Ñ Universidade Metropolitana de Santos, Santos, SP

Palavras-chave: fugacidade, atividade, ensino

As palavras fugacidade e atividade aparecem inúmeras vezes em diferentes capítulos dos textos de físico química, eletroquímica, química analítica, etc. O significado destes termos, isto é, sua conceituação, entretanto, nem sempre é devidadmente aprendida pelos estudantes. Muitos deles, quando solicitados a explicar sua idéias sobre fugacidade e atividade, dizem que esqueceram ou, simplesmente, lançam mão de conceitos operacionais. Assim, dizem que fugacidade é o produto da pressão de um gás pelo coeficiente de atividade. Da mesma forma, atividade de um soluto, por exemplo, torna-se o produto da concentração deste soluto pelo seu coeficiente de atividade.

Podemos tentar identificar algumas das razões pelas quais essas idéias não são devidamente aprendidas. Não há na maioria dos livros textos, por exemplo, um capítulo dedicado a tornar esses temas mais claros e a mostrar sua importância, seja em aspectos básicos de pesquisa ou mesmo em aplicações tecnológicas. O resultado parece ser que esses conceitos tornam-se, para o estudante, extremamente divorciados da realidade levando-os, junto com outros fatores, a um desinteresse pelo tema e pelos cursos. Esses estudantes, quando muito, limitam-se a operar relações matemáticas sem compreensão dos fenômenos aos quais elas se referem.

O presente trabalho tem por objetivo propôr uma abordagem teórico-aplicada para alunos do terceiro grau focalizando os seguintes aspectos:

• evolução histórica e importância dos conceitos termodinâmicos de fugacidade e atividade dentro da físico química e, em especial, da eletroquímica;
• desenvolvimento de tais conceitos a partir de modelos de complexidade e elaboração crescentes e gradativas, partindo do potencial químico de um gás ideal até chegar a sistemas não ideais;
• uso de exercícios e experimentos (demonstrativos ou diretos) para, mais que ilustrar, ajudar os estudantes a perceber a importância dessas idéias e aplicá-las a situações reais;
• discutir a utilidade desses conceitos tanto no desenvolvimento da chamada "ciência básica" quanto em aspectos mais aplicados da tecnologia.

Propõe-se iniciar a abordagem discutindo a evolução histórica desses conceitos, desde as idéias de Lewis (1901) até o estágio atual de conhecimento. Em seguida, um estudo do ponto de vista termodinâmico partindo da situação particular de um gás ideal e tentando mostrar a necessidade da definição de uma nova grandeza, a fugacidade, para melhor descrever um gás real através da expressão de seu potencial químico. O conceito de atividade para espéciaes químicas em solução virá em seguida a partir, mais uma vez, da situação particular para a qual aplica-se o modelo ideal, isto é, as expressões das leis de Dalton e de Raoult. A atividade iônica será abordada mais a frente, enfatizando conceitos como potencial de eletrodo, potencial formal e eletrólito suporte.

A última etapa envolve a proposta de problemas e/ou experimentos que abordem e permitam ao estudante perceber a importância dessas idéias no trabalho prático. Como proposta inicial nessa etapa, podemos propôr aos estudantes problemas e atividades como:

• como utilizar uma célula eletroquímica para determinar a fugacidade de um gás a partir de medidas de força eletromotriz ?
• construção de pilha de Daniell com e sem eletrólito suporte com o objetivo de mostrar sua importância no emprego das concentrações para o cálculo da força eletromotriz;
• discussão do significado, importância e aplicação do conceito de diluição infinita em cálculos físico químicos;
• a utilidade das propriedades coligativas e sua determinação para cálculos de coeficientes de atividade.

Dessa forma, acreditamos que é alcançada uma aprendizagem mais significativa dessas idéias, sem dúvida, das mais fundamentais dentro da termodinâmica e da química como ciência e como tecnologia.