Contextualização

A química é uma área abrangente e fascinante, e um dos muitos aspectos que a tornam tão é a relação entre substâncias químicas e a energia envolvida em suas transformações. Esta relação é a base para o entendimento do conceito de entalpia.

Entalpia é uma grandeza física que indica o total de energia de um sistema termodinâmico disponível para realizar trabalho. Numa reação química, a entalpia do sistema pode aumentar ou diminuir, dependendo de se a reação é endotérmica (absorve calor) ou exotérmica (libera calor). Saber calcular e interpretar a variação da entalpia é fundamental para entender e prever o comportamento de muitas reações químicas.

Os valores de entalpia de reações são coletados e tabelados para diferentes condições padrão. Esta é uma informação muito útil para cientistas, engenheiros e tecnologistas em várias áreas. Algumas entalpias expressam a quantidade de energia necessária para romper ligações, enquanto outras expressam a energia liberada quando novas ligações são formadas. Compreender estes aspectos é crucial para diversos campos, desde a síntese de medicamentos até o desenvolvimento de novos combustíveis.

Relevância do tópico

Vivemos em um mundo onde as questões de energia estão se tornando cada vez mais relevantes. A energia é necessária para quase tudo que fazemos, desde acender uma lâmpada até mover um carro. Um conhecimento profundo do conceito de entalpia e como ela desempenha um papel nos processos químicos pode fornecer informações vitais não só para melhorar os processos existentes, mas também para descobrir novas fontes de energia.

A química tem um papel crucial em muitas das questões mais prementes dos nossos tempos, incluindo questões ambientais, desenvolvimento sustentável e saúde. O ensino de química deve, portanto, enfocar não apenas o aprendizado teórico, mas também a aplicação prática desses conceitos. Neste projeto, procuraremos entender e aplicar o conceito de entalpia não apenas em um contexto teórico, mas em um contexto real e aplicado.

Atividade Prática

Mudança de Cor - Reações Endotérmicas e Exotérmicas

Objetivo do projeto

O objetivo desta atividade é observar a diferença entre reações endotérmicas e exotérmicas através de mudanças de cor em uma série de reações químicas simples. Além disso, a atividade visa aplicar o conceito de entalpia de forma prática e interessante, incentivando o trabalho em equipe.

Descrição detalhada do projeto

Os alunos serão divididos em grupos de 3 a 5 membros. Cada grupo deverá fazer duas reações químicas simples com a utilização de indicadores ácido-base para visualizarem a mudança de cor como resultado do calor envolvido no processo.

A primeira atividade consistirá em reação endotérmica, na qual os alunos adicionarão um cubo de gelo a uma mistura de ácido cítrico e bicarbonato de sódio. Nesta reação, a solução mudará de cor, demonstrando que a reação absorve calor.

A segunda atividade será uma reação exotérmica. Nesta, os alunos misturarão hidróxido de sódio com um pouco de água e, em seguida, adicionarão um indicador ácido-base. A solução mudará de cor, mostrando que a reação libera calor.

Materiais necessários

Para realização das atividades, são necessários:

• Ácido cítrico
• Bicarbonato de sódio
• Hidróxido de sódio
• Indicador ácido-base (por exemplo, o papel de tornassol)
• Dois recipientes resistentes ao calor
• Colher ou espátula
• Óculos de segurança e luvas

Passo a passo detalhado para a realização da atividade

1. Para a primeira atividade, adicione uma colher de sopa de ácido cítrico e uma colher de sopa de bicarbonato de sódio em um recipiente resistente ao calor.
2. Adicione um cubo de gelo à mistura e observe a mudança de cor.
3. Anote as observações e discuta em grupo o que a reação significa em termos de entalpia.
4. Para a segunda atividade, coloque uma colher de sopa de hidróxido de sódio em um recipiente resistente ao calor.
5. Adicione um pouco de água. Certifique-se de fazer isso em um local bem ventilado e utilizar óculos de segurança e luvas.
6. Adicione o indicador ácido-base na mistura e observe a mudança de cor.
7. Discuta em grupo o que esta reação indica sobre a entalpia.

Entregas do projeto e redação do documento

Após a realização das atividades práticas, os grupos deverão elaborar um relatório abordando os seguintes tópicos:

Introdução: Neste tópico, a equipe deve expor o conceito de entalpia, a importância do seu estudo e como ele é aplicável no contexto das reações químicas. É importante que os alunos contextualizem o tema, com base na pesquisa realizada.

Desenvolvimento: Aqui, as equipes devem explicar detalhadamente as reações que foram realizadas. Os procedimentos, observações e resultados devem ser claramente mencionados. Além disso, o grupo deve discorrer sobre a teoria por trás das reações endotérmicas e exotérmicas e como essa teoria se aplica às reações que realizaram.

Conclusões: Este é o momento dos alunos refletirem sobre a atividade prática, retomando os pontos principais e explicitando os aprendizados obtidos, como: diferenciação entre reações endotérmicas e exotérmicas, observação de como ocorre a variação de entalpia e a importância dessas observações no âmbito da química.

Bibliografia: Neste tópico, os alunos devem listar todas as fontes que utilizaram para elaborar o projeto. Podem ser livros, sites, vídeos, entre outros.

Cada equipe tem uma semana para executar o projeto e entregar o relatório.