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Aula 130 — Energia de ativação

50 min

Objetivo geral

Compreender o conceito de energia de ativação e sua relação com a velocidade de uma reação.

Objetivos específicos

  • Definir energia de ativação
  • Relacionar energia de ativação à formação do complexo ativado
  • Relacionar o valor da energia de ativação à velocidade da reação (quanto maior Ea, mais lenta a reação)

Conhecimentos prévios

  • Colisões efetivas e complexo ativado
  • Diagramas de energia (do módulo de Termoquímica)

Recursos didáticos

  • Quadro
  • Slides
  • Diagrama de energia com Ea destacada

Desenvolvimento da aula

Acolhida e Sondagem

5 min · Ausubel (aprendizagem significativa)

Sondar o que os alunos já sabem sobre o tema, retomando a aula anterior e conectando com o conhecimento prévio.

Problematização Inicial

5 min · Bachelard (obstáculo epistemológico)

Por que uma vela de parafina não pega fogo espontaneamente à temperatura ambiente, mesmo estando em contato com o oxigênio do ar o tempo todo?

Desenvolvimento Conceitual

20 min · Exposição dialogada

Apresentar energia de ativação (Ea) como a energia mínima que as partículas precisam ter no momento da colisão para formar o complexo ativado e a reação ocorrer. Retomar o diagrama de energia (do módulo de Termoquímica), destacando a Ea como a 'colina' entre os reagentes e o pico do complexo ativado. Explicar a relação inversa entre Ea e velocidade: quanto maior a energia de ativação, mais difícil é atingir esse patamar de energia, e mais lenta é a reação (como no caso da vela, que precisa do calor de um fósforo para vencer a Ea inicial).

Resolução Guiada

10 min · Vygotsky (zona de desenvolvimento proximal)

Resolver em conjunto a comparação entre duas reações hipotéticas com energias de ativação diferentes, prevendo qual é mais rápida.

Exercícios de Fixação

7 min · Prática independente

Exercícios sobre energia de ativação.

Síntese e Fechamento

3 min · Consolidação

Retomar os pontos-chave da aula e conectar com a próxima aula do módulo.

Avaliação formativa

Verificação da compreensão da relação inversa entre Ea e velocidade de reação.

Lista de exercícios

1. Entre duas reações, uma com Ea = 50 kJ/mol e outra com Ea = 120 kJ/mol (mesma temperatura), qual tende a ser mais rápida?

Gabarito: A de Ea = 50 kJ/mol — menor energia de ativação significa que mais partículas conseguem atingir esse patamar de energia, tornando a reação mais rápida.

2. Por que a vela de parafina precisa do calor de um fósforo para começar a queimar?

Gabarito: Porque a combustão da parafina tem uma energia de ativação que não é atingida espontaneamente à temperatura ambiente; o calor do fósforo fornece a energia extra necessária para iniciar a reação.

Observações e extensão

Próxima aula: efeito da temperatura na velocidade da reação.