Aula 161 — Leis de Faraday e aplicações industriais da eletrólise
50 minObjetivo geral
Compreender e aplicar as Leis de Faraday para calcular quantidades envolvidas numa eletrólise, e reconhecer aplicações industriais.
Objetivos específicos
- Enunciar a relação entre carga elétrica, tempo e corrente (Q = i×t)
- Aplicar as Leis de Faraday para calcular massa depositada/gás liberado numa eletrólise
- Reconhecer aplicações industriais da eletrólise
Conhecimentos prévios
- Eletrólise ígnea e aquosa
- Conceito de mol e constante de Avogadro
Recursos didáticos
- Quadro
- Slides
- Exemplo de cálculo de massa depositada numa eletrólise
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)Numa indústria de galvanoplastia (revestimento de peças com metal por eletrólise), como calcular exatamente quanto metal será depositado numa peça, dado o tempo e a corrente elétrica usados?
Desenvolvimento Conceitual
20 min · Exposição dialogadaApresentar a relação entre carga elétrica (Q), corrente (i) e tempo (t): Q = i × t (em Coulombs). Apresentar a constante de Faraday (F ≈ 96500 C/mol de elétrons) como a carga elétrica de 1 mol de elétrons. Apresentar o procedimento das Leis de Faraday: calcular a carga total (Q = i×t), converter em mols de elétrons (n = Q/F), e usar a estequiometria da semirreação do eletrodo para calcular a quantidade de substância depositada ou liberada. Discutir aplicações industriais: galvanoplastia (revestimento metálico), produção de alumínio, purificação eletrolítica de metais (refino eletrolítico do cobre).
Resolução Guiada
10 min · Vygotsky (zona de desenvolvimento proximal)Resolver em conjunto um problema completo de cálculo de massa de metal depositada numa eletrólise, usando as Leis de Faraday.
Exercícios de Fixação
7 min · Prática independenteExercícios sobre Leis de Faraday e aplicações industriais.
Síntese e Fechamento
3 min · ConsolidaçãoRetomar os pontos-chave da aula e conectar com a próxima aula do módulo.
Avaliação formativa
Verificação da aplicação correta do procedimento completo das Leis de Faraday.
Lista de exercícios
1. Uma corrente de 2 A passa por uma solução durante 1000 segundos. Qual a carga elétrica total (Q)?
Gabarito: Q = i × t = 2 × 1000 = 2000 C.
2. Cite uma aplicação industrial importante da eletrólise.
Gabarito: Galvanoplastia (revestimento metálico de peças), produção industrial de alumínio, ou refino eletrolítico de metais como o cobre.
Observações e extensão
Fecha o Módulo 16 (Eletroquímica). Próximo módulo: Introdução à Química Orgânica.