U N D E UNIDADES DIDÁTICAS PARA O D ENSINO MÉDIO DE...

RITA DE CASSIA SUARTOrganizadora

PROPOSTAS PARA A PRÁTICA DOCENTE

INICIAL E CONTINUADA

UNIDADES DIDÁTICAS PARA O

ENSINO MÉDIO DE QUÍMICA

www.pedroejoaoeditores.com.br

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UNIDADES DIDÁTICAS PARA O ENSINO MÉDIO DE QUÍMICA:



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RITA DE CASSIA SUART [ORGANIZADORA]

UNIDADES DIDÁTICAS PARA O ENSINO MÉDIO DE QUÍMICA:



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Copyright © dos autores Todos os direitos garantidos. Qualquer parte desta obra pode ser reproduzida, transmitida ou arquivada desde que levados em conta os direitos dos autores. Rita de Cássia Suart [Organizadora]

Unidades didáticas para o ensino médio de química: Propostas para a prática docente inicial e continuada. São Carlos: Pedro & João Editores, 2014. 124p. ISBN 978‐85‐7993‐191‐8 1. Ensino de química. 2. Prática docente. 3. Propostas curriculares. 4. Autores. I. Título.

CDD – 370

Capa: Marcos Antonio Bessa‐Oliveira, Editores: Pedro Amaro de Moura Brito & João Rodrigo de Moura Brito Conselho Científico da Pedro & João Editores:

Augusto Ponzio (Bari/Itália); João Wanderley Geraldi (Unicamp/Brasil); Nair F. Gurgel do Amaral (UNIR/Brasil); Maria Isabel de Moura (UFSCar/Brasil); Maria da Piedade Resende da Costa (UFSCar/Brasil); Rogério Drago (UFES/Brasil).

Pedro & João Editores www.pedroejoaoeditores.com.br

13568‐878 ‐ São Carlos – SP 2014

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SUMÁRIO

PrefácioRita de Cassia Suart

UNIDADE DIDÁTICA: SOLUÇÕESGleiciene Martins dos Santos, Pâmela Cristina da Silva

Santos, Priscila Regina Vilas Boas, Rodrigo Antônio Bernardo, Josiane Aparecida Freitas, Jacyara Duarte Teixeira, Josefina Aparecida de Souza, Rita de Cassia

Suart

UNIDADE DIDÁTICA: ELETROQUÍMICAGleiciene Martins dos Santos, Pâmela Cristina da Silva

Santos, Priscila Regina Vilas Boas, Rodrigo Antônio Bernardo, Débora da Silva Maculan, Josiane Aparecida Freitas, Jacyara Duarte Teixeira, Josefina Aparecida de

Souza, Rita de Cassia Suart

UNIDADE DIDÁTICA: TABELA PERIÓDICAVinicius Silva Tanganeli, Mayara de Souza Miranda,

Camila Marra Abras, Lívia Maria Ribeiro Rosa, Hellem Renata Moreira, Letícia Gazola Tartuci, Rita de

Cassia Suart

UNIDADE DIDÁTICA: ÁCIDOS E BASESGleiciene Martins dos Santos, Pâmela Cristina da Silva

Santos, Priscila Regina Vilas Boas, Rodrigo Antônio Bernardo, Josiane Aparecida Freitas, Jacyara Duarte Teixeira, Josefina Aparecida de Souza, Rita de Cassia

Suart

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UNIDADE DIDÁTICA: TERMOQUÍMICAGiseli Letícia Santos, Evelyn de Melo Paulo, Larissa K. Simões, Mateus Willian Eleutério, Pedro Reis de Jesus,

Rita de Cassia Suart

UNIDADE DIDÁTICA: TERMOQUÍMICA – ALIMENTOS

Vinicius Silva Tanganeli, Mayara de Souza Miranda, Jackeline Rafaela Pedroso, Patrícia de Melo Carvalho,

Camila Marra Abras, Lívia Maria Ribeiro Rosa, Hellem Renata Moreira, Rita de Cassia Suart

UNIDADE DIDÁTICA: QUÍMICA DOS MATERIAIS RECICLÁVEIS

Anne Carolina de Carvalho, Brígida Isabel de Siqueira, Izabella Caroline do Nascimento, Luanna Gomes de Gouvêa, Richard Arantes Paixão, Renata de Castro Magalhães, Silvana Marcussi, Rita de Cassia Suart

71 87

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PREFÁCIO

As propostas curriculares e a sociedade atual têm defendido o processo de ensino e aprendizagem que vise a formação de cidadãos críticos e formadores de opiniões, que estejam conscientes de suas decisões e daquelas tomadas por outros.

Nesta nova perspectiva, o professor se torna um mediador da construção dos conhecimentos pelos alunos e, esses últimos, participam ativamente deste processo, propondo suas próprias ideias, baseados não apenas nos conhecimentos escolares, mas considerando as implicações sociais, ambientais, políticas, éticas e morais envolvidas. Desta forma, o papel da escola, ou mais especificamente, do professor, se torna de extrema relevância.

Assim, novas metodologias e estratégias de ensino e aprendizagem precisam ser desenvolvidas, de forma a permitir uma postura mais participativa dos alunos, contribuindo para o desenvolvimento de habilidades e competências essenciais para a formação cidadã.

No entanto, professores declaram encontrar dificuldades para proporem atividades baseadas nesta abordagem. Muitas vezes, tais dificuldades são provenientes de carências relacionadas à sua formação inicial ou, ainda, à escassez de materiais instrucionais que possam os auxiliar na proposição e execução de atividades que contribuam para uma formação mais crítica do alunado.

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Diante desse cenário, o presente material, intitulado Unidades Didáticas para o Ensino Médio de Química: propostas para a prática docente inicial e continuada, foi elaborado com o objetivo de apresentar aos professores do Ensino Médio de Química, uma série de 7 Unidades Didáticas relacionadas a conceitos científicos abordados em escolas públicas e privadas brasileiras.

As unidades didáticas foram elaboradas por um grupo composto por alunos do curso de Licenciatura em Química da UFLA, professores da rede básica pública e particular de ensino do Estado de Minas Gerais e professores universitários do Departamento de Química da UFLA participantes do projeto PIBID de Química da Universidade Federal de Lavras, entre os anos de 2011 e 2013.

Desta forma, as Unidades trazem diferentes e importantes olhares sobre o processo de ensino e aprendizagem, baseados nas vivências, conhecimentos e perspectivas de cada grupo de autores envolvido.

O seu conteúdo está baseado em propostas e orientações de artigos da área de Pesquisa em Ensino de Química, bem como, nas sugestões dos Parâmetros Curriculares Nacionais (PCN – Brasil) e Currículo Básico Comum (CBC – Minas Gerais).

Ainda é importante salientar que, todas as Unidades foram aplicadas em salas de aulas de escolas do Sul de Minas Gerais, seja pelos licenciandos, ou professores envolvidos em sua elaboração. Durante e após o desenvolvimento das aulas da unidade, o grupo envolvido se reunia para discutir sobre as ações desenvolvidas, refletindo sobre os pontos positivos e, repensando aqueles que não haviam alcançado o objetivo proposto, como por exemplo, replanejar um experimento;

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reelaborar uma questão que possa ter confundido os alunos; diminuir o conteúdo definido inicialmente.

Estas ações permitiram apresentar neste material, sequencias de aulas reais e factíveis, podendo ser realizadas por demais colegas professores.

Por meio das reflexões realizadas foi possível apresentar nas unidades algumas sugestões aos professores leitores. Estas sugestões estão relacionadas ao que o professor deve levar em conta quando aplicar a unidade, ou seja, o público específico envolvido ou tempo para execução das atividades. Assim, embora as Unidades apresentem‐se completas, prontas, não existe impedimento para o professor incluir novas abordagens e conceitos ou, ainda, trocar alguma atividade sugerida. Também é preciso considerar que, por se tratar de um material de apoio ao professor, os conteúdos químicos não são apresentados detalhadamente, de forma que, fica a critério do professor, caso sinta necessidade, buscar referência específica para sanar possíveis dúvidas conceituais.

O desenvolvimento de habilidades cognitivas e argumentativas é enfatizado nas unidades, as quais ressaltam o papel mediador do professor e a participação ativa dos alunos na construção do conhecimento. Além disso, sua estrutura permite e incentiva a ação de atividades em grupo, contribuindo para o desenvolvimento de atitudes relacionadas ao respeito pela opinião do próximo, ao espaço e tempo dos colegas. São apresentadas diferentes estratégias de ensino como: experimentação investigativa, jogos, vídeos. Considerando a perspectiva da avaliação formativa, vários instrumentos de avaliação são apresentados como: questionário pré e pós atividades, mapas conceituais, desenhos, redações, etc.

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Cada Unidade apresenta a seguinte estrutura: • Introdução inicial sobre a importância do aprendizado

dos conceitos pelos alunos; • Apresentação geral das aulas; • Detalhamento de cada aula, as quais constam de:

− Problematização, para que o aluno visualize e compreenda a importância dos conteúdos a serem desenvolvidos pelo professor e, participe como investigador e construtor de seu conhecimento;

− Instrumento para identificar as ideias prévias dos alunos (questionário, mapas conceituais, redações, etc.);

− Atividades experimentais ou jogos; − Indicação dos conceitos a serem desenvolvidos; − Avaliações finais (questionários, mapas conceituais,

desenhos, etc.); − Sugestão de bibliografia básica para elaboração do

plano de aula pelo professor; − Bibliografia utilizada. Por fim, o grupo espera que, o material desenvolvido

nesse período de trabalho, possa contribuir para demais colegas professores, assim como tem contribuído para a prática dos professores, em formação inicial ou continuada, envolvidos no projeto.

Atenciosamente,

Professora Rita de Cassia Suart Coordenadora do projeto PIBID QUÍMICA UFLA

2011‐2013.

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UNIDADE DIDÁTICA: SOLUÇÕES

Gleiciene Martins dos Santos, Pâmela Cristina da Silva Santos, Priscila Regina Vilas Boas, Rodrigo Antônio Bernardo, Josiane Aparecida Freitas, Jacyara Duarte

Teixeira, Josefina Aparecida de Souza, Rita de Cassia Suart

INTRODUÇÃO

A temática soluções faz parte do Conteúdo Básico

Comum (CBC), elaborado pela Secretaria Estadual de Educação de Minas Gerais para o Ensino Médio. Sua importância pode ser justificada pelo fato de estar presente no nosso cotidiano como, por exemplo, nas águas de mares, rios e lagos, e em alimentos que consumimos, como no caso de um suco. Baseados nisso, os alunos adquirem conceitos sobre soluções em seu cotidiano, antes mesmo de terem acesso ao conhecimento escolar (CARMO, 2005).

Este conteúdo apresenta fundamental importância, uma vez que, através dele se dará a compreensão de diversos outros conceitos químicos, tanto em nível macroscópico quanto microscópico. Para Carmo (2008), o conceito de dissolução deve abordar as interações entre as partículas de solvente e soluto, em uma visão microscópica, que servirá de subsídio para temas como equilíbrio químico, por exemplo. Através da compreensão adequada dos processos químicos em nível microscópico, o professor permite que o aluno desenvolva diversas

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competências e habilidades e estabeleça um desenvolvimento cognitivo de acordo com a complexidade da situação. Ao agir assim, o professor estimula o aluno para que este aplique o conhecimento apreendido e reconstrua‐o.

Assim, a presente unidade didática refere‐se ao tema Soluções e, pode ser desenvolvida na 2ª série do Ensino Médio, utilizando, em média, 09 aulas.

As aulas da Unidade Soluções são assim distribuídas: • Aulas teóricas e práticas. • Mapas Conceituais pré e pós. • Exercícios.

DETALHAMENTO DAS AULAS Primeira aula: Mapa conceitual prévio

A primeira aula tem por objetivo investigar os

conhecimentos prévios dos alunos sobre conteúdos relacionados a soluções.

Esta atividade oferece ao professor uma avaliação inicial das ideias que os alunos têm a respeito deste conteúdo.

O mapa conceitual é uma figura esquemática composta por representações gráficas, semelhantes a diagramas, que indicam relações entre conceitos ligados por palavras (TAVARES, 2007). É considerada uma ferramenta de grande utilidade para o professor. Através dele, o aluno organiza e representa seus conhecimentos. A sua construção auxilia na passagem de conhecimentos da memória de curto prazo para a memória de longo prazo,

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sendo um importante instrumento para a organização da estrutura cognitiva do aluno (PERUZZO; CANTO, 2006).

Para Carmo e Marcondes (2008), os mapas conceituais contribuem para que o professor compreenda as relações conceituais construídas pelos alunos. Auxilia, também, na identificação de conceitos pouco compreendidos, possibilitando assim, modificações na intervenção pedagógica. Devido as suas características, são muito úteis tanto para identificação de conceitos prévios, quanto como ferramenta de avaliação de ensino‐aprendizagem.

Para isso, o mapa conceitual prévio (Atividade 1) deve ser elaborado individualmente pelos alunos e, posteriormente, avaliado pelo professor.

Inicialmente, o professor deve ministrar uma aula definindo e explicando o que são mapas, uma vez que, normalmente, os alunos ainda não possuem conhecimento de como se dá a sua elaboração. Atenção:

O mapa conceitual pode ser usado como forma de avaliação, mas é necessário que o professor apresente sua base conceitual aos alunos, bem como, utilize modelos e exemplos, auxiliando‐os, assim, em sua confecção. Atividade 1: Mapa Conceitual Prévio.

Construa um mapa conceitual, com as seguintes

palavras: água, solvente universal, soluto, solvente, mistura, homogênea, heterogênea, soro, soluções, concentração. Utilize também, se necessário, outras palavras para a elaboração do mapa conceitual.

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Segunda aula: Aula prática Nesta aula, com o auxílio do texto introdutório

(Atividade 2), o professor, inicialmente, pode desenvolver a questão problema sobre a temática soluções, a fim de instigar os alunos. O texto pode ser trabalhado através de discussões e questionamentos mediados pelo professor.

O texto é acompanhado por uma tabela, que deve ser preenchida pelos alunos, e refere‐se às observações realizadas durante um experimento, o qual tem por finalidade analisar várias soluções de diferentes concentrações de soro caseiro.

Assim, uma importante característica do estudo das soluções aquosas em destaque é a necessidade de expressar a quantidade relativa de soluto dissolvida em uma determina quantidade de solvente – a concentração da solução.

Atividade 2: Texto com questão problema e tabela para preenchimento. Questão problema

Ainda hoje, há um grande número de crianças que morrem por decorrência de diarreia, principalmente, em países em desenvolvimento. Segundo dados da Organização Mundial de Saúde, esse número chega a 3 milhões de crianças. Entre as causas da diarreia está o consumo e/ou a exposição na água contaminada e a higiene pessoal não adequada. São as crianças que mais sofrem com a diarreia devido à perda de água, potássio e sais minerais pelo organismo.

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O soro caseiro é uma forma simples, barata e eficiente de tratamento para desidratação associada à diarreia. Este é constituído de uma solução de sais e açúcares. Simplesmente beber água pode não ser eficiente para evitar a desidratação, porque é preciso repor os sais minerais perdidos.

O soro caseiro não visa parar a diarreia, mas sim amenizar a desidratação até que a enfermidade passe.

Como você faria para preparar o soro caseiro? Quantidade de açúcar

Quantidade de sal

Observações

1colher 1 colher 1 colher 2 colheres 1 colher 4 colheres 2 colheres 1 colher 4 colheres 1 colher 6 colheres 1 colher 8 colheres 1 colher

Responda às seguintes questões: 1) O soro é uma mistura homogênea ou heterogênea? 2) Quais substâncias constituem o soro caseiro? 3) Dentre essas sustâncias qual é o soluto e qual é o

solvente? 4) Se a quantidade de soluto adicionada for maior

que a medida certa para seu preparo, a solução de soro caseiro vai ficar mais ou menos concentrada?

5) Se a quantidade de soluto for modificada (aumentada ou diminuída) e o volume de água for modificado na mesma proporção, o que acontece com a concentração da solução?

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Atenção: Considerando que os alunos ainda não tiveram

contato com os conceitos referentes a soluto e solvente, é importante, ao longo da unidade, o professor desenvolver tais conceitos e voltar ao experimento propondo questões para discussões e esclarecimento de dúvidas.

Terceira, quarta, quinta e sexta aulas ‐ Aulas teóricas:

Nas aulas teóricas poderão ser abordados os seguintes

conteúdos: tipos de misturas (homogênea e heterogênea), componentes da solução (soluto e solução), classificação de soluções (soluções sólidas, líquidas e gasosas), características das soluções (insaturada, saturada e supersaturada), concentração das soluções (comum, porcentagem em massa e volume, ppm, molaridade) e análise de rótulos (ATKINS, 2006; PERUZZO, CANTO, 2006).

As aulas teóricas podem ser apresentadas utilizando materiais de apoio como slides, quadro de giz; no entanto, sempre mediadas por discussões pelo professor.

A aula pode ser planejada de acordo com o CBC, os quais sugerem o desenvolvimento das seguintes habilidades e competências:

• Reconhecer que a maior parte dos materiais é constituída de misturas homogêneas ou heterogêneas de diferentes substâncias.

• Reconhecer que solução é uma mistura homogênea na qual os constituintes são substâncias diferentes.

• Saber que, em uma solução, dá‐se o nome de soluto à substância que se encontra em menor quantidade, e solvente àquele que a dissolve.

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• Realizar cálculos simples envolvendo a relação entre o valor da massa do soluto e a massa ou volume do solvente.

• Saber que a concentração da solução pode ser dada como massa(g)/massa(g) ou massa(g)/volume(L).

• Compreender a relação entre as quantidades de massa envolvidas nas soluções: concentração em g/L.

• Identificar soluções mais e menos concentradas em função das relações entre soluto/solvente.

• Fazer cálculos que envolvam proporcionalidade para determinar o valor da concentração de soluções.

