atividades experimentais de química no ensino medio

7/22/2019 Atividades Experimentais de Química No ENSINO MEDIO

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Atividades Experimentais de Química noEnsino Médio

reflexões e propostas

Grupo de Pesquisa em Educação QuímicaInstituto de QuímicaUniversidade de São Paulo

Secretaria de Estado da EducaçãoCoordenadoria de Estudos e Normas Pedagógica



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Atividades Experimentais de Química noEnsino Médio




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Governo do Estado de São Paulo

GovernadorJosé Serra

Vice-GovernadorAlberto Goldman

Secretário da EducaçãoPaulo Renato Souza

Secretário-AdjuntoGuilherme Bueno de Camargo

Chefe de GabineteFernando Padula

Coordenadora de Estudos e Normas PedagógicasValéria de Souza

Coordenador de Ensino da Região Metropolitana da Grande São PauloJosé Benedito de Oliveira

Coordenador de Ensino do InteriorRubens Antônio Mandetta de Souza

Equipe técnica de Química da CENPDayse Pereira da SilvaJoão Batista dos Santos Júnior

Univers idade de São Paulo

ReitoraSuely Vilela

Instituto de Química USPDiretorHans Viertler

GEPEQ – IQUSPCoordenação GeraMaria Eunice Ribeiro Marcondes

Coordenação do Curso de Formação ContinuadaFabio Luiz de Souza e Luciane Hiromi Akahoshi



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Atividades Experimentais de Química no EnsinoMédio


GEPEQ - Grupo de Pesquisa em Educação Química

Instituto de Química

Universidade de São Paulo

São Paulo, 2009



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Ficha catalográfica



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Autores

Anderson Melo Gaia

Fabio Luiz de Souza

Luciane Hiromi Akahoshi

Maria do Carmo de Almeida Santos

Maria Eunice Ribeiro Marcondes

Maria Gislaine Pinheiro Sales

Milton Machado de Oliveira Jr.

Miriam Possar do Carmo

Rita de Cássia Suart

Simone Alves de Assis Martorano

Este livro foi produzido pelo GEPEQ a partir de um curso de formação

continuada para professores de Química da Rede Estadual de Ensino, em

parceria com a Coordenadoria de Estudos e Normas Pedagógicas SEE-SP



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Dedicamos este livro

aos professores

que compartilham uma visão do ensino de Química

como um instrumento de formação humana,

contr ibuindo para o desenvolvimento da autonomia e o

exercício da cidadania de nossos estudantes



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Prezado educador (a)

Esta é uma publicação especial produzida pelo Grupo de Pesquisas em EducaçãoQuímica – GEPEQ- IQUSP, a partir de um curso de formação continuada paraprofessores de Química da Rede Estadual de Ensino, resultado de uma parceria entre oInstituto de Química da Universidade São Paulo e a Coordenadoria de Estudos e NormasPedagógicas – CENP da Secretaria de Educação de São Paulo.

É apresentado um conjunto de atividades experimentais investigativas, que discuteconcepções, e aponta caminhos para superar dificuldades que o professor enfrenta aodesenvolver experimentos com seus alunos.

Nossa expectativa é de que esse material seja um importante subsídio na tarefa

dignificante de formar pessoas, propiciando ao professor uma atuação de autonomiaproficiente.

Valorizar esse tipo de atividade favorece ao estudante a elaboração de seu próprioconhecimento, a partir de fatos, observações e análises.

Nesse contexto, é tarefa de todos nós, educadores, buscar mecanismos capazesde instigar nossos educandos para que desenvolvam habilidades de alta ordem cognitiva.

A escola educa e socializa por meio das práticas que efetivamente nela ocorrem. 0conjunto dessas práticas constitui a expressão de seu projeto pedagógico, que, por suavez, assegura o desenvolvimento pessoal dos estudantes e a ampliação e consolidaçãode seus saberes e valores.

As práticas selecionadas e organizadas pela equipe escolar devem responder àsnecessidades e expectativas dos estudantes e, ao mesmo tempo, atender às demandasformativas que a sociedade contemporânea vem impondo. Aos órgãos normativos, como

a CENP, cabe oferecer instrumentos para que os educadores possam realizar asmelhores escolhas e fundamentar suas decisões.

Ao enfrentar essas questões, a CENP acredita que a equipe escolar poderátransformar a escola em um verdadeiro espaço de cultura e de experiências estimulantese prazerosas, capazes de suscitar em seus alunos o desejo de aprender cada vez mais.

Valéria de SouzaCoordenadora da CENP



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Sumário

Capítulo I - A experimentação no ensino de ciências: mitos e crenças institucionalizados.............. 2Fundamentação teórica e documentos legais: objetivos das aulas experimentais ...................... 2

Concepções de ciência e ensino de ciências ............................................................................... 5Dificuldades, potencialidades e limitações das atividades experimentais .................................... 9

Capítulo II – Atividades experimentais investigativas ..................................................................... 13 Atividade experimental investigativa de nível 1 .......................................................................... 15 Atividade experimental investigativa nível 2 ............................................................................... 18 Atividade experimental investigativa nível 3 ............................................................................... 20 Atividades experimentais tradicional e investigativa: comparando diferentes abordagens ........ 21

Capítulo III – Sugestões de atividades experimentais investigativas ............................................. 27

Corrosão de metais (orientação para o professor) ..................................................................... 27Experimento 1: Enferrujamento de palha de aço .................................................................... 30Experimento 2: Reação de metais com ácido ......................................................................... 31Experimento 3: Reação de metais com soluções contendo íons de metais ........................... 32Experimento 4: Enferrujamento de pregos ............................................................................. 34

Transformações químicas em alimentos (orientação para o professor) ..................................... 37Experimento 5: Teste de açúcar e amido em bananas verde e madura ................................ 39

Ação das enzimas digestivas (Orientação para o professor) ...................................................... 41Experimento 6: Ação da bromelina ......................................................................................... 44

Salinidade da água do mar (orientação para o professor) .......................................................... 47Experimento 7: Salinidade da água do mar. ........................................................................... 49

Densidade e solubilidade (orientação para o professor) ............................................................. 51Experimento 8: Solubilidade e densidade ............................................................................... 53

Dureza da água (orientação para o professor) ........................................................................... 54Experimento 9: Água dura ...................................................................................................... 56

Dissolução de gás em água (orientação para o professor) ........................................................ 58Experimento 10: Dissolução de gás em água ......................................................................... 60

Eletrólise da Salmoura e Condutividade Elétrica (orientação para o professor) ......................... 62Experimento 11: Condutibilidade Elétrica de Materiais ........................................................... 65Experimento 12: Eletrólise da salmoura ................................................................................. 67

Capítulo IV - SEGURANÇA NO LABORATÓRIO – ALGUMAS REGRAS BÁSICAS ..................... 71Manuais sobre organização e segurança no laboratório ............................................................ 71Regras básicas de segurança .................................................................................................... 72

Referências bibliográficas ............................................................................................................... 74



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Capítulo I - A experimentação no ensino de ciências: mitos ecrenças institucionalizados

Fundamentação teórica e documentos legais: objetivos das aulasexperimentais

A experimentação é considerada, por professores como por pesquisadores, uma atividadepedagógica importante no ensino de Química. Essa importância pode ser evidenciada, ao longodo tempo, pela presença do tema experimentação nos diversos documentos legais produzidos noBrasil. A Lei de Diretrizes e Bases da Educação Nacional, promulgada em 1961, foi a primeira leibrasileira a estabelecer diretrizes da educação em todos os níveis de ensino, do pré-primário ao

superior. Alguns dos objetivos da educação estabelecidos pela lei de número 4024/61 eram:“o desenvolvimento integral da personalidade humana e a sua participação naobra do bem comum, o preparo do indivíduo e da sociedade para o domínio dosrecursos científicos e tecnológicos que lhes permitem utilizar as possibilidades evencer as dificuldades do meio”, entre outros (Lei 4024, 20 de dezembro de 1961,Título I, Dos fins da Educação)1.

Nesse período a escola tinha maior liberdade para elaborar os seus próprios programas.Em algumas delas ocorreu a introdução de projetos de ensino americanos 2 elaborados no final da

década de 60. No ensino de Química, esses projetos começaram a adotar uma abordagemmetodológica voltada para a experimentação, ocorrendo, assim, uma maior valorização desse tipode atividade no ensino de química brasileiro, que pode ser observada em livros didáticos queforam publicados nos anos seguintes. Entretanto, nesses projetos, as atividades experimentaiseram propostas para que o aluno redescobrisse leis e princípios da Química, a partir de fatos eobservações, o aluno deveria chegar às generalizações (Sicca, 1990).

Com a proposta curricular de Química formulada pela CENP/SE/SP3, em 1977, para oEstado de São Paulo, são valorizadas as atividades experimentais realizadas pelos própriosalunos, como é apontado pelos autores da proposta:

“o trabalho de laboratório é essencial para o desenvolvimento do hábito deinvestigar e deve fazer parte integrante do planejamento do professor com aparticipação ativa dos alunos”. (São Paulo, 1977).

Embora possa se considerar um avanço a inserção de atividades experimentais no ensino,as atividades propostas nessa década possuem ainda viés empírico-indutivista, em que se1 Essa LDB pode ser encontrada em http://www6.senado.gov.br/legislacao/ListaPublicacoes.action?id=102346, acesso

em 25/9/2009.2 Na área da Química foram traduzidos os projetos “Chemical Educational Material Study “ (Chem Study) e o “ChemicalBond Approach” (CBA) . Vide, por exemplo:Química. Uma ciência experimental. Volume 1 . Texto organizado peloChemical Educational Material Study. EDART- São Paulo- Livraria Editora LTDA.1967.3 Coordenadoria de Estudos e Normas Pedagógicas, Secretaria de Estado da Educação, São Paulo.



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pretende que o aluno aprenda determinados procedimentos que são característicos de um“método científico”, baseado na observação, na generalização e na formulação de uma teoria.Pode-se observar esse caráter empírico-indutivista, na sugestão de atividade presente naproposta curricular para o 1º. ano do ensino médio:

“de inicio o professor preocupar-se-á em desenvolver a capacidade de observar ecoletar dados; à medida que o aluno for se familiarizando com a natureza daatividade cientifica, poderá chegar a conclusões e generalizações”. (São Paulo,1977, p. 9).

Assim, pode-se entender que o objetivo do ensino de química seria o de formar cientistas etécnicos.

Deve-se considerar que esta visão de ciência e de método científico é bastante criticadaatualmente, pois não considera as teorias e crenças que o pesquisador já possuiu ao fazer suas

observações experimentais. Sabemos que as observações não são imparciais, que dependem dequem as faz, ou seja, de seus conhecimentos prévios, suas crenças, suas vivências.

Em 1988, é lançada a “Proposta Curricular para o Ensino de Química” pela CENP/SE/SP(São Paulo, 1988), tendo a experimentação como um de seus eixos, ao lado do cotidiano e dahistória. Nesse documento, o papel das atividades experimentais é revisto, e apresentado embases muito diferentes da Proposta de 1977.

“Quando propomos a experimentação, não pretendemos apenas que os alunosutilizem materiais do laboratório, tampouco redescubram os conceitos criados

pelos cientistas, (..), O que se prioriza é que o aluno entre em contato comfenômenos químicos e que tenha possibilidade de criar modelos explicativos paraeles, através de suas observações, de seu sistema lógico, de sua linguagem,”(São Paulo, 1988, p 12).

Como se pode perceber, as atividades experimentais têm a finalidade de permitirexplorações conceituais, valorizando conhecimentos que os alunos possam ter desenvolvidopreviamente.

Na Lei de Diretrizes e Bases da Educação Nacional de 1996, as finalidades do ensinomédio são revistas, e assim definidas:

“... a consolidação e o aprofundamento dos conhecimentos adquiridos no ensinofundamental, possibilitando o prosseguimento de estudos; a preparação básicapara o trabalho e a cidadania do educando, para continuar aprendendo, de modoa ser capaz de se adaptar com flexibilidade a novas condições de ocupação ouaperfeiçoamento posteriores; o aprimoramento do educando como pessoahumana, incluindo a formação ética e o desenvolvimento da autonomia intelectuale do pensamento crítico, entre outras.” (LDB 9394/96)4.

