Trabalhar o tema da condutividade elétrica em sala de aula pode não ser uma tarefa fácil, pois exige uma alta capacidade de abstração por parte dos alunos, já que falamos em cargas elétricas que são impossíveis de serem vistas por qualquer um. Para facilitar a explicação do conteúdo, o professor de física pode realizar uma aula prática sobre condutividade elétrica, utilizando uma atividade experimental de baixo custo.
A condutividade elétrica é uma propriedade que caracteriza a facilidade que os materiais possuem de transportar cargas elétricas. Quanto maior o número de elétrons livres em um material, maior a sua capacidade de transportar eletricidade.
Quando um determinado material conduz eletricidade com facilidade, ele é denominado condutor; caso ele não conduza eletricidade, é chamado isolante.
Embora sejam simples os conceitos envolvidos na condutividade elétrica, existe certa dificuldade para saber quais são os bons e os maus condutores. É comum que os alunos já saibam que os condutores de eletricidade utilizados nas residências sejam feitos de metais, ou que, para se obter um isolamento elétrico, devemos usar luvas ou botas de borracha. Mas para alguns materiais, como os líquidos, ainda existem algumas dúvidas.
A aula prática sobre condutividade elétrica é uma sugestão que tem como objetivo testar a diferentes substâncias para definir, a partir da observação, quais são os bons e os maus condutores de eletricidade. Veja abaixo como realizar o experimento:
Os materiais utilizados são:
uma lâmpada conectada a uma fonte de energia;
um recipiente com água pura;
um recipiente com água e sal;
um recipiente com vinagre e água;
um recipiente com etanol;
pedaço de madeira;
pedaço de plástico;
sal de cozinha.
O aparato experimental deve ser montado da seguinte forma:
A lâmpada deve ser conectada a uma fonte de tensão;
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O fio condutor que está ligado à lâmpada deve ter duas extremidades livres, que serão colocadas em contato com o material de teste;
Colocar os condutores em contato com os diversos materiais e observar se a lâmpada fica apagada ou se ela acende.
O que se espera nesse experimento é que a lâmpada acenda ao entrar em contato com a água e o sal, bem como com a solução aquosa de vinagre. As demais substâncias não conduzirão eletricidade o suficiente para que a lâmpada acenda.
A partir desse experimento, você pode explorar o caso particular da água, pois é o que mais está presente no dia a dia dos alunos. Muito se diz sobre acender a luz ou ligar aparelhos elétricos com as mãos molhadas. Mas você poderá mostrar, com esse experimento, que a água não conduz eletricidade. Por que, então, todo esse medo de um choque ao tocar em aparelhos elétricos?
O que acontece é que, por mais que a água pura não seja boa condutora, raramente encontramos a água tão pura assim. A nossa pele, por exemplo, tem sal, resultado da transpiração Quando ela entra em contato com a água, passa a conduzir eletricidade. A água que consumimos pode possuir sais minerais e também pode conduzir eletricidade.
Peça também aos alunos que eles anotem o que foi observado durante a aula experimental para que, em seguida, possa ser construído um relatório.
Observações
Alguns cuidados devem ser tomados ao realizar essa atividade: utilize baixas fontes de tensão, como pilhas ou baterias, para evitar choque elétrico; não toque nos fios se estiverem desencapados.
Por Mariane Mendes
Graduada em Física
Os ácidos e as bases são duas funções químicas que são consideradas opostas, isso porque as suas propriedades costumam ser inversas. Por exemplo, se considerarmos alimentos presentes em nosso cotidiano que são ácidos, veremos que o gosto deles, no geral, é azedo, como ocorre com o limão. Porém, alimentos que são básicos possuem gosto adstringente (que “amarra” a boca), como o de uma banana verde.
Mas identificar uma substância como ácida ou básica apenas pelo gosto, além de ser um método que tem muitas chances de falhar, também é altamente perigoso, pois existem muitos ácidos e bases que são fortes, tóxicos e podem até matar, tais como o ácido sulfúrico (H2SO4), usado nas baterias dos automóveis, e o hidróxido de sódio (NaOH), conhecido comercialmente como soda cáustica.
Assim, as propriedades organolépticas (propriedades que dizem respeito aos nossos sentidos, tais como o paladar e o olfato) não são as usadas para identificar ácidos e bases. Observe abaixo outras propriedades dessas funções orgânicas que servem para compará-las e distingui-las:
- Solubilidade em água:
Os ácidos costumam ser bem solúveis em água, enquanto a maior parte das bases é insolúvel. As bases de metais alcalinos são solúveis, a de metais alcalinoterrosos são pouco solúveis e as bases de outros metais são insolúveis (uma exceção é o hidróxido de amônio, NH4OH, que existe apenas em solução aquosa, borbulhando o gás amônia em água, sendo, portanto, solúvel nela).
Quando dizemos “insolúvel”, estamos querendo dizer que essas substâncias são praticamente insolúveis, porque nenhuma substância é totalmente insolúvel em água.
- Estrutura:
Todos os ácidos são moleculares, ou seja, formados por ligações covalentes em que há compartilhamento de elétrons. Um exemplo é o gás clorídrico, que é formado pelo compartilhamento de um par de elétrons entre o hidrogênio e o cloro:
Já as bases podem ser iônicas ou moleculares. As que possuem os metais alcalinos e alcalinoterrosos são iônicas, e as demais são moleculares.
Exemplos:
NaOH: base iônica formada pelos íons Na+ e OH-;
NH4OH: base molecular de amônia em água.
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- Condutividade elétrica:
Todos os ácidos só conduzem corrente elétrica quando estão dissolvidos em água, porque quando estão em meio aquoso, eles sofrem ionização, ou seja, liberam íons.
Exemplo:
Todas as bases também conduzem corrente elétrica em solução, pois as iônicas sofrem dissociação (liberam os íons já existentes na fórmula) e as moleculares sofrem ionização, reagindo com a água e liberando íons. As bases de metais alcalinos também conduzem corrente elétrica quando estão no estado líquido (fundidas).
- Ação em relação aos indicadores:
Os indicadores ácido-base são substâncias naturais ou sintéticas que sofrem uma alteração em sua cor quando entram em contato com um ácido ou uma base. Se um ácido provoca a alteração da cor do indicador, a base fará o indicador voltar à cor original e vice-versa.
Por exemplo, a fenolftaleína é um indicador ácido-base muito utilizado, sendo que, em meio básico, ela fica um rosa bem intenso; já em meio ácido, ela fica incolora. O papel de tornassol também é um bom indicador, sendo que em um ácido, ele fica vermelho; e em uma base, ele fica azul.
Isso serve também para indicar a diferença de pH que há entre os ácidos e as bases.
- PH:
Um meio considerado neutro possui pH igual a 7, como é o caso da água destilada.
Os ácidos possuem pH menor que 7, enquanto as bases possuem pH maior que 7.
Exemplos de soluções com pH próximo ao indicado pela escala:
- Ação recíproca:
Quando colocados em contato, os ácidos e as bases reagem entre si, neutralizando um ao outro, isto é, tornado o pH do meio neutro. Isso ocorre porque o cátion H+ proveniente do ácido reage com o ânion OH- proveniente da base, formando água. Esse tipo de reação é chamado de reação de neutralização e produz também um sal.
Por Jennifer Fogaça
Graduada em Química