Atividade do podcast de Chuva ácida

Setor de Educação de Jovens e Adultos
SEQUÊNCIA DIDÁTICA – PODCAST
ÁREA CIÊNCIAS DA NATUREZA II
Título do
Podcast
Área
Segmento
Duração
Chuva ácida... será que a água da chuva vai corroer tudo?
Ciências da Natureza II – Química
Ensino Médio
5min 44seg
Habilidades:
• H20: Descrever, por meio de linguagem discursiva ou simbólica, equações químicas de
neutralização ácido-base, com ênfase no ácido nítrico e no ácido sulfúrico.
• H17: Associar a formação de íons com o ganho ou perda de elétrons.
• H62: Identificar as principais causas e consequências da chuva ácida.
• H63: Relacionar a interferência humana nos ciclos naturais com a intensificação das
chuvas ácidas.
Tempo Estimado: 30 minutos
Materiais e recursos necessários:
Podcast “Chuva ácida... será que a água da chuva vai corroer tudo?”
Conteúdos:
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•
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Átomos e suas partículas
Íons
Propriedades dos ácidos e das bases
Reação de neutralização
Problemas ambientais: chuva ácida
Desenvolvimento:
Para o desenvolvimento da atividade proposta ouça o podcast “Chuva ácida... será que a água
da chuva vai corroer tudo?”, repetindo a audição quantas vezes forem necessárias. Para
facilitar a compreensão acompanhe com o roteiro impresso do programa. O programa e o
roteiro estão disponíveis na Biblioteca Digital, do Portal EJ@.
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Começando a atividade... Quimicamente as substâncias podem ser classificadas de diferentes
formas. A classificação, baseada nas propriedades químicas, agrupa as substâncias em:




Ácidos
Bases
Sais e
Óxidos.
O cientista Arrhenius, sugeriu a seguinte definição para ácido e base:
•
•
Um ácido é um composto que contém hidrogênio e reage com a água para formar íons
hidrogênio.
Uma base é um composto que produz íons hidróxido na água.
O íon hidrogênio é o cátion H+ e o íon hidróxido é o ânion OH–.
Outro cientista, a partir das observações da dissolução dos ácidos em outros solventes, que
não seja em água, sugeriu que:
•
•
Ácido é um doador de prótons.
Base é um receptor de prótons.
1) Retome o conceito de íon e responda: o que diferencia um átomo neutro de um íon?
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_____________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________
Em um átomo neutro, o número de prótons (partículas com carga positiva) é igual ao número
de elétrons (partículas de cargas negativas). O número de prótons é o número atômico (Z) e
identifica um átomo. Átomos, com o mesmo número de prótons, pertencem a um mesmo
elemento químico. A massa do átomo (A) é a soma do número de prótons mais o número de
nêutrons.
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Onde,
A = massa atômica
p = número de prótons
n = número de nêutrons
A=p+n
Representa-se o átomo com seu número atômico e massa da seguinte forma:
Por exemplo, analisando a representação a seguir, tem-se para o átomo de oxigênio:
•
•
•
•
•
Massa atômica (A) = 16
Número atômico (Z) = 8
Número de prótons = 8
Número de elétrons = 8 (para o átomo neutro, o n° prótons = n° elétrons)
Número de nêutrons = 8, que pode ser determinado da seguinte forma:
A=p+n
16 = 8 + n
n=8
Agora observe o próximo exemplo:
2) Para o caso do sódio, determine:
a) A massa (A):
b) O número atômico (Z):
c) O número de prótons:
d) O número de elétrons:
e) O número de nêutrons:
No caso dos íons, que são partículas com número de elétrons diferente do número de prótons,
a representação para os cátions se dá com o sinal positivo (+) e, os ânions são representados
com o sinal negativo (–).
Para o ânion O2-, veja:
•
•
•
•
•
Massa atômica (A) = 16
Número atômico (Z) = 8
Número de prótons = 8
Número de nêutrons = 8
Número de elétrons = 10 (pela representação, observa-se que o íon é um ânion –
apresenta carga negativa – e tem dois elétrons a mais que o átomo neutro).
3) Complete a tabela a seguir com as informações do número de prótons, nêutrons e elétrons
das partículas (átomos ou íons).
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PARTÍCULA
N° de prótons
Ca
20
Fe
S–2
N° de nêutrons
Massa (A)
40
26
16
C
Ni2+
N° de elétrons
30
16
6
28
12
31
Fe3+
N
7
14
Há casos de íons compostos, como o cátion amônio.
Neste caso, o conjunto de um átomo de nitrogênio (N) ligado a quatro
átomos de hidrogênio (H) possui carga + 1.
Veja o caso do ânion carbonato:
O grupamento CO3 possui carga – 2.
Voltando aos ácidos... Veja o caso do ácido clorídrico quando dissolvido em água:
HCl + H2O → H+ (aq) + Cl– (aq)
Seguindo o raciocínio de Arrhenius, pode-se dizer que ácidos são substâncias moleculares e
quando são misturados com a água sofrem o processo de ionização. O ácido, um composto
molecular, ioniza-se em água, liberando o cátion H+ e um ânion.
Veja o que acontece com o ácido nítrico (HNO3) quando colocado em água:
HNO3 + H2O → H+ (aq) + NO3– (aq)
A ionização pode ser representada pela equação de ionização dos ácidos. O (aq), significa
aquoso e indica que os íons estão em água.
4) Escreva a equação de ionização em água para os ácidos a seguir:
a) HF
b) H2CO3
c) H3PO4
d) H2SO4
Os ácidos têm sabor azedo ou “picante”. Em geral, reagem com os metais, liberam gás
hidrogênio (H2) e neutralizam as substâncias de propriedades básicas.