4 Essa lei pode ser encontrada em: http://www.planalto.gov.br/ccivil_03/LEIS/l9394.htm, acesso em 29/09/2009.



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Assim, segundo essa visão, o ensino médio não tem como finalidade a formação de mini-cientistas, nem a preparação para a universidade. Há que se repensar o ensino de Química, nãoapenas nos aspectos de conteúdo, mas também seus objetivos e metodologias de ensino.

Os Parâmetros Curriculares Nacionais, lançados pelo MEC em 1999 como uma resposta ànova Lei de Diretrizes e Bases (LDB/96), têm a finalidade de proporcionar orientações para oprofessor. Assim como na Lei de Diretrizes de 1996, os Parâmetros Curriculares Nacionais (Brasil,1999) evidenciam que o objetivo do ensino não é somente proporcionar ao aluno do ensino médiouma formação específica, técnica, mas sim proporcionar uma formação geral, contextualizada, deforma a permitir que estes alunos exerçam de forma consciente as suas escolhas na comunidadeem que vivem.

O documento específico sobre o ensino de Química (Brasil, 1999) ressalta o papelpedagógico das atividades experimentais:

“Deve ficar claro aqui que a experimentação na escola média tem funçãopedagógica, diferentemente da experiência conduzida pelo cientista. Aexperimentação formal em laboratórios didáticos, por si só, não soluciona oproblema de ensino-aprendizagem em Química.

[...] Qualquer que seja a atividade a ser desenvolvida, deve-se ter clara anecessidade de períodos pré e pós atividade, visando à construção dos conceitos.Dessa forma, não se desvinculam “teoria” e “laboratório” (Brasil, 1999, p.36).

O documento propõe, também, diferentes modalidades de atividades experimentais, como

o experimento de laboratório, as demonstrações em sala de aula e estudos do meio. Sua escolhadepende de objetivos específicos do problema em estudo, das competências que se querdesenvolver e dos recursos materiais disponíveis. Entretanto, qualquer que seja o tipo deatividade proposta, os PCNs – Química, evidenciam a importância de planejá-la de maneira acontribuir para o desenvolvimento de habilidades cognitivas e afetivas:

“Ainda na elaboração das atividades, deve-se considerar também odesenvolvimento de habilidades cognitivas, tais como controle de variáveis,tradução da informação de uma forma de comunicação para outra, como gráficos,tabelas, equações químicas, a elaboração de estratégias para a resolução deproblemas, tomadas de decisão baseadas em análises de dados e valores, comointegridade na comunicação dos dados, respeito às idéias dos colegas e às suaspróprias e colaboração no trabalho coletivo”. (Brasil, 1999, p. 37).

Fica evidente que o sentido de se realizar uma aula experimental não é a de reproduzir otrabalho do cientista, tampouco o de seguir um método para desvendar a ciência. Como bemapontam os PCNs, a experimentação é importante no ensino das ciências quando elaborada demaneira a permitir ao estudante “diferentes e concomitantes formas de percepção qualitativa equantitativa, de manuseio, observação, confronto, dúvida e de construção conceitual” (Brasil,2002).



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A atual proposta curricular do Estado de São Paulo (São Paulo, 2008) para o ensino dequímica, também valoriza as atividades experimentais na perspectiva do desenvolvimento decompetências e construção de conhecimentos. De acordo com esse documento:

“as estratégias de ensino e de aprendizagem devem permitir que os alunosparticipem ativamente das aulas, por meio de atividades que os desafiem apensar, a analisar situações usando conhecimentos químicos, a proporexplicações, soluções e a criticar decisões construtivamente. Devem, enfim,favorecer a formação de indivíduos que saibam interagir de forma mais conscientee ética com o mundo em que vivem, ou seja, com a natureza e a sociedade.” (SãoPaulo, 2008, p.44).

Podemos perceber uma evolução no papel atribuído às atividades experimentais no ensinode Química nos documentos oficiais que orientam a nossa educação no nível do ensino médio deQuímica. Estamos assim, frente a um desafio de saber planejar atividades que superem a simplesilustração de conteúdos dados em sala de aula, que proporcionem a elaboração de conceitosquímicos, que sejam instrumentos de desenvolvimento de habilidades de pensamento e de umprocesso coletivo de construção de conhecimentos.

Concepções de ciência e ensino de ciênciasMuitas vezes não nos damos conta que, ao ensinar Ciências, estamos transmitindo uma

maneira de concebê-la. Alguns pesquisadores sugerem que grande parte dos professores deCiências, embora tenha tido uma formação científica específica, ainda transmite em suas aulasuma visão deformada do trabalho científico (Hodson, 1994; Matthews, 1991). Como discutidoanteriormente, o desenvolvimento de atividades experimentais como proposto em algunsmateriais didáticos, pode veicular uma visão indutivista da Ciência, pouco aceita hoje em dia.

A escola hoje, em suas aulas de Ciências, quer seja Física, Biologia ou Química, muitasvezes acaba mostrando um único “método científico” para os alunos, como se a atividadecientifica fosse uma seqüência rígida de passos a serem seguidos pelos cientistas para encontrar

a “verdade”; dando-se demasiada ênfase às observações, as quais são apresentadas comoneutras, imparciais e não influenciadas por teorias e conhecimentos prévios. Ainda, se veicula noensino uma imagem estereotipada do cientista, como um gênio, alheio ao convívio social,descobridor de conhecimentos que, via de regra, não precisam ser validados pela comunidadecientífica. Essas visões empobrecidas podem desencorajar ou desestimular os estudantes noprocesso de aprendizagem das ciências. A apresentação da Ciência como método infalível,individualista, enraizada em concepções positivistas e empíricas, pode gerar nos alunos visõesdistorcidas sobre o que é a investigação científica e o trabalho dos pesquisadores, distanciando os

alunos do processo de construção e da evolução dos conhecimentos científicos. Algumas visõesdeformadas da ciência mais comuns, segundo Cachapuz et al (2005) são:



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• Concepção empírico-indutivista: que defende o papel da observação e da experimentação“neutra”, esquecendo o papel essencial das hipóteses como norteadoras das investigaçõese dos corpos de conhecimento;

• Visão descontextualizada e neutra: parece não haver interesses e influências da sociedade,esquecendo-se dimensões essenciais das atividades científica e tecnológica;

• Concepção individualista e elitista: os conhecimentos científicos aparecem como obra degênios isolados, ignorando-se o papel do trabalho coletivo, dos intercâmbios entre equipes,essenciais para favorecer a criatividade necessária para abordar situações abertas;

• Visão rígida, algorítmica e infalível: o método científico é apresentado como uma seqüênciade etapas definidas, em que as “observações” e as “experiências rigorosas” desempenhamum papel destacado, contribuindo com a “exatidão e objetividade” dos resultados obtidos;

• Visão aproblemática e a-histórica: transmissão de conhecimentos já elaborados, ignorando

quais foram os problemas que se pretendiam resolver, a evolução dos conhecimentos, asdificuldades encontradas e as perspectivas.

É preciso deixar claro para os alunos que não existe um único método científico e que aatividade não ocorre de forma isolada, padronizada, neutra de valores e pré-concepções, mas queo desenvolvimento da ciência é conseqüência de um processo histórico da construção doconhecimento. Uma abordagem histórica contextualizada pode promover reflexões e não apenasa transferência de conceitos já elaborados. De acordo com os PCNEM (Brasil, 1999):

“A consciência de que o conhecimento científico é assim dinâmico e mutável,ajudará o estudante e o professor a terem necessária visão critica da ciência. Nãose pode simplesmente aceitar a ciência como pronta e acabada e os conceitosatualmente aceitos pelos cientistas e ensinados nas escolas como verdadeabsoluta”. (Brasil, 1999, p. 31)

Podem-se observar tais concepções equivocadas da Ciência em alguns livros didáticos deQuímica que apresentam um único método científico, não valorizando as hipóteses e as teoriasprévias norteadoras das atividades cientificas. Muitas vezes é dada a idéia de que o cientista vai

ao laboratório “descobrir” algo, e não que este realiza investigações baseados em conhecimentoprévios, hipóteses e proposições. Além disso, muitos livros apresentam uma visão estereotipadados cientistas, apresentando-o mal vestido, isento de valores, despojado, isolado da sociedade,de uma inteligência atípica e sempre realizando experimentos que soltam fumaça, aparecemcores ou explodem.

Uma visão contemporânea sobre a ciência admite que o conhecimento é construído combase em teorias que orientam a observação, ou seja, uma observação depende da teoria; oconhecimento científico é visto como um conjunto de hipóteses que são modificáveis e que

tendem a fazer uma descrição da realidade e o método científico não é entendido como uma



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sucessão linear de etapas, mas antes um processo conducente à elaboração de idéiassucessivamente mais complexas (Martorano, 2007).

Assim, parece conveniente que nós professores reflitamos sobre nossas concepções sobrea ciência e o método científico, de forma a evitar que nossos alunos construam visões distorcidasda ciência e da construção do conhecimento científico. Segundo Cachapuz et al. (2005)

“As concepções docentes sobre a natureza da ciência e a construção doconhecimento científico seriam, pois, expressões dessa visão comum, que nós osprofessores de ciências aceitaríamos implicitamente devido à falta de reflexãocrítica e a uma educação científica que se limita, com freqüência, a uma simplestransmissão de conhecimentos já elaborados”. (Cachapuz et al., 2005, p.53)

Essas concepções, ainda muito disseminada nas escolas, podem ser percebidas nasatividades laboratoriais, pois, muitas vezes, são apresentados experimentos com a pretensão de

criar a ilusão de que seguindo o método científico obtêm-se resultados análogos aos doscientistas. Hodson (1988) alerta para os cuidados com relação à maneira como as atividadesexperimentais são conduzidas. O autor argumenta que é criado um mito de que a observação e oexperimento fornecem dados objetivos, confiáveis e independentes de teorias, dos quais surgemas generalizações e por fim as explicações teóricas. Dessa forma, o aluno atribui uma importânciaexcessiva aos dados experimentais, como se esses dados pudessem isoladamente conduzir auma teoria e serem facilmente validados. O autor ainda argumenta que os experimentos naciência são muito mais que simples observações e coleta de dados, mas sim, um processo onde

as hipóteses geradas serão rigorosamente testadas e avaliadas, contribuindo para a construção ereconstrução de teorias. Assim, devemos atentar para os diferentes significados que têm aexperimentação conduzida pelos cientistas e a experimentação, com finalidade pedagógica,proposta em sala de aula aos nossos alunos. Não se pode querer equiparar o trabalho científico àexperimentação em sala de aula. Corroborando essa idéia, Hodson (1988, p. 62) 5 argumenta:

“Por exemplo, muitos experimentos em classe não “funcionam”, ou dão resultadosinesperados. Ainda assim se sugere que os alunos aceitem uma teoria com a qualesses experimentos manifestamente não estão de acordo, atribuindo-se quaisquer

anomalias a técnicas inadequadas ou à falta de sorte. Isto ocorre porque a funçãopedagógica de muitos “experimentos” no ensino da ciência é ilustrar um ponto devista teórico em particular, ao passo que na ciência o propósito é auxiliar odesenvolvimento de teorias. A intenção de promover uma visão particular,enquanto se mantém uma fachada de investigação aberta, cria enormesdificuldades e é a principal responsável pelas visões distorcidas que os alunos têma respeito dos experimentos e da metodologia científica”. (Hodson, 1988, p. 62)

5 Tradução nossa.



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Tendo em vista favorecer a construção dos conhecimentos científicos em sala de aula, Gil-Perez e Valdéz Castro (1996) apontam os seguintes aspectos que devem ser considerados naproposição de uma atividade:

1) Apresentar situações problemáticas.

2) Favorecer a reflexão dos estudantes sobre a relevância e o possível interesse das situaçõespropostas.

3) Potencializar análises qualitativas, significativa, que ajudem a compreender e acatar assituações planejadas e a formular perguntas operativas sobre o que se busca.