Os rótulos possuem informações muito úteis na exemplificação destes conceitos. O professor pode utilizar de uma das aulas para trabalhar a interpretação de rótulos de diversos produtos com os alunos, como uma forma de aproximar o conteúdo ministrado do cotidiano.

Sugestões:

Os conceitos trabalhados na aula experimental devem ser retomados nas aulas teóricas para que o experimento não se torne apenas uma prática ilustrativa e, ainda, para que dúvidas remanescentes sejam sanadas.

A quantidade de aulas teóricas pode variar de acordo com o planejamento do professor.

Sétima e oitava aulas: Exercícios.

A sétima aula pode ser utilizada para que os alunos

resolvam os exercícios em sala (Atividade 3), contando com o auxílio do professor para o esclarecimento de dúvidas. Na oitava aula os exercícios deverão ser corrigidos pelo professor em sala.

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Sugestão:

Na aula de resolução dos exercícios, o professor poderá sortear os alunos para que estes resolvam os exercícios no quadro. A importância de chamar os estudantes ao quadro favorece o aprendizado, uma vez que estimula a interação entre professor‐aluno e aluno‐aluno. É importante ressaltar que o professor deve auxiliar o estudante durante a resolução dos exercícios. Atividade 3: Exercícios

1. Você deseja preparar um copo de solução de soro fisiológico com capacidade para 200 mL. A massa de sal de cozinha utilizada é de 1,5g e a de açúcar 3,5g. Se você desejar preparar 1 litro de solução de soro fisiológico, quais devem ser as quantidades, em gramas, de sal e açúcar necessárias?

2. No rótulo de um frasco, que contém uma solução

de ácido sulfúrico (H2SO4), utilizado em laboratório está escrito:

Com base nestas informações, responda as questões a

seguir:

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a. Qual o número de mols do soluto presente na solução?

b. Qual a massa do soluto presente na solução? c. Determine a concentração da solução em g/L. 3. Um professor instruiu seu aluno a preparar

100mL de solução de hidróxido de sódio (NaOH) contendo 4,6g de soluto. Ele realizou o seguinte procedimento: em 100mL de água adicionou 4,6g de NaOH.

a. O estudante preparou corretamente a solução? Justifique sua resposta.

b. Calcule a concentração em g/L dessa solução. 4. A concentração de uma solução é 20g/L.

Determine o volume desta solução, sabendo que ela contém 85g de soluto.

5. O soro fisiológico contém 0,9g de NaCl em 100 mL

de solução aquosa. Determine a concentração desta solução de soro expressa em mol/L. Dados: MM (NaCl)= 58,5g/mol.

6. A cachaça é uma bebida de grande importância

cultural, social e econômica para o Brasil, e está relacionada ao início da colonização do País. É obtida a partir da destilação do caldo de cana da cana‐de‐açúcar fermentada.

Estudos envolvendo etanol mostraram que, em ratos, a dose letal desse composto é de 14 g para cada Kg de massa corporal. Suponha que, para o ser humano, a dose letal seja a mesma, e considere um indivíduo de 60 Kg.

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Com os dados fornecidos abaixo, calcule as quantidades letais para tal indivíduo:

a) A massa letal de etanol puro. b) O volume letal de etanol puro. c) O volume letal de aguardente. d) O volume letal de uísque. e) O volume letal de cerveja.

Dados: ‐ Densidade do etanol= 0,8 g/mL. ‐ Teores alcoólicos: aguardente = 40º GL, uísque = 43º

GL, cerveja de baixa fermentação = 4º GL. ‐ A dose letal (DL ou LD, do inglês Lethal Dose) é uma

indicação da letalidade de uma dada substância ou tipo de radiação. Dado que a resistência muda de indivíduo para indivíduo, a dose letal representa uma dose (normalmente medida em miligramas de substância por quilograma de massa corporal do indivíduo testado) capaz de matar uma dada percentagem dos indivíduos de uma população em teste. O indicador de letalidade mais comumente utilizado é o DL50, correspondente à dose capaz de matar 50% dos indivíduos de uma população em teste.

7. Qual é a definição para solução? a. Mistura de 2 componentes, sendo um deles a água. b. Mistura heterogênea. c. Mistura homogênea. d. Substância simples. e. Substância composta.

Sugestão:

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No exercício número 6 é mencionado o termo “dose letal”. Recomenda‐se que o professor esclareça aos alunos o significado de tal expressão. A ausência desta informação não compromete a resolução do problema, entretanto, trata‐se de um conceito científico frequentemente mencionado em meios de comunicação, que pode causar dúvidas na compreensão do enunciado da questão.

Nona aula: Mapa conceitual pós.

O objetivo do mapa conceitual pós é investigar os

conhecimentos construídos pelos alunos durante todo o processo de ensino e aprendizagem da Unidade (Atividade 4).

Para isso, é necessário relembrá‐los do processo de construção dos mapas. Cabe ressaltar que no mapa final são acrescentadas outras palavras para aumentar as possibilidades de relações entre os conceitos pelos alunos.

O professor poderá utilizar este instrumento como forma de avaliação dos alunos e, também, como indicador de eficácia da atividade.

Atividade 4: Mapa conceitual pós

Construa um mapa conceitual, com as seguintes palavras: Água, Soluto, Solvente, Homogênea, Heterogênea, Soluções, Concentração, Mistura, Soro, Solução Insaturada, Solução Saturada, Solução Supersaturada.

Utilize também, se necessário, outras palavras, para a elaboração do mapa conceitual.

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Respostas dos exercícios: 1) 7,5 gramas de sal; 17,5 gramas de açúcar. 2) a) 0,2 mol; b) 19,6 gramas; c) 9,8 g/L. 3) a) Não. Primeiro deve‐se pesar 4,6 g de NaOH em

um béquer de 250 mL, em seguida adicionar 75 mL de água destilada e agitar vigorosamente até total dissolução. Em seguida transferir a solução para um balão volumétrico de 100 mL e completar o volume com água destilada.

b) 46 g/L. 4) 4,25 L. 5) 0,15 mol/L. 6) a) 840 gramas; b) 1,050 L; c) 2,625 L; d) 2,442 L; e)

26,250 L. 7) Letra c.

REFERÊNCIAS ATKINS, P. W.; JONES, L. Princípios de Química: Questionando a Vida Moderna e o Meio Ambiente. 3.ed. Porto Alegre: Bookman, 2006, 965 p. CARMO, M. P. do. Um estudo sobre a evolução conceitual dos estudantes na construção de modelos explicativos relativos ao conceito de solução e ao processo de dissolução. 2005. 195 p. Dissertação (Mestrado em Ensino de Ciências), Universidade de São Paulo, São Paulo, 2005. CARMO, M. P.; MARCONDES, M. E. R. Abordando soluções em sala de aula – uma experiência de ensino a partir das ideias dos alunos. Química Nova na Escola, n° 28, p. 37‐41, maio de 2008.

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PERUZZO, F. M.; CANTO, E. L. Química na abordagem do cotidiano, vol. 2, Físico‐Química, 4.ed., São Paulo: Editora Moderna, 2006. SECRETARIA DE ESTADO DE EDUCAÇÃO DE MINAS GERAIS. Conteúdo Básico Comum – Química (2007). Educação Básica ‐ Ensino Médio (1ª a 3ª séries). TAVARES, Romero. Construindo mapas conceituais. Revista Ciências & Cognição; vol. 12, p.72‐85, 2007.

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UNIDADE DIDÁTICA: ELETROQUÍMICA

Gleiciene Martins dos Santos, Pâmela Cristina da Silva Santos, Priscila Regina Vilas Boas, Rodrigo Antônio

Bernardo, Débora da Silva Maculan, Josiane Aparecida Freitas, Jacyara Duarte Teixeira, Josefina Aparecida de

Souza, Rita de Cassia Suart

INTRODUÇÃO

A temática eletroquímica faz parte do Conteúdo

Básico Comum (CBC), elaborado pela Secretaria Estadual de Educação de Minas Gerais para o Ensino Médio. O tema possibilita a abordagem de vários assuntos de interesse social e econômico, relacionado ao dia a dia dos estudantes. No entanto, é considerado de difícil compreensão por parte dos alunos (FRAGAL, et al. 2011).

Os Parâmetros Curriculares Nacionais (PCN+) do ensino médio propõem que o aprendizado de química “[...] deve possibilitar ao aluno a compreensão tanto dos processos químicos em si, quanto da construção de um conhecimento científico em estreita relação com as aplicações tecnológicas e suas implicações ambientais, sociais, políticas e econômicas” (BRASIL, 2002, p. 87).

Mesmo diante das orientações dos PCN+, muitos planejamentos de ensino apresentam ainda um número excessivo de conteúdos, que não estabelecem relações entre os diversos conceitos da temática ou os relacionam com o contexto social ou ambiental.

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Para um aprendizado que contemple as recomendações dos PCN+ é necessário que o professor contextualize a temática trabalhada para que os alunos possam solucionar as situações problemáticas reais, buscando o conhecimento científico necessário para o seu entendimento e solução (SANTOS, 2007).

Assim, para que o aluno possa compreender o conteúdo, pode‐se utilizar como estratégia didática a experimentação. Esta mesmo sendo pouco empregada, é considerada, pelos professores de química, uma metodologia com potenciais para a construção do conhecimento científicos pelos alunos.

A presente Unidade Didática refere‐se ao tema Eletroquímica e, pode ser desenvolvida na 2ª série do Ensino Médio, utilizando, em média, 12 aulas.

As aulas da Unidade Eletroquímica podem ser assim resumidas:

• Primeira aula: Apresentação de duas imagens como suporte para que os alunos elaborem uma redação referente às mesmas. Esta redação visa investigar os conhecimentos prévios que os estudantes possuem acerca do tema.

• Segunda aula: Experimento investigativo Corrosão de Pregos em Diferentes Soluções. Este experimento visa investigar a influência de diferentes ambientes/contextos no processo oxidativo. Solicitar a divisão da turma em grupos para a confecção de uma pilha utilizando materiais caseiros.

• Terceira e Quarta aulas: Nestas aulas devem ser inseridos os conceitos referentes aos processos

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oxidativos e, também, os conceitos referentes a pilhas e baterias.

• Quinta aula: Esta aula tem por objetivo discutir o experimento Corrosão de Pregos em Diferentes Soluções. Algumas questões fundamentais para a compreensão da atividade devem ser discutidas pelo professor, comparando o estado inicial e o final do experimento e abordando a tabela de potenciais químicos.

• Sexta aula: Nesta aula, todos os conceitos até então compreendidos devem ser revisados, de maneira a sanar possíveis dúvidas. É interessante também a utilização de diversos recursos didáticos que tornem a aula mais dinâmica.

• Sétima aula: Nesta aula será estudado um texto relacionado a minerais e sua identificação.

• Oitava aula: Experimento demonstrativo investigativo sobre Cobreamento, onde conceitos sobre eletrólise serão abordados.

• Nona e Décima aula: Aulas destinadas a apresentações de trabalhos em grupos, desenvolvidos pelos alunos no decorrer da sequência didática, sobre a construção de pilhas, utilizando materiais de uso cotidiano.

• Décima primeira aula: Aula destinada à elaboração de textos pelos alunos, onde todo o conhecimento construído ao longo desta sequência didática deverá ser explicitado, fazendo‐se uso, novamente, das imagens utilizadas na primeira aula.

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DETALHAMENTO DAS AULAS

Primeira aula ‐ Redação prévia A redação, aplicada na primeira aula, tem por objetivo

investigar os conhecimentos prévios dos alunos sobre o tema Eletroquímica. Tal atividade possibilita ao professor, além de avaliar o conhecimento dos alunos sobre o tema, exaltar a importância da escrita no processo de ensino e aprendizagem.

A escrita pode ser considerada uma importante ferramenta de avaliação da aprendizagem. Através dela, o aluno expressa a sua compreensão da temática abordada. Ao escrever, o aluno organiza seu raciocínio através de frases concisas, que possuem significado e demonstram a apreensão do assunto. De acordo com Oliveira e Carvalho (2005, p. 348) “o papel da escrita tem se destacado como um mecanismo cognitivo singular de organizar e refinar ideias sobre um tema específico”.

Inicialmente, devem ser apresentadas aos alunos duas imagens, uma referindo‐se a um veículo novo e a outra, a um veículo do mesmo modelo, porém em estado de deterioração causado pelo processo de oxidação, como por exemplo, as figuras abaixo. Os alunos devem ser orientados a escreverem a respeito do que visualizaram nas imagens, ou seja, devem utilizar suas ideias iniciais para explicar o que pode ter ocorrido para que o veículo presente na figura 1 sofresse a transformação apresentada na figura 2.

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Figura 1: Figura de um automóvel antes da corrosão (http://www.zap.com.br/revista/carros/ultimas‐noticias/

Figura 2: Figura de um automóvel depois da corrosão (http://www.uniblog.com.br/tudosobrecarros/356297/corrosao.html

Sugestão:

A redação produzida pelos alunos pode conter entre 10 e 15 linhas. Se o professor preferir, pode utilizar a frente e o verso de uma mesma folha, para a redação prévia e para a redação pós, respectivamente. Assim os alunos, na redação pós, podem consultar a redação prévia

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modificando e/ou acrescentando novos conceitos. Outras imagens também podem ser apresentadas, como por exemplo, um portão. O importante é que as imagens apresentem o objeto em seu estado “normal”, ou seja, antes do processo oxidativo e, e após esse processo.

Para auxiliar no desenvolvimento das redações e, também, para evitar um possível desvio do assunto que será abordado, o professor poderá promover uma discussão a respeito das opiniões dos alunos sobre as imagens, colocando na lousa alguns termos referentes ao processo de oxidação, como por exemplo, enferrujamento, a fim de nortear a escrita dos alunos.

Segunda aula ‐ Experimento Investigativo

Este experimento tem por objetivo investigar os

processos oxidativos que ocorrem com o ferro. O experimento abaixo (Atividade 1), baseado no material produzido pelo GEPEQ (PITOMBO; MARCONDES, 2003), pode ser utilizado para investigar a influência de diferentes ambientes/contextos no processo oxidativo. Tais processos dependem da solução em que ocorrem, como por exemplo, a presença de água, que intensifica a oxidação dos metais.

Após a realização do experimento devem ser inseridos conceitos relativos ao número de oxidação dos elementos e compostos, assim como regras para determinação e variação de nox em diferentes soluções. Para facilitar o entendimento, o professor pode introduzir ou retomar o conceito de eletronegatividade (se este já tiver sido apresentado aos alunos em algum momento).

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Atividade 1 ‐ Corrosão dos pregos em diferentes soluções

Descrição do experimento: Material

• 6 pregos limpos e polidos • 6 tubos de ensaio • 1 suporte para tubos de ensaio • Cloreto de sódio (NaCl) • Água (H2O) • Solução de ácido acético (CH3COOH) • Fitas de Magnésio • Fios de Cobre

Procedimento

Os alunos, no decorrer das três primeiras semanas, devem ser orientados a completarem a tabela abaixo:

Tubo Sistema 1ª observação 2ª observação 3ª observação

Padrão

A

B

C

D

E

Enumere os tubos de Padrão à E • Tubo padrão: prego de referência; • Tubo A: coloque um prego, e cubra‐o com água de

torneira;

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• Tubo B: coloque um prego, e cubra‐o com água contendo um pouco NaCl (sal de cozinha);

• Tubo C: coloque um prego, e cubra‐o com vinagre; • Tubo D: enrole uma parte do prego com fita

magnésio, coloque‐o no tubo de ensaio e adicione água até cobrir;

• Tubo E: enrole uma parte do prego com fio de cobre, coloque‐o no tubo de ensaio e adicione água até cobrir.

Abaixo, encontra‐se a imagem referente à segunda observação.

Figura 3: Foto da 2ª observação. Orientações:

O professor deve nortear os alunos com relação ao preenchimento da tabela. Os alunos deverão anotar na tabela as observações relativas a cada sistema em seus diferentes estados. A observação inicial refere‐se à primeira aula da realização do experimento. No decorrer da sequência das aulas, o professor conduzirá os alunos a realizarem as demais observações, que podem ser feitas uma vez por semana. O experimento deve ser deixado em um local de fácil acesso aos alunos, como o laboratório ou mesmo em algum espaço dentro da sala de aula.

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Para minimizar variáveis que não correspondem ao processo de oxidação e, minimizar dúvidas que possam surgir pelos alunos, é importante que:

• Os pregos sejam do mesmo tamanho, assim como as fitas de cobre e magnésio;

• A quantidade de água nos tubos seja padronizada, assim como a concentração das soluções.

Sugestão:

O professor, durante a realização do experimento, pode instigar os alunos a preverem o que acontecerá com os pregos nas diferentes situações.

O professor pode dividir a classe em pequenos grupos, de maneira que cada grupo realize seu experimento, assim os alunos poderão manusear as vidrarias. Estes mesmos grupos, posteriormente, desenvolverão uma atividade referente à confecção de uma pilha com materiais presentes no cotidiano.

Terceira e Quarta aulas ‐ Aula Teórica

O professor pode iniciar a aula retomando e

questionando os alunos com relação aos termos que foram escritos por eles na redação.

Nestas aulas deverão ser definidos os conceitos “oxidar” e “reduzir”, o que favorece o comportamento das substâncias como oxidantes ou redutoras, assim como, as reações de oxirredução, (agente redutor e agente oxidante). Tais conceitos merecem especial atenção por são recorrentes no cotidiano, além de apresentarem diversas aplicações, como por exemplo, a redução de

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minérios para produção de metais, prevenção do processo de oxidação, além do funcionamento de pilhas e baterias.

Ainda na terceira aula, o professor deve orientar os alunos sobre o trabalho em grupo a ser apresentado ao final da sequencia didática. Neste trabalho, cada grupo ficará responsável pela confecção de uma pilha, utilizando materiais simples, presentes no cotidiano. Um roteiro experimental pode ser disponibilizado pelo professor para auxiliar os alunos durante a elaboração do experimento.