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No podcast, você ouviu como se formam o ácido nítrico (HNO3) e o ácido sulfúrico (H2SO4), que
são os dois principais ácidos que contribuem para a formação da chuva ácida.
5) Retome o trecho, ouvindo ou acompanhando pelo roteiro, e equacione a reação de
formação do HNO3. A reação entre o dióxido de nitrogênio (NO2) com a água, forma ácido
nítrico e também o óxido de nitrogênio (NO).
6) A reação de formação do H2SO4 não se dá diretamente.
a) Primeiramente, o SO2 reage com mais O2 para formar o SO3. Escreva a equação
balanceada.
b) Depois, o SO3 reage com a água e formando o H2SO4. Equacione a reação e faça o
balanceamento.
Os ácidos podem ser neutralizados pelas bases. As bases são substâncias de sabor
“adstringente” e quando misturados com água liberam o ânion OH– e um cátion.
Observe alguns exemplos:
NaOH + H2O → Na+(aq) + OH–(aq)
Ca(OH)2 + H2O → Ca+2(aq) + 2 OH–(aq)
Na reação de neutralização entre um ácido e uma base ocorre formação de um sal e água,
observe:
HCl + NaOH → NaCl + H2O
Na reação de neutralização, as soluções desses compostos reagem na forma iônica:
Perceba que o sal (1) é formado pela combinação do cátion da base com o ânion do ácido. E a
água (2) pela combinação dos íons H+ e OH–. É importante ressaltar que, na representação dos
compostos iônicos (fórmula), o cátion é escrito antes do ânion.
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As reações de neutralização são muito comuns e importantes para diminuir a acidez ou
basicidade de um meio, ou melhor, para ajustar o meio, deixando mais ou menos ácido, básico
ou neutro.
7) Complete as equações de reação de neutralização abaixo. Não se esqueça de balancear as
equações:
a) NaOH + HNO3 →
b) Ca(OH)2 + HCl →
c) Mg(OH)2 + H2SO4 →
d) LiOH + H2CO3 →
e) NaOH + H3PO4 →
f)
Ca(OH)2 + H3PO4 →
g) H2CO3 + NaOH →
Com a realização desta atividade, você retomou como se dá a formação da chuva ácida. Hoje,
esse é um dos problemas ambientais que se agravou com o desenvolvimento das sociedades. É
importante ressaltar que não é possível evitar-se, mas pode-se tomar atitudes mais
conscientes para diminuir a emissão de gases que contribuem para aumentar a acidez da
chuva.
Além disso, você pode reforçar o conceito de ácidos, bases e sais e aprender mais sobre reação
de neutralização, inclusive, exercitando as equações químicas balanceadas das reações.
Consulte no Mapa Curricular, no Portal EJ@, os conteúdos listados a seguir, para aprimorar
seus conhecimentos:
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Transformações Químicas (Reações) – Neutralização
Problemas ambientais - O que causa e que ações podem ser tomadas para prevenir e
amenizar a situação
Íons – Conceito e representação
Substâncias Inorgânicas
Indicações:
Saiba mais sobre a chuva ácida:
O que é chuva ácida? Disponível em: <http://mundoestranho.abril.com.br/materia/o-que-echuva-acida>. Acesso em: 8 jan. 2015. 15h.
O que é chuva ácida? Disponível em:
<http://planetasustentavel.abril.com.br/noticia/ambiente/o-que-e-chuva-acida-tormentatoxica-756358.shtml>. Acesso em 8 jan. 2015. 15h.
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Gabarito:
1) A diferença entre as duas espécies químicas está no número de elétrons (partículas com
carga negativa). No caso do cátion, o n° de elétrons é menor que no átomo neutro, por
isso a carga do cátion é positiva (n° de prótons é maior que o n° de elétrons). Nos ânions, o
n° de elétrons é maior que no átomo neutro, assim sendo, o n° de prótons é menor que o
n° de elétrons do átomo neutro, por isso a carga é negativa.
2)
a) A massa (A): 23.
b) O número atômico (Z): 11.
c) O número de prótons: 11.
d) O número de elétrons: 11.
e) O número de nêutrons: 12.
3)
PARTÍCULA
N° de prótons
N° de elétrons
N° de nêutrons
Massa (A)
Ca
20
20
20
40
Fe
26
26
30
56
S2–
16
18
16
32
C
6
6
6
12
Ni2+
28
26
31
59
Fe3+
26
23
20
56
N
7
7
7
14
4) Lembre-se que as reações de ionização ocorrem na presença de água, portanto é preciso
representar a água na equação química. Observe que a carga do cátion é sempre 1+. As
substâncias químicas são neutras, portanto o n° de cargas positivas deve ser igual ao total
de cargas negativas.
a) HF + H2O → H+(aq) + F–(aq)
b) H2CO3 + H2O →
2 H+(aq) + CO32–(aq)
c) H3PO4 + H2O → 3 H+(aq) + PO43–(aq)
d) H2SO4 + H2O → 2 H+(aq) + SO42–(aq)
5) 3 NO2 + H2O → 2 HNO3 + NO
6) a) 2 SO2 + O2 → 2 SO3
b) SO3 + H2O → H2SO4
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7)
a) NaOH + HNO3 → NaNO3 + H2O
b) Ca(OH)2 + HCl → CaCl2 + 2 H2O
c) Mg(OH)2 + H2SO4 → MgSO4 + 2 H2O
d) 2 LiOH + H2CO3 → Li2CO3 + 2 H2O
e) 3 NaOH + H3PO4 → Na3PO4 + 3 H2O
f)
3 Ca(OH)2 + 2 H3PO4 → Ca3(PO4)2 + 6 H2O
g) H2CO3 + 2 NaOH → Na2CO3 + 2 H2O
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