4) Considerar a elaboração de hipóteses como atividade central de investigação científica,sendo este processo capaz de orientar o tratamento das situações e de fazer explícitas aspré-concepções dos estudantes.

5) Considerar as análises, com atenção para os resultados (interpretação física,

confiabilidade), a partir dos conhecimentos disponíveis, das hipóteses manejadas e dosresultados das demais equipes de estudantes.

6) Análise detalhada dos resultados.

7) Considerar possíveis perspectivas do estudo com outros níveis de complexidade,relacionando possíveis aplicações e repercussões negativas.

8) Esforços de integração do estudo realizado com outros campos do conhecimento.

9) Conceder uma importância especial a memória científica que reflita o trabalho realizado epossa ressaltar o papel da comunicação e do debate na atividade científica.

10)Ressaltar a dimensão coletiva do trabalho científico, por intermédio de grupos de trabalho,que interajam entre si.

O papel das hipóteses é de fundamental importância nas atividades experimentais, poispode exigir capacidade criativa e elaboração conceitual por parte dos alunos. A elaboração dehipóteses exerce um papel essencial para a construção do conhecimento científico, pois estávinculada à elaboração de estratégias para a coleta e análise de dados e, conseqüentemente, àresolução de uma situação problema. É preciso haver previsões plausíveis de serem investigadas

à luz do quadro teórico para se analisar os dados. Ainda, devemos considerar que abordagens como a proposta por Gil-Pérez e Valdéz

Castro podem auxiliar na construção de uma idéia mais adequada da ciência. Em umaperspectiva empirista-indutivista da atividade experimental, as hipóteses são desconsideradas ouaté desprezadas e os dados são coletados para que o aluno descubra ou verifique uma dadaregularidade, enquanto que numa perspectiva racionalista-construtivista, as experiências sãoprecedidas da formulação de problemas e os alunos são incentivados a selecionar dados eobservações que corroboram ou não as hipóteses (Campos e Cachapuz, 1997).



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Dificuldades, potencialidades e limitações das atividades experimentaisComo vimos discutindo, as atividades de natureza experimental, embora possam ser

significativas para a aprendizagem, são pouco utilizadas pelos professores. Mesmo considerandoa possibilidade de realização de tais atividades por demonstração em sala de aula, aexperimentação não faz parte, de maneira geral, do processo de ensino-aprendizagem em muitasescolas.

O planejamento e a preparação de atividades experimentais requerem conhecimento,disponibilidade de tempo por parte do professor e materiais de laboratório. Mesmo que se possamutilizar materiais alternativos à vidraria convencional, nem sempre podemos substituir osreagentes necessários para uma dada aula experimental. Também, organizar os alunos nolaboratório ou na sala de aula para a realização da atividade exige esforço do professor empromover o desenvolvimento de comportamentos e atitudes nos estudantes de compromisso com

o trabalho, de atenção, seriedade e respeito. Nesse sentido, o professor deve evitarimprovisações que possam comprometer sua própria segurança e a dos alunos, e exibircomportamentos, ao manusear os materiais, que possam servir de exemplos.

Selecionar experimentos que, ao mesmo tempo, atendam objetivos formativos e sejam defácil realização, pode exigir a busca de informações e eventuais testes e adaptações para arealidade que se tem na escola. Este é um trabalho importante e, muitas vezes, a experiênciaadquirida nesse processo não é compartilhada com outros colegas, pois são poucas asoportunidades que os professores de Química têm de se encontrarem para trocar informações e

discutir questões pertinentes ao ensino. Meios de comunicação, como revistas de ensino como aQuímica Nova na Escola ou a Revista Brasileira de Ensino de Química entre outras, poderiam sermais bem exploradas para a divulgação de experiências pedagógicas exitosas.

Considerando o potencial formativo que as atividades experimentais podem apresentar,devemos considerar os diferentes tipos de abordagem que a experimentação possibilita, tendo emvista privilegiar a aprendizagem significativa dos conteúdos. Afinal, com tantas situações poucosfavoráveis para a implementação de uma aula experimental, devemos nos preocupar emaproveitá-la da melhor maneira possível para promover o desenvolvimento de habilidades

cognitivas nos nossos alunos.Muitas vezes, são propostas aulas de laboratório cujo principal objetivo é ilustrar a teoria

dada em sala de aula. Nessas atividades, não raramente, são valorizados principalmenteaspectos como a manipulação de materiais e a comprovação de teorias. Os alunos seguem umprocedimento já pronto, como uma receita, sem entenderem, muitas vezes, o que estão fazendo. Assim, pode-se transmitir aos alunos uma visão equivocada da ciência, como se fosse umaverdade definitiva, como se a experimentação não fizesse parte da construção dosconhecimentos. A atividade experimental, realizada dessa maneira, parece ser empregada nosentido motivador, no qual se cria um ambiente diferente do de costume, não se valorizando a



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reflexão sobre os resultados do experimento, e o aluno parece realizá-lo sem saber o porquê epara quê.

Realizar um experimento apenas como uma mera atividade física dos alunos, nacomprovação de uma teoria, não desenvolve potencialidade cognitiva dos mesmos e muito menosos oportunizam a se posicionarem de forma crítica diante de um problema, seja este de ordemsocial ou não. Também, como já vimos, pode reforçar uma visão não adequada da ciência e daatividade científica.

Assim, quando planejamos uma aula experimental, devemos considerar não que o alunoobtenha dados para confirmar uma teoria ou ilustrar um conteúdo, mas sim que tenha aoportunidade de refletir sobre os dados coletados. Dessa maneira, as aulas experimentais devemser planejadas para promover a aprendizagem significativa dos alunos, o que envolve “consideraro desenvolvimento de habilidades cognitivas, tais como controle de variáveis, tradução dainformação de uma forma de comunicação para a outra, como gráficos, tabelas, equações, aelaboração de estratégias para a resolução de problemas, tomadas de decisões baseadas emanálise de dados e valores, como integridade na comunicação dos dados, respeito às idéias doscolegas e às suas próprias e colaboração no trabalho coletivo” (Brasil, 1999).

Segundo DOMIN (1999), a experimentação deve favorecer objetivos educacionais doprocesso cognitivo que incluem: conhecer, compreender, analisar, sintetizar e avaliar.

Segundo Rosito (2003):

“Um verdadeiro experimento é aquele que permite ao aluno decidir como proceder

nas investigações, que variáveis manipular, que medidas realizar, como analisar eexplorar os dados obtidos e como organizar seus relatórios” (Rosito, 2003, p. 199)

Podemos considerar diferentes estilos de atividades experimentais tendo em vista ofavorecimento do desenvolvimento cognitivo dos alunos. Um desses estilos, como aponta Domin(1999), é conhecido como descoberta ou investigação guiada, em que o conteúdo não éapresentado ao aluno de maneira acabada, mas sim por meio de um problema, cuja solução podeser buscada pela realização de um experimento em que, a partir de um procedimento conhecido,dados são obtidos pelos estudantes e analisados seguindo certa direção, apresentada peloprofessor.

Por exemplo, conhecendo a interação entre ácido sulfúrico (chuva ácida) e papel detornassol (ou outro indicador adequado disponível) e entre o ácido e carbonato de cálcio(mármore), dado um conjunto de materiais (que se dissolvam em água), o aluno pode investigarquais são ácidos, básicos ou neutros, elaborando um conceito para definir essas propriedades(vide Interações e Transformações I, GEPEQ, 2005). O problema é dado pelo professor (p. ex., háoutros materiais que possuem comportamento análogo ao ácido sulfúrico?), bem como oprocedimento. Compete ao aluno coletar e analisar os dados, elaborando sua própria classificaçãoe conclusões, orientado, evidentemente, pelo professor. O aluno, assim, poderia descobrirrelações, conceitos, leis etc. que o professor quer que ele aprenda. Pode, ainda, receber do



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professor uma amostra de um material para que identifique se trata-se ou não de um ácido, porexemplo.

A aula experimental no estilo descoberta pode apresentar algumas limitações no que serefere ao desenvolvimento de certas habilidades de pensamento, uma vez que o aluno édirecionado a um tipo de análise previamente determinada pelo professor. É claro que este tipo deabordagem muito pode contribuir para a aprendizagem de conteúdos e de raciocínios e suautilização é recomendada, mas não como a única estratégia de se propor aulas experimentais. Háoutras abordagens que podem permitir o desenvolvimento de outras competências.

O estilo de aula experimental que se baseia em problemas, em que um problema aberto éapresentado pelo professor aos alunos, que devem aplicar seus conhecimentos para proporcaminhos para sua resolução é uma dessas abordagens que facilitam o desenvolvimento dehabilidades de raciocínio. Os próprios alunos desenvolvem procedimentos experimentais natentativa de buscar as respostas. Por exemplo, pode-se problematizar a formação da ferrugem emmateriais de ferro, como portões, latarias de automóveis, vergalhões, etc. e os alunos elaborariamprocedimentos para verificar qual seria o papel da água, do ar atmosférico, de ambientesmarinhos no enferrujamento. Dessa maneira, poderiam propor roteiros de maneira a controlarvariáveis como a água, o oxigênio, sais dissolvidos em água, etc. Questões do tipo: como eliminaro oxigênio dissolvido na água, como eliminar a umidade do ar, como impedir o contato do materialcom o ar atmosférico, certamente apareceriam, ou o professor as introduziria, auxiliando o alunona busca de informações que os ajudassem a respondê-las e propor um procedimento.

Experimentos que abordam de que depende o enferrujamento e como evitá-lo, podem serencontrados no Projeto Interações e Transformações – Química para o ensino médio (GEPEQ,2005, p. 157; 2002, p. 80), e podem auxiliar o professor a propor uma atividade de resolução deproblemas.

A aula experimental no estilo de resolução de problemas pode ser um instrumento deaprendizagem muito poderoso, pois, além de conhecimentos específicos, estão envolvidashabilidades de raciocinar logicamente sobre a situação, controlar variáveis, apresentar conclusõesplausíveis, entre outras. Como limitação, poder-se-ia argumentar que as habilidades

desenvolvidas poderiam ficar restritas à situação problema estudada. Também, tem-se o desafiode propor problemas que possam interessar os alunos e cuja busca de soluções esteja ao alcancedeles.

Ainda, a aula experimental pode ser organizada no estilo investigativo, que requer que oestudante formule o problema, crie hipóteses, faça previsões sobre os possíveis resultados,execute a investigação, analise os dados e tire suas próprias conclusões, mediado pelo professor.Para isso o professor deve tornar-se orientador na sala de aula e conduzir seus alunos para aresolução do problema apresentado. O aluno deixa de ser um agente passivo da aula e passa a

agir sobre o processo de pensamento, questionando, elaborando e participando da construçãodas idéias. O professor deixa de ser o transmissor de conhecimentos e passa a questionar seus



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alunos, conduzindo-os na elaboração de respostas condizentes com a visão científica, gerandoquestões e problemas que serão discutidos e refletidos, num processo de envolvimento, de formaa respeitar as idéias e opiniões que surgirem.

Por exemplo, pode-se desenvolver uma atividade experimental investigativa a partir doestudo sobre a temperatura de ebulição da água. Os alunos podem ser questionados sobre o queacontece com a temperatura de ebulição da água quando uma dada amostra é aquecida. Podeser que apenas mencionem que a temperatura vai subir até que entre em ebulição, mas, éprovável, ou o professor pode encaminhar a discussão, que apontem que o aquecimento da águadepende de certos fatores. Assim, explorando tal situação, o professor pede aos alunos queapresentem suas hipóteses e elaborem roteiros experimentais que lhes permita testá-las. Écomum os alunos sugerirem que a temperatura de ebulição depende da intensidade da fonte decalor, da quantidade de água, da procedência da água, do tempo de aquecimento, do material dorecipiente, da temperatura inicial em que a água se encontra. Os alunos elaboram seus roteiros,supervisionados pelo professor, e os executam, podendo, pela análise dos dados obtidos, validarou não suas idéias iniciais.