Orientação:

É importante o professor se atentar às dificuldades de compreensão conceitual dos estudantes, principalmente com relação à perda e ganho de elétrons. Os estudantes, por exemplo, têm muita dificuldade de entender que a perda de elétrons acarreta aumento do número de oxidação.

Sugestão:

Sugere‐se que o professor disponibilize uma aula para sanar as possíveis dúvidas dos alunos referentes à confecção da pilha.

Quinta aula ‐ Entendendo o experimento de corrosão dos pregos

Para entendimento do experimento o professor pode

utilizar algumas questões propostas pelo material do GEPEQ, como:

1) Em qual dos sistemas notou‐se maior quantidade de ferrugem? Que materiais constituem esse sistema?

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2) Em algum sistema não se observou ferrugem? Quais?

3) Que condições favorecem o enferrujamento. Quais o evitam?

4) Um procedimento utilizado para impedir o enferrujamento de navios é amarrar ao casco, que é de ferro, blocos de magnésio metálico. Como você justifica esse procedimento?

Figura 4: Tabela de potenciais padrão

Com auxílio do experimento e, utilizando exemplos

do cotidiano, como, a oxidação de portões e materiais constituídos por ferro, é possível discutir através destes, métodos de proteção à oxidação e metais alternativos para a construção de materiais utilizados rotineiramente.

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O esclarecimento da origem e causas para a oxidação do ferro em uma situação em detrimento de outra será mais efetivo com a explicação da tabela de potenciais de oxidação e redução, facilmente encontrada em livros didáticos (figura 4). Sugestão:

O professor pode propor que os alunos façam um relatório ou um texto explicando o experimento, juntamente com respostas às questões propostas. Deste modo, pode sugerir que os estudantes deixem claro, por exemplo, as reações que aconteceram, bem como os elementos envolvidos (agente oxidante, agente redutor, etc.).

Se na quinta aula ainda não tiverem sido feitas as três observações, o professor poderá alterar a sequência de aulas, ou seja, ministrar a sétima aula antes da discussão do experimento. Sexta Aula ‐ Aula Teórica

Nesta aula sugere‐se uma revisão rápida dos assuntos

relevantes sobre eletroquímica, que foram abordados anteriormente, tais como: reações de oxirredução, identificação de agente oxidante e agente redutor e, em seguida, o professor pode desenvolver o conceito de pilhas e relacioná‐los com os temas trabalhados nas aulas anteriores. De acordo com CBC é interessante mostrar as reações anódicas e catódicas, a representação pelas reações químicas e, prever a possibilidade de reação de acordo com a tabela de potencial padrão de redução, que

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podem ser relacionados aos conceitos de pilhas e aos componentes de uma célula eletroquímica. Sugestão:

Nesta aula podem‐se usar outras ferramentas didáticas para revisar o conteúdo, tais como: slides, vídeos, jogos e/ou exercícios. Desta forma, a aula torna‐se mais dinâmica e possibilita um maior envolvimento dos alunos na atividade.

Sétima Aula ‐ Texto

Nesta aula, propõe‐se a leitura, juntamente com os

alunos, do texto abaixo. Em seguida, deve ser realizado um debate, que envolva os processos químicos relacionados aos aspectos ambientais, socioeconômicos e tecnológicos que englobam os métodos envolvidos na extração, utilização e descarte dos metais. Esse debate tem como objetivo a formação de um pensamento crítico e o despertar de novos conhecimentos dos alunos em relação às implicações sociais envolvidas no seu dia a dia, como na oxidação de portões, queima de combustível, relacionando também a origem dos metais.

A leitura de textos possibilita a melhoria na compreensão textual e escrita dos alunos, visto que, aqueles que não leem, não escrevem bem. Isso implica em uma má interpretação e até comunicação e argumentação entre as pessoas, dificultando a sua inserção na sociedade. Essa prática, quando estimulada, pode possibilitar uma evolução intelectual e deve se tornar frequente na vida dos alunos. Com isso, há um desenvolvimento na capacidade de organização e expressão de suas ideias, a

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criatividade e uma leitura crítica do mundo que o cerca (CARDOZO; PELOZO, 2007).

A TRANSFORMAÇÃO DE MINÉRIOS EM METAIS

As substâncias naturais encontradas na crosta

terrestre são denominadas minerais. O petróleo, a areia, o mármore, o minério de ouro, são exemplos desses minerais. Os agregados naturais de minerais são chamados rochas. Todavia, é comum chamar uma rocha de mineral ou minério. Dos minerais são extraídos metais de valor econômico, como o ouro, e matéria‐prima para as diferentes indústrias.

Normalmente, os metais podem ser encontrados em diferentes minerais, conforme mostra a tabela abaixo. Por exemplo, o alumínio está presente na bauxita, no coríndon e difundido em rochas eruptivas. Como a bauxita é o mineral com maior teor de alumínio, é o mais explorado para a obtenção desse metal.

O desenvolvimento da indústria metalúrgica ao longo dos séculos foi permitindo a fabricação de novos materiais. Prevê‐se que no futuro sejam criadas ligas e materiais para atender a novas necessidades. Ligas metálicas são materiais com propriedades metálicas que contêm dois ou mais elementos químicos em sua composição, sendo que, pelo menos um deles, é metal, como por exemplo o aço (ferro e carbono).

Em todo esse processo, os minérios – materiais baratos e abundantes – são transformados em ligas com propriedades específicas. O subsolo brasileiro é rico em recursos minerais, possuindo enormes jazidas de minérios de ferro, alumínio, cobre, ouro, entre outros metais. A

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exploração destas jazidas dá grande retorno financeiro ao país, porém provoca muitos impactos ambientais.

A tabela a seguir apresenta a relação de alguns minérios e dos metais deles extraídos.

ALGUNS MINÉRIOS E SEUS METAIS

Minério Metal (Símbolo químico)

Fórmula básica* dos minerais

Hematita Ferro (Fe) Fe2O3 Coríndon Alumínio (Al) Al2O3 Bauxita Alumínio (Al) Al2O3 Cuprita Cobre (Cu) Cu2O Cinábrio Mercúrio (Hg) HgS Blenda Zinco (Zn) ZnS Galena Chumbo (Pb) PbS

Cassiterita Estanho (Sn) SnO2 Ilmenita Titânio (Ti) FeTiO3 Vanadita Vanádio (V) Pb5Cl(VO4)3 Pirolusita Manganês (Mn) MnO2 Cromita Cromo (Cr) FeCr2O4 Dolomita Magnésio (Mg) CaMg(CO3)2 *A composição química dos minérios não é constante Alguns dos metais citados na tabela acima são

considerados metais pesados. Estas são substâncias altamente reativas, bioacumuláveis e tóxicas, e podem poluir o meio ambiente quando são descartadas inadequadamente.

O perigo de contaminação com estes metais está no solo, na água e no ar. Quando absorvidos pelo ser humano, os metais pesados (elementos de elevado peso molecular) se depositam nos tecidos ósseo e gorduroso e

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deslocam minerais, como o cálcio, dos ossos e músculos para a circulação. Esse processo provoca doenças.

O consumo habitual de água e alimentos ‐ como peixes de águas doce ou salgada – contaminados com metais pesados coloca em risco a saúde. As populações que moram em torno das fábricas de baterias artesanais, industriais de cloro‐soda que utilizam mercúrio, indústrias navais, siderúrgicas e metalúrgicas, correm risco de serem contaminadas.

Os metais pesados são muito usados na indústria e estão em vários produtos. Apresentamos na seguinte tabela os principais metais usados, suas fontes e riscos à saúde.

Metais De onde vem Efeitos

Alumínio (Al) Produção de artefatos de alumínio; serralheria; tratamento

convencional de água.

Anemia por deficiência de ferro e intoxicação crônica.

Arsênio (As) Metalurgia; manufatura de

vidros e fundição.

Câncer.

Chumbo (Pb) Fabricação e reciclagem de

baterias de autos; indústria de tintas;

pintura em cerâmica; soldagem.

Saturnismo (cólicas abdominais,

tremores, fraqueza muscular, lesão renal

e cerebral).

Cromo (Cr) Indústrias de corantes, esmaltes,

Asma (bronquite); câncer.

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tintas, ligas com aço e níquel; cromagem de

metais. Cobalto (Co) Preparo de

ferramentas de corte e furadoras.

Fibrose pulmonar (endurecimento do pulmão) que pode levar à morte.

Mercúrio (Hg) Moldes industriais; certas indústrias de

cloro‐soda; garimpo de ouro;

lâmpadas fluorescentes.

Intoxicação do sistema nervoso

central.

Níquel (Ni) Baterias; aramados; fundição e

niquelagem de metais; refinarias.

Câncer de pulmão.

Fonte: CUT – RJ ‐ Comissão de Meio Ambiente

Sugestão: Ao término de cada parágrafo do texto, pode haver

uma discussão dos conceitos apresentados neste ou, se o professor preferir, a discussão pode ser realizada após a leitura de todo o texto. Sugere‐se também que o professor proponha aos alunos a leitura do texto em voz alta, alternando o aluno em cada parágrafo.

Se houver possibilidade, ao final do debate, o professor poderá apresentar aos alunos algumas espécies minerais, o próprio mineral ou as fotos, de acordo com as possibilidades do professor, ressaltando suas origens, composição química e aplicações.

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Oitava Aula ‐ Aula teórica e experimento investigativo Nesta aula pode‐se realizar o experimento Cobreação

(atividade 2) de caráter investigativo, que abrange os conceitos de eletrólise. A partir do experimento e também do texto é possível fazer um levantamento dos assuntos pertinentes ao tema, como por exemplo, a obtenção de metais que está relacionada aos conceitos de oxidação e redução, pilhas, espontaneidade das reações e aplicações da eletrólise.

Atividade 2: Cobreação

Descrição do experimento:

Material:

• Bateria AA, conectada a dois fios de cobre; • Sulfato de cobre (CuSO4); • Chave; • Frasco Transparente.

Procedimento:

No frasco, prepare uma solução de CuSO4 o mais concentrada possível. A seguir, prenda a chave ao fio que está ligado ao polo negativo da bateria, introduzindo‐a na solução. Finalmente, introduza a ponta do outro fio (polo positivo) na solução.

Observe a cor da solução no início e no fim do processo e o que ocorre na chave.

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Sugestões: Durante o experimento, além de desenvolver os

conceitos de eletrólise, o professor pode levantar discussões e problematizar questões referentes à obtenção de metais, suas utilizações, os processos de extração e impactos ambientais. Pode ainda, retomar o texto trabalhado na aula anterior para auxiliar nas discussões, permitindo os alunos participarem com suas opiniões e hipóteses.

Nona e Décima Aula – Apresentações das atividades em grupos

Estas duas aulas devem ser destinadas às apresentações

dos trabalhos referentes à confecção de pilhas, anteriormente solicitados aos alunos. Pede‐se que realizem a montagem dos experimentos com materiais do dia a dia e, depois, discutam os procedimentos e os resultados obtidos. Essa apresentação tem como objetivo desenvolver e verificar a capacidade de argumentação, organização, elaboração de hipóteses, baseadas no processo de coleta de dados que essa atividade exigiu dos alunos, relacionando os fenômenos ocorridos com os conceitos químicos, desenvolvidos nas aulas, bem como para a discussão do funcionamento ou não de seus experimentos.

A utilização de experimentos que desenvolvam as habilidades acima é de grande importância para o ensino, já que possibilita a participação dos alunos e desenvolve de maneira mais efetiva o entendimento de conceitos científicos, além de oferecer a chance de se envolverem em um problema, investigando suas causas e possíveis soluções com a ajuda do professor (SUART; MARCONDES; LAMAS, 2010).

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Sugestão: Sugerir aos alunos utilizarem o método de

apresentação que acharem mais interessante (slides, cartolina, vídeos, encenação, paródia, etc.) desde que também apresentem o experimento e os métodos e hipóteses que os fizeram chegar a suas conclusões. Essas informações devem ser passadas de forma clara, contribuindo para um melhor entendimento dos alunos em relação à proposta do professor. É importante ressaltar que o professor deve acompanhar o processo de elaboração dos trabalhos e conhecer o planejamento dos alunos. Dessa forma, o docente pode elaborar melhor seus critérios de avaliação e mediar discussões relevantes com toda a turma em relação ao tema, evitando ainda, problemas e dificuldades no dia da apresentação.

Décima Primeira Aula – Redação pós

Novamente, o aluno é solicitado a escrever um texto

onde devem ser descritos todos os conceitos construídos ao longo da sequência de aulas.

Sugestão:

Sugere‐se que o professor apresente novamente as imagens apresentadas durante a elaboração das redações prévias. Antes da escrita das redações, o professor pode levantar alguns questionamentos relacionando as imagens com o conteúdo abordado nas aulas anteriores, para que os alunos exponham suas opiniões. É interessante que os alunos tenham contato com sua redação prévia para que ele possa refletir sobre sua primeira redação e fazer relações com o que foi aprendido

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durante as aulas, sendo incentivados a relacionar os conceitos aprendidos às imagens apresentadas escrevendo uma nova redação. REFERÊNCIAS BRASIL. Ministério da Educação e dos Desportos. Secretaria de Educação Média e Tecnológica. Orientações educacionais complementares aos Parâmetros Curriculares Nacionais (PCN+): Ciências da Natureza, Matemática e suas Tecnologias. Ensino Médio. Brasília: MEC, 2002. CARDOZO, G. C.; PELOZO, R. C. B. A importância da leitura na formação do indivíduo. Revista Científica Eletrônica de Pedagogia, ano V, n. 9, janeiro de 2007, periódico semestral. FRAGAL, V. H.; MAEDA, S. M.; PALMA, E. P.; BUZATTO, M. B. P.; RODRIGUES, M. A.; SILVA, E. L. S. Uma proposta alternativa para o ensino de eletroquímica sobre a reatividade de metais. Química Nova na Escola, v. 33, nº4, p. 216‐222, nov. 2011. OLIVEIRA, C. M. A.; CARVALHO, A. M. P. (2005). Escrevendo em aulas de ciências. Ciência & Educação, 11 (3), 347–366. PITOMBO, L. R. M.; MARCONDES, M. E. R., coord.; GEPEQ – Grupo de Pesquisa para o Ensino de Química. Interações e transformações I: Química ‐ Ensino Médio. São Paulo: EDUSP, 2003. SANJUAN, M. E. C.; SANTOS, C. V.; MAIA, J. C.; SILVA, F. A.; WARTHA, E. J. Maresia: Uma proposta para o ensino de eletroquímica. Química Nova na Escola, v. 31, nº 3, p. 190‐197, ago. 2009. SANTOS, W. L. P. Contextualização no ensino de ciências por meio de temas CTS em uma perspectiva crítica. Ciência & Ensino, v.1, número especial, p.1‐12, 2007.

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SECRETARIA DE ESTADO DE EDUCAÇÃO DE MINAS GERAIS. Conteúdo Básico Comum – Química (2007). Educação Básica ‐ Ensino Médio (1ª a 3ª séries). SUART, R. C.; MARCONDES, M. E. R.; LAMAS, M. F. P. A estratégia “laboratório aberto” para a construção do conceito de temperatura de ebulição e manifestação de habilidades cognitivas. Química Nova na Escola, Vol. 32, nº 3, p. 200‐207, ago. 2010.

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UNIDADE DIDÁTICA: TABELA PERIÓDICA

Vinicius Silva Tanganeli, Mayara de Souza Miranda, Camila Marra Abras, Lívia Maria Ribeiro Rosa,

Hellem Renata Moreira, Letícia Gazola Tartuci, Rita de Cassia Suart

INTRODUÇÃO

A tabela periódica que hoje temos acesso não foi sempre igual desde sua criação. Ela surgiu da necessidade de agrupar os elementos que tinham propriedades químicas e físicas semelhantes, e separar os que não tinham nada em comum.

Desde a primeira tentativa de Dobereiner em classificar os elementos, a tabela periódica sofreu inúmeras alterações, sendo estas realizadas por pesquisadores como Chancourtóis, Newlands, Meyer e Mendeleev.

O nome ʺTabela Periódicaʺ é devido à sua periodicidade, ou seja, à repetição de propriedades comuns entre alguns elementos químicos e suas características principais.

Esta unidade didática foi desenvolvida seguindo as propostas dos Parâmetros Curriculares Nacionais PCN + de Química (BRASIL, 2002) para, desta forma, contribuir para uma aprendizagem significativa dos alunos quanto ao tema em questão.

Segundo o PCN + de Química (BRASIL, 2002), os elementos químicos e seus compostos podem ser

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estudados através da periodicidade de propriedades como, por exemplo, a reatividade química e a densidade em função das massas atômicas. Nessa perspectiva, a tabela periódica poderia ser discutida de modo significativo. A sua reconstrução histórica com base nas propriedades macroscópicas, tal como foi feita por Mendeleev, por exemplo, pode ser uma oportunidade para ampliar esse conhecimento.

Assim, esta unidade didática tem por objetivo auxiliar o professor no desenvolvimento de conceitos iniciais relacionados à tabela periódica, bem como, apresentar aos alunos o seu desenvolvimento histórico. Os principais conteúdos que a abrangem são a história da construção da tabela periódica, sua organização e suas propriedades, os quais podem ser ministrados em oito aulas, nas turmas das primeiras séries do ensino médio.

As oito aulas podem ser resumidas da seguinte forma:

• Primeira aula: Levantamento das ideias prévias dos alunos em relação ao conteúdo tabela periódica.

• Segunda aula: aplicação de um jogo, a fim de motivar os alunos e, para que estes reflitam e identifiquem maneiras para organizar os elementos da tabela periódica de acordo com suas características semelhantes.

• Terceira aula: desenvolvimento conceitual sobre a construção da tabela periódica, com auxílio de um vídeo interativo.

• Quarta, Quinta e Sexta aulas: desenvolvimento de conteúdos relacionados às propriedades periódicas dos elementos químicos.

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• Sétima e Oitava aulas: avaliação do conhecimento construído pelos alunos, ao longo da unidade didática, através de um questionário e da construção de um mapa conceitual.


