Guia do Professor

Vídeo: “A Química na corrosão...”
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Olá Professor(a)! Este Guia tem por
finalidade ajudar você a conduzir as
atividades propostas para o estudo
da Corrosão!
O vídeo “A Química na corrosão...” faz parte
do Programa “A Química nossa de cada
dia”, Foi produzido pela Universidade
Federal Fluminense, no Projeto Condigital,
com apoio da Fundação Nacional de
Desenvolvimento da Educação – Ministério da
Educação e Cultura – Ministério da Ciência e
Tecnologia.
Módulo – Reações de Oxi-redução - Corrosão
Área de Aprendizagem: Química
Público-alvo: 2o ano do Ensino Médio
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Vídeo: “A Química na corrosão...”
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Introdução:
Professor(a), o Programa “A Química nossa de cada dia” produzido
pela Universidade Federal Fluminense, consta de doze vídeos. No vídeo
intitulado a corrosão será tratada de forma simples, interessante e ligada a
fatos cotidianos. Assim, este guia tem a finalidade de ajuda-lo a conduzir este
assunto em sua sala de aula. Você poderá segui-lo integral ou parcialmente.
Lembre-se, que a sua formação e experiência serão os fatores determinantes
de sua ação.
Corrosão
Corrosão é um termo genérico aplicado aos processos pelos quais os
metais não combinados são transformados em óxidos ou outros compostos. A
maioria dos metais sofre corrosão quando exposto a atmosfera, por exemplo a
alumínio reage com oxigênio do ar, formando uma camada muito fina (cerca de
5 nm) de óxido de alumínio, a qual fica aderida à superfície do metal impedindo
a corrosão subsequente. Já o cobre adquire, quando exposto ao ar úmido, uma
superfície esverdeada opaca, este material é uma mistura 1:1 de hidróxido de
cobre e carbonato de cobre, a equação abaixo representa a reação de
corrosão:
2 Cu(s) + H2O(g) + CO2(g) + O2(g) → Cu(OH)2 . CuCO3(s)
O zinco e o chumbo sofrem corrosão semelhante a do cobre, e a
camada formada adere a superfície do metal fortemente, impedindo corrosão
adicional.
Este porém, não é o caso do ferro, no qual a corrosão é um problema
sério, pois reduz a sua resistência e durabilidade, tornando-o impróprio para
muitos fins. Por isso é necessário estudá-la de modo a combatê-la.
2 Fe3+ + (3 + x) H2O → Fe2O3 . x H2O + 6 H+
A corrosão do ferro é acelerada pela presença de oxigênio, umidade e
sal. A forma mais simples de prevenir a corrosão é através da pintura, pois esta
protege a superfície metálica da exposição ao ar e à água. Um outro método
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que traz grande proteção ao ferro é a galvanização, onde se cobre a superfície
metálica com um filme compacto de zinco. Como o zinco possui um menor
potencial de redução em relação ao ferro, se houver um arranhão na superfície
galvanizada, o zinco mais fortemente redutor se oxidará, protegendo o ferro. A
proteção catódica é um método de proteção bastante eficaz quando se tem
uma grande estrutura metálica, neste caso um bloco de metal mais fortemente
redutor, tal como zinco ou magnésio é conectado a esta superfície, e oxidado
preferencialmente. Este bloco de metal é chamado de anodo de sacrifício.
Professor(a), a corrosão, de um modo
geral, é um processo resultante da
ação do meio sobre um determinado
material, causando sua deterioração.
Apesar da maioria das vezes
relacionarmos esse fenômeno com os
metais, ele também ocorre em outros
materiais, como concreto e polímeros
orgânicos,
entre outros.
Objetivos:
1- Conhecer as reações de oxi-redução e sua aplicação no cotidiano;
2- Estudar os potenciais de redução e reconhecer quando as reações de
oxi-redução ocorrem espontaneamente;
3- Entender o fenômeno da corrosão;
4- Observar a corrosão no cotidiano;
5- Estudar as formas de evitar a corrosão.
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Vídeo: “A Química na corrosão...”
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Pré-requisitos de conhecimento:
Conhecer as reações de oxi-redução;
Conhecer a Tabela de Potenciais de Redução;
Identificar agentes oxidantes e agentes redutores;
Reconhecer a espontaneidade de uma reação de oxi-redução;
Tempo previsto para a atividade:
Professor(a), você poderá usar
três aulas de 50 minutos: uma para
o vídeo e duas para a realização de
algumas das atividades
complementares propostas!
Requerimentos técnicos:
Para a exibição do vídeo poderá ser utilizado um computador ou um
aparelho de DVD conectado a uma Televisão ou a um Datashow.
