Quimica na mecatornica

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DEPARTAMENTO DO ENSINO SECUNDÁRIO

Programa de Física e Química A
11º Ano

Autores Componente de Química Isabel P. Martins (Coordenadora) José Alberto L. Costa José Manuel G. Lopes Maria Otilde Simões Teresa Sobrinho Simões
Colaboração como Consultora Científica de Maria Clara Magalhães

Componente de Física Adelaide Bello Clara San-Bento Elisa Prata Pina Helena Caldeira (Coordenadora)Colaboração na verificação das actividades laboratoriais de Augusta Patrício Teresa Soares

Março de 2003

Física e Química A – 11º Ano

Unidade 1 – Química e Indústria: Equilíbrios e Desequilíbrios

Unidade 1 – Química e Indústria: Equilíbrios e Desequilíbrios
Introdução
Muitas reacções químicas tendem para uma situação de esgotamento dos reagentes. Outras, como a síntese do amoníaco(processo de Haber), por serem incompletas, têm de ser controladas para produzir rendimentos aceitáveis. Tais reacções, podendo ocorrer nos dois sentidos, envolvem competição entre transformações opostas uma da outra. Quer umas quer outras, poderão manter-se num estado estacionário se o sistema for alimentado continuadamente de matéria e controladas a temperatura e pressão. A capacidade dos químicospara manipular estas reacções de tal modo que a reacção desejada seja favorecida em detrimento da outra, a não desejada, depende da compreensão dos factores que, em geral, afectam a situação de equilíbrio dos sistemas. Compreender a influência de tais factores é importante ao nível da bancada de laboratório, nas instalações fabris e também na aprendizagem formal dos alunos acerca da química e dasua relevância para a interpretação de situações do quotidiano. O conceito de equilíbrio químico, eventualmente pelo seu carácter abstracto e pela exigência do domínio de um largo número de outros conceitos químicos, tem-se revelado de difícil compreensão, sendo elevado o número de concepções alternativas identificadas e referenciadas em literatura do âmbito da Didáctica da Química. De entre asconcepções (cerca de vinte) que, marcadamente, os alunos evidenciam, destaca-se a visão estática do equilíbrio químico (nenhuma reacção ocorre), a visão compartimentada do equilíbrio (sistema constituído por dois compartimentos individualizados para as reacções directa e inversa), a igualdade de concentrações de reagentes e de produtos na situação de equilíbrio, o recurso a modelos híbridos(cinético e termodinâmico) para interpretação dos valores da constante de equilíbrio e ainda a generalização inadequada da aplicação da lei de Le Chatelier. Muitos destes estudos orientam ainda ou sugerem estratégias de ensino para ultrapassar algumas das dificuldades identificadas. No entanto, o conceito de equilíbrio químico é muito importante não só como construção teórica do domínio da Químicaconceptual, mas também porque é essencial para a compreensão de muitos fenómenos em áreas como ácido-base, oxidação-redução e solubilidade. É fundamental para a vida que haja situações de equilíbrio como, por exemplo, a formação do hidrogenocarbonato e a existência do oxigénio dissolvido na água dos mares. Porém, é no desequilíbrio desses sistemas que a vida real decorre, pois que os efeitosespectaculares das reacções químicas não se manifestam nunca no equilíbrio, mas apenas quando as reacções progridem, ou seja, quando o sistema evolui. Mas a importância do equilíbrio químico na actualidade reflecte-se particularmente na produção industrial. A indústria química, desenvolveu-se nos finais do século XVIII. Até então, os artefactos eram de elaboração artesanal. A revolução industrial veiomodificar drasticamente as condições de laboração, permitindo avanços tecnológicos e científicos notáveis, autênticos marcos no desenvolvimento da actual civilização. A indústria química teve neste contexto um papel primordial. Assim, a primeira obtenção industrial de ácido sulfúrico data de 1746, e o seu desenvolvimento a partir de então e até à actualidade, na mira do processo mais rentável, pelo...
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