Primeira aula: Investigando De acordo com o CBC (MINAS GERAIS, 2007, p.22) é

importante:

“Identificar as ideias científicas, sua relevância e seu nível de abordagem para cada estágio de desenvolvimento do aluno, ou seja, considerar sempre a relação estabelecida com as ideias prévias dos alunos sobre tal conteúdo.”

O professor, então, pode iniciar essa primeira aula

aplicando um questionário prévio, buscando investigar os conhecimentos dos alunos sobre o tema tabela periódica e, a sua construção. Segue abaixo, exemplos de questões para aplicação:

1. Você já ouviu falar ou conhece a tabela periódica? 2. Qual a utilidade da tabela periódica? (para que ela

serve?) 3. Como você imagina que aconteceu a construção da

tabela periódica? 4. Mendeleev é considerado pela comunidade

científica um dos maiores gênios da química. a.Você já ouviu falar em Mendeleev? b.Como você imagina que ele era?

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5. Escreva o(s) nome(s) de cientistas da química que você conhece ou já ouviu falar.

Atenção: Como o objetivo do questionário é investigar o

conhecimento prévio dos alunos, o professor deve ter o cuidado de não responder os possíveis questionamentos que podem surgir dos estudantes nesta aula.

Segunda aula: Construindo ideias

Segundo o CBC (MINAS GERAIS, 2007), um dos

passos essenciais para a aprendizagem de conteúdos relacionados à tabela periódica seria identificar o símbolo de seus principais elementos e, relacioná‐los a suas propriedades. Assim, para que os alunos sejam motivados a participarem da construção dos conceitos, o professor pode aplicar um jogo adotando as seguintes orientações:

Jogo da Tabela Periódica1 Orientações:

A atividade pretende proporcionar aos estudantes a compreensão de como foi possível organizar a tabela periódica permitindo, a estes, tentarem agrupar os elementos químicos utilizando algumas propriedades.

O jogo é composto por nove cartões. Cada cartão contém o símbolo e o nome de um elemento químico e, algumas de suas propriedades, como: Massa Atômica (MA), Temperatura de Fusão (TF), Temperatura de 1 Jogo da tabela periódica – atividade adaptada – Caderno do professor: Química, Ensino Médio‐ 1ª série, 3o bimestre / Secretaria da Educação SEE/SP, 2008.

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Ebulição (TE), Composto (substância) formado com o elemento oxigênio (O) e com o elemento hidrogênio (H).

1o passo: Inicialmente, o professor deve apresentar cada um dos cartões aos estudantes, mostrando os elementos químicos e suas propriedades.

2o passo: Em seguida, a turma deve ser dividida em grupos, com um número máximo de cinco alunos por grupo, para que, dessa forma, os alunos troquem ideias entre si.

3o passo: Após a divisão, deve‐se entregar a cada grupo um envelope contendo os nove cartões e uma folha para que, posteriormente, os mesmos escrevam e/ ou desenhem as suas propostas de organização.

1ª Etapa

Nesta etapa, o professor deve propor que os alunos organizem os cartões da maneira que acreditarem ser a melhor. Não é necessário que os alunos utilizem as propriedades contidas nos cartões, isto fica a critério do grupo.

Os estudantes devem escrever e/ou desenhar o que eles estão propondo na folha que foi entregue ao grupo, justificando a proposta de organização. 2ª Etapa

Nesta etapa, o professor deve propor que os alunos criem critérios de organização dos cartões com base nas propriedades contidas nos mesmos, justificando os critérios para esse agrupamento. Atenção:

A classificação não deve ser aleatória nesta etapa!

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Novamente, os estudantes devem escrever e/ou desenhar o que estão propondo na folha que foi entregue ao grupo, justificando a proposta de organização. Importante:

Ao longo de todo o desenvolvimento do jogo, é interessante que os alunos anotem todos os critérios de organização e suas conclusões.

Ao final da atividade, o professor pode propor que cada grupo (ou estudante) apresente para toda a turma os critérios utilizados na organização dos cartões, em cada uma das etapas propostas.

A intenção é que eles possam trabalhar a criatividade e habilidades de organização e seleção de informações e, que tenham ideia de como os cientistas poderiam classificar os elementos de acordo com suas propriedades e compostos formados. Sugestão:

O professor pode dar continuidade a esta atividade abordando a história da tabela periódica.

Uma proposta de cartões que podem ser utilizados no jogo:

Sódio Na MA: 23 TF: 97,8°C TE: 882,9°C H: NaH O: Na2O

Lítio Li MA: 7 TF: 180,5°C TE: 1347°C H: LiH O: Li2O

Potássio K MA: 39 TF: 63,6°C TE: 774°C H: KH O: K2O

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Magnésio Mg MA: 24 TF: 648,8°C TE: 2970°C H: MgH2 O: MgO

Cálcio Ca MA: 40 TF: 839°C TE: 1484°C H: CaH2 O: CaO

Carbono C MA: 12 TF: 3367°C TE: 4827°C H: CH4 O: CO2

Silício Si MA: 28 TF: 1410°C TE: 2355°C H: SiH4 O: SiO2

Flúor F MA: 19 TF: ‐219,6°C TE: ‐188°C H: HF O: OF2

Cloro Cl MA: 35 TF: ‐100°C TE: ‐34,6°C H: HCl O: Cl2O

Terceira aula: Tabela periódica e sua história

O objetivo desta aula é apresentar aos alunos, por

meio de um vídeo2, o contexto histórico e a evolução da tabela periódica, onde se deve reconhecer e compreender a ciência e a tecnologia químicas como criações humanas inseridas na história e na sociedade em diferentes épocas.

É interessante que o professor faça um levantamento das ideias dos alunos em relação à construção da tabela periódica e discuta com eles os principais conceitos desenvolvidos até o momento.

2 CONDIGITAL PUC RIO. Ver referências bibliográficas.

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Sugestão: O professor pode dar continuidade a esta aula

abordando a organização da tabela periódica em relação as suas propriedades.

Quarta, Quinta e Sexta aulas: Conhecendo as propriedades da tabela periódica

Usar a tabela periódica para reconhecer os elementos

está proposto no CBC (MINAS GERAIS, 2007). Assim sendo, com o objetivo de trabalhar mais detalhadamente a tabela periódica, a proposta desta aula é apresentar como esta foi organizada, relacionando‐a as suas propriedades. Atenção:

É importante que os alunos entendam os conceitos relacionados às propriedades, e não decorem o sentido das setas indicativas de ordem de crescimento das mesmas. Sugestão:

Segundo o CBC (MINAS GERAIS, 2007), existem atividades que evidenciam a aprendizagem do aluno ou a evolução parcial do seu desenvolvimento naquele momento. Dessa forma, sugerem‐se duas atividades avaliativas que são apresentadas na quinta e sexta aulas. Sétima aula: Avaliando o aprendizado

Para avaliar os conhecimentos dos alunos em relação

às aulas já realizadas, sugere‐se a aplicação de um questionário com as seguintes questões:

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Questionário: De acordo com a tabela periódica: A. De que forma estão organizados os elementos

químicos? B. Relacione os elementos abaixo e coloque em

ordem crescente de eletronegatividade. Justifique a relação estabelecida.

Cl O C F H

ordem crescente

C. De acordo com o que você aprendeu nas aulas

sobre tabela periódica e suas propriedades, responda o que você entende por raio atômico.

D. Relacione as espécies químicas 19K+, 17Cl‐ e 18Ar e coloque em ordem crescente de raio atômico. Explique como você obteve essa ordem.

E. No questionário prévio você respondeu como imaginava ter ocorrido à construção da tabela periódica. Agora, de acordo com o que você aprendeu, escreva como a tabela periódica foi construída.

Importante: Ler previamente as questões aos alunos e esclarecer as

possíveis dúvidas dos enunciados.

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Oitava aula: Construindo mapas conceituais3 Outra maneira de avaliar a aprendizagem pode ser

através de mapas conceituais. Abaixo, segue uma proposta para a aula.

Nas últimas aulas, muito foi visto sobre a tabela periódica.

Vimos a razão e a forma pela qual a tabela periódica foi organizada, os cientistas que ajudaram a organizá‐la e suas propriedades.

Com base em seu conhecimento, elabore um Mapa Conceitual. Você pode utilizar todas ou algumas das palavras abaixo, e ainda, acrescentar outras que achar necessário.

Para a elaboração desse mapa você pode utilizar alguns mecanismos que o auxiliem em sua construção, como: verbos, setas, números, etc. Use a criatividade!

Palavras‐chave:

Tabela Periódica Cientista Chancourtois Átomo Propriedades Mendeleev Dobereiner Periodicidade Alquimia Massa Atômica Meyer Períodos Semelhantes Metais Moseley Características Elementos químicos Eletronegatividade Prêmio Seaborg Organizou Número atômico

3 Mapas conceituais ‐ Consultar: TAVARES, R., Construindo mapas conceituais. Ciências & Cognição; Vol.12: 72‐85, dezembro, 2007. Outras orientações sobre sua utilização podem ser encontradas na Unidade Soluções.

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REFERÊNCIAS BRASIL. Ministério da Educação (MEC), Secretaria de Educação Média e Tecnológica (Semtec). PCN + Ensino médio: orientações educacionais complementares aos Parâmetros Curriculares Nacionais – Ciências da Natureza, Matemática e suas Tecnologias. Brasília: MEC/Semtec, 2002. PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DO RIO DE JANEIRO – PUC‐RIO. Projeto CONDIGITAL /PUC Rio. Conteúdos Digitais – Química. Série: Tudo se Transforma. A história da química contada por suas descobertas – Episódio: História da Tabela Periódica. Disponível em: < http://web.ccead.puc‐rio.br/condigital/video/tudo%20se%20 transforma/historiadaquimica/historia_periodica/video%20 para%20web/video.html > Acesso em: 20/01/2014. SECRETARIA DE ESTADO DE EDUCAÇÃO DE SÃO PAULO. Caderno do professor: Química, Ensino Médio‐ 1a série, 3o bimestre, 2008. SECRETARIA DE ESTADO DE EDUCAÇÃO DE MINAS GERAIS. Conteúdo Básico Comum – Química (2007). Educação Básica ‐ Ensino Médio (1ª a 3ª séries).

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UNIDADE DIDÁTICA: ÁCIDOS E BASES

Gleiciene Martins dos Santos, Pâmela Cristina da Silva Santos, Priscila Regina Vilas Boas, Rodrigo Antônio Bernardo, Josiane Aparecida Freitas, Jacyara Duarte Teixeira, Josefina Aparecida de Souza, Rita de Cassia

Suart

INTRODUÇÃO

A presente Unidade Didática refere‐se ao tema Ácidos e Bases e, pode ser desenvolvida nas 1ª séries do Ensino Médio, utilizando, em média, 06 aulas.

A temática ácidos e bases faz parte do Conteúdo Básico Comum (CBC), elaborado pela Secretaria Estadual de Educação de Minas Gerais para o Ensino Médio, e sua importância pode ser justificada pelo fato de estar presente no cotidiano dos alunos, como por exemplo, na alimentação, nas ações de higiene pessoal, em produtos de limpeza e outros; além, é claro, pelo fato de contribuir para a construção de conceitos inicias relevantes para a compreensão de transformações e reações relacionadas à temática.

As aulas são distribuídas da seguinte maneira: • Aulas teóricas e práticas. • Questionários prévios e pós. • Aula avaliativa, por meio de um jogo de perguntas e respostas.

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• Aula final para discussão e esclarecimento de dúvidas.


Primeira aula

A primeira aula tem por objetivo investigar os

conhecimentos prévios dos alunos sobre conteúdos relacionados à temática ácido‐base, através de um questionário.

Esta atividade oferece ao professor uma avaliação inicial das ideias que os alunos têm a respeito deste conteúdo.

Para isso, o questionário deve ser respondido individualmente e, posteriormente, analisado pelo professor.

Observações:

Nesta etapa é preciso que o professor fique atento para possíveis questionamentos dos alunos. É importante que não haja sua interferência para não comprometer o objetivo da atividade.

Questionário Prévio

Responda as questões abaixo: a. O que você entende por substâncias ácidas? b. Dê 2 exemplos de substâncias ácidas que

você conhece. c. O que você entende por substâncias

básicas?

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d. Dê 2 exemplos de sustâncias básicas que você conhece.

e. Como você identificaria uma substância ácida ou básica?

f. O que é um indicador ácido‐base? Segunda Aula: Aula prática

Nesta aula, com o auxílio do texto introdutório

abaixo, o professor, inicialmente, pode desenvolver a questão problema sobre a temática ácidos e bases, a fim de instigar os alunos. O texto pode ser trabalhado através de discussões e questionamentos mediados pelo professor e, grifo das palavras consideradas mais importantes pelos alunos.

O texto é acompanhado por uma tabela, que deve ser preenchida pelos alunos, a qual refere‐se às observações realizadas durante o experimento.

Neste experimento, serão analisadas várias amostras de diferentes soluções aquosas de vários materiais do cotidiano, comparando‐as com amostras de refrigerante, a fim de que os alunos tentem classificá‐las em grupos diferentes, de acordo com a coloração obtida. Os refrigerantes possuem propriedades ácidas e, este fato, pode ser observado pela mudança de cor de indicadores ácido‐base em contato com o refrigerante.

Assim, o principal objetivo dessa atividade não é conceituar ou definir ácidos e bases, mas sim, permitir que os alunos possam propor suas próprias hipóteses e, utilizando o raciocínio lógico, encontrar a solução para o problema proposto.

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Texto Introdutório Questão problema O refrigerante é uma das bebidas mais vendidas no

Brasil e no mundo. Muitas pessoas gostam de degustá‐lo acompanhado das principais refeições e de aperitivos como pipoca, pizza, hambúrguer com batata‐frita, etc. No entanto, pesquisas indicam vários males causados pelo seu consumo exagerado, como a diabetes e a obesidade.

A determinação da acidez ou basicidade dos alimentos é um parâmetro usado na avaliação da qualidade dos mesmos, sendo rotineiramente monitorada.

Como você faria para identificar se o refrigerante que você consume é ácido, básico ou neutro?

Em tubos de ensaio distintos, adicione os reagentes e preencha a tabela conforme indicado:

Reagente Papel

tornassol azul

Papel tornassol vermelho

Fenolftaleína Extrato de

repolho roxo

Água Água + ácido clorídrico

Água + vinagre Água + suco de limão

Água + hidróxido de sódio

Água + sabão em pó

Água + leite de magnésia

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Água + sal Água + açúcar Amostra: Coca‐Cola

Amostra: Sprite 1. É possível classificar os materiais estudados em

grupos diferentes? 2. Em caso afirmativo, quais critérios você utilizou ao

propor essa classificação? 3. Como você classificaria uma substância baseando‐

se na coloração obtida com papel o tornassol azul? 4. Proponha uma solução para o problema baseando‐

se nos resultados experimentais obtidos e nas hipóteses elaboradas.

5. Como você faria para identificar se o refrigerante que você consume é ácido, básico ou neutro?

Materiais:

− Vidros de relógio; − Solução de Água + ácido clorídrico; − Solução de Água + vinagre; − Solução de Água + suco de limão; − Solução de Água + hidróxido de sódio; − Solução de Água + sabão em pó; − Solução de Água + leite de magnésia; − Solução de Água + sal; − Solução de Água + açúcar; − Solução de Amostra: Coca‐Cola; − Solução de Amostra: Sprite; − Fenolftaleína; − Extrato de repolho roxo;

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− Papel de tornassol vermelho; − Papel de tornassol azul.

Procedimentos

1. Colocar uma pequena quantidade de uma das soluções acima em um dos vidros de relógio e fazer os testes a seguir:

Teste 1: Colocar o papel tornassol azul em contato com a amostra e, anotar as observações.

Teste 2: Colocar o papel tornassol vermelho em contato com a amostra e, anotar as observações.

Teste 3: Colocar algumas gotas de fenolftaleína na amostra e, anotar as observações.

Teste 4: Colocar em outro vidro relógio, gotas de extrato repolho roxo na amostra e anotar as observações.

2. Repetir os testes acima para cada uma das soluções a serem testadas com os outros vidros de relógio.

Observações:

• Para cada teste o vidro relógio deverá ser bem lavado ou substituído.

• Os testes podem ser feito com auxílio dos alunos. • Durante a realização do experimento é necessária

a mediação do professor, com questionamentos sobre a possível cor adquirida por cada amostra.

• Os alunos devem agrupar os materiais através da coloração obtida pelos indicadores classificando‐os, posteriormente, de acordo com suas características: ácido, básico ou neutro.

• A amostra do refrigerante deve ser a última a ser analisada, questionando a cor que será obtida nos

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indicadores conforme a classificação feita anteriormente. Neste momento, o professor pode retomar a questão problema. Sugestão:

Podem ser adicionadas mais amostras de soluções presentes em nosso cotidiano (ex: leite, sucos, materiais de limpeza, cosméticos, etc.)

A análise dos dados obtidos nesse experimento permite aos alunos compreenderem melhor o problema enfocado, ou seja, a classificação do refrigerante segundo a sua acidez ou basicidade e, responderem as questões levantadas: existem outras substâncias que possuem propriedades semelhantes aos refrigerantes e, modificam a cor de um indicador? Como são classificadas as substâncias de acordo com essas propriedades?

Terceira aula: aula teórica

Espera‐se que, por meio desta aula, o aluno

compreenda que as soluções podem apresentar características diferentes, classificando‐as em três grupos distintos: ácidos, bases ou neutros. Pretende‐se também, que haja uma associação destes grupos com a escala de pH.

A aula teórica pode ser apresentada utilizando materiais de apoio como slides, quadro de giz, discussões mediadas pelo professor e outras.

A aula pode ser planejada de acordo com o CBC, os quais sugerem o desenvolvimento das seguintes habilidades e competências:

1 ‐ Materiais: acidez e basicidade

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1.1 – Tópicos/Habilidades: compreender que as soluções apresentam comportamento ácido, básico ou neutro.

