• Conceituar e aplicar a titulação para determinar a concentração de um ácido ou base.

Duas aulas de 50 minutos.

• Ácidos e Bases;
• Indicadores;
• Regra de três simples;
• Cálculo estequiométrico;
• Cálculo de concentração;
• Reações de neutralização.

Conteúdo específico:

1. Titulação.

Recursos educacionais:

1. www.labvirtq.fe.usp.br/simulacoes/quimica/sim_qui_vinagre.htm.  Clique no link para visualizar a simulação-1 sobre a titulação do vinagre;

2. www.labvirtq.fe.usp.br/simulacoes/quimica/sim_qui_titulometria.htm.  Clique no link para visualizar a simulação sobre os procedimentos de uma titulação.

 

Introduzindo a aula: (5 min.)

Para iniciar a aula, faça as seguintes perguntas aos alunos: será que todas as marcas de vinagre possuem a mesma qualidade? Como o químico pode explicar isso?

Desenvolvendo a aula: (50 min.)
No laboratório de informática:
Após as indagações dos alunos, explique que um dos parâmetros para determinar a qualidade do vinagre é a acidez. Pergunte aos alunos como podemos determinar a acidez de uma solução não dê a resposta à questão proposta, diga que eles descobrirão a resposta na simulação que será feita em seguida. Caso necessite, divida a turma em grupos de três ou quatro alunos, e peça para que eles iniciem a simulação-1 do 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.
A simulação vai demorar um pouco, pois os alunos terão que fazer vários cálculos para determinar a porcentagem de ácido acético no vinagre. A simulação explica como ocorre a titulação do ácido acético, mas se julgar necessário o professor poderá complementar essa informação, explicando: a titulação do ácido acético será feita utilizando o hidróxido de sódio (NaOH) utilizando como indicador a fenolftaleína. Sendo assim, conhecendo a concentração e o volume gasto na titulação do hidróxido de sódio, podemos determinar a concentração do ácido acético:

 

Figura 1 – parte da simulação que permite ao aluno calcular a concentra& cced il;ão, em mol/L, do ácido acético.

A simulação apresenta uma forma sistematizada para efetuar os cálculos, onde os alunos calcularam passo a passo o volume de NaOH gasto na titulação, depois a determinação da quantidade de matéria de ácido acético e assim a simulação segue até determinar a porcentagem de ácido acético no vinagre. É importante que os alunos sejam acompanhados durante os cálculos da simulação, se necessário repita-os em outra aula. Explique aos alunos que na simulação o Erlenmeyer não é agitado, o que não deve acontecer em uma titulação real.
Explique aos alunos que a titulação é o processo empregado na Química para se determinar a quantidade de substância de uma solução pelo confronto com outra espécie química, como por exemplo, quando foi utilizado o hidróxido de sódio para determinar a concentração de ácido acético no vinagre. A substância de interesse em qualquer determinação recebe o nome de analito. A espécie química com concentração definida recebe o nome de titulante, que é, em geral, uma solução obtida a partir de um padrão primário, podendo ser um sal ou uma substância gerada na solução que se deseja valorar. A solução a ter sua concentração determinada recebe o nome de titulado.
Em seguida, explique que a titulação tem sido por muito tempo um dos métodos analíticos padrões mais utilizados na indústria farmacêutica. A análise (quantitativa) de ingredientes ativos pode ser executada facilmente em drogas e matérias-primas, de maneira rápida, reprodutiva e precisa. Titulação se presta em particular ao controle de qualidade para análises rotineiras.
No final da aula, peça para os alunos executarem a animação presente nos recursos complementares sobre a titulação. Essa animação explica a titulação de uma forma mais resumida, mas é interessante para consolidar os conceitos aprendidos.

Sistematizando a aula: (40 min.)

Para sistematizar e consolidar os conteúdos explorados no software pelos alunos, proponha algumas questões que deverão ser respondidas ao longo da exploração e entregues pelos alunos no final da aula. Os alunos poderão repetir o recurso para responder as perguntas:

Relatório das simulações

1. Qual substância é a responsável pelo sabor característico do vinagre?
2. Qual a função da fenoftaleína?
3. Por que a titulação deve parar quando muda a cor da fenolftaleína?
4. Cite pelo menos três equipamentos utilizados na titulação.
5. Quais substâncias foram utilizadas na titulação?
6. Escreva a equação química que representa a titulação apresentada pela simulação.
7. Quando ocorre a neutralização total do ácido, como sabemos a quantidade de íons OH^– que foi utilizada?
8. Como se chega ao valor da concentração do ácido desconhecido?
9. Como foi feito o cálculo da porcentagem do ácido acético no vinagre, utilizado na simulação?
10. Você acredita que este vinagre está ; em boas condições de uso? Quais as possíveis razões?

Havendo tempo na aula, o professor poderá pedir para os alunos executarem a simulação-2 presente no Labvirt:
http://www.labvirtq.fe.usp.br/simulacoes/quimica/sim_qui_titulometria.htm, citada no recurso de aprofundamento, o qual poderá também ser sugerido para ser executado pelos alunos em casa ou na escola em outro horário.

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.
 

Para o Aluno:
Simulação presente no site do LabVirt, que apresenta indicadores ácido-base com materiais alternativos. Para visualizar clique aqui.

A avaliação poderá ser feita:
1 – pelas respostas individuais dos alunos; e/ou
2 – pela participação dos alunos em um debate que poderá ser organizado na sala em dois grandes grupos, de forma que cada grupo defenda a sua opinião sobre a questão 7 do Relatório das simulações.