Grupo de Multimédia, Ensino e Fronteiras da Química Centro de Investigação em Química da Universidade do Porto CIQ (U.P.) Roteiro de exploração de software educativo Título: Sais e solubilidade Ano de escolaridade: 11.º ano Autores: Doris Santos e Pedro Mourão Mais informações: Recurso educativo desenvolvido no âmbito da Acção de Formação "Multimédia no Ensino da Química" que decorreu na Faculdade de Ciências da Universidade do Porto em Julho de 2008.
ROTEIRO DE EXPLORAÇÃO «Sais & e solubilidade» 11º ano de escolaridade Nome: nº Turma 1. INTRODUÇÃO Para compreender o conceito de reacção de precipitação é necessário considerar as noções básicas de dissolução e de solubilidade de sais em água. O fenómeno de dissolução resulta de uma interacção soluto solvente: quando uma substância (o soluto) se dissolve noutra (o solvente), as partículas do soluto interagindo com as partículas do solvente dispersam-se neste último. A solubilidade dos sais em água pode ser definida pela quantidade máxima de soluto que se consegue dissolver em água de modo a perfazer 1 dm 3 de solução saturada, ou então, é a concentração de soluto numa solução saturada, a uma dada temperatura. Assim, uma solução saturada é uma solução, que a uma dada temperatura e pressão, contém dissolvida a quantidade máxima de soluto num determinado volume de solvente. Quando um sal é pouco solúvel num dado solvente a solução fica saturada com uma pequena quantidade de soluto. Embora a solução seja muito pouco concentrada, esta fica saturada. Por outro lado, quando um sal é muito solúvel num dado solvente a solução fica saturada apenas com uma grande quantidade de soluto. Esta solução fica saturada e, além disso, é muito concentrada. Para estudar a solubilidade de alguns sais e "observar" o que ocorre a nível microscópico, propomos-te a exploração da simulação "Sais e solubilidade", disponível no sítio da Internet da University of Colorado at Boulder: http://phet.colorado.edu/index.php. 2
2. EXPLORAÇÃO DA SIMULAÇÃO 1. Escreve o endereço: http://www.mocho.pt/link.php?oid=5087989 e carrega na tecla Enter 2. Aparece no monitor a seguinte imagem: 3. Selecciona o apontador Sligtly Soluble Salts. Aparecerá o seguinte ecrã: 3
4. No menu da direita selecciona o sal Silver Bromide (Brometo de prata). 5. Escreve a sua fórmula química e identifica os iões que o constituem, assim como a sua proporção. 6. Coloca o cursor do rato sobre o saleiro. Clica e sem largar, agita o saleiro. Observa. 7. Escreve a equação de dissolução do sal. 4
8. Repara, no painel do lado direito da simulação, na quantidade dissolvida de cada ião. Interpreta. 9. Continua a agitar até se iniciar a precipitação do sal. Observa-se uma imagem semelhante à seguinte: 10. Regista os valores máximos das quantidades de iões que se dissolveram. 11. Observa com atenção a interface sólido/solução aquosa. Interpreta. É necessário reformular a equação química escrita anteriormente? 5
12. Agita o saleiro até que o número total de iões perfaça 75. 13. Prevê, e justifica, o que aconteceria se aumentasses o volume de água no recipiente. 14. Coloca o cursor do rato na torneira de cima e desloca-o para a direita até que o recipiente fique cheio de água. 15. O que observaste coincide com a tua previsão? 16. Se a tua previsão foi correcta, passa para o passo 17. Se não foi, reflecte... Relaciona a alteração que ocorre na solução com o aumento do volume de solvente. Porque será que qualquer acréscimo de volume de água pode não provocar a solubilização total do sal? 6
17. Para conseguires solubilizar totalmente o sal, o que terias de fazer? É necessário fazer alguma alteração à simulação? 18. Repete os passos 4 a 10 para o sal Copper (I) Iodide (iodeto de cobre (I)), fazendo os registos: Fórmula química/iões/proporção (passo 5): /, / Equação de dissolução (passo 7): Interpretação da quantidade dissolvida de cada ião (passo 8) Quantidade máxima de iões que se dissolveram (passo 10): Iodeto: Cobre (I) Questões para responder antes de continuar... 19. Comparando os valores recolhidos para ambos os sais, qual destes é o mais solúvel? 7
20. Qual prevês que tenha maior valor de produto de solubilidade? 21. Explora a solubilidade do sal Mercury(II) bromide (Brometo de mercúrio (II)). 22. Compara a solubilidade deste sal com a dos sais anteriores. 23. Tendo em conta a proporção estequiométrica entre os iões do sal Mercury(II) bromide, podes prever se o seu produto de solubilidade é menor que o dos outros dois sais? Para finalizar algumas questões... Escreve um texto em que evidencies algumas incorrecções científicas/aproximações detectadas na simulação. Tem em atenção, entre outros, os seguintes aspectos: Confusão entre a visão macroscópica e a visão microscópica; Representação esquemática dos iões; 8
Representação do solvente. 9