Atividades assim elaboradas, em que os alunos participam ativamente da formulação dehipóteses, elaboração do planejamento, coleta e análise dos dados e de formulação deconclusões, podem contribuir para o desenvolvimento de autonomia e responsabilidade, além dosconhecimentos específicos referentes ao tema tratado. Uma análise de uma atividadeinvestigativa aplicada em uma escola de ensino médio mostrou que os estudantes participaram

ativamente, manifestando habilidades cognitivas de alta ordem (Suart e Marcondes, 2008).É claro que elaborar atividades dessa natureza é um desafio para o professor, pois exige

que ele, de alguma maneira, selecione as hipóteses que os alunos apresentaram ou que façaquestões para que hipóteses importantes sejam formuladas. Também, é preciso auxiliar os alunosna elaboração de seus procedimentos, para que percebam a necessidade de controlar variáveis,escolham materiais adequados, etc. Ainda, o professor poderá ter de lidar com diferentesprocedimentos sendo executados em uma mesma aula. Há maneiras de propor uma atividadeinvestigativa mais simples, como por exemplo, os alunos apresentam suas hipóteses e apenas

uma ou duas são escolhidas para serem testadas. As demais podem ser exploradas emdiscussões com a classe, em que o professor vai construindo o procedimento com os alunos efornece resultados típicos para que os alunos possam analisar e elaborar suas conclusões.

Desta forma, uma atividade experimental elaborada de forma a privilegiar o envolvimentodo aluno nas etapas de investigação, ou seja, permitindo que a sua participação na resolução deum problema, elaborando hipóteses, analisando dados e propondo soluções, tem-se demonstradopromotora de habilidades cognitivas e da aprendizagem de conceitos científicos escolares.



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Capítulo II – Atividades experimentais investigativas

Como abordado no capítulo anterior, é indiscutível a importância da experimentação no

ensino de Ciências. Devemos reconhecer, entretanto, que existem diferentes abordagens deatividades experimentais relacionadas às competências que se pretende desenvolver no aluno.Dessa maneira, é muito importante que saibamos propor experimentos que sejam potencialmentesignificativos para a aprendizagem.

Podemos comparar dois tipos de atividades experimentais, a conhecida como tradicional,na qual estão incluídas demonstrações, ilustrações, verificações e comprovação de teorias, e umsegundo tipo, chamada de experimentação investigativa, que envolve a participação do aluno naresolução de um problema.

Na atividade experimental com enfoque tradicional o aluno faz o que o professordetermina, seguindo um roteiro tipo receita culinária (Tamir, 1977; Domin, 1999) e geralmenteconhece de antemão os resultados que serão obtidos. Não é apresentada uma problematização, aqual pode motivar e estimular o aluno a pensar, e a interagir com seus pares, tampouco o envolvena formulação de hipóteses e na elaboração de conclusões. A solicitação ao aluno se limita aorelato dos dados e o professor, como detentor do saber, fornece explicações, utilizando oresultado do experimento para comprovar teorias ou conceitos já anteriormente apresentados aoaluno.

Essa maneira de organizar a atividade experimental é muito diferente do enfoqueinvestigativo, o qual tem como base o envolvimento do aluno na resolução de um problema. Comoapontam Zanon e Freitas (2007, p. 95), nesse tipo de atividade o professor “suscita o interessedos alunos a partir de uma situação problematizadora em que a tentativa de resposta dessaquestão leva à elaboração de suas hipóteses”. O experimento não se resume à simplesmanipulação de materiais e coleta de dados, pois é planejado para que o aluno reflita, tomandoconsciência de suas ações e propondo explicações (Carvalho, 1999). Ainda, os alunos com amediação do professor, poderiam elaborar seus próprios experimentos, na tentativa de testar suaspróprias hipóteses para a resolução do problema.

O aluno desempenharia, portanto um papel ativo na construção do seu conhecimento, oque lhe permite maior autonomia e responsabilidade (Suart e Marcondes, 2009; Zuliani, 2000;Carvalho et al., 1999).

Os papéis desempenhados pelo professor e pelos alunos nas diversas etapas envolvidasem uma atividade com características investigativas podem definir diferentes graus de liberdadeconferidos ao aluno (Pella, 1961).

Considerando as seguintes etapas: proposição de um problema, elaboração de hipóteses,elaboração de um procedimento experimental, coleta e análise dos dados e elaboração dasconclusões, cada uma delas pode ser, em princípio, realizada pelo professor ou pelo aluno, o que



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significa maior ou menor envolvimento intelectual e afetivo dos estudantes na realização daatividade. Quanto maior é a solicitação feita ao aluno, maior é o nível de abertura do experimentoe, conseqüentemente, maior grau de liberdade ele terá para tomar decisões no sentido de resolvero problema.

No quadro a seguir são apresentadas diferentes possibilidades de realização de cadaetapa pelo professor ou pelo aluno, considerando 3 níveis de abertura (ou graus de liberdade).Para efeito de comparação incluímos a experimentação tradicional.

TRADICIONAL INVESTIGATIVANIVEL 1 NIVEL 2 NIVEL 3

Elaboração doProblema

Não há Professor Professor Aluno

Elaboração dehipótese

Não há Não há, ouprofessor

Aluno Aluno

Elaboraçãodosprocedimentos

Professor Professor Aluno Aluno

Coleta dedados

Aluno Aluno Aluno Aluno

Análise dos

dados

Professor Aluno Aluno Aluno

Elaboração daconclusão

Aluno/ Professor Aluno Aluno Aluno

Níveis de abertura de atividades experimentais (Pella, 1961)

O problema a ser investigado, em qualquer uma dessas abordagens não tradicionais,precisa ser elaborado de forma que os alunos sintam interesse pela investigação, ou seja, deveser relacionado à realidade do aluno, ao contexto em que está inserida a escola, ou aos conceitos

estudados em sala de aula. Ainda, o problema deve ser proposto em um nível de dificuldadeadequado para que os alunos não se sintam desmotivados e desistam da atividade.

Devemos enfatizar, também, a importância do papel do professor, qualquer que seja onível de abertura com que um experimento investigativo é proposto, pois cabe a nós professores amediação do processo, provendo condições para que os alunos compreendam o que estãofazendo e possam construir relações conceituais que justifiquem o problema que estãoresolvendo.

Como o experimento pressupõe um problema a ser resolvido, é necessário que hajaatividades pré e pós-laboratório. É importante, do ponto de vista do envolvimento cognitivo doaluno, introduzir inicialmente a situação problematizadora, discutir as idéias principais e dar



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oportunidades para que os alunos pensem sobre o problema e proponham suas hipóteses. A aulapós-laboratório pode ajudar os estudantes a pensar sobre os dados obtidos, como os analisar ecomo conectar esses dados com os conceitos estudados. As discussões, realizadas durante o prée o pós-laboratório, podem permitir que os estudantes façam conexões significativas entre ofenômeno observado e os dados e os conceitos desenvolvidos nas aulas.

Para que possamos evidenciar com mais clareza os níveis de abertura em uma atividadeexperimental do tipo investigativa, em termos das possibilidades de formação de conceito edesenvolvimento de habilidades de raciocínio, vamos apresentar e discutir, alguns pontosessenciais.

Atividade experimental investigat iva de nível 1Na abordagem investigativa nível 1 cabe ao professor propor uma situação problema e

também fornecer o procedimento dos experimentos. Ao aluno cabe coletar e analisar os dados,elaborar uma conclusão e também propor soluções para o problema em questão.

A seguir, apresenta-se um exemplo de atividade com essas características.

At ividade 1: Uti lizando a densidade para identi fi car materiais .

A identificação de substâncias se baseia, de maneira geral, na determinação depropriedades características. Assim, é comum verificar a temperatura de fusão, de ebulição, adensidade, a reatividade frente certas substâncias, as propriedades relativas à absorção ouemissão de radiações (espectros), a análise elementar, etc.

No experimento proposto a seguir, a idéia de identificar um metal será utilizada paraintroduzir o conceito de densidade de sólidos como uma propriedade característica.

Situação problemaNa perspectiva de introduzir o conceito de densidade e aplicá-lo na identificação de um

material, podem ser apresentadas várias situações problemas. Um exemplo é dado a seguir.

A falsificação de jóias é uma prática ilegal realizada com fins de lucratividade. Vendem-se

peças supostamente de ouro, que na verdade contêm outros metais menos nobres, de menor

valor comercial, pelo preço de uma legítima.

Ao comprar uma jóia de ouro, seu comprador desconfiou que pudesse ter sido enganado.

Como saber se a jóia comprada é verdadeira, sem danificá-la?

Atividade pré-laboratório

Para suscitar a apresentação de hipóteses pelos alunos, tendo em vista a resolução doproblema, o professor pode propor questões que despertem idéias a respeito da utilização de



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propriedades características das substâncias para sua identificação e sugerir, caso os alunos nãoo façam, uma consideração sobre a verificação da densidade e, a partir daí, propor conhecer maissobre esta propriedade.

LaboratórioProcedimento 1

O objetivo dessa primeira parte é construir o conceito de densidade. Para tal,podem ser medidas massas e volumes de amostras de um mesmo metal, como por exemplo,pedaços de alumínio, cobre, pregos de ferro, etc, conforme descrito no procedimento a seguir. Éimportante que todos os alunos façam com o mesmo metal, para que possam pesquisar a relaçãoprocurada, válida para cada metal.

Materiais e Reagentes

• balança• amostras de metal• proveta de 100 mL (ou de volume adequado ao tamanho das amostras)

Procedimento

• Construa uma tabela semelhante à fornecida para registrar dados obtidos por todas asequipes.

• Determine a massa da amostra recebida pela equipe e anote na tabela. (O professor pode,se achar conveniente, fornecer a amostra juntamente com o valor de sua massa. Dessaforma, não é necessário pesá-la).

• Coloque certa quantidade de água numa proveta de 100 mL, de maneira que sua amostrafique imersa completamente. Determine o volume da amostra do metal mergulhando-o,cuidadosamente na água contida na proveta e medindo o aumento de volume causado.

Equipe Massa (g) Volume (cm3) Relação entre massa e volume(g/cm3)

Análise dos dados

Tendo em vista que o aluno perceba a constância da razão m/v, podem-se analisar osdados por meio da questão apresentada a seguir.



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1. Muitas relações matemáticas podem ser estabelecidas entre os valores de massa evolume de amostra do mesmo metal, porém apenas uma assume valor numérico constante.Considere as relações:M + V =M – V =M x V =M : V =

Qual delas assume valor numérico constante quando aplicada aos dados obtidos?2. A relação encontrada representa a densidade de um material, que pode ser expressa

pela equação: d= m/v. A densidade de um material depende de sua massa?

Procedimento 2

O objetivo dessa segunda parte é o de aplicar o conceito de densidade a outros metais, demaneira a perceber que é possível identificá-los por esta propriedade. Assim, o aluno devedeterminar a densidade de dois ou três outros metais e compará-la com outros dadosapresentados pelo professor. Podem ser utilizados: alumínio, ferro, cobre, estanho, chumbo.

Você está recebendo duas amostras de metais diferentes. Determine a massa e o volumede cada amostra, calcule a densidade e procure identificá-los utilizando a tabela de densidade demetais fornecida. Apresente os dados coletados em uma tabela.

Amostra de metal Massa (gramas) Volume (cm3

) Densidade (g/cm3

)temperatura (ºC)

ABC

Metal Densidade (g/cm3) a25ºC

Metal Densidade (g/cm3) a25ºC

Alumínio 2,7 Mercúrio 13,5Chumbo 11,3 Ouro 19,3Cobre 8,9 Platina 21,4Ferro 7,8 Prata 10,5Magnésio 1,7 Titânio 4,5Densidade de vários metais a 25ºC

Analisando a tabela de densidade de metais, é possível identificar quais são os metais dasamostras recebidas?



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Atividade pós LaboratórioO objetivo dessa etapa é a de que o aluno conclua que a densidade pode ser utilizada na

identificação de materiais e que aplique os conhecimentos construídos para responder a questãoinicial.