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Vídeo: “A Química na corrosão...”
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ATIVIDADE DE APOIO: vídeo
Preparação para a atividade:
Professor(a), o vídeo produzido tem a finalidade de mostrar que as
reações de oxi-redução estão presentes em nosso cotidiano. Neste caso,
escolhemos o fenômeno da corrosão como exemplo deste tipo de reação. É
importante que você conheça as concepções prévias de seus alunos sobre
este tema, para isso promova uma discussão geral sobre o assunto. Esta
discussão poderá acontecer antes ou depois da realização da atividade. É
claro, que o momento mais oportuno para isto acontecer depende de você.
Professor(a), descobrir o
que seus alunos sabem a
sobre o assunto é uma forma
eficaz de conduzi-los a uma
aprendizagem significativa!
Antes de iniciar o vídeo, você pode solicitar a seus alunos que tenham
lápis e papel em mãos para anotarem as possíveis dúvidas que possam surgir.
Crie um ambiente tranquilo e peça a seus alunos que prestem bastante
atenção.
Desenvolvimento do vídeo:
No vídeo conceitua-se a corrosão e porém, discute-se principalmente a
corrosão de metais.
Posteriormente, fala-se das reações de oxi-redução
usando-se a reação do cobre metálico com a solução de nitrato de prata como
exemplo, conceituando-se os agentes oxidantes e redutores. Observam-se os
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fatores que influenciam a corrosão nos principais meios e os problemas
causados por esta.
Durante a atividade:
Para um melhor aproveitamento desta atividade é necessário silêncio
absoluto, para que se perceba detalhes da narrativa. Se necessário, veja
novamente.
Professor(a), após a ver o vídeo,
estimule seus alunos a comentarem
sobre o assunto. Faça perguntas
provocativas, e preste muita atenção
nas dúvidas que podem surgir!
Avaliação
Após a execução do vídeo, avalie a participação de seus alunos.
Promova uma discussão geral ou peça aos alunos que escrevam uma pequena
dissertação sobre o assunto.
As atividades complementares propostas a
seguir poderão ajudá-lo a avaliar a atividade.
Atividades Complementares
Atividade 1 - Pesquisa:
O trabalho de pesquisa ajuda a fixar o conteúdo e estimula o
desenvolvimento da aprendizagem por descoberta, o que promove uma maior
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autoconfiança e segurança no aluno. Assim, se possível, divida a turma em
cinco grandes grupos e peça aos alunos de cada grupo que façam uma
pesquisa sobre:
GRUPO 1: A importância dos metais no dia-a-dia do homem;
GRUPO 2: Métodos de obtenção de metais, tais como, alumínio, chumbo,
cobre, ferro, ouro, platina, zinco, dentre outros;
GRUPO 3: A importância do estudo da corrosão na Indústria Naval;
GRUPO 4: A importância do estudo da corrosão na Construção Civil;
GRUPO 5: Técnicas para prevenir a corrosão.
Atividade 2 - Experimentos:
A experimentação é um instrumento valioso que auxilia a aprendizagem e
desenvolve as competências necessárias para o Ensino de Química, pois
desperta o interesse e gera, junto às orientações do professor, condições de
desenvolver
conhecimentos
consistentes
e
significativos.
Além
disso,
apresenta um caráter motivador e lúdico, envolvendo os alunos principalmente
através dos sentidos.
Professor(a), se você quiser saber
mais a respeito da importância da
experimentação no Ensino de
Química leia: GIORDAN, M. O
Papel da Experimentação no Ensino
de Ciências. Química Nova na
Escola - n°. 10, Novembro 1999.
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Os experimentos a seguir podem ser realizados na própria sala de aula
pois não há a necessidade de equipamentos e nem de reagentes sofisticados.
Experimento 1: Fatores que causam a ferrugem
(a) Colocar em um tubo de ensaio aproximadamente 1,0 g de um agente
secante (CaCl2) ou sílica, cobri-lo com um pedaço de algodão seco e
colocar um prego limpo e polido. Fechar o sistema com uma rolha.
(b) Colocar em um tubo de ensaio alguns gramas de areia úmida, cobrir com
um algodão seco e colocar um prego limpo e polido.
(c) Colocar em um tubo de ensaio contendo aproximadamente 6,0 mL de água
fervida (isenta de ar dissolvido), um prego e em seguida 2,0 mL de óleo.
(d) Colocar em um tubo de ensaio água da torneira e um prego.
(e) Colocar em um tubo de ensaio limpo e seco um prego recoberto com
vaselina.
Obs: Este experimento visa demonstrar que a água e o oxigênio juntos
causam a corrosão. Este experimento é o mesmo mostrado no vídeo.
