Reacções redox: recursos

As reacções de redução e de oxidação envolvem transferência de electrões entre espécies químicas e ocorrem em simultâneo. Essas reacções estão por todo o lado à nossa volta: a armazenar e libertar energia no nosso organismo, a alimentar combustões, ou a alimentar os nossos smartphones. Também são responsáveis por deterioração de alguns alimentos ou pelo metal enferrujado das bicicletas, e estão envolvidas no envelhecimento e em doenças como o cancro.

As reacções redox têm papéis relevantes numa grande variedade de processos bioquímicos. Saber como essas reacções ocorrem em células vivas é importante para compreender mecanismos celulares como envelhecimento, inflamação ou cancro. Alguns cientistas usam biossensores fluorescentes para localizar as espécies redox, saber por onde viajam nas células e como influenciam ou mantêm o estado redox, tanto em indivíduos saudáveis como em doentes com cancro.

Um dos principais processos bioquímicos envolvendo reacções redox é o metabolismo de obtenção de energia a partir dos nutrientes. E, assim como o nosso corpo, também as nossas casas recebem energia de reações redox. Actualmente, os combustíveis fósseis são a principal fonte de energia para produção de electricidade, mas uma alternativa de baixa emissão de carbono é o uso de hidrogénio. Quando queimado directamente ou oxidado em pilhas de combustível, o único subproduto é a água. Pode fazer uma introdução à economia do hidrogénio e construir na aula uma pilha de combustível a hidrogénio de baixo custo para explicar como esses dispositivos produzem electricidade a partir do hidrogénio. A actividade pode ser usada para introduzir o tema ‘aplicações de reacções redox’ e destacar o papel da química na protecção do meio ambiente. Para outra actividade prática, veja este artigo da Science in School, que mostra como uma pilha de combustível microbiana gera uma corrente eléctrica, desviando electrões da cadeia transportadora de electrões de uma levedura.

Outra fonte de energia que pode despertar o interesse dos alunos por este tema é a que alimenta os smartphones. As baterias permitem-nos usar telemóveis e outros dispositivos sem estarem sempre ligados a uma tomada, e o papel das reacções de oxidação e redução no seu funcionamento está bem descrito no vídeo da TedEd abaixo.

As baterias de iões lítio são um tipo comum de bateria recarregável, mas, apesar das suas vantagens, não são perfeitas. A baixa capacidade e durabilidade são factores que atrasaram a sua implementação, por exemplo, em veículos eléctricos. Os cientistas do Instituto Laue-Langevin (ILL) estão a trabalhar para melhorar as características dessas baterias. Veja como eles fabricaram uma bateria gigantesca para poderem ver o que estava a acontecer no material dos eléctrodos com a bateria em funcionamento.

Embora estes links forneçam algumas actividades novas para despertar o interesse dos estudantes por reacções redox, há tópicos específicos que alguns alunos acham difíceis. Este site da UK’s Royal Society of Chemistry permite-lhe familiarizar-se com as dificuldades mais comuns, e indica algumas estratégias para lidar com elas.