Dessa maneira, o professor pode pedir que os grupos apresentem seus resultados e queexpliquem como chegaram à conclusão de qual metal haviam recebido. Como se tratam de dadosexperimentais é provável que os alunos não encontrem valores idênticos aos dados da literatura(fornecidos na tabela), o que pode gerar dúvidas. Essa é uma oportunidade para o professordiscutir com os alunos as possíveis incertezas nas medidas experimentais, provenientes dosinstrumentos de medida e da acuidade com que as leituras dos dados foram feitas. Assim,comparações entre diferentes valores que os alunos obtiveram e entre estes e os valoresapresentados na literatura, além de contribuir para que os alunos entendam um pouco mais sobrea natureza da ciência, são importantes para que se possa decidir sobre a identificação do metal.

Para retomar o problema inicial, os alunos podem ser convidados a propor umprocedimento para identificar se uma jóia de ouro é verdadeira, sem danificá-la. Conhecendo ovalor da densidade do ouro empregado em joalheria (em geral, uma liga metálica, conhecidacomo ouro 18 quilates, cuja densidade é 16,5 g/cm 3), eles podem fazer suposições sobre o valorda densidade, maior, menor ou igual, e relacionar com a jóia ser verdadeira ou não.

Algumas considerações

A atividade, apresentada dessa maneira, possibilita aos alunos a construção doconceito de densidade, bem como sua aplicação em outras situações. A coleta de dados e oestabelecimento de uma relação entre eles, além de lhes dar uma vivência, possibilita odesenvolvimento de habilidades relacionadas à conservação e à proporção. Também, aocompararem os dados que obtiveram com os da literatura, os alunos poderão desenvolvercompetências que os permitam avaliar possíveis diferenças, reconhecendo variáveis que podem justificá-las (medidas da massa e do volume), comparar, inferir e tirar conclusões a respeito dosmetais que constituem as amostras. A apresentação de possíveis soluções e a elaboração de

previsões que a atividade propicia são habilidades de alta ordem cognitiva, importantes nodesenvolvimento do aluno. Um experimento de determinação de densidade realizado de maneiratradicional dificilmente permitiría que habilidades dessa ordem cognitiva fossem alcançadas.

Atividade exper imental investigativa nível 2Na abordagem investigativa de nível 2 de abertura, o professor propõe uma

situação problema e ao aluno cabe a elaboração de hipóteses, escolha dos procedimentos

experimentais,a coleta e análise dos dados, a elaboração de conclusões e a proposta de soluçõespara o problema em questão.



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At ividade 2 – Como determinar e corr igir o “ pH de solos”

Vamos considerar, por exemplo, uma situação problema relativa ao controle do pH do solo,ou seja, porque certos cultivos que são favorecidos em solos que apresentam determinadosvalores de pH. O controle do “pH do solo” em que ocorrerá a plantação é importante, tendo emvista o melhor desenvolvimento da cultura. Devemos lembrar que não é correto do ponto de vistaquímico se referir a pH de um material sólido, pois tal conceito é definido para soluções aquosas,mas como esse é o termo geralmente encontrado, estamos adotando-o.

No experimento proposto a seguir, a idéia de identificar o pH de amostras de solos epropor sua adequação para um dado cultivo será explorada.

Situação problemaUm exemplo de situação problema, tendo em vista que os próprios alunos apresentem

sugestões e elaborem procedimentos é dado a seguir.

A mandioca é um alimento muito apreciada pelos brasileiros. Seu cultivo se dá em todo o

país, necessitando de solos não compactados (soltos) e se adapta melhor em meio ácido.

O cultivo de mandioca se adapta melhor em solos ácidos, cujo pH varia de 5,5 a 6,5. Antes

de se iniciar uma plantação, deve-se conhecer as características do solo, determinando-se, entre

outras propriedades, o pH e, se for necessário, fazer uma correção de maneira a adequá-lo ao

cultivo pretendido.Como você verificaria a acidez de um dado solo e como procederia para corrigí-lo, caso

necessário?

Atividade pré-laboratórioOs alunos são convidados a apresentar sugestões para a resolução do problema. O

professor pode suscitar algumas idéias, questionando-os a respeito do que já sabem sobre ácidose bases, sobre transformações químicas, etc. Os alunos podem sugerir verificar a acidez pela

utilização de indicadores,como papel de tornassol, fenolftaleína, ou ainda repolho roxo, ou feijãopreto. Podem ocorrer idéias sobre a correção da acidez por meio de uma reação ácido-base, ousugestões de lavagem do solo com água, aquecimento, etc.

A seguir, os alunos, em grupos, devem elaborar um plano de trabalho para investigaralgumas das sugestões. O professor pode orientá-los a apresentar os materiais quenecessitariam, o procedimento e as previsões a respeito dos resultados esperados. Cada plano detrabalho deve ser analisado pelo professor, tanto no aspecto da segurança, quanto no daviabilidade experimental. É importante que o professor discuta com os alunos o controle de

possíveis variáveis, como, por exemplo, quantidade de água a ser empregada, temperatura,toxicidade dos reagentes para o cultivo, relação custo-benefício, etc



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Laboratório Aprovados os procedimentos pelo professor, os grupos, então, realizam seus experimentos

e são convidados a apresentar suas conclusões.Dadas as diferentes demandas que poderiam acontecer com a realização de vários

procedimentos experimentais, o professor, juntamente com os alunos, pode selecionar duas outrês das sugestões apresentadas e direcionar as atividades para elas.

Atividade pós laboratório:O período pós-laboratório é muito importante na construção do conhecimento, pois os

alunos terão oportunidade de expor suas conclusões à classe e avaliar as conclusões de outrosgrupos. Deve ser considerado que a atividade demanda dos alunos, para sua resolução,habilidades cognitivas de altas ordens, como: identificar e estabelecer processos de controle devariáveis, analisar relações causais, elaborar hipóteses, etc.

Outras sugestõesUm outro exemplo de atividade com esse grau de abertura pode ser dado no estudo de

cinética química. O controle da rapidez com que uma reação ocorre é muito importante no sistemaprodutivo e em muitos aspectos de nossa vida diária. Por exemplo, é desejável que se retarde oprocesso de corrosão de portões de ferro, assim como é desejável que a polimerização de uma

resina aplicada em tratamentos dentários ocorra em tempo curto. Nesse contexto, os alunospodem ser questionados sobre de que depende a velocidade de uma transformação química, ouque fatores podem influenciar a rapidez com que uma transformação química ocorre.

Na atividade pré-laboratório, os alunos são convidados a apresentar suas hipóteses. Idéiascomo: temperatura, quantidade dos reagentes, tempo de contato, tipo de recipiente, recipienteaberto ou fechado, etc., podem surgir. Caso os alunos não proponham hipóteses relevantes, oprofessor pode sugerí-las, pedindo que as avaliem. Como no exemplo anterior, os alunosselecionam uma variável para estudar e propõem um procedimento, bem como hipóteses sobre

possíveis resultados. Na atividade pós-laboratório os alunos, analisando seus dados e os doscolegas, terão oportunidade de construir conceitos sobre cinética química, bem como dedesenvolver competências de altas ordens cognitivas.

Atividade exper imental investigativa nível 3Diferentemente das abordagens investigativas Nível 1 e Nível 2, nas quais o

professor propunha o problema a ser investigado, na abordagem investigativa de nível 3 de

abertura cabe ao aluno a proposição de uma situação problema, bem como a elaboração dehipóteses, a escolha dos procedimentos experimentais, além de coletar e analisar os dados,



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elaborar uma conclusão e também propor soluções para resolver ou minimizar o problema emquestão. Este tipo de abordagem ocorre, com mais freqüência, quando os alunos desenvolvemprojetos ou atividades em feiras de ciências.

Atividades experimentais tradic ional e investigativa: comparandodiferentes abordagens

Uma atividade experimental pode ser elaborada na abordagem tradicional ou investigativa,cabe ao professor analisar as possibilidades, dificuldades, pontos positivos e negativos de cadauma. Dessa forma, apresentamos abaixo uma discussão sobre os principais aspectos das duasabordagens, comparando a elaboração de duas atividades com os mesmos objetivos conceituais,entretanto executadas de maneira distinta uma da outra, e

Podemos comparar dois tipos de atividades experimentais, uma tradicional e umainvestigativa de nível 1 de abertura, utilizando o mesmo roteiro experimental, mas desencadeadasde forma distinta, o que pode levar a diferentes resultados de aprendizagem.

Abordagem tradic ional

At ividade Experimental

Objetivos: Identificar soluções ácidas, básicas e neutras

Materiais e Reagentes:

• Estante para tubo de ensaio• 10 tubos de ensaio vidro de relógio• conta-gotas• espátulas• 2 vidros de relógio• água• ácido clorídrico• vinagre• suco de limão• hidróxido de sódio• sabão em pó• leite de magnésia• sal•

açúcar• papel de tornassol azul e vermelho• fenolftaleína



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Procedimento:

• Coloque em 1 tubo de ensaio aproximadamente 2 cm de água e adicione 5 gotas de ácidoclorídrico.

• Coloque em um vidro de relógio um pedaço de papel de tornassol azul e em outro vidro derelógio um pedaço de papel de tornassol vermelho. Com um conta-gotas pingue uma gotada mistura água e ácido clorídrico em cada um dos papéis de tornassol. Anote na tabela 1as cores observadas.

• Acrescente o tubo de ensaio que contém água e ácido clorídrico 2 gotas de fenolftaleína. Anote na tabela 1 a cor observada.

• Lave os tubos de ensaio, os vidros de relógio e o conta-gotas para repetir os procedimentosanteriores com os outros materiais. Para os sólidos, adicione aos tubos de ensaio umaquantidade equivalente a um grão de arroz. Anote na tabela as cores observadas com o

papel de tornassol azul, o rosa e a fenolftaleína.

Reagente Papeltornassol azul

Papel tornassolvermelho

Fenolftaleína identificação da solução(ácida, básica ou neutra)

Água Água + ácido clorídrico Água + vinagre Água + suco de limão

Água + hidróxido desódio Água + sabão em pó Água + leite demagnésia Água + sal Água + açúcar

Análise dos resul tadosClassifique cada uma das soluções como ácida, básica ou neutra, utilizando as

informações apresentadas a seguir.Solução Tornassol Azul Tornassol Vermelho Fenolftaleína Ácida Vermelho Vermelho incolorBásica Azul Azul rosa

No contexto do experimento Tradicional:

Supõe-se que os conceitos de ácido e base já tenham sido introduzidos em aula. Assim, osalunos já têm informações sobre mudanças de cor de indicadores na presença de soluções



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aquosas ácidas, básicas e neutras. Mesmo que essas informações não tenham sido discutidas emsala, basta ao aluno classificar as soluções utilizando as informações contidas na tabela. Aexperimentação, nesse contexto, tem como objetivo a verificação de fatos, ou a comprovação deconceitos já abordados.

Algumas considerações

O experimento apresentado dessa maneira possibilita aos alunos conhecer empiricamentefatos da Química. São poucas as competências envolvidas. O aluno deve observar e compararsuas observações com dados fornecidos. O aluno não é convidado a elaborar uma síntese oufazer previsões. O experimento parece subutilizado, ou seja, não é explorado todo o potencialpedagógico.

Abordagem Investigativa (nível 1) – ácidos e basesNessa atividade, diferentemente da tradicional, os alunos construirão os conceitos de

soluções ácidas, básicas e neutras, em nível operacional, ou seja, por meio do fenômenomudança de cor do indicador. Além disso, procurarão responder a questão apresentada,aplicando os conceitos construídos. Vamos retomar o exemplo do controle do pH do solo,explorando-o, agora, para introduzir o conceito, em nível operacional, de ácido e base.

Questão problema

O feijão é um alimento muito apreciado pelos brasileiros. O Brasil é um dos maioresprodutores de feijão do mundo, sendo cultivado em todo o país. A cultura do feijão se adaptamelhor em meio ácido. Assim, os agricultores necessitam conhecer as características do soloquanto à acidez, antes de iniciar a plantação.

Como você identificaria as características ácidas ou básicas do solo de um terreno antesde iniciar a uma plantação de feijão?

Formação do conceitoPara que o aluno elabore o conceito, será utilizado o mesmo procedimento experimental

descrito anteriormente sem constar, entretanto, a tabela com as informações sobre as cores dosindicadores em solução ácida e básica. Também são propostas de questões para que os alunospossam analisar os resultados.