Experimento 2: Meios Corrosivos
(a) Em 5 tubos de ensaio contendo um pedaço de lã de aço (“bombrill”,
“assolan”, “limppano”, etc.) adicionar 5,0 mL de água, ácido acético 2,0
mol/L, ácido clorídrico 0,01 mol/L, hidróxido de sódio 0,2 mol/L, cloreto de
sódio 1,0 mol/L. Observar.
(b) Em um tubo de ensaio contendo 5,0 mL de água adicionar um pedaço de lã
de aço envolvido em sabão de côco e observar.
Observações:
1.
Este experimento tem o objetivo de demonstrar em quais meios a
corrosão é mais acentuada.
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Vídeo: “A Química na corrosão...”
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2.
No lugar da solução de ácido acético pode-se utilizar vinagre branco
comercial. O ácido clorídrico pode ser obtido nas casas de materiais de
construção como nome de ácido muriático. Pode-se substituir a solução de
hidróxido de sódio por um limpador com amoníaco, tipo “Ajax”.
Experimento 3: Competição entre metais
Colocar em 3 tubos de ensaio contendo 5,0 mL de água:
a)um prego limpo enrolado numa fita de magnésio,
b)um prego limpo enrolado num fio de cobre,
c)um prego limpo enrolado num fio de estanho.
Obs: Este experimento visa demonstrar que existe ma competição entre os
metais.
Professor(a) estes experimentos
devem
ser
realizados
de
preferência uma semana antes de
serem analisados, para que os
efeitos sejam melhor visualizados.
Atividade 3 – Áudio e vídeos:
Sugere-se também como atividade complementar ouvir o áudio intitulado
“Ah, se eu tivesse estudado...”, que faz parte do Programa “A Química entre
nós” e assistir os vídeos do Programa “A Química nossa de cada dia”
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Vídeo: “A Química na corrosão...”
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intitulados: “Pilhas no Cotidiano” e “Eletrólise” produzidos pela Universidade
Federal Fluminense.
Atividade 4 – Exposição de fotos
Uma outra atividade complementar bastante legal, seria estimular os
seus alunos a fazerem uma exposição de fotos sobre a corrosão. Com certeza
eles iriam adorar sair por aí fotografando tudo que tivesse a ver com a
corrosão, como por exemplo, as grades e portões de ferro de residências,
estátuas em praças públicas, carros antigos, pontes, viadutos, etc. e depois,
fazer uma exposição ou um concurso sobre a melhor foto. Que tal?
Atividade 5 – Produção de arte moderna
Para esta atividade sugerimos que você leia o artigo de PALMA, M. H.
C. e TIERA, V. A. O. Oxidação de metais. Química Nova na Escola, no 18,
2003 (acesso online através do site: http://qnesc.sbq.org.br/online). Neste
trabalho as autoras relatam uma experiência simples, dinâmica e interessante,
na qual trabalham o fenômeno da oxidação de metais para criarem quadros
decorativos.
Bibliografia Consultada
ATKINS, P. W.; JONES, L. L. Princípios de Química. Porto Alegre: Bookman, 2001.
EBBING, D. D. Química Geral . 5a ed. Volume 1. Rio de Janeiro: LTC Editora, 1998.
ESPERIDIÃO, I. M. e NÓBREGA, O. Os Metais e o Homem. São Paulo: Editora Ática
S.A., 1996.
GENTIL, V. Corrosão. 3a ed. Rio de Janeiro: LTC Editora, 1997.
KOTZ, J. C.; PURCELL, K. F. Química & Reações Químicas. 4a ed., Volume 2, Rio de
Janeiro: LTC Editora, 2002.
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PERUZZO, F. M.; CANTO, F. M.
Química na Abordagem do Cotidiano. 2a ed.,
Volume 2, São Paulo: Moderna, 1998.
Para estudos complementares
COSTA, T. S.; ORNELAS. D. L.; GUIMARÃES, P. I. C.; MERÇON, F. A
corrosão na abordagem da Cinética Química. Química Nova na Escola, no 22,
31-34, 2005.
MACHADO, P. F. L.; MÓL, G. S. Experimentando Química com segurança.
Química Nova na Escola, no 27, 57-60, 2008.
MERÇON, F.; GUIMARÃES, P. I. C.; MAINIER, F. B. Corrosão : um exemplo
usual de fenômeno químico. Química Nova na Escola, no 19, 11-14, 2004.
WARTHA, E. J.; REIS, M. S.; SILVEIRA, M. P.; FILHO, N. J. G.; JESUS, R. M.
Maresia no Ensino de Química. Química Nova na Escola, no 26, 17-20, 2007.
(acesso online através do site: http://qnesc.sbq.org.br/online)
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