Plano de Aula - Efeito da Variação da Concentração em um Sistema no Estado de Equilíbrio

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Plano de aula
Efeito da variação da
concentração em um sistema
no estado de equilíbrio
Prof. José William Ferreira da Silva
Resumo
1. Conteúdo: Princípio de Le Châtelier
2. Tópico ou unidade de estudo: Equilíbrio Químico
3. Ano/nível: 2º Ensino Médio
4. Objetivo: Compreender quais fatores afetam o estado de equilíbrio de uma reação
química, de acordo com o Princípio de Le Châtelier
5. Alocação de tempo: 90 minutos
6. Data: 27/11/2018
Implementação
Conhecimentos prévios
- Reações endotérmicas e exotérmicas;
- Equilíbrio químico.
Procedimentos metodológicos
a. Tipo de aula: expositiva, explicativa, demonstrativa, dialogada, participativa. b.
Antecipação: Deverão ser apresentados o tema e os objetivos da aula. O professor
pode iniciar a aula relembrando os alunos da aula anterior e do princípio de Le
Châtelier de maneira breve.
c. Contextualização: A fim de compreender como a variação da concentração altera
o estado de equilíbrio de um sistema, pode ser discutido, como forma de roda de
conversa, a hipóxia, mas comumente conhecida como “mau das alturas”. Para
tanto, o professor pode recorrer a notícias da internet. A AeroMagazine relatou
em 2017 que pilotos militares sofrem com hipóxia. A notícia diz o seguinte: Entre
2008 e 2010, os pilotos do jato Lockheed Martin F-22 Raptor da Força Aérea dos
Estados Unidos (USAF) da Base Aérea Langley (Fig. 1), registraram 14 “eventos
fisiológicos” relativos à
hipóxia, originários de problemas advindos do sistema embarcado de geração
de oxigênio. Em decorrência, o caça deixou de voar em 2011 durante 142 dias.
Em 2012, o professor Ken Kambis do College of William and Mary Kinesiology
and Health Problems se empenhou em estudar o problema em conjunto com o
Instituto de Pesquisas em Medicina Ambiental do Exército dos USA. “Uma subida
rápida a grandes altitudes pode provocar sintomas debilitantes como fortes
dores de cabeça, náusea, distúrbios de visão, e inabilidade de executar tarefas
simples” explicou Kambis. Agora, a Marinha está tendo experiências
semelhantes com seus treinadores a jato T-45-C “Goshawk”. Todos os 197
aviões, operados nas bases de treinamento da US Navy no Texas, Florida e
Mississipi foram ordenados a respeitar uma “pausa operacional” de dois dias. A
Marinha dos Estados Unidos está levando muito a sério nos T-45 e também nos
F-18 Hornet.
Fig. 1 - Jato Lockheed Martin F-22 Raptor da Força Aérea dos Estados Unidos (USAF) da
Base Aérea Langley. (Fonte: AeroMagazine)
Pessoas que moram em altitudes elevadas também podem sofrer de hipóxia.
Basicamente, a hipóxia consiste na deficiência da quantidade de oxigênio que
chega aos tecidos do corpo, e seus sintomas são dor de cabeça, náusea, fadiga e
outros incômodos. Ela acontece devido à menor concentração de oxigênio no
sangue como consequência da concentração de oxigênio no ar. No sangue, a
reação do oxigênio com a molécula de hemoglobina (Hb) pode ser representada
da seguinte forma:
Hb (sangue) + O2(sangue) ⇋ HbO2(sangue)
O equilíbrio hemoglobina-oxigênio se altera com a diminuição na concentração
de oxigênio que favorecerá o equilíbrio no sentido da direita para a esquerda
(reação inversa). Essa variação diminui a concentração de óxi-hemoglobina
(HbO2- hemoglobina ligada ao oxigênio), causando a hipóxia. Aos poucos, o
organismo pode se adaptar, aumentando a concentração de hemoglobina (Hb), o
que vai favorecer gradualmente a reação no sentido direto, levando à produção
de óxi-hemoglobina e à diminuição da sensação de mal-estar. O professor pode
mostrar aos alunos a forma tridimensional da hemoglobina em um sofwtare de
química computacional, como o
Discovery Studio Visualizer ou o UCSF Chimera. É possível obter a estrutura da
hemoglobina (Fig. 2) no banco de dados de proteínas do NCBI, Protein Data Bank
(http://www.rcsb.org) sob o código 1A3N. A discussão pode continuar até onde a
turma
Fig. 2 - Estrutura tridimensional da hemoglobina. (Fonte: autoria própria, renderizada
com o software Discovery Studio Visualizer 2017)
d. Prática guiada: Para continuar a discussão, o professor pode realizar com a turma
o experimento conhecido como sopro mágico. O experimento consiste em
assoprar, com um canudo, uma solução aquosa de bicarbonato de sódio
(NaHCO3) contendo algumas gotas de fenolftaleína. Os materiais necessários são:
(i) bécker ou copo; (ii) bicarbonato de sódio; (iii) colher ou espátula; (iv) água
destilada ou da torneira; (v) fenolftaleína; (vi) canudo; Procedimento experimental:
Peça que um aluno voluntário se candidate a realizar o experimento. Adicione
cerca de 50 mL de água no bécker ou copo e uma colher de bicarbonato de
sódio. Em seguida, adicione 5 gotas de fenolftaleína à solução e misture. Peça
para o aluno assoprar a solução com o canudo e para que a turma observe o que
acontece. Em alguns minutos, a solução, que adquiriu a coloração rósea com a
adição da fenolftaleína, torna-se incolor.
e. Encerramento: Os conceitos da aula devem ser revisados brevemente.
Avaliação
Avaliação processual, para verificação do nível de aprendizagem dos alunos, através da
participação e atenção na aula.
Referências
Aparelho utilizado para a produção da amônia. Wikipédia, disponível online sob uma
licença Creative Commons Attribution-ShareAlike License no seguinte link:
https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Haber_Ammonia.JPG.
Química cidadã, 2º ano, ensino médio, 2. ed., São Paulo: Editora AJS, 2013. ISBN
978-85-62482-88-5 (manual do professor).