Materiais e Reagentes:

• Estante para tubo de ensaio• 10 tubos de ensaio vidro de relógio• conta-gotas• espátulas



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• 2 vidros de relógio• água• ácido clorídrico• vinagre•

suco de limão• hidróxido de sódio• sabão em pó• leite de magnésia• sal• açúcar• papel de tornassol azul e vermelho• fenolftaleína

Procedimento:

• Coloque em 1 tubo de ensaio aproximadamente 2 cm de água e adicione 5 gotas de ácidoclorídrico.

• Coloque em um vidro de relógio um pedaço de papel de tornassol azul e em outro vidro derelógio um pedaço de papel de tornassol vermelho. Com um conta-gotas pingue uma gotada mistura água e ácido clorídrico em cada um dos papéis de tornassol. Anote na tabela 1

as cores observadas.• Acrescente o tubo de ensaio que contém água e ácido clorídrico 2 gotas de fenolftaleína.

Anote na tabela 1 a cor observada.• Lave os tubos de ensaio, os vidros de relógio e o conta-gotas para repetir os procedimentos

anteriores com os outros materiais. Para os sólidos, adicione aos tubos de ensaio umaquantidade equivalente a um grão de arroz. Anote na tabela as cores observadas com opapel de tornassol azul, o rosa e a fenolftaleína.

Reagente Papel tornassol azul Papel tornassol vermelho Fenolftaleína Água Água + ácido clorídrico Água + vinagre Água + suco de limão Água + hidróxido de sódio Água + sabão em pó Água + leite de magnésia

Água + sal Água + açúcar



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Análise dos dados

Apresentamos sugestões de questões para serem discutidas em sala ou para os alunosresponderem (GEPEQ, 2007).

É possível classificar os materiais estudados em grupos diferentes? Em caso afirmativo,quais critérios você utilizou ao propor essa classificação?

O ácido clorídrico, formado pela interação do cloreto de hidrogênio gasoso e água, torna aágua ácida, o que pode ser evidenciado pela mudança de cor do papel de tornassol azul. Entre osmateriais estudados, quais tornam a água ácida? Esses materiais apresentam outraspropriedades em comum?

Os materiais que, ao interagirem com água, fazem com que ela se torne ácida, sãochamados de ácidos. Considerando essa informação e suas respostas às questões anteriores,defina o que é um ácido.

Além dos ácidos, há materiais que são classificados como neutros ou como básicos, tendocomo critério de classificação as propriedades que esses materiais conferem ou não à água apósinteragirem com ela. Baseado em seus dados, defina material neutro e alcalino.

Aplicação do conceito para a resolução do problema propostoO aluno deve testar o comportamento do solo frente aos indicadores. Para tal, o professor

pode fornecer amostras de diferentes solos, ou sugerir que os alunos coletem amostras de solo na

escola ou tragam de suas casas. Para realizar o teste, deve ser adicionada água ao solo e agitarpor alguns minutos a mistura. Os alunos podem fazer a filtração ou esperar sedimentar e utilizar osobrenadante para os testes com os indicadores. Para exemplificar, um procedimento éapresentado a seguir.


• 2 copos plásticos ou béqueres• 1 tubo de ensaio• 1 conta-gotas (opcional)• Indicadores ácido-base• Amostra de solo• Água

Procedimento

• Colocar em um copo plástico ou béquer cerca de duas colheres de uma amostra de solo.



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• Colocar em outro recipiente cerca de 50 mL de água. Pode-se utilizar um copinho de café,enchendo-o quase que completamente e transferi-los para o copo que contém o solo,agitando por alguns minutos.

• Esperar algum tempo para que o sólido sedimente.• Transfira, com cuidado, uma parte do líquido sobrenadante para um tubo de ensaio e

adicione algumas gotas de um indicador que você escolher. Repita para outros indicadores.• Transferir a água sobre o solo.

No contexto do experimento Investigativo:Os alunos deverão construir os conceitos de soluções ácidas, básicas e neutras, em nível

operacional, ou seja, por meio do fenômeno mudança de cor do indicador e o aplicá-lo naresolução do problema, ou seja, para reconhecer se um dado solo está ácido, neutro ou alcalino.

São apresentadas questões para ser discutidas em sala, cuja finalidade é dar certa direçãoao processo de análise dos dados obtidos, de maneira a que o aluno elabore algumas dasconclusões esperadas pelo professor.

Algumas consideraçõesO experimento apresentado dessa maneira possibilita aos alunos elaborar

conhecimentos químicos, bem como desenvolver várias competências. O aluno, além deobservar, irá elaborar um critério de classificação e aplicá-lo na resolução do problema proposto.O aluno pode elaborar uma síntese e fazer previsões a respeito da acidez ou basicidade demateriais.

Comentários finaisQualquer que seja a atividade experimental proposta aos alunos, devemos considerar, em

seu planejamento, as possibilidades de explorações conceituais e de desenvolvimento dehabilidades cognitivas de alta ordem. Pode não ser tarefa das mais simples, transformar um

experimento apresentado nos moldes tradicionais, que atinge certos objetivos formativos, em uminvestigativo, que pode promover competências mais complexas, mas parece valer a pena esseesforço, se consideramos os ganhos que os alunos podem ter.



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Capítulo III – Sugestões de atividades experimentaisinvestigativas

Corrosão de metais (orientação para o professor )

As transformações químicas envolvendo metais constituem parte importante da PropostaCurricular de Estado de São Paulo, sendo abordadas mais detidamente no 3º e 4º bimestres daprimeira série do ensino médio, ao tratar do tema produção e uso de metais, e no 4º bimestre dasegunda série, quando se discute a reatividade de metais e processos eletroquímicos. O temametais deve ser discutido em diferentes etapas do ensino, de modo a construir uma visão

abrangente com certo nível de aprofundamento dos diversos aspectos que envolvem suacompreensão. Para estudantes que estão iniciando o estudo da química é importante acompreensão das relações entre propriedades específicas dos metais e seus muitos usos emnossa sociedade. Nesta mesma etapa, podem-se discutir as transformações químicas que dãoorigem ao metais, quando estes não são obtidos em forma nativa, bem como os impactosenvolvidos neste processo. Em outros momentos da educação química os estudantes, já maismaduros cognitivamente e detendo conhecimentos básicos sobre transformações químicas eestrutura da matéria, podem se ater aos processos que envolvem transformações dos metais,

sobretudo, a corrosão, pilha e eletrólise. Nessa etapa, uma gama de conceitos próprios daeletroquímica, tais como oxidação, redução, potenciais, pólos, eletrodos, dentre outros, sãointroduzidos numa ampliação da linguagem científica e da compressão das transformaçõesquímicas.

Nesta atividade, tem-se como foco a corrosão metálica e os fatores que a influenciam.Espera-se que os estudantes, após a realização e discussão dos experimentos propostos,possam compreender os processos de corrosão metálica como sendo transformações químicassofridas pelos metais em que estes sofrem oxidação ao interagirem com o oxigênio do ar, com aumidade do ambiente, com materiais ácidos (ou básicos) ou com algumas soluções contendo íonsde metais menos reativos (Figura 1). Espera-se também que os estudantes possam compreender,avaliar e propor formas de proteção contra corrosão metálica, aplicando, para tanto, conceitospróprios da eletroquímica (Figura 2).

(a) (b) (c)



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Figura 1[6], [23] e [37]: Diferentes formas de oxidação de metais: (a) Enferrujamento da palha de aço em presença de are umidade (Experimento 1); (b) Reação de metais (cobre, zinco, ferro e magnésio) com ácido clorídrico (Experimento 2);

(c) reação de metais (ferro, cobre e magnésio) com soluções contendo os cátions Fe 2+, Cu2+ e Mg2+ (Experimento 3).

Artigos da literatura científica apontam a existência de algumas concepções alternativasque devem ser levadas em conta durante a discussão dos experimentos sobre corrosão metálica.

Dentre essas idéias, destaca-se a crença de alguns estudantes de que “a formação de ferrugemestá relacionada à ação de fungos ou outros seres vivos”. O fato de observarem que a formaçãode ferrugem ocorre principalmente em locais úmidos e que estes locais também são propícios àformação de bolor, leva alguns estudantes a explicarem a corrosão do ferro usando frases como“A ferrugem comeu o ferro” ou similares. Além dessas idéias, outras concepções alternativaspodem se manifestar quando se solicita aos estudantes que proponham hipóteses sobre ascondições necessárias para a ocorrência de corrosão ou sobre as formas de preveni-la. Assim,fica evidente a necessidade de conhecer as idéias iniciais dos estudantes sobre os fenômenos

que serão estudados, dando-lhes oportunidades de exporem suas hipóteses, explicações econjecturas. Espera-se que, desse modo, o professor possa preparar-se para melhor estruturarsuas intervenções e auxiliar os estudantes no processo superação de concepções não-científicassobre a corrosão dos metais.

Os quatro experimentos propostos para esta atividade são bons exemplos de como ocontrole de variáveis na elaboração de um roteiro experimental pode auxiliar na compreensão dosprincípios científicos necessários à compreensão dos fenômenos observados. O primeiroexperimento (enferrujamento de palha de aço) tem como objetivo que os estudantes percebamque para que ocorra a formação da ferrugem é necessário que o ferro esteja em contato comoxigênio do ar e umidade. Assim, as variáveis controladas neste experimento são a presença deferro, ar e água nos sistemas. Já no quarto experimento (enferrujamento de pregos), que temcomo objetivo conhecer formas de minimizar a ocorrência da corrosão dos metais, além dasvariáveis anteriores (presença de ar e umidade), analisa-se também se o contato com diferentesmetais pode diminuir a corrosão (Figura 2). Estes exemplos mostram que existe uma forte relaçãoentre as varáveis que são controladas e os objetivos pedagógicos de cada experimento, devendo,portanto, ter essa discussão como um ponto a priorizar na condução da aula.

Figura 2[47]: Fatores que influenciam a corrosão do ferro (Experimento 4): (0) Fe, (1) Fe + CaCl2 (secante), (2) Fe +água de torneira, (3) Fe + água fervida (sem O2), (4) Fe + água com NaCl, (5) Fe + Zn, (6) Fe + Sn, (7) Fe + Cu e (8) Fe

+ Mg

Os quatro experimentos propostos não apresentam grandes riscos à segurança dos

estudantes, podendo ser realizados pelos mesmos desde que orientações básicas de segurançasejam fornecidas pelo professor. Deve-se também estar atento às instruções do roteiro do



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experimento para evitar erros em sua realização, o que poderia provocar resultados inesperados edificultar a análise dos dados e elaboração das conclusões por parte dos estudantes.

Corrosão de metais

Basta uma rápida olhada ao nosso redor para percebermos quantos metais temospresentes em nosso dia-a-dia. Panelas, parafusos, circuitos elétricos, motores e aviões; sãoquase incontáveis os exemplos de objetos que apresentam metais em sua constituição.

Não tão grande é a diversidade de metais utilizados pelo ser humano para produçãodesses objetos, não passando de algumas dezenas. Entretanto, dificilmente metais puros sãoutilizados. Geralmente preferimos utilizar ligas metálicas, ou seja, misturas homogêneas formadaspor um metal e outra substância, que pode ser ou não metálica. Aço, ouro dezoito quilates e latãosão alguns exemplos de ligas muito utilizadas atualmente.

Alguns metais e ligas são conhecidos há alguns milhares de anos, como ferro, bronze,ouro e cobre, ao passo que outros só foram descobertos graças ao desenvolvimento científico-tecnológico ocorridos nos séculos XIX e XX, como é o caso, por exemplo, do alumínio e dosmetais alcalinos sódio e potássio. Isto porque alguns metais podem ser retirados diretamente danatureza, enquanto que outros só são obtidos por meio de transformações químicas envolvendoseus minérios e energia térmica ou elétrica.

