Contextualização

O estudo da Química nos permite entender como as substâncias interagem entre si, se transformam e como sua estrutura influencia nesse comportamento. Um desses aspectos é a solubilidade, que descreve o quanto de uma substância (soluto) pode ser dissolvida em outra (solvente). Neste projeto vamos nos aprofundar na compreensão de um conceito muito importante relacionado à solubilidade: o Produto de Solubilidade, ou Kps, que permite prever se uma reação de precipitação irá ocorrer ou não.

O Kps é definido como o produto das concentrações molares dos íons em uma solução saturada, cada uma elevada ao seu coeficiente estequiométrico na equação de dissociação do sal. Isso significa que o Kps é uma constante que descreve o equilíbrio entre o sal sólido e seus íons em solução quando a solução está saturada. Se a solução não está saturada, a reação de dissolução ainda pode prosseguir até que a saturação seja alcançada. Entretanto, se a solução está saturada e a temperatura se mantém constante, a relação entre as concentrações dos íons é constante e é dada pelo Kps.

Assim, o estudo do Kps é extremamente importante na Química e na vida cotidiana. Ele permite, por exemplo, que indústrias e laboratórios prevejam se um sal irá se dissolver ou não em uma solução, o que pode ser crucial na preparação de uma reação química. Em nosso corpo, o Kps ajuda a entender os processos de dissolução e precipitação de sais inorgânicos, como os que ocorrem na formação de pedras nos rins. Além disso, o Kps também é fundamental para o entendimento dos processos de tratamento de água e efluentes, já que permite prever a precipitação de sais que podem ser prejudiciais ao ambiente ou à saúde humana.

Para aprofundar seu entendimento sobre este assunto, recomendamos a utilização dos seguintes recursos:

1. Livro "Química Geral e Reações Químicas", de John Kotz, Paul Treichel e John Townsend. Editora Cengage Learning.
2. Videoaula "Produto de Solubilidade - Kps" no canal Química em Ação com o Prof. Paulo Valim, disponível no YouTube.
3. Site "Brasil Escola", especificamente a seção de Química, onde é possível encontrar diversos textos sobre o tópico de solubilidade e Kps.
4. Site "Mundo Educação", também na seção de Química, com foco em soluções e equilíbrio químico.

Atividade Prática

Título da Atividade: "Conheça o Kps: Da Teoria à Prática"

Objetivo do projeto:

A atividade tem como objetivo proporcionar aos alunos uma compreensão mais aprofundada do conceito de produto de solubilidade (Kps) e mostrar suas aplicações. Os alunos irão calcular o Kps de um sal inorgânico em laboratório, realizar experimentos para verificar a veracidade do valor calculado, e analisar o efeito do íon comum na solubilidade.

A atividade envolverá a disciplina de Química e Matemática, sendo que os alunos terão que aplicar conceitos de equações químicas, concentrações de soluções, estatística e análise de dados.

Descrição detalhada:

Os alunos serão divididos em grupos de 3 a 5 pessoas e cada grupo terá que:

1. Escolher um sal inorgânico solúvel para o qual irão determinar o Kps. Essa escolha deverá ser justificada no relatório final.

2. Calcular o Kps teórico do sal escolhido a partir de informações disponíveis em livros didáticos e/ou artigos científicos.

3. Determinar experimentalmente o Kps do sal escolhido. Para isso, os alunos terão que preparar uma solução saturada do sal, medir sua concentração e, a partir daí, calcular o Kps.

4. Realizar experimentos para verificar se a solução preparada está realmente saturada, e se o valor de Kps calculado experimentalmente está correto.

5. Fazer experimentos para observar o efeito do íon comum na solubilidade do sal escolhido, e explicar os resultados com base na teoria.

Materiais necessários:

• Sal inorgânico solúvel
• Balança analítica
• Béquer
• Bastão de vidro
• Água destilada
• Estufa
• Espectrofotômetro
• Padrões de soluções para calibração do espectrofotômetro

Passo a passo:

1. Pesar uma quantidade conhecida do sal escolhido e dissolver em um volume conhecido de água destilada para preparar uma solução saturada.
2. Levar a solução para a estufa até que todo o sal se dissolva.
3. Medir a absorbância da solução no espectrofotômetro.
4. Comparar a absorbância com um padrão de solução conhecida para determinar a concentração do sal na solução.
5. Calcular o Kps a partir da concentração do sal na solução.
6. Repetir o experimento várias vezes para obter um valor médio para o Kps.
7. Anotar todos os dados e cálculos no caderno de laboratório.
8. Redigir o relatório final, incluindo uma discussão sobre o efeito do íon comum na solubilidade do sal escolhido.

Entregas do projeto:

Os alunos deverão entregar um relatório detalhado de sua experiência e dos resultados obtidos. O relatório deve seguir a seguinte estrutura:

1. Introdução: Contextualização do tema, sua relevância e aplicação no mundo real e o objetivo do projeto.
2. Desenvolvimento: Teoria por trás do tema central do projeto, descrição detalhada da atividade, metodologia utilizada, apresentação e discussão de resultados obtidos.
3. Conclusão: Retomada dos pontos principais, aprendizados obtidos e conclusões retiradas do projeto.
4. Bibliografia: Indicação das fontes utilizadas para trabalhar no projeto.

Os alunos deverão demonstrar, através do relatório e através do trabalho desenvolvido, que adquiriram as habilidades técnicas e socioemocionais citadas anteriormente.