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Aula 143 — Produto iônico da água (Kw)

50 min
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Objetivo geral

Compreender o produto iônico da água (Kw) e sua relação com a escala de pH.

Objetivos específicos

  • Compreender a autoionização da água
  • Definir Kw e seu valor a 25°C
  • Relacionar Kw às concentrações de H+ e OH-

Conhecimentos prévios

  • Constante de equilíbrio Kc
  • Escala de pH e pOH (módulo de Soluções)

Recursos didáticos

  • Quadro
  • Slides
  • Equação de autoionização da água

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)

A água pura, mesmo sem nenhum soluto, conduz uma pequena quantidade de corrente elétrica. Como isso é possível, se ela é formada só por moléculas neutras de H₂O?

Desenvolvimento Conceitual

20 min · Exposição dialogada

Apresentar a autoionização da água: mesmo a água pura sofre uma reação de equilíbrio muito pequena, 2H₂O ⇌ H₃O+ + OH- (ou simplificadamente H₂O ⇌ H+ + OH-), gerando uma pequena concentração de íons. Apresentar o produto iônico da água (Kw): Kw = [H+][OH-], com valor constante de 10-14 a 25°C. Mostrar que, na água pura, [H+] = [OH-] = 10-7 mol/L, o que justifica o pH neutro igual a 7.

Resolução Guiada

10 min · Vygotsky (zona de desenvolvimento proximal)

Resolver em conjunto o cálculo de [OH-] a partir de [H+] dado (ou vice-versa), usando Kw = 10-14.

Exercícios de Fixação

7 min · Prática independente

Exercícios sobre produto iônico da água.

Síntese e Fechamento

3 min · Consolidação

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

Avaliação formativa

Verificação da aplicação correta de Kw = [H+][OH-] = 10-14.

Lista de exercícios

1. Numa solução com [H+] = 10-3 mol/L, qual a concentração de OH-?

Gabarito: Kw = [H+][OH-] → 10-14 = 10-3 × [OH-] → [OH-] = 10-11 mol/L.

2. Por que a água pura tem pH = 7?

Gabarito: Porque na autoionização da água, [H+] = [OH-] = 10-7 mol/L, e pH = -log[H+] = -log(10-7) = 7.

Observações e extensão

Abre o módulo de Equilíbrio Ácido-Base. Próxima aula: Ka e Kb.

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