO₄

b) 6 H₂O + 6 CO₂ --> C₆H₁₂O₆ + 6 O₂

c) Zn + HCl --> ZnCl₂ + H₂

Caso seja utilizada a sugestão dos videos, marcar uma aula para todos os alunos assistirem os videos uns dos outros. Pode-se avaliar a qualidade da imagem e organização do vídeo. Para finalizar, permita que os grupos façam considerações sobre os mapas conceituais dos outros grupos, assim possibilitando o mútuo aprendizado.