1.1.1 ‐ Detalhamento das habilidades: propor e/ou executar procedimentos simples para a identificação do caráter ácido, básico ou neutro de soluções por meio de indicadores.

1.1.2 ‐ Representar ou identificar, por meio de equações ou fórmulas químicas, sistemas que apresentam caráter ácido, básico ou neutro.

2 ‐ Materiais: Neutralização de soluções. 2.1 ‐ Tópicos/Habilidades: Reconhecer transformações

químicas que envolvem a neutralização de soluções. 3 ‐ Materiais: caráter ácido ou básico de soluções. 3.1 ‐ Tópicos/habilidades: Identificar o caráter ácido

ou básico de uma solução a partir de valores de pH Quarta aula: Jogo

Esta aula tem como objetivo avaliar, de forma lúdica,

o aprendizado dos conceitos envolvidos na Unidade Didática.

A turma será dividida em pequenos grupos e o mediador, no caso o professor, cita as perguntas e, as respostas dos alunos obedecem à seguinte regra:

Feito a pergunta, o grupo que souber a resposta e levantar primeiro a mão terá direito à resposta. Se a resposta estiver correta, o grupo ganhará 1 ponto e terá o direito de responder às outras perguntas, caso contrário, a pergunta seguinte é direcionada aos outros grupos. Toda resposta correta vale 1 ponto.

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Ganhará o jogo o grupo que tiver somado, ao final, mais pontos.

Observações: 1. As questões devem ser elaboradas de acordo com

o experimento e a aula teórica. 2. A utilização de premiação com acréscimo de

pontos numa avaliação, ou mesmo com brindes, pode ser algo motivador para a realização da atividade. Sugestão:

O jogo pode envolver o desenvolvimento de outras habilidades se o professor optar por utilizar a dinâmica por meio de jogo de cartas ou jogo de tabuleiro.

Perguntas do jogo

• Como é possível determinar se uma dada solução é ácida ou básica?

• O que é um indicador ácido‐básico? • Cite indicadores que podem ser usados para

determinar se uma solução é ácida, básica ou neutra. • Você conhece algum tipo de indicador extraído de

vegetais? Qual? • Em papel tornassol vermelho o ácido clorídrico fica

vermelho. Qual a cor que este papel adquiriria se fosse colocado o suco de limão? E se fosse hidróxido de sódio?

• Existe uma escala de pH de 0 a 14 que indica se a solução é ácida, básica ou neutra. Quais valores indicam se a solução é ácida ou básica?

• De acordo com os experimentos realizados, como podemos classificar o refrigerante de acordo com seu pH?

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• Qual é o ácido responsável pela acidez do refrigerante?

• Qual é o ácido presente no suco gástrico existente no nosso estômago?

• Algumas pessoas sofrem de azia, devido a um excesso na produção de suco gástrico, que apresenta uma acidez muito alta. O que você tomaria para reduzir a sensação de azia?

• Qual é o nome da reação entre um ácido e uma base? Qual é o produto obtido desta reação?

Quinta aula: Questionário pós

O objetivo do questionário é investigar os

conhecimentos construídos pelos alunos durante todo o processo de ensino e aprendizagem.

Para isso, é necessário distribuir o questionário utilizado no jogo para os alunos para ser respondido individualmente.

O professor poderá utilizar este instrumento como forma de avaliação dos alunos e, também, como indicador de eficácia da atividade. Observação:

As questões do questionário pós podem ser modificadas baseando‐se nas questões do jogo, no experimento e, também nas questões do questionário prévio.

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Sexta aula: Discussão para esclarecimento de dúvida Nesta sexta aula, novamente as perguntas do jogo

devem ser feitas aos alunos e, após discussão, as respostas corretas escritas no quadro negro.

O objetivo desta aula é revisar os conteúdos que não ficaram claros pelos alunos, auxiliando a compreensão sobre eles. O professor pode pedir aos alunos que copiem o questionário e as respostas corretas no caderno de classe. REFERÊNCIAS

FELTRE, Ricardo. Química – 6 ed. – São Paulo: Moderna, 2004. PERUZZO, Francisco Miragaia; CANTO, Eduardo Leite do. Química na abordagem do cotidiano –4 ed. – São Paulo: Moderna,2006. SECRETARIA DE ESTADO DE EDUCAÇÃO DE MINAS GERAIS. Conteúdo Básico Comum – Química (2007). Educação Básica ‐ Ensino Médio (1ª a 3ª séries). PITOMBO, L. R. M.; MARCONDES, M. E. R., coord.; GEPEQ – Grupo de Pesquisa para o Ensino de Química. Interações e transformações I: Química ‐ Ensino Médio. São Paulo: EDUSP, 2003.

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UNIDADE DIDÁTICA: TERMOQUÍMICA

Giseli Letícia Santos, Evelyn de Melo Paulo, Larissa K. Simões, Mateus Willian Eleutério, Pedro Reis de Jesus,

Rita de Cassia Suart INTRODUÇÃO

O estudo da termoquímica no ensino médio envolve o

uso de alguns conceitos — energia, calor, temperatura— que são usados em nosso cotidiano. No entanto, essas palavras têm significados distintos na ciência e na linguagem comum. Mortimer e Amaral (1998) em seu artigo “Calor e temperatura no ensino de termoquímica”, afirmam que isso tem sido causa de dificuldades no ensino de química, pois na maioria das vezes, o professor trabalha conceitos mais avançados como calor de reação, lei de Hess etc., sem uma revisão dos conceitos mais básicos. Ainda de acordo com os autores, o resultado, muitas vezes, é um amálgama indiferenciado de conceitos científicos e cotidianos, sem que o aluno perceba claramente os limites e contextos de aplicação de um e de outro.

Os autores já citados afirmam também que a literatura descreve três características principais das concepções de calor e temperatura apresentadas por estudantes, que se relacionam à forma como nos expressamos sobre tais fenômenos no nosso dia‐a‐dia:

• O calor é uma substância. • Existem dois tipos de ‘calor’: o calor quente e o calor frio.

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• O calor é diretamente proporcional à temperatura. A ideia de que o calor é uma substância e de que

existem os dois tipos de calor ‐ o calor quente e o calor frio – levam à crença equivocada de que o calor é uma propriedade das substâncias e materiais. Desse modo, um corpo quente possuiria calor enquanto um corpo frio possuiria frio.

Ainda de acordo com Mortimer e Amaral (1998), a ideia de que o calor é diretamente proporcional à temperatura tem sua origem na maneira como lidamos com a palavra ‘calor’ na vida cotidiana. As expressões ‘faz muito calor’, ‘calor humano’ etc. são exemplos de como essa ideia está arraigada na linguagem. Afinal, só dizemos que ‘faz muito calor’ quando a temperatura está alta. Essas ideias levam a crer que os conceitos de calor e temperatura são idênticos.

Esta Unidade Didática (UD) foi desenvolvida segundo os Conteúdos Básicos Comuns (CBC) e os Parâmetros Curriculares Nacionais (PCN + de Química). Este último pretende que o aluno reconheça e entenda, de forma completa e significativa, as transformações químicas que ocorrem nos processos naturais e tecnológicos em diferentes contextos.

Na UD aqui apresentada, são propostas cinco aulas que se destinam a ensinar aos estudantes os conceitos científicos de calor e temperatura, os quais, cotidianamente, são entendidos de maneira semelhante, provocando uma confusão quando os mesmos são cientificamente apresentados. Além disso, trabalha‐se também o conceito de calor específico. As cinco aulas são assim distribuídas:

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• Primeira aula ‐ Proposta de algumas questões que motivem o aprendizado dos conceitos de calor, temperatura e calor específico e, identifique também, os conhecimentos prévios apresentados pelos estudantes.

• Segunda aula ‐ Aprendizado dos conceitos de calor e temperatura por meio de um experimento.

• Terceira aula ‐ Aprendizado do conceito de calor específico baseando‐se em uma tabela com o calor específico de várias substâncias conhecidas pelos estudantes.

• Quarta aula ‐ Generalização dos conceitos já estudados e discussão das questões propostas na primeira aula.

• Quinta aula ‐ Avaliação da UD e do aprendizado dos alunos por meio da coleta de um desenho ou uma redação feita pelos estudantes.


Primeira aula

Na primeira aula, são propostas cinco questões aos

estudantes a fim de instigá‐los a raciocinarem sobre situações onde a termoquímica está envolvida no dia a dia. Sugestão:

As questões devem ser passadas na lousa e, em seguida, discutidas com a turma oralmente, sempre confrontando as suposições dos estudantes e levando‐os a apresentarem seus conhecimentos prévios. Segundo o CBC

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(2007), é interessante identificar as ideias científicas, sua relevância e seu nível de abordagem para cada estágio de desenvolvimento do aluno, ou seja, considerar sempre a relação estabelecida com as ideias prévias dos alunos sobre tal conteúdo.

Na primeira questão a ser apresentada aos estudantes

pergunta‐se: Qual dos dois blocos, um bloco de madeira ou um bloco de metal, estaria mais frio na mesma condição ambiente?

É interessante professor, que você leve para a aula dois blocos — um de madeira e outro de metal — de mesmas dimensões que contenham um orifício onde seja possível inserir um termômetro. Pede‐se aos alunos que toquem os dois blocos e então respondam à questão. Os estudantes tendem a responder que o bloco de metal está mais frio, ficando surpreendidos com o fato de que ambos estão à mesma temperatura, o que é verificado ao se aferir as temperaturas de cada um.

Após a avaliação da temperatura pelo tato, introduz‐se simultaneamente um termômetro no orifício de cada bloco e confronta‐se a temperatura encontrada pelos termômetros com a resposta dada pelos estudantes baseando‐se no tato. Geralmente, os estudantes se assustam ao perceber que, ao contrário do que o tato sugere, o bloco de metal não está a uma temperatura menor do que o bloco de madeira. A sensação térmica é diferente da temperatura de fato. Questiona‐se então os estudantes sobre o motivo de o bloco de metal parecer mais frio que o de madeira, quando na verdade estão na mesma temperatura.

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Atenção: Se o bloco de metal for tocado pelos alunos por muito

tempo, e em seguida, a temperatura do mesmo for medida pelo termômetro, ele pode apresentar uma temperatura maior que a temperatura ambiente e, logicamente, também maior que a do bloco de madeira. Esse fato se deve ao metal ser um bom condutor térmico e trocar calor com o corpo humano durante o tempo em que for tocado.

A segunda questão proposta é a seguinte: Seria

interessante, em locais muito quentes ou muito frios, substituir as casas de madeira por casas de metal? Sugestão:

Na discussão dessa questão, sugere‐se aos estudantes que se baseiem em seus conhecimentos prévios e na experiência adquirida com a medida da temperatura dos blocos na questão anterior. As respostas aqui são variadas. Esta questão é facilmente discutida, ao se dar um exemplo prático, como esse: “Imaginem‐se na Sibéria. Seria interessante morar por lá em uma casa de latão ou alumínio?” E a discussão pode ser ampliada: “Que material vocês consideram mais interessante para construir uma casa na Sibéria ou no nordeste Brasileiro?”

A terceira questão que propomos é: Porque as panelas

de metal esquentam e também esfriam mais rápido do que as panelas de pedra ou de barro? Essa questão é interessante de ser proposta aos estudantes porque está ligada a situações que eles vivenciam no seu cotidiano.

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Sugestão: Para chamar a atenção dos estudantes para o fato de

que mesmo entre os metais alguns aquecem mais rápido do que outros, pode‐se falar sobre as panelas de alumínio que aquecem e também esfriam mais rápido do que as de ferro, por exemplo. Nesta, os estudantes tendem a responder “que é por causa da grossura da panela de ferro que é maior que a do alumínio”. Daí pode‐se problematizar: “E se fossem iguais?”.

Através desta questão, fornecemos ao estudante uma noção intuitiva de calor específico. É interessante trazer esta questão de volta, bem como todas as outras, à medida que o conteúdo vai sendo trabalhado.

A quarta questão proposta é: Por que a água da piscina,

no verão, geralmente é mais fria do que o ar durante o dia, e mais quente do que o ar durante a noite? Novamente, os alunos podem reconhecer nesta questão uma situação que eles vivenciam, o que os deixa ainda mais curiosos para obterem a resposta cientificamente correta. Algumas respostas são possíveis como “o solo que recebe calor do sol aquece a água da piscina” à noite. No entanto, sabe‐se que a água recebeu calor o dia todo através do sol, então, mais uma vez noções intuitivas são introduzidas, neste caso específico a questão das transferências de calor, e de que o ar perde este calor mais facilmente que a água. O conceito de calor específico é novamente demonstrado.

A quinta questão: Por que um termômetro de laboratório

não precisa ser agitado após o uso, e não pode ser retirado do sistema cuja temperatura se quer medir, enquanto o termômetro clínico pode ser retirado do sistema cuja temperatura se quer

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conhecer?(MORTIMER, AMARAL, 1998). Nessa questão objetiva‐se chamar a atenção dos estudantes para o fato de haverem diferenças entre um termômetro clínico e um termômetro de laboratório e, incitar‐lhes a curiosidade acerca do motivo dessas diferenças. Os estudantes tendem a explicar a diferença pela estrutura: “um é maior que o outro”, ou ainda, com relação à precisão: “O de laboratório é mais preciso por isso ele mede a temperatura sem ter que esperar”. Estas respostas de conhecimento prévio são úteis, pois através delas, pode‐se chegar, formalmente, ao conceito científico.

Sugestão:

Peça aos estudantes, no final da aula, que escrevam e lhe entreguem as respostas a essas perguntas baseados em seus conhecimentos prévios e na discussão dessas questões em sala de aula. O professor não deve fornecer a seus estudantes as respostas cientificamente corretas nessa primeira aula por dois motivos: o primeiro motivo é que as respostas escritas fornecidas pelos estudantes no final da aula fornecem informações ao professor sobre o que os estudantes sabem sobre os conceitos que queremos abordar na UD e, a partir desses conhecimentos prévios, o professor pode elaborar suas aulas posteriores. O segundo motivo é que o professor pode dizer aos estudantes que as respostas cientificamente corretas a essas questões serão discutidas nas aulas posteriores, o que fará com que os estudantes fiquem mais motivados a participarem dessas aulas.

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Segunda aula Essa segunda aula, que se destina a ensinar os

conceitos científicos de calor e temperatura e a relação entre os mesmos, foi embasada em um experimento investigativo. No experimento retirado do artigo “Quanto mais quente melhor, calor e temperatura no ensino de termoquímica” misturam‐se quantidades iguais de água (100 mL, por exemplo) em temperaturas diferentes, de tal forma que, no sistema no qual a diferença de temperatura entre as águas misturadas for menor, seja o sistema em que as águas misturadas estejam em temperaturas mais elevadas, e vice‐versa. Você professor, pode misturar, por exemplo, volumes iguais de água a 25 e a 55 °C e depois, repetir o processo para os mesmos volumes de água a 75 e a 85 °C.

Sugestão:

Escreva na lousa algumas questões como “O que é calor?”, “O que é temperatura?”, “Qual é a relação existente entre esses conceitos?” e, “Em qual dos dois sistemas apresentados no experimento há o envolvimento de maior quantidade de calor, perdido ou ganho?” Essas questões escritas na lousa podem auxiliá‐lo a acompanhar o raciocínio lógico desenvolvido pelos alunos ao longo da aula, e chama a atenção destes para os conceitos que serão abordados na mesma. De acordo com o CBC (2007), é importante o aluno reconhecer que há Transformações Químicas (TQ) que ocorrem com consumo ou produção de energia em que esta pode ser medida, e saber que para cada TQ existe um valor de energia associado.

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Você pode calcular junto com seus estudantes, por meio da fórmula Q = m. c. ∆T, qual a quantidade de calor perdida pela água à temperatura mais alta e, a quantidade de calor ganha pela água à temperatura mais baixa, quando esses dois volumes de água são misturados. Sabendo que a densidade da água é 1 g.cm‐1, calcula‐se a massa da água envolvida nos sistemas usando‐se a fórmula da densidade (d = m/v), onde d é a densidade, m é a massa da substância em questão e v é o volume da mesma.

Usa‐se a mesma massa de água em todos os sistemas e anota‐se a temperatura dos dois sistemas imediatamente antes de misturá‐los. Assim, a única variável que mudará na fórmula Q = m c ∆T é a diferença de temperatura. O cálculo das quantidades de calor ganho e perdido pelos sistemas mostrará que aconteceu uma troca de calor maior entre os sistemas que apresentavam temperaturas mais baixas, pois a diferença de temperatura entre eles (25 e 55 °C, aproximadamente) é maior que entre os sistemas a temperaturas mais elevadas (75 e 85 °C, aproximadamente).

A partir disso, pode‐se inferir que o conceito científico de calor se relaciona com a diferença de temperatura entre dois sistemas, e não com a temperatura propriamente dita. Assim, fica claro que os conceitos científicos de temperatura e calor são diferentes dos nossos conceitos usados no dia a dia. No cotidiano, normalmente associamos calor diretamente à temperatura, associando uma temperatura mais alta a uma maior quantidade de calor. Sugerimos que você professor, analise a fórmula Q = m c ∆T juntamente com os estudantes e chame a atenção para o fato de que só existe calor quando há diferença de

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temperatura, pois o calor é o processo de transferência de energia de um sistema a uma temperatura mais alta para outro a uma temperatura mais baixa. Além disso, a quantidade de calor transferida é proporcional à diferença de temperatura e não à temperatura, o que implica poder haver mais calor sendo transferido entre sistemas a baixas temperaturas do que entre dois sistemas a temperaturas mais altas. Isso ocorrerá se a diferença de temperatura entre os sistemas a baixa temperatura for maior do que entre os sistemas a temperatura mais alta, desde que as massas consideradas sejam as mesmas.