Esses fatos estão relacionados à facilidade que alguns metais tem de sofrer reaçõesquímicas quando expostos ao ambiente. Ferro, por exemplo, é um metal que dificilmente

encontramos na forma nativa. Pense por um instante: O que aconteceria se uma “pepita de ferro”estivesse no fundo de um rio ou enterrada no solo de uma floresta? Possivelmente sofreriacorrosão completa em poucas semanas. O mesmo acontece com muitos dos objetos metálicosque vemos em nosso dia-a-dia: sofrem corrosão.

Podemos então levantar os seguintes questionamentos: O que é a corrosão de metais?Existem formas de evitá-la?

As respostas a estas questões – ou, pelo menos, algumas pistas – estão nos fenômenosque observamos em nosso cotidiano, mas que muitas vezes não paramos para refletir.

Antes de prosseguirmos

1) Descreva um objeto de ferro antes e depois de enferrujar.

2) Se colocarmos 3 pregos em locais diferentes, um enterrado no jardim, um sobre a mesa dacozinha e outro no banheiro, em qual desses casos ocorrerá maior enferrujamento?Explique.

3) Se quisesse proteger da corrosão os pregos da questão anterior sem tirá-los de seusrespectivos locais, como faria?



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Experimento 1: Enferrujamento de palha de aço6

Objetivo: reconhecer os materiais necessários à formação da ferrugem.


• 3 tubos de ensaio iguais (diâmetro = 1 cm; comprimento = 10 cm)• 1 bastão de vidro• 3 placas de Petri• esponja de aço

Procedimento

Ensaio I:•

Umedeça um tubo de ensaio e coloque dentro uma pequena mecha de esponja de aço.Com o auxílio do bastão de vidro, distribua-a a te que ocupe cerca de 1/3 do cumprimentodo tubo.

• Coloque água em uma placa de Petri de maneira a quase preenchê-la.• Inverta o tubo de ensaio e, mantendo-o nessa posição, coloque-o na placa de Petri.

Ensaio II:• Coloque um tubo, vazio e invertido, numa placa de Petri contendo água.

Ensaio III:• Repita o procedimento indicado para o ensaio I, agora com uma placa de Petri vazia.

Figura 3: Ensaio dos fatores que influenciam no enferrujamento da esponja de aço.

Registr o de dados

Complete o quadro a seguir com uma descrição detalhada do estado inicial de cadasistema (ensaio). Deixe o experimento guardado em um local seguro por 3 ou 4 dias e, após esseperíodo, faça novas observações, descrevendo o estado final dos sistemas (ensaios) na mesma

tabela.6 GEPEQ/IQ - USP. Interações e Transformações I: Elaborando Conceitos sobre Transformações Químicas. 9ª ed. SãoPaulo: Editora da Universidade de São Paulo (Edusp), p. 157-161. 2005.



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ENSAIO ESTADO INICIAL ESTADO FINAL

I

II

III

Questões Pós-laboratório

1. Quais as alterações observadas nos ensaios I, II e III?2. O que aconteceu com o nível da água no interior dos tubos nos ensaios I e II? Proponha umaexplicação para essas observações.

3. Considerando as respostas dadas às questões anteriores, quais materiais teriam interagido naformação da ferrugem?4. Sabendo os materiais que participam da formação da ferrugem, explique como a pintura de umportão de ferro com tinta óleo o protege da corrosão.

Experimento 2: Reação de metais com ácido 7

Objetivo: conhecer a reatividade de diferentes metais.


• 4 tubos de ensaio• 1 estante para tubos de ensaio• 4 etiquetas ou caneta marcadora de vidro• raspa de cobre metálico (Cu)• raspa de zinco metálico (Zn)• raspa de ferro metálico (Fe)• raspa de magnésio metálico (Mg)• ácido clorídrico 4 mol/L (HCl)

Figura 4[9]: Materiais e Reagentes necessários para a realização do Experimento 2.

7 GEPEQ; Interações e Transformações: Química para o Ensino Médio: Livro de Laboratório; coords. Luiz Roberto deMoraes Pitombo e Maria Eunice Ribeiro Marcondes; volume 1; São Paulo: EDUSP; p. 23; 1998.



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Procedimento

• Numerar os tubos de ensaio de 1 a 4.• Colocar cerca de 2 mL de ácido clorídrico em cada tubo.• Contando com o auxílio dos colegas de grupo, colocar os metais, um em cada tubo, ao

mesmo tempo e observar o que ocorre.

Registr o de dados

Número dotubo

Metal Evidência de interação comHCl (aq)

Classificação decrescentequanto à rapidez da reação


1. A partir das observações feitas no experimento de reatividade de metais organize os metaisutilizados (Fe, Cu, Zn e Mg) em ordem decrescente de reatividade. Que critério você utilizou paraestabelecer esta classificação?2. Sabe-se que o gás desprendido na reação do ácido clorídrico (HCl) com esses metais é ohidrogênio (H2) e que nestas reações formam-se soluções contendo cloretos desses metais comfórmulas gerais do tipo MCl2, em que M representa os cátions metálicos Fe 2+, Zn2+ e Mg2+.Escreva equações químicas balanceadas que representem as reações que ocorreram.Exemplo: Fe(s) + 2HCl(aq)→ FeCl2(aq) + H2(g)3. Considere a equação química apresentada como exemplo na questão anterior. Ela representa acorrosão sofrida pelo ferro ao interagir com ácido clorídrico.a) Determine o número de oxidação de cada átomo presente nesta equação química e identifiqueas espécies que sofreram redução (ganho de elétrons) e oxidação (perda de elétrons).

b) Faça o mesmo para as equações químicas que representam as reações entre Mg e HCl e entreZn e HCl.

Experimento 3: Reação de metais com soluções contendo íons de metais 8

Objetivo: conhecer a reatividade de diferentes metais.


• Ferro (pregos ou raspas)• Cobre (em pedaços ou raspas)

8 SEE; Caderno do Professor: química; ensino médio 2° série 4° bimestre; Maria Fernanda Penteado Lamas e IsisValença de Sousa Santos; São Paulo: SEE; 2009.



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• Magnésio (em aspas)• Solução de um sal de ferro II• Solução de um sal de cobre II• Solução de um sal de magnésio•

9 tubos de ensaio• 1 proveta de 10 mL• 1 estante para tubos de ensaio• Caneta para marcar tubos ou fita crepe e lápis


Observação : as soluções podem ser de cloretos, sulfatos ou nitratos desses metais. O que defato importa são os cátions dos metais presentes nelas.

Procedimento

• Enumere os tubos de 1 a 9.• Coloque 2 mL de solução de um sal de ferro II nos tubos 1, 2 e 3.•

Adicione um pedaço de ferro no tubo 1.• Adicione um pedaço de cobre no tubo 2.• Adicione um pedaço de magnésio no tubo 3.• Observe os aspectos dos pedaços de metais e das soluções contidos nos tubos 1, 2 e 3 por

cerca de 1 minuto. Anote as observações na tabela a seguir em T1, T2 e T3.• Coloque 2 mL de solução de um sal de cobre II nos tubos 4, 5 e 6.• Adicione um pedaço de ferro no tubo 4.• Adicione um pedaço de cobre no tubo 5.• Adicione um pedaço de magnésio no tubo 6.• Observe os aspectos dos pedaços de metais e das soluções contidos nos tubos 4, 5 e 6 por

cerca de 1 minuto. Anote as observações na tabela a seguir em T4, T5 e T6.• Coloque 2 mL de solução de um sal de magnésio nos tubos 7, 8 e 9.• Adicione um pedaço de ferro no tubo 7.• Adicione um pedaço de cobre no tubo 8.• Adicione um pedaço de magnésio no tubo 9.• Observe os aspectos dos pedaços de metais e das soluções contidos nos tubos 7, 8 e 9 por

cerca de 1 minuto. Anote as observações na tabela a seguir em T7, T8 e T9.



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Registr o de dados

MetaisSoluções contendo os íons de metaisFe2+ Cu2+ Mg2+

FeT1

T4 T7

CuT2

T5 T8

MgT3

T6 T9

Questões Pós-Laboratório

1. A partir da análise da tabela, coloque os metais em ordem crescente de reatividade. Qual é o

metal mais reativo? E o menos reativo?2. Sabe-se que a metal cobre (Cu 0) apresenta cor avermelhada (quando em lâminas, raspas oufios) ou marrom escura (quando na forma de um pó muito fino) e que os íons cobre II (Cu2+)presentes no sal de cobre apresentam cor azul. Explique o que deve ter ocorrido na superfície dopedaço de ferro mergulhado na solução de cobre II.3. Sabendo que o íon Fe 2+ tem cor amarelada, o que deve ocorrer com a cor da solução decontendo íons Cu 2+ em contato com Fe ao longo do tempo? Explique sua resposta.4. Para que o cobre II sofra redução na superfície do ferro este deve sofrer oxidação. Represente

as semirreações de oxidação do ferro e redução dos íons cobre.5. Para guardar uma solução de contendo íons Fe 2+ poderia ser utilizado um recipiente de cobre?E de zinco? Explique suas respostas.

Experimento 4: Enferrujamento de pregos9

Objetivo: conhecer os fatores que provocam o enferrujamento e aqueles que o impedem.

Materiais e Reagentes• 9 pregos limpos e polidos• 9 tubos de ensaio• 1 estante para tubos de ensaio• 1 béquer de 250 mL• Raspas de magnésio• Raspas de zinco• Raspas de estanho

9 GEPEQ. Interações e Transformações I: Elaborando Conceitos sobre Transformações Químicas. 9ª ed. São Paulo:Editora da Universidade de São Paulo (Edusp), p. 157-161. 2005.



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• Raspas de cobre• Cloreto de cálcio anidro• Óleo ou vaselina• Sal de cozinha•

Água fervida (para retirar o ar dissolvido na água, deve-se previamente fervê-la deixandoque permaneça em ebulição por cerca de 5 minutos)• Algodão• Caneta para marcar os tubos ou fita crepe e lápis


Procedimento

• Numere os tubos de ensaio de 0 a 8 e coloque-os na estante.• No tubo 0, coloque 1 prego (sempre coloque os pregos com a “cabeça do prego” para baixo

e com o tubo de ensaio inclinado para não quebrá-lo).• No tubo 1, coloque alguns grãos de cloreto de cálcio anidro. Em seguida, coloque um prego

e tape o tubo com um pedaço de algodão.• No tubo 2, coloque um prego e cubra-o com água da torneira.• No tubo 3, coloque um prego e cubra-o com água fervida. Adicione um pouco de vaselina ou

óleo sobre a água fervida contida no tubo.• No tubo 4, coloque um prego e cubra-o com água contendo um pouco de sal de cozinha

dissolvido.• No tubo 5, enrole uma parte do prego com uma raspa de zinco. Coloque-o no tubo e

adicione água da torneira até cobrir.• No tubo 6, enrole uma parte do prego com uma raspa de estanho. Coloque-o no tubo e

adicione água da torneira até cobrir.• No tubo 7, enrole uma parte do prego com uma raspa de cobre. Coloque-o no tubo e

adicione água da torneira até cobrir.• No tubo 8, enrole uma parte do prego com uma raspa de magnésio. Coloque-o no tubo e

adicione água da torneira até cobrir.• Anote na tabela as observações relativas a cada sistema em seu estado inicial. Deixe o

experimento guardado em local seguro por 3 ou 4 dias e, após esse período, faça novasobservações, descrevendo o estado final dos sistemas na mesma tabela.



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Registr o de dados

Tubo Sistema Estado inicial Estado final012345678

Questões Pós-Laboratório1. Em qual dos sistemas notou-se maior quantidade de ferrugem no estado final? Que materiaisconstituíam esse sistema no estado inicial?2. Em algum sistema não se observou formação de ferrugem? Que materiais constituíam essesistema no estado inicial?3. Com base em suas observações em nas respostas às questões anteriores, que condições vocêconsidera que favorecem o enferrujamento? E quais o evitam?4. Compare as observações relativas aos tubos 2, 5, 6, 7 e 8 e responda as seguintes questões:

a) Em quais dos tubos observou-se formação de ferrugem?b) Observou-se evidência de transformação nos sistemas em que não se formou ferrugem?5. Quais metais utilizados interagem com água e ar mais facilmente do que o ferro nas condiçõesdo experimento?6. Quais metais utilizados neste experimento aumentam a corrosão do ferro? E quais evitam acorrosão?7. Ordene os metais Fe, Sn, Zn, Cu e Mg do mais reativo para o menos reativo.8. Um procedimento utilizado para impedir o enferrujamento de navios é amarrar ao casco, que éde ferro, blocos de magnésio metálico. Como você justifica esse procedimento?9. Alguns alimentos são distribuídos para consumo em latas revestidas interna e externamentecom estanho. Entretanto, recomenda-se ao consumidor escolher latas que não estejamamassadas ou arranhadas. Qual a razão desse cuidado?10. Proponha e justifique alguns procedimentos que permitam retardar o enferrujamento.



