Indicador do sentido dos electrões (ISE)- uma ajuda na interpretação das reacções de oxidação-redução.
Baseado no artigo "Storie, H. and A. Wham, The School Science Review, 1983, 229, 64, 719"
Objectivos:(o aluno deve saber ...)
Que nas reacções de oxidação existem substâncias ou espécies que perdem electrões;
Que nas reacções de redução existem substâncias ou espécies que ganham electrões;
Identificar as soluções onde ocorre a oxidação, a redução e qual o sentido dos electrões;
Que neste tipo de reacções existe uma conversão de energia química em energia eléctrica.
As reacções de oxidação-redução costumam causar muitas dificuldades aos alunos. Grande parte deles têm dificuldade em identificar qual a substância que está a ser oxidada, qual a que está a ser reduzida e qual o sentido dos electrões entre elas. Parte disto resulta da quantidade de informação que têm de ter presente. Para provar a evidência da passagem de electrões eles precisam de preparar células electroquímicas, ligadas por uma ponte salina, colocar os eléctrodos e ligá-los correctamente a um medidor. Depois disto não admira que os alunos não consigam interpretar os resultados. O aparelho ISE foi construido com o objectivo de os ajudar no estudo das reacções de oxidação-redução.
O APARELHO ISE:
Para construir o aparelho ISE monta-se o seguinte circuito:
Este circuito permite-nos saber qual dos eléctrodos, quando mergulhados nas soluções, está a uma tensão positiva.
Sabendo que os electrões "caminham" dos potenciais mais altos para os potenciais mais baixos e que na oxidação existe uma perda de electrões, de acordo com o led que acender podemos ficar a saber em qual das soluções existe oxidação e qual o sentido dos electrões.
Essencialmente o circuito é um amplificador de ganho 100, o que significa que detecta tensões acima de aproximadamente 0,08 volts. Este amplificador apresenta uma impedância de entrada infinita para não alterar o funcionamento da pilha electroquímica. Na saida do amplificador (ver figura) estão ligados dois led´s que acendem conforme a tensão na ponta teste (eléctrodo 1) seja positiva (led vermelho) ou negativa (led verde).
Pode-se depois arranjar uma pequena caixa de plástico, que existe à venda nas lojas de componentes electrónicos, onde se coloca o circuito (fazendo orifícios para os led´s e para os fios que vão ligar aos eléctrodos de grafite).
Este aparelho pode ser construido pelos alunos numa aula de física, se já tiverem conhecimentos de electrónica, ou numa outra disciplina, por exemplo Educação Tecnológica. Se o professor explicar ao aluno, em linhas gerais, o funcionamento do aparelho certamente que este irá compreender melhor o que se passa numa reacção de oxidação-redução.
O material necessário pode ser adquirido numa loja de componentes electrónicos. É também conveniente que compre uma pequena caixa de plástico, que pode encontrar nestas lojas, onde pode "esconder" o circuito mostrando apenas os led´s e os eléctrodos.