Atenção:

É importante professor, que ao calcular o calor ganho e perdido em cada um dos processos, você utilize as temperaturas na escala Kelvin para obter o calor em Joules. No entanto, vale a pena comentar com os estudantes que, muitas vezes, o calor é apresentado em calorias (cal). Pode‐se ressaltar que nas embalagens dos alimentos, a energia fornecida é informada em Kcal, que equivale a 1000 cal.

A necessidade de comparar massas iguais quando se quer comparar o calor envolvido nos processos é importante porque a quantidade de calor necessária para elevar a temperatura de um corpo em uma certa quantidade depende do calor específico do material do qual o corpo é feito e da massa desse corpo. Quanto maior o calor específico do material, mais calor é necessário para que esse corpo aqueça. O mesmo acontece em relação à massa do corpo: quanto maior a massa, mais calor é necessário para que o corpo seja aquecido.

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Após essa discussão em torno do fato de o calor se relacionar à diferença de temperatura, e não à temperatura propriamente dita, pode‐se apresentar aos estudantes os conceitos científicos de calor e temperatura. Os conceitos que aqui apresentamos foram retirados do livro didático Química, de autoria de Eduardo Fleury Mortimer e Andréa Horta Machado.

Temperatura: Grau de agitação térmica das moléculas de um corpo, (T °C ou T °K). Calor: Processo de transferência de energia de um sistema de maior temperatura para um sistema de menor temperatura quando estes estão em contato.

Nessa aula, explica‐se também como se dá o processo

de transferência de calor de um corpo para outro. Essa UD baseia‐se no modelo cinético‐molecular. Sucintamente, desenvolve‐se nos estudantes a ideia de que o calor emitido por um corpo se dá pela maior agitação entre átomos e moléculas e, que o choque entre estes, desencadeia o calor que um corpo transmite a outro, sendo que o corpo que recebe o calor tem o grau de agitação de suas moléculas elevada pela absorção do mesmo.

Terceira aula

Na terceira aula, desenvolve‐se com os estudantes o

conceito de calor específico. Sugerimos que seja apresentada uma tabela com

várias substâncias conhecidas pelos estudantes com seus

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respectivos calores específicos e, a partir daí, o conceito seja desenvolvido. A tabela 1 utilizada em nossa UD é apresentada a seguir.

Tabela 1. Substância e seu respectivo calor específico. Substância Calor específico (cal/g.°C)

Água 1.00 Etanol 0.58

Propanona (acetona) 0.52 Cobre 0.09

Mercúrio 0.04 Segundo o CBC (2007) é necessário utilizar dados

tabelados para os procedimentos de cálculos de variação de energia. Por meio da tabela, os estudantes podem perceber que cada substância tem um calor específico diferente.

Mas, teoricamente, eles ainda não conhecem o conceito científico de calor específico. Você professor, pode perguntar‐lhes se sabem o que é o calor específico de uma substância e, a partir da resposta deles, você pode inserir o conceito cientificamente correto. Assim como os conceitos de calor e temperatura, o conceito de calor específico usado em nossa UD foi retirado do livro didático Química de autoria de Eduardo Fleury Mortimer e Andréa Horta Machado.

Calor específico: quantidade de energia necessária para elevar em um grau a temperatura de um grama de material. (c = cal/g°C)

Analisando a tabela, pode‐se perceber que a água é

uma das substâncias que tem o maior calor específico, o

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que significa que é necessária uma quantidade grande de energia para causar uma pequena alteração na temperatura da água. Essa característica faz da água um dos melhores líquidos para transportar energia. Lembre‐os da questão envolvendo a variação de temperatura pelo tempo nas águas das piscinas. Você professor pode dar como exemplo disso, as correntes marítimas, especialmente a Corrente do Golfo, que faz com que o inverno na Europa seja menos rigoroso que na América do Norte.

Outro exemplo que pode ser dado e que é próximo do cotidiano dos estudantes, é o caso das panelas de metal aquecerem e também esfriarem mais rápido do que as panelas de pedra ou argila que tem a mesma massa. Os metais têm calor específico menor do que a argila ou as pedras que as panelas são feitas, e por isso, aquecem e também esfriam mais rápido.

Quarta aula

A quarta aula se destina a uma revisão dos conceitos

abordados na UD e a discussão das questões propostas na aula 1.

Sugestão:

A revisão e a discussão precisam ser orais, uma vez que os estudantes registraram os conceitos em seus cadernos quando estes foram trabalhados nas aulas anteriores.

A primeira questão ʺqual dos blocos, um bloco de madeira ou um bloco de metal, estaria mais frio nas mesmas condições ambientes?”, já foi respondida na

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primeira aula quando os estudantes averiguaram as temperaturas por meio dos termômetros. Agora, só resta a discussão para verificar o porquê do bloco de metal parecer mais frio. O que ocorre quando tocamos os dois blocos, é que nossa mão, que está a uma temperatura maior que a temperatura ambiente e, por consequência, também maior que a dos blocos, age como fonte de calor, transferindo energia em forma de calor para os blocos. Como o metal tem calor específico menor que a madeira, a temperatura no bloquinho de metal varia mais rapidamente, dando a sensação de que ele está mais frio.

A segunda questão, “seria interessante, em locais muito quentes ou muito frios, substituir as casas de madeira por casas de metal?” pode ser discutida fazendo‐se as mesmas considerações que foram feitas na questão anterior. Como o metal tem calor específico menor, sua temperatura se alteraria muito mais fácil do que a temperatura da madeira. Assim, em locais muito quentes as casas de metal seriam muito mais quentes quando comparados as de madeira nas mesmas condições ambientes. Em locais muito frios, as casas de metal também seriam bem mais frias. Assim, não seria interessante em locais muito quentes ou muito frios trocar as casas de madeira por casas de metal.

A terceira questão “por que as panelas de metal esquentam e também esfriam mais rápido do que as panelas de pedra ou de barro?” também se relaciona com o calor específico das substâncias e pode apenas ser relembrada se você, professor, já utilizou esse exemplo em sua aula sobre calor específico. Mas, para o caso de você não ter dado esse exemplo, basta afirmar que os metais apresentam calor específico menor do que a argila

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e as pedras que as panelas são feitas, e por isso elas aquecem e esfriam mais rápido.

A quarta questão “por que a água da piscina, no verão, geralmente é mais fria do que o ar durante o dia, e mais quente do que o ar durante a noite”, também se relaciona ao conceito de calor específico. Como o ar apresenta um calor específico menor que o da água, ele aquece rápido quando recebe energia do sol. A água por sua vez, necessita de uma quantidade de energia maior para elevar sua temperatura, por isso a água fica mais fria do que o ar durante o dia.

Na quinta questão “por que um termômetro de laboratório não precisa ser agitado após o uso, e não pode ser retirado do sistema cuja temperatura se quer medir, enquanto o termômetro clínico pode ser retirado do sistema cuja temperatura se quer conhecer?”, pode‐se mostrar aos estudantes os dois tipos de termômetro para que eles mesmos vejam a diferença. O termômetro clínico pode ser tirado do sistema cuja temperatura se quer medir, porque quando este é aquecido, o mercúrio se dilata e sobe. No entanto, ao ser tirado do sistema cuja temperatura foi medida, o mercúrio não pode voltar a sua posição original, porque existe um estreitamento na coluna capilar do termômetro que impede sua volta. No termômetro de laboratório, não existe esse estreitamento e, a coluna de mercúrio, volta à posição inicial. Por isso, esse último não pode ser retirado do meio cuja temperatura se quer medir. Sugestão:

Relembre os conceitos abordados durante a UD enquanto discute essas questões. Embora nessa aula os

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estudantes costumem questionar bastante e, talvez o tempo não seja suficiente, você também pode levar alguns exercícios para os estudantes fazerem.

Quinta aula

Nesta quinta aula sugerimos ao professor que colete informações que lhe permitam avaliar o desempenho da UD, utilizando materiais como questionários, redações, mapas conceituais ou desenhos. Sugestão:

Limite o número de linhas máximo ou mínimo, ou ainda, apresente termos essenciais que devam estar presentes na redação. Questionários também podem ser usados como alternativa de avaliação.

REFERÊNCIAS BRASIL. Ministério da Educação. Secretaria da Educação Média e Tecnológica. Parâmetros Curriculares Nacionais (PCN +) ‐ Ciências da Natureza e suas Tecnologias. Brasília: MEC, 2002. MORTIMER, E. F., AMARAL, L. O. F. Calor e temperatura no ensino de termoquímica. Química Nova na Escola. n° 7, p. 30‐4, 1998. MORTIMER, E. F.; MACHADO, A. H. Química para o ensino médio: volume único. São Paulo: Scipione, 2003. 398p. SECRETARIA DE ESTADO DE EDUCAÇÃO DE MINAS GERAIS. Conteúdo Básico Comum – Português (2007). Educação Básica ‐ Ensino Médio (1ª a 3ª séries).

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UNIDADE DIDÁTICA: TERMOQUÍMICA – ALIMENTOS

Vinicius Silva Tanganeli, Mayara de Souza Miranda, Jackeline Rafaela Pedroso, Patrícia de Melo Carvalho,

Camila Marra Abras, Lívia Maria Ribeiro Rosa, Hellem Renata Moreira, Rita de Cassia Suart

INTRODUÇÃO

A maior parte da energia de que dependemos é proveniente de reações químicas: alimentamos‐nos para produzir a energia necessária para a manutenção de nossas funções biológicas; queimamos combustíveis fósseis (carvão, petróleo, gás natural) para produzir parte da energia que mantém nossas casas e nossos meios de transportes, como automóveis, aviões ou trem, entre outros.

Os alimentos fornecem várias substâncias importantes para manter a vida e toda a atividade do nosso corpo. Carboidratos e Gorduras são nossas principais fontes de energia (MORTIMER; MACHADO, 2011). Uma alimentação balanceada, saudável, deve conter carboidratos, vitaminas, proteínas, sais minerais, fibras vegetais, lipídeos etc. Apesar disso, nem sempre é possível manter uma alimentação balanceada.

Nos últimos anos, muitos estudos têm demonstrado a necessidade de uma alimentação balanceada para diminuir a incidência de doenças como a obesidade, diabetes, pressão alta, entre outras, contribuindo para

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aumentar assim, a qualidade e a expectativa de vida do homem (USBERCO; SALVADOR, 2006).

Atualmente, diversas pessoas estão preocupadas com a sua alimentação, e principalmente, com o valor energético dos alimentos. Recentemente, todos os alimentos industrializados trazem em seu rótulo a sua composição nutricional, assim como o valor energético presente (a Agência Nacional de Vigilância Sanitária – ANVISA, determinou regras para que as empresas colocassem informações em todos os rótulos dos alimentos). Prestar atenção a estas informações é de grande utilidade para o programa de reeducação alimentar e traz uma maior conscientização do valor de cada alimento para seu metabolismo.

Segundo o CBC (MINAS GERAIS, 2007, p. 44), “reconhecer a relação entre a alimentação e produção de energia é um dos tópicos essenciais para o desenvolvimento de conteúdos sobre este tema”.

Assim, esta unidade didática tem por objetivo auxiliar o professor no desenvolvimento de conceitos relacionados à Termoquímica, voltada para a temática Alimentos, bem como, apresentar aos alunos alguns conceitos e explicações de fenômenos relacionados ao tema abordado. Os principais conteúdos que a abrangem são: a função dos alimentos para o provimento dessa energia, calor e temperatura, compreender o termo calorias, bem como o valor energético dos alimentos, a qualidade nutricional da alimentação e os efeitos na saúde.

A unidade pode ser desenvolvida em nove aulas nas turmas de segunda série do ensino médio.

As aulas podem ser resumidas da seguinte forma:

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Primeira aula: Apresentação da questão problema e aplicação de um texto introdutório, com o tema “Alimentos – Fonte de energia”, para que os alunos possam identificar palavras que eles julguem interessantes ou com significados desconhecidos, sendo possível assim, levantar uma pequena discussão em relação à temática. Também nesta aula, deve‐se entregar aos alunos uma tabela com a seguinte proposta: preencher durante toda a semana quais alimentos estão consumindo, para que seja discutido posteriormente. Segunda aula: Inicialmente, as ideias levantadas na aula anterior devem ser retomadas para que os alunos possam relembrar alguns pontos. A proposta para esta aula é que os alunos elaborem uma tirinha relacionada ao texto discutido. Terceira aula: Inicia‐se esta aula com o experimento investigativo do tato. Utilizam‐se três recipientes com água em diferentes temperaturas (um com água quente, outro com água na temperatura ambiente e um terceiro com água gelada). Através do experimento é possível introduzir definições conceituais sobre calor e temperatura e também calorias e joule. Quarta aula: Esta aula consta de um experimento demonstrativo‐investigativo. Trata‐se do experimento da queima do amendoim e da castanha do Pará, que tem por objetivo evidenciar a quantidade de energia que é liberada após a sua combustão. Posteriormente, retomam‐se os conceitos calorias, joule e os cálculos envolvidos nessa prática.

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Quinta aula: Esta aula é uma aula de exercícios, que é proposta com o intuito de fazer com que os alunos desenvolvam um maior aprendizado através da resolução dos problemas envolvendo alimentos e seus respectivos valores energéticos. Sexta aula: Nesta aula é realizada uma dinâmica relacionada à construção de uma pirâmide alimentar. Como sugestão, pode‐se apresentar aos alunos, em um banner, o desenho de uma pirâmide alimentar e seus grupos. Posteriormente, devem‐se distribuídas figuras de diversos alimentos com seus respectivos valores energéticos, onde estas são entregues aos alunos para que os mesmos possam posicioná‐las nos respectivos grupos da pirâmide. Ao término, discute‐se sobre a organização da Pirâmide Alimentar. Sétima aula: Nesta aula, os alunos são separados em grupos, e é distribuída uma lista contendo diversos alimentos, porções e seus respectivos valores energéticos. A proposta é que cada grupo elabore um cardápio de uma alimentação balanceada baseada em uma dieta de uma mulher adulta (2200 Kcal) ou um homem adulto (2500 Kcal). Oitava aula: Nesta aula, os grupos de alunos apresentam os cardápios elaborados na sétima aula. Cada grupo deverá apresentar seu cardápio e, posteriormente, o professor deve iniciar uma discussão sobre os alimentos escolhidos por eles, podendo desta forma, relacionar as propostas dos alunos à atual realidade dos mesmos e a uma alimentação ideal.

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Nona aula: Nesta aula é proposto aos alunos que elaborem uma nova tirinha utilizando os conhecimentos adquiridos ao longo desta sequência de aulas. Observação: É importante ressaltar a postura interativo‐dialógica do professor durante as aulas.

A UNIDADE DIDÁTICA: DETALHAMENTO DAS AULAS

Primeira aula: Aplicação de um texto introdutório e da questão problema

Segundo Usberco e Salvador (2002), numa dieta

balanceada, a quantidade de energia contida nos alimentos ingeridos deve ser igual à necessária para a manutenção do nosso organismo. Portanto, os alimentos são a fonte de energia necessária para os movimentos musculares, manter os processos vitais e temperatura corpórea, etc. Se ingerirmos uma quantidade de alimento superior à necessária, o excesso será transformado em tecido gorduroso, provocando aumento de peso.

Diante dessas informações, tem‐se então a relevância em abordar esse assunto, por se tratar de um tema atual e presente no dia‐dia dos estudantes. Assim, o CBC (Minas Gerais, 2007) traz que é importante que o cidadão conheça os valores energéticos dos alimentos e a relação entre alimentação e a produção de energia.

Ainda, de acordo com o PCN + de Química (BRASIL, 2002, p.90), “é necessário identificar as informações ou variáveis relevantes em uma situação‐problema e elaborar

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possíveis estratégias para equacioná‐la ou resolvê‐la”. Dessa forma, segue abaixo uma sugestão de uma questão problema para o desenvolvimento da sequencia de aulas: Questão problema: “Qual a quantidade necessária de alimentos que devemos ingerir para suprir as necessidades do nosso organismo, sabendo que tanto o excesso quanto a falta são prejudiciais”?

Pedir aos alunos que preencham, no período de uma semana, a seguinte tabela de dieta alimentar para que seja discutida na oitava aula.

Ainda, segundo o PCN + de Química (BRASIL, 2002,

p.228), é importante a utilização e articulação de símbolos, análise, interpretação e elaboração de textos e outras formas de comunicação, discussão e argumentação. Levando em conta essas afirmações, sugere‐se aplicar um texto introdutório e pedir para que os alunos façam uma leitura e, em seguida, que identifiquem palavras que eles julguem ser interessantes ou com significados desconhecidos. Por fim levantar uma pequena discussão em relação á temática.

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Segue abaixo a sugestão de um texto para ser desenvolvido com os alunos:

Alimentos: fonte de energia

Nosso corpo necessita de energia para nos manter vivos e, essas provem dos nutrientes dos alimentos que ingerimos. A energia dos alimentos é utilizada, entre outras coisas, para realizarmos movimento e manter a temperatura corporal (PERUZZO; CANTO, 2003). As funções biológicas de nosso corpo, como o funcionamento do coração ou dos pulmões, exigem um alto consumo de energia (LEMBO, 2004).

Quando ingerimos alimentos, além do que necessitamos, desregradamente, nós engordamos, ou seja, esse excesso fica armazenado no organismo na forma de gordura; por outro lado, se a alimentação é insuficiente, emagrecemos, isto é, nosso organismo aproveita a gordura armazenada, queimando‐a para a manutenção de nossa atividade biológica (FELTRE, 2004).

Resumidamente, caloria é uma unidade de calor utilizada para expressar o valor energético fornecido pelo alimento, isto é, a quantidade de energia que vamos precisar para tudo, durante todo o dia, até mesmo para dormir.

De acordo com os nutricionistas, uma mulher saudável precisa consumir alimentos para o fornecimento de, aproximadamente, 2200 kcal, já um homem saudável (adulto) de 2500 kcal. A determinação da quantidade de energia que está armazenada em cada alimento é importante, especialmente no planejamento de uma alimentação balanceada, ou seja, a quantidade de energia que é ingerida e que é gasta.*

A atividade física acelera o metabolismo, transformando a energia química em energia cinética e calor. Ao praticar exercícios o corpo esquenta, pois, durante a prática esportiva, a energia que provem dos alimentos é transformada em calor. Assim, o corpo, através de mecanismos, atua consumindo esse calor (TITO; CANTO, 2009).

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Referências FELTRE, R.. Química, editora Moderna, 6a edição, p. 98, São Paulo, 2004. LEMBO, Química Realidade e Contexto. Editora Ática, 1a edição, p. 345, São Paulo, 2004. PERUZZO, F. M.; CANTO, E. L.. Química na abordagem do cotidiano. Editora Moderna, 3a edição, volume 2, p.156, São Paulo, 2003. TITO; CANTO, Química na abordagem do cotidiano. Editora Moderna, 5 a edição, volume 2, p.234/235, São Paulo, 2009. * eduquim.ufpr.br/matdid/quimsoc/pdf/roteiro_aluno/experimento8.pdf

Observações: Deve‐se ressaltar que é de grande importância que o professor exerça um papel mediador, dialogando e questionando os alunos durante a discussão do texto, em busca de uma melhor aprendizagem.

Segunda aula: Elaboração de tirinhas

Primeiramente, as ideias abordadas na aula anterior

devem ser retomadas, relembrando a questão problema e as principais ideias do texto. A proposta para esta aula é que os alunos elaborem uma tirinha relacionada ao texto discutido na aula anterior, a fim de averiguar seus conhecimentos prévios. Importante: É necessário que o professor apresente aos alunos uma pequena explicação do que vem a ser um tirinha e como é possível criar uma. Esta explicação pode ser feita através de slides, vídeos, etc. Terceira aula: Experimento do tato

Segundo o CBC (MINAS GERAIS, 2009, p. 20), na sala

de aula é possível encontrar um sistema social onde

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significados e entendimentos são tratados e desenvolvidos. Visando facilitar a compreensão de conteúdos relacionados a calor, temperatura, caloria e unidades de medida, pelos alunos, o professor pode seguir as seguintes orientações:

Orientações: O professor deve retomar assuntos tratados na aula anterior e relembrar a questão problema com os alunos, promovendo uma discussão e argumentação sobre a temática da unidade em sala de aula. Em seguida é sugerido que o professor crie uma problemática com a seguinte questão “Quando colocamos um cubo de gelo em um refrigerante “quente”, ou seja, à temperatura ambiente, o que acontece após um tempo?”, a fim de indagar os alunos sobre os conteúdos que serão trabalhados nesta aula, e posteriormente, realização de um experimento investigativo. O objetivo da atividade é introduzir novos conceitos para explicação da situação problema inicial, possibilitando a elaboração de hipóteses e soluções para as mesmas. Experimento do tato

Este experimento tem como objetivo proporcionar aos alunos a compreensão de conceitos ligados a transferência de calor entre corpos com temperaturas diferentes. Materiais:

• Três recipientes de plástico do mesmo tamanho • Água gelada • Água quente “morna” • Água a temperatura ambiente

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Procedimento: Adicione a cada um dos recipientes o mesmo volume de

água a determinada temperatura. Distribua‐os de maneira que o recipiente com água a temperatura ambiente fica entre os outros dois.

Escolha alguns alunos para participarem do experimento. Recomenda‐se um aluno por vez.

Peça ao primeiro aluno que coloque uma das mãos no recipiente com água quente e a outra no recipiente com água gelada e deixe‐a submersa por aproximadamente um minuto. Em seguida peça ao mesmo aluno que retire a mão do recipiente com água gelada e coloque no recipiente que contém água a temperatura ambiente. O aluno deve relatar para a turma o que ele está sentindo naquele momento. Logo após, peça que retire a mão do recipiente com água quente e coloque esta mão no recipiente que contém água a temperatura ambiente. Novamente deve‐se relatar a sensação.

Repita esse procedimento com os outros alunos escolhidos.

Considerações finais – informação ao professor

Durante sua realização é possível perceber que, a mão

que estava mergulhada no recipiente com água gelada, ao ser transferida para o recipiente com água a temperatura ambiente, provoca sensação que está ficando quente; já a mão que estava mergulhada no recipiente com água quente, ao ser transferida para o recipiente com água a temperatura ambiente, provoca sensação que está ficando fria. Essas sensações acontecem devido a uma

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transferência de calor, que ocorre de um corpo com maior temperatura para um corpo com menor temperatura.

Segundo o CBC (MINAS GERAIS, 2009, p. 23) o professor deve analisar frequentemente o entendimento e o grau de dificuldade de aprendizagem dos alunos em relação às ideias centrais para as necessárias reformulações do ensino.

Uma das maneiras de análise pode ocorrer durante a realização do experimento, onde os alunos devem ser questionados sobre suas sensações e tentar argumentar sobre elas. Após finalização, o professor deve voltar à questão problema que introduziu o experimento e mediar a discussão sobre a mesma.

É necessário, também, o esclarecimento de alguns conceitos envolvidos nestes procedimentos. Estes podem estar distribuídos em slides, textos elaborados pelo professor, entre outras estratégias. Quarta aula: Experimento – Construindo conceitos

Segundo o CBC (MINAS GERAIS, 2007) é essencial a

compreensão sobre os valores energéticos fornecidos pelos alimentos, a partir de valores de diferentes alimentos em rótulos de diferentes produtos. Dessa forma, para que os alunos possam visualizar e entender de forma mais clara esses conceitos, o professor pode realizar um experimento utilizando as seguintes orientações:

Orientações: O professor deve iniciar a aula relembrando alguns conceitos discutidos na aula anterior de forma a indagar os alunos sobre o que aprenderam. Em seguida,

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realizar o experimento investigativo que tem por objetivo determinar o valor energético da castanha e do amendoim, utilizando um calorímetro de água. Ainda, é importante que, durante o desenvolvimento dos conceitos, o professor se atente à conversão de medidas utilizadas, ou seja, às unidades calorias, Calorias e Kcal. O artigo “De olho nos rótulos: Compreendendo a Unidade Calorias” * apresenta uma discussão a repeito dos termos e poderá auxiliar o professor na elaboração de sua aula. *De olho nos rótulos: Compreendendo a Unidade Calorias. Chassot, A.

Venquiaruto, L.D.; Dellago, R. M. QNESC, 21, 2005. Experimento: Calorias: A energia contida nos alimentos Materiais:

• uma balança de precisão • uma proveta (100 ml) • um erlenmeyer (250 ml) • um termômetro • um clipe para papel • uma lata com a base de fundo removida (diâmetro: 10 cm; altura: 13 cm, por exemplo, lata de achocolatado ou leite em pó).

• duas garras: uma para fixar o erlenmeyer e a outra para o termômetro

• um suporte para colocar o erlenmeyer • fita adesiva • 1 amendoim e 1 castanha‐do‐Pará

Procedimentos: Pesar a metade de uma castanha e anotar sua massa

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Pesar um amendoim e anotar sua massa. Pesar o erlenmeyer e tarar a balança. Medir 100 ml de água e transferir para o erlenmeyer.

Pesar novamente (erlenmeyer + água), e anotar o valor da massa (já que a balança encontra‐se marcado com o peso da tara, valor corresponde é o da água). Com o auxílio do termômetro, verificar a temperatura da água (temperatura inicial).

Dobrar um clipe formando um apoio para segurar a amostra.

Fixar o clipe na base do suporte com fita adesiva para prender a amostra.

Fixar o erlenmeyer contendo água no suporte, com o auxílio da garra e aproximá‐la o mais próximo possível de onde será formada a chama, para que as perdas de energia sejam minimizadas.

Na outra garra prender o termômetro. É necessária atenção para que o termômetro não encoste sobre a parede do erlenmeyer, caso contrário haverá erro na leitura da temperatura.

Para que haja a queima do material é necessário aproximar o fósforo da amostra e, depois de iniciada a combustão, deve‐se manter a chama do fósforo próxima do material por mais alguns instantes. Caso contrário, a combustão da amostra pode ser interrompida prejudicando o desenvolvimento do experimento.

Envolver o alimento com lata de fundo removido assim que se iniciar a combustão, com a finalidade de proteger os alunos da chama e minimizar a perda de calor para o ambiente. Quando o alimento estiver totalmente queimado verificar a temperatura da água (temperatura final).

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O experimento está representado nas figuras:

Figura 1: Sistema para início Figura 2: Sistema com o alimento da combustão do alimento. em combustão. Observações: Para a realização do experimento é necessário que se use uma quantidade mínima de 100 ml de água. Se for usado um volume inferior a este, a água poderá entrar em ebulição. Nestas condições, a energia liberada na queima da amostra será aproveitada na mudança de estado físico da água, impossibilitando assim a realização adequada do experimento.

Ao término do experimento, através dos valores obtidos pela temperatura (final e inicial) da água, massa da água e massa da amostra, é possível calcular a quantidade de energia que foi liberada pela reação.

A unidade de medida de energia de calor e trabalho no sistema internacional (SI) é o joule (J). Entretanto, ainda é bastante utilizada a unidade caloria (1 caloria = 4,184 J e J = m2 kg s‐2).

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Assim, a quantidade de calor recebida pela água é dada pela seguinte expressão:

Q = m.c.ΔT Onde: Q= quantidade de calor (cal); M= massa da água (g); c= calor específico (cal/g°C) e ΔT= a variação de temperatura (°C); No caso particular da água, o calor específico é igual a

1 cal /g ºC, logo, numericamente pode‐se utilizar a seguinte relação:

Q = m. ΔT Onde: Quantidade de energia liberada = Massa da solução x

ΔT ΔT = variação de temperatura, em graus Celsius. Para determinar a energia característica do alimento

consumido, utiliza‐se a seguinte equação: Q = quantidade de energia liberada Massa do alimento O valor encontrado corresponde ao valor energético

do alimento.

Quinta Aula: Exercícios Nessa aula é sugerido ao professor que peça aos

alunos que resolvam exercícios, os quais demandam a interpretação de gráficos e de tabelas. Segundo o PNLEM (2008, p.76), é necessário que as imagens não tenham

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apenas o aspecto ilustrativo, mas que auxiliem na compreensão e que enriqueçam a leitura do texto, e assim, permitam aos alunos desenvolver características investigativas e, a partir da interpretação, tomar decisões e realizar cálculos básicos em relação à energia dos alimentos, e suas unidades.

Sugestão de exercícios:

Exercícios

Analise os esquemas mostrados abaixo e responda as

questões 1 a 4:

1) Qual dos alimentos mostrados fornece mais

energia?

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2) Qual dos alimentos mostrados fornece menos energia?

3) Admitindo que uma pessoa vá correr por 34 minutos e que a energia necessária para isso seja obtida exclusivamente por meio da ingestão de sorvete, quantos sorvetes iguais ao mostrado no esquema ela deve ingerir?

4) Sabendo a equivalência entre quilocaloria (kcal) e quilojoule (kJ), converta o conteúdo calórico de cada um dos quatro alimentos, que estão em kcal, para kJ.

5) Conhecendo as composições da carne de hambúrguer e do pão, dadas na tabela e, utilizando os valores energéticos abaixo, responda:

Carne de Hambúrguer

(100 g) Pão (25 g)

24 g de proteína 12,50 g de carboidrato 20 g de gordura 2,50 g de proteína 56 g de água 1,25 de gordura

8,75 g de água Carboidratos = 17 kJ/g ou 4,0 kcal/g Proteínas = 17 kJ/g ou 4,0 kcal/g Gorduras = 38 kJ/g ou 9,0 kcal/g a) Calcule o valor energético obtido pela ingestão de

um pão de 25 gramas e um hambúrguer de 100 gramas

b) Determine quanto tempo (minutos) uma pessoa

deveria caminhar para consumir a energia obtida na ingestão do lanche mencionado no item a,

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sabendo que 1 hora de caminhada consome 1100 kJ.

Exercícios extraídos das seguintes referências: PERUZZO, F. M.; CANTO, E. L. Química: na abordagem do cotidiano. São Paulo: Ed. Moderna, 4ª Edição, 2010. 207p. USBERCO, J.; SALVADOR, E. Química. São Paulo. Ed. Saraiva, 5ª Edição, 202. 672p.

Sexta aula: Construindo a pirâmide alimentar Segundo o CBC (MINAS GERAIS, 2007) é importante

compreender a relação entre a alimentação e a produção de energia, ou seja, a função dos alimentos para fornecimento de energia para o organismo. É essencial conhecer, também, os valores energéticos dos alimentos e compreender a relação do consumo de alimentos de diferentes grupos. Assim, para que os alunos possam compreender e reconhecer as diferentes classes de alimentos e seus valores energéticos, o professor pode propor a elaboração de uma pirâmide alimentar pelos alunos, de acordo com as seguintes orientações:

• Utilizar uma pirâmide alimentar grande, pendurada na parede ou projetada (transparência slide, cartaz, etc.);

• Confeccionar diversas figuras de alimentos com suas respectivas porções e valores energéticos;

• Disponibilizar de 2 a 3 figuras para cada aluno; • Solicitar que os alunos coloquem os alimentos na

pirâmide de acordo com o grupo a que este alimento pertence;

• Por fim, promover uma discussão em sala de aula.

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A seguir, segue um exemplo de pirâmide que pode ser utilizado para a proposta:

Sétima aula: Elaborando uma dieta ideal

É importante que o professor inicie a aula fazendo a

retomada das ideias abordadas na aula anterior e relembrar a questão problema com os alunos.

Nesta aula, os alunos devem elaborar um cardápio, incluindo todas as refeições diárias, para uma dieta considerada ideal para um homem (2500 Kcal) ou mulher (2200 Kcal), ambos, não praticantes de atividade física regular. Sugestão: Para padronizar as dietas, orientar e facilitar o desenvolvimento do trabalho é sugerido ao professor distribuir uma tabela com vários itens que deverão ser preenchidos, para cada grupo.

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Orientações: O professor deve solicitar aos alunos que se dividam em grupos de aproximadamente quatro pessoas e, após a organização, entregar uma tabela com dados sobre os alimentos mais comuns no dia a dia dos alunos, que servirá como base para a elaboração da dieta.

Oitava aula: Apresentação e discussão das dietas

Nesta aula, os alunos deverão apresentar os cardápios

(dietas) elaborados pelos grupos na aula anterior, justificando suas escolhas e discutindo com a turma. Cabe ao professor mediar essa discussão para que a mesma seja produtiva. Ao término das apresentações dos grupos, é sugerido ao professor que, a partir das dietas entregues pelos alunos no inicio da unidade, elabore uma dieta que seja comum à maioria dos alunos. Para orientar as discussões, o professor pode apresentar aos seus alunos uma dieta considerada ideal e outra vegetariana, uma vez que esta última trata‐se de um assunto comum, atual e relevante. Em seguida, faça comparações entre as três dietas. Caso o professor utilize a dieta vegetariana, ter atenção em discutir a necessidade de suprir a falta de proteínas que a ausência de carne causa. Também é necessário analisar as dietas sugeridas com o contexto da turma, pois podem existir alimentos que não sejam comuns em sua região ou não sejam de conhecimento dos alunos.

Nona aula: Reelaboração da tirinha

Solicitar aos alunos que elaborem uma nova tirinha,

como na primeira aula, com o objetivo de analisar o

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quanto de conhecimento foi construído ao longo do desenvolvimento da Unidade Didática. REFERÊNCIAS BRASIL. Ministério da Educação. Catálogo do programa nacional do livro didático para o ensino médio – PNLEM/2009. Brasília: Secretaria da Educação Básica ‐ SEB. Fundo Nacional de Desenvolvimento da Educação ‐ FNDE, 2008. BRASIL. Ministério da Educação (MEC), Secretaria de Educação Média e Tecnológica (Semtec). PCN + Ensino médio: orientações educacionais complementares aos Parâmetros Curriculares Nacionais – Ciências da Natureza, Matemática e suas Tecnologias. Brasília: MEC/Semtec, 2002. MINAS GERAIS. Secretaria do Estado de Educação. Conteúdos Básicos Comuns: Proposta Curricular – Química – Ensino Médio. Belo Horizonte: SEE, 2007. ______. Secretaria do Estado de Educação. Conteúdos Básicos Comuns: Proposta Curricular – Química – Ensino Médio. Belo Horizonte: SEE, 2009. MORTIMER, E. F.; MACHADO, A. H.. Química. Editora Scipione, v.2, p.79, 2008. USBERCO, J.; SALVADOR, E. Química Editora Saraiva, v.2, p. 131, 2006. ______. Química. Editora Saraiva, v. único, p.318, 2002.

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UNIDADE DIDÁTICA: QUÍMICA DOS MATERIAIS RECICLÁVEIS

Anne Carolina de Carvalho, Brígida Isabel de Siqueira, Izabella Caroline do Nascimento, Luanna Gomes de Gouvêa, Richard Arantes Paixão, Renata de Castro Magalhães, Silvana Marcussi, Rita de Cassia Suart

INTRODUÇÃO

Nos dias de hoje, a necessidade de associação entre temas ligados a educação ambiental e a educação escolar vêm aumentando constantemente, fazendo com que uma concepção de Educação Ambiental seja trabalhada nas escolas através de aulas diferenciadas. Dessa maneira, o papel do professor é estratégico, pois não há mudança educacional ou proposição pedagógica sem que haja o envolvimento entre professores e alunos possibilitando o processo de aprendizagem, uma vez que os professores são elementos mediadores das experiências educativas dos alunos (LIBÂNEO, 2010).

Esta Unidade Didática tem por objetivo apresentar atividades relacionadas ao cotidiano dos alunos, envolvendo conteúdos químicos relacionados à temática ʺmateriais recicláveisʺ, permitindo aos alunos participarem de um processo de ensino aprendizagem diferenciado e contextualizado. As atividades experimentais correlacionadas a materiais recicláveis podem se mostrar estratégias

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facilitadoras do trabalho pedagógico, além de contribuírem para a formação cidadã e construção do conhecimento.

As atividades desta unidade são divididas da seguinte maneira e, podem ser trabalhadas com as terceiras séries do Ensino Médio:

Atividade 1: Vídeo “Ilha das flores” Atividade 2: Aula prática investigativa: Aula de fotos e/ou filmagem do lixo gerado na escola Atividade 3: Produzindo sabão Atividade 4: Avaliação das habilidades desenvolvidas durante as ações.


Atividade 1: Vídeo “Ilha das flores” Questão Problema: Como o consumismo pode ser gerador de problemáticas sociais?

Objetivos: Discutir com os alunos a problemática do consumismo e a geração de lixo na sociedade, bem como a má distribuição e desperdício dos alimentos e, a desigualdade social.

O documentário mostra como a economia e o consumismo geram relações desiguais entre os seres humanos na sociedade, relatando a trajetória de um tomate desde a colheita até o seu descarte em um lixão, chamado Ilha das Flores. Ou seja, de acordo com o filme: “O tomate foi plantado pelo senhor Suzuki e trocado por dinheiro com o supermercado, e também trocado pelo dinheiro que dona Anete trocou por perfumes extraídos

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das flores. Foi recusado para o molho do tomate e jogado no lixo. Recusado pelos porcos como alimento, está agora disponível para os seres humanos da Ilha das Flores”.

Assim, o professor pode abordar temas como consumismo, desigualdade social e fome, de forma a despertar a atenção dos estudantes para questões sociais e ambientais, proporcionando reflexões e discussões.

Material:

O vídeo “Ilha das flores” pode ser obtido no link: http://portacurtas.com.br/curtanaescola/Filme.asp?Cod=647.

Para apresentação do documentário são necessários

de 13 a 15 minutos da aula, em seguida, discussões podem ser geradas utilizando o roteiro abaixo, descrito por MORANDI (2001) e adaptado conforme as necessidades do professor e as peculiaridades das turmas.

A investigação poderá ser iniciada com o roteiro de observação/problemáticas. O professor poderá, como sugestão, seguir o roteiro abaixo para discussão sobre as questões envolvidas no documentário, após a exibição do filme. Assim, iniciar uma conversa colocando as questões centrais envolvidas no filme, buscando junto aos estudantes, suas opiniões e colocações:

• Estabelecer ligação entre o Sr. Suzuki, o

supermercado e a família de dona Anete. Sugestão: Mostrar que tudo se encontra interligado, embora estejam sendo produzidos e circulando em espaços diferentes e distantes.

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• Dentro do processo produtivo apresentado pelo filme, o tomate assume papel de alimento ou de mercadoria? Justificar. Sugestão: No modo de produção capitalista o alimento torna‐se também mercadoria e só pode ser adquirido mediante a compra ou, então, nas condições em que se encontram os seres humanos da Ilha das Flores.

• A cena apresentada, onde o homem consome os produtos recusados pelos porcos, pode ser considerada como uma situação (fenômeno social) de racionalidade ou de irracionalidade? Justificar. Sugestão: Discutir que a aparente irracionalidade dos atos mostrados é fruto das relações racionais estabelecidas entre os seres humanos pela lógica da sociedade na qual se encontram inseridos.

• No percurso realizado pelo tomate, desde o lixo até o consumo dos porcos, é possível identificar a busca pelo lucro? Justificar. Sugestão: Destacar que os produtos considerados como lixo podem estar sendo utilizados como fonte de renda ou mesmo proporcionando lucros. O lixeiro, ao recolher o lixo, já vislumbrou a possibilidade de obter um ganho extra, caso encontrasse ali, material orgânico para ser vendido ao criador de porcos. O criador de porcos, ao comprar o lixo, adquiriu alimentos baratos para seus porcos, reduzindo despesas com a intenção de aumentar os lucros quando os animais fossem vendidos.

• Por que e para que produzimos?

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Sugestão: Discutir a ideia de que, se o objetivo da produção de alimentos fosse apenas voltado para as necessidades das pessoas, e não para a aquisição de riqueza material e pessoal, certamente não haveria por que existir a “Ilha das Flores”.

• “Recordar é viver”! Sugestão: Abordar o motivo que levou o autor a destacar tal frase. Traçar um paralelo em relação ao consumo de bens considerados supérfluos.

• Quais os papéis sociais representados pelos habitantes da Ilha das Flores, pelo Sr. Suzuki e a família de dona Anete? Sugestão Mostrar os diferentes papéis desempenhados por cada membro da sociedade dentro do processo produtivo. Tentar envolver os alunos, questionando qual é o papel que eles desempenham na sociedade, o papel de seus pais e de outras pessoas de seu convívio.

Nota: *Roteiro adaptado de MORANDI, S. Espaço e Técnica. São Paulo, CEETEPS/COPIDART, 2001. Retirado de: http://www.educared.org/global/educared?CE=br

Atividade 2. Aula prática investigativa: Aula de fotos e/ou filmagem do lixo gerado na escola.

Questão Problema: Como identificar se o lixo é reciclável ou não?

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Objetivos: • Criar condições para que o aluno reflita sobre a

possibilidade de interferir nos encaminhamentos dados à produção e destinação do lixo produzido por ele, no espaço escolar e, em seu cotidiano particular extraclasse.

• Valorizar ações coletivas que gerem melhoria das condições de vida no ambiente escolar, assim como ações individuais que alterem, também, de forma positiva, seu cotidiano particular.

• Informar sobre os tipos de materiais descartados pelo homem, suas formas de reutilização ou reciclagem e procedimentos de higiene e segregação adequados ao aproveitamento dos mesmos.

Metodologia:

Esta atividade pode ser realizada em duas aulas, sendo elas, mediadas conforme sugestões apresentadas a seguir.

1ª aula da atividade 2: Os alunos serão informados sobre como ocorrerá à atividade, sendo orientados a se atentarem às questões referentes à geração e descarte de diferentes tipos de lixo, que serão levantadas durante esta aula, uma vez que, estas deverão ser usadas para direcionar a pesquisa de campo que será feita durante os intervalos entre as aulas.

Os alunos serão orientados a investigar o lixo presente na escola e, trazer para a próxima aula, evidências dos materiais que estão sendo descartados na escola, bem como, a forma de descarte. Para isso, eles deverão tirar fotos e/ou filmar o lixo em diferentes setores da escola, como: cantina, sala de aula, secretaria (xerox) e sala dos

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professores; e realizar entrevistas com pessoas descartando materiais na escola, durante os horários de intervalo entre as aulas. Após a coleta dos dados, eles deverão investigar e discutir, juntamente com o professor e colegas durante a aula, os tipos de materiais descartados, a quantidade descartada, as condições de descarte e os destinos dados a eles. Assim, o professor mediará discussões colocando questões que busquem, junto aos estudantes, seus conhecimentos e opiniões sobre o tema.

Os alunos poderão pensar e propor soluções para problemas existentes, e ainda, identificar e trazer para as discussões da aula seguinte, problemas existentes em outros locais por eles frequentados, como suas residências, outras escolas, praças, ruas, terrenos baldios, margens de rios, etc.

Como sugestões, após a apresentação das orientações relacionadas a esta atividade, os alunos serão questionados acerca de problemas e soluções relacionados à geração, descarte e destinação do lixo da escola, conforme descritos a seguir:

• Há algum processo de separação do lixo na sua

escola? Se há quem faz essa separação? • Quem cuida da coleta do lixo separado? • Qual o destino do lixo produzido e separado? • Qual o destino do restante do lixo (orgânico)? • Dar exemplos dos possíveis destinos que

permitam o aproveitamento de materiais orgânicos, não apenas a compostagem, mas, também, a alimentação de animais, etc.

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• Quais as vantagens de se separar o lixo e reciclar a maioria dos materiais?

• Se o lixo da escola não for separado, eles deverão questionar o porquê desta não separação.

• O lixo misturado neste caso seria levado para onde?

• Quais problemas podem ser gerados pelo lixo não separado?

• De que forma cada um de vocês pode contribuir para a diminuição da quantidade de lixo produzido na escola? Vocês se alimentam da comida que a escola fornece, trazem de casa, ou compram na cantina? Exemplifiquem estes alimentos e as embalagens que eles contêm para que possam ser discutidas formas de minimizar a contribuição dos alunos como poluidores.

• Tentar fazer comparações entre o estilo de vida atual e o de nossos bisavós e avós. Onde estamos errando?

• Incentivar movimentos liderados pelos alunos para a promoção de ações que resultem em melhorias do ambiente escola, familiar, público e meio ambiente em geral.

• Nossos bisavós e avós aproveitavam as gorduras animais para fazer sabão, assim como os óleos resultantes de frituras.

• Além disso, carregavam carrinhos de feira e grandes sacolas de fibra, pano ou plástico grosso para levar as compras, não fazendo uso das sacolinhas de supermercado que, em alguns lugares, ainda são usados hoje em dia.

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• Quando faziam compras em supermercados ou mercearias, sempre escolhiam alimentos saudáveis como frutas, verduras e legumes, fazendo pouco uso de produtos industrializados com embalagens plásticas e repletos de aditivos químicos (ex: conservantes, anabolizantes, corantes, etc.).

• Utilizavam os restos de comida, frutas, verduras e legumes, impróprios para o consumo humano, para alimentar os animais ou fazer compostagem para fertilizar o solo e nutrir as plantas.

OBS: o professor poderá propor uma atividade similar à descrita anteriormente, em outro ambiente, caso a escola já possua um programa de separação e destinação correta.

OBS: nesta 1ª aula o professor marcará um horário com os alunos para auxilia‐los na compilação de dados, fotos e filmes a serem utilizados na aula seguinte.

2ª aula da atividade 2: Nesta aula, os alunos apresentarão as fotos e vídeos produzidos na ação anterior e, os resultados podem ser classificados utilizando o quadro abaixo como modelo, considerando os locais de investigação. Outras tabelas podem ser adaptadas para investigações em locais diferentes como, por exemplo, para as residências (banheiro, quartos, cozinha, quintal, etc.) e locais públicos (ruas, praças, terrenos baldios, rios, etc.).

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Tabela 1. Quantidade de materiais gerados em diferentes locais da escola.

LOCAL DE GERAÇÃO DO LIXO MATERIAL

Pátio da escola

Sala de aula

Secretaria (xerox)

Sala dos professores

Vidro

Papel

Metal

Plástico

Material orgânico

Em dúvida (misturas)

Tabela 2. Condições de descarte de materiais gerados em diferentes locais da escola.

CONDIÇÕES DOS MATERIAIS/OBJETOS

Sujo com produtos químicos ou orgânicosMATERIAL

Limpo Líquido Sólido /

Pastoso Adesivo

Vidro

Papel

Metal

Plástico

Material orgânico

Em dúvida (misturas)

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As embalagens que causarem dúvidas quanto à classificação devem ser colocadas na linha “Em dúvida”. Também deverão ser anotados, o tipo e o número de embalagens que não se encontram em condições de reciclagem, devido à forma em que foi descartada, como por exemplo, embalagens contendo resíduos orgânicos, cola etc. Assim, durante a classificação do lixo, os alunos deverão ser orientados a verificar se os materiais estão sendo descartados de forma a possibilitar a reciclagem.

Em seguida, novas discussões serão geradas, e neste momento, os alunos já terão desenvolvido conhecimentos para responder a maioria dos questionamentos gerados na aula anterior. As questões lançadas na primeira aula podem ser retomadas e discutidas, assim como, novos questionamentos poderão surgir adaptando‐se às situações geradas pela atividade, conforme exemplos a seguir:

• Quais os problemas que o lixo misturado pode

gerar ao meio ambiente e ao homem? • Atentar para os tipos de materiais ‐ plásticos,

papel, metais ‐ e as diferentes consequências implícitas ao descarte inadequado de cada um deles.

• De que forma eu posso contribuir para a diminuição da quantidade de lixo produzido em minha escola?

• Caso os alunos não tenham ideias, sugerir algumas (ex: trazer frutas de casa; trazer de casa o suco sempre na mesma garrafinha plástica; evitar a compra e consumo de alimentos que contenham

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embalagens poluidoras; utilizar canecas ou garrafas plásticas reutilizáveis para beber água e sugerir que os copos plásticos sejam substituídos em toda a escola, inclusive os de café utilizados na sala dos professores, reduzindo gasto de dinheiro desnecessário e geração de lixo; e quando for realmente necessário o descarte de materiais recicláveis, proceder de forma correta, ou seja, sempre higienizando as embalagens que serão descartadas e colocando‐as nos locais de coleta seletiva sem misturá‐las ao lixo orgânico).

• Dar exemplos dos possíveis destinos que permitam o aproveitamento de materiais orgânicos, não apenas a compostagem, mas também a alimentação de animais, produção de biodiesel, etc.

• Tentar fazer comparações entre o estilo de vida atual e o de nossos bisavós e avós. E novamente, fazer com que os alunos reflitam sobre as consequências do progresso e como podemos cuidar do meio em que vivemos sem atrasar o desenvolvimento econômico, industrial, social, etc.

Ações esperadas para trabalhos posteriores às duas atividades propostas:

− Elaboração de cartazes conscientizando os demais alunos da escola para ações de redução do lixo.

− Propostas de reciclagem. − Implantação da coleta seletiva, caso esta ainda não

exista na escola. − Incentivo a separação e descarte adequado de

materiais recicláveis através de comunicações

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realizadas no pátio da escola para toda a comunidade escolar e, também, por meio de informações disseminadas por professores.

− Incentivo a separação e descarte adequado de materiais recicláveis também nas residências dos alunos.

− Motivar os alunos a escolherem outro local de ação fora da escola, que eles possam frequentar na presença da professora, para trabalharem com a sensibilização ambiental e implantação do sistema de separação e coleta adequadas.

Atividade 3: Produzindo sabão

Questão Problema: Como gordura “limpa” gordura?

Objetivo: Fabricar sabão a partir de óleo comestível usado e discutir com os alunos como é importante reciclar materiais.

Metodologia: Durante a realização do experimento, os conteúdos didáticos apresentados poderão ser trabalhados com os alunos de forma teórica antes e durante a aula experimental sobre elaboração de sabão, sendo abordados diferentes temas correlatos e levantando‐se questionamentos que induzam a reflexão por parte dos alunos, conforme exemplos abaixo: Conceitos:

Diferença de polaridade entre água e óleo. Tensão superficial da água. Estrutura e ação do sabão.

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A produção de bolhas de sabão (espuma). Ácidos carboxílicos e seu papel na produção do sabão.

Saponificação.

Questionamentos: Como o sabão tira a gordura se ele é feito de gordura?

O que acontece na reação de gordura com uma base forte?

Qual a ação do sabão na limpeza? Qual a diferença entre sabão e detergente? Para você o que é um sabão? E do que ele é feito? Cite três termos químicos que se relacionam com o tema sabão?

Os sabões e detergentes são poluidores do ambiente? Por quê?

Todos os tipos de sabões e detergentes são poluidores do ambiente?

Os conteúdos teórico‐práticos a serem trabalhados

durante esta atividade podem ser encontrados no livro “Química e sociedade”, volume único, Editora Nova Geração.

OBS: Verificar a possibilidade de inserção de uma oficina de elaboração de sabonetes, detergentes, a fim de que os próprios alunos possam produzir esses materiais, possibilitando maior interação entre eles e aprofundamento dos conteúdos. Serão necessárias duas ou mais aulas para completar a atividade.

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Materiais para a produção do sabão: • 200 mL de óleo usado em frituras • 100 mL de água • 100 mL de solução alcoólica a 10% • 50 g de soda cáustica (NaOH); • Vinagre para controlar o pH • Papel indicador • Béquer de 500 mL • Vidro relógio • Bico de bunsen • Tela de amianto • Bastão de vidro • Formas para a fabricação do sabão

Procedimento: Dissolver os 50 g soda cáustica (NaOH) em 100 mL

de solução alcoólica a 10%. Em um béquer de 500 mL, adicionar lentamente a

solução ao óleo e aquecer lentamente; mexer com cuidado a cada minuto. Em seguida, adicionar lentamente vinagre e controlar o pH entre 6 e 7 com a ajuda de um papel indicador. Mexer por 20 minutos utilizando um bastão de vidro.

Despejar em formas. Desenformar após 24h. Cortar em barras.

Atividade 4: Avaliação das habilidades desenvolvidas durante as Ações

Sugere‐se, nesta última aula, que sejam

disponibilizados aos alunos, papel, lápis de cor e giz de

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cera, para que estes possam expressar os conhecimentos desenvolvidos ou aprimorados durante as ações da unidade, por meio de desenhos. Os alunos que preferirem se expressar por meio da escrita também poderão fazê‐lo acrescentando textos ao desenho ou, escrevendo um texto, com no máximo 30 linhas.

REFERÊNCIAS BURGER, Luiza Maria; RICHTER, Hans Georg. Anatomia da madeira. São Paulo: Nobel, 1991. SANTOS, W. L. P. ; MÓL, Gerson de Souza ; MATSUNAGA, Roseli Takako ; DIB, Siland Meiry França ; CASTRO, Eliane Nilvana F de ; SILVA, Gentil de Souza ; SANTOS, Sandra Maria de Oliveira ; FARIAS, Salvia Barbosa. Química e Sociedade: manual do professor do volume único. 1. ed. São Paulo: Editora Nova Geração, 2005. v. 1. 168p. LEHNINGER, Albert L.; NELSON, David L.; COX, Michael M. Lehninger Princípios de bioquímica. 4.ed. São Paulo: Sarvier, 2006. xxviii, 1202 p LIBÂNEO, J. C. Adeus professor, adeus professora?: Novas exigências educacionais e profissão docente. São Paulo: Cortez, 2010. 102 p NETO, Z. G. O; PINO, D. C. J. Trabalhando a química de sabões e detergentes. Universidade Federal do Rio Grande do Sul. Instituto de Química. Disponível em: www.iq.ufrgs.br/aeq/ html/publicacoes/matdid/ livros/pdf/sabao.pdf

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