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Transformações químicas em alimentos (orientação para o professor)

A humanidade vem há cerca de 1,5 milhões de anos (idade da Pedra Lascada) retirandomateriais da natureza para possibilitar sua sobrevivência. Atualmente, acumulamos conhecimento

suficiente para transformar os recursos naturais e obter materiais cada vez mais úteis a nossaespécie, embora muitas vezes o façamos sem refletir sobre os problemas ambientais que possamsurgir por conta desses processos.

A transformação química é um dos conceitos que esta no cerne do conhecimento químico,pois este conhecimento nos permite compreender o mundo físico a nossa volta, evidencia a nossacapacidade de pensar, acumular conhecimento e melhorar as nossas condições de vida.

“No início do estudo da Química, é importante apresentar aos alunos fatosconcretos, observáveis e mensuráveis acerca das transformações químicas,considerando que sua visão do mundo físico é preponderantementemacroscópica. Nessa fase inicial, a aprendizagem é facilitada quando se trabalhacom exemplos reais e perceptíveis.” (Brasil, 2002).

Neste experimento, a partir da identificação de açúcares (amido, glicose e frutose) emfrutos maduros e verdes, procura-se discutir as transformações químicas que ocorrem noprocesso de amadurecimento (Figura 7). Busca-se, desta maneira, superar concepçõesalternativas sobre as transformações que ocorrem em sistemas biológicos ao evidenciar a

formação de glicose e frutose a partir do amido no processo de amadurecimento da banana. Adificuldade apresentada por alguns estudantes em reconhecer que processos que ocorremnaturalmente em sistemas biológicos sejam transformações químicas é também mencionada naProposta Curricular de Química do Estado de São Paulo:

“Os estudantes podem não considerar fenômenos que ocorrem em organismosvivos, por exemplo, animais e plantas, como sendo transformações químicas, pois,segundo eles - são processos que ocorrem naturalmente.” (SEE, 2008).

(a) (b)Figura 7[85] e [62]: Transformações em banana verde e madura: (a) Teste de açúcar e (b) teste de amido

Para mudar esta concepção é fundamental deixar claro que uma transformação químicaocorre quando há mudança na composição química de um material e que esta pode seracompanhada por alteração na cor, liberação de gases, formação de sólidos e absorção ouliberação de energia.



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Para a realização deste experimento devem-se tomar algumas precauções com relação àsegurança dos alunos, pois será necessário utilizar uma lamparina a álcool para aquecer a águado banho-maria. É aconselhável que os alunos não manipulem a lamparina depois de acesa e queo professor seja responsável por acendê-la e apagá-la.

Transformação química em alimentos

Uma das grandes preocupações de nossa sociedade é produzir alimentos em quantidadee qualidade adequadas para toda a população, que vem aumentando continuamente. Nestesentido, o papel do conhecimento científico e tecnológico para aprimorar os métodos de produçãode alimentos e fertilização do solo passa a ter grande importância para a sociedade. Entretanto,mesmo sem a interferência do homem, a natureza nos fornece uma variedade imensa dealimentos, tais como frutas, verduras e cereais, que contém nutrientes fundamentais para a nossasobrevivência.

O processo de produção de alimentos, em todas as suas etapas, é algo extraordinário. Separarmos para pensar que aos poucos aquele fruto, antes verde, duro e azedo, passa a crescer,mudar de cor, tornar-se macio e exalar um cheiro maravilhoso, indicando que está pronto para oconsumo, podemos perceber a complexidade e riqueza desse fenômeno.

Mas o que tudo isso tem a ver com Química?Uma transformação química ocorre quando comparamos o estado inicial e o estado final

de um sistema (porção do universo em estudo) e observamos mudanças na composição domaterial, tais evidências são acompanhadas de mudança de cor, liberação de gases, mudança decheiro, absorção ou liberação de energia.

Quando deixamos um fruto amadurecer, estaríamos então observando um fenômenoquímico? Ou o fato disso ocorrer de maneira natural significaria que esse processo não é umatransformação química?


1) Com o passar do tempo o homem adquiriu conhecimento para manipular os materiaisatravés de transformações químicas, mas você saberia citar uma transformação química?Justifique.

2) A natureza nos presenteou com diversas frutas saborosas, coloridas e nutritivas queaguçam nosso olfato, visão, tato e paladar. Naturalmente uma fruta como a bananaamadurece e pode ser consumida, este fato pode ser entendido como um processoquímico?

3) O que você entende por processos que ocorrem naturalmente? Eles podem ser físicos ouquímicos?



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Experimento 5: Teste de açúcar e amido em bananas verde e madura 10

Objetivo: Identificar a presença de açúcares em alimentos (banana) usando o reagente deBenedict.

Materiais e Reagentes• 4 tubos de ensaio pirex• 1 estante para tubos de ensaio• amostras de alimento (banana madura e verde)• béquer de 250 mL• bastão de vidro• 1 vidro de relógio ou placa de Petri• 3 espátulas plásticas pequenas• tripé e tela de amianto• bico de Bunsen ou lamparina com álcool• caneta para marcar os tubos ou fita crepe e lápis• fósforos• 1 pinça de madeira• solução de iodo ou lugol• reagente de Benedict•

água destilada• açúcar (frutose ou glicose)• amido• adoçante

(a) (b)Figura 8[76] e [61]: Materiais e Reagentes necessários para a realização de (a) Teste de açúcar e (b) Teste de amido

em banana verde e banana madura.

10 FUNBEC; Laboratório Básico Polivalente de Ciências para o 1º grau: manual do professor; Rio de Janeiro: Editora

FAE; 3ª edição; 1987.SÃO PAULO (Estado) Secretaria da Educação; Coordenadoria de Estudos e Normas Pedagógicas; Subsídios paraimplementação da proposta curricular de química para o 2º grau; volume II; coordenador Marcello de Moura Campos;São Paulo: SE/CENP/FUNBEC; 1979.NEWTON, D. E. ;Consumer chemistry – Projects for young scientists; United States: Franklin Watts Lib.; 1991.



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Procedimento

Teste de Açúcar• Colocar cerca de 100 mL de água no béquer e aquecer até a fervura para fazer um banho-

maria.• Numerar os tubos de ensaio de 1 a 4 e adicionar 2 mL de água destilada em cada um deles.• Adicionar uma ponta de espátula de açúcar (glicose e frutose) ao tubo 1 e agitar até a

dissolução dos cristais.• Adicionar um pedaço da banana madura ao tubo 2.• Adicionar um pedaço da banana verde ao tubo 3.• Adicionar uma ponta de espátula de adoçante ao tubo 4 e agitar até a dissolução completa.• Adicionar 10 gotas de reagente de Benedict em todos os 4 tubos.• Colocar todos os tubos no banho-maria por cerca 5 minutos. Observar.• Observação: o Reagente de Benedict não sofre alteração ao ser aquecido no banho-maria,

permanecendo azul (Figura 9).

Figura 9[92]: Aquecimento do Reagente de Benedict em banho-maria

Teste de Amido• Colocar na placa de Petri ou vidro de relógio uma porção de amido, uma de banana verde e

uma de banana madura, separadas uma das outras.• Adicionar 1 gota de solução de iodo ou lugol em cada uma das porções de alimento e

observar.

Registr o de dados

Amostra de alimentoObservações

Teste de açúcar Teste de amido

Tubo 1: açúcar ------------------------

Tubo 2: banana madura

Tubo 3: banana verde

Tubo 4: adoçante ------------------------

Amido ------------------------



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1. Faça uma tabela relacionando as características observadas no experimento e seusconhecimentos.

Composição Banana Verde Banana MaduraQuantidade de açúcarQuantidade de amido

2. Com base nas observações experimentais podemos concluir que no amadurecimento dabanana ocorreu mudança de sua composição? Pode-se considerar que no amadurecimento dabanana ocorrem transformações químicas? Que outras evidências comprovam sua opinião?3. Os adoçantes artificiais têm capacidade de adoçar os alimentos com maior intensidade do quea sacarose (açúcar comum). Assim, para obtermos o mesmo efeito de uma colher de açúcarprecisaríamos de uma massa centenas de vezes menor de adoçante.

Adoçante Poder adoçanteCiclamato 50 vezes maior do que a sacaroseSacarina 200 vezes maior do que a sacarose Aspartame 220 vezes maior do que a sacaroseSucralose 600 vezes maior do que a sacarose

Quando você fez o teste com o adoçante percebeu a presença de açúcar? Como podemosexplicar a presença de açúcar nos adoçantes sólidos?4. “Enquanto a fruta vai amadurecendo, vão se desenvolvendo também fatores internos que a

apodrecerão. São as enzimas que romperão as grandes moléculas. O calor, a umidade, a luz,aceleram o amadurecimento da fruta e o posterior apodrecimento rápido. Ao contrário, o ar seco,a baixa temperatura e a ausência de luz retardam o amadurecimento”. (Lutfi, M.; “A vida e a mortede uma fruta”, apud GEPEQ, 1998)

O apodrecimento de um fruto pode ser caracterizado como um processo químico?Justifique comparando as evidencias propostas no texto introdutório.

Ação das enzimas digestivas (Orientação para o professor)

Nesta atividade, propõe-se desenvolver o tema alimentação dando destaque ao processode digestão e, sobretudo, à ação das enzimas na digestão dos alimentos.

A opção em relação ao nível de profundidade conceitual em que esse assunto serádiscutido deve ser tomada pelo professor considerando, entre outras coisas, o nível dedesenvolvimento cognitivo de seus alunos, o interesse da turma pelo assunto e a pertinênciadesses conceitos dentro do planejamento e dos objetivos educacionais já estabelecidos. Assim,

pode-se desenvolver esta mesma atividade com abordagem em níveis mais elementares, tendocomo expectativa de aprendizagem que o estudante reconheça a importância das enzimas no



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processo de digestão, até níveis de maior complexidade conceitual, em que se busque conhecer erelacionar as estruturas das enzimas com os mecanismos do tipo “chave-fechadura” quedeterminam suas especificidades, ou mesmo abordar os fatores que afetam a atividade dasenzimas (pH e temperatura), como é proposto nas questões finais dessa atividade.

O entendimento da ação das enzimas em transformações químicas, bem como de outrosfatores que afetam a rapidez desses processos, a saber, a concentração de reagentes, atemperatura do meio e o estado de agregação ou superfície de contato dos reagentes, sãoaspectos macroscópicos da cinética química de contribuem para um melhor entendimento demuitos fenômenos do mundo físico presentes em nosso cotidiano, na natureza ou no sistemaprodutivo. Estes conteúdos químicos são também previstos na Proposta Curricular do Estado deSão Paulo, sendo, portanto, configurado como obrigatório o seu estudo para as turmas da 3ª sérienas escolas de Ensino Médio.

Em termos práticos, um dos aspectos positivos desse experimento é o fato de se trabalharcom materiais de fácil obtenção e que não oferecem riscos de segurança aos estudantes,podendo ser desenvolvido tanto na escola, mesmo em sala de aula, quando não houverlaboratório disponível, quanto em casa. Entretanto, deve-se ter especial cuidado com o controledas variáveis que se propõe discutir a partir desse experimento para que os estudantes possamperceber como se dá a ação das enzimas na digestão e a influência da temperatura e acidez domeio nesse processo.

A Figura 10 apresenta alguns resultados esperados para o experimento 6, que trata da

ação da bromelina, uma enzima que facilita a digestão de proteínas. Pode-se perceber peloaspecto das amostras de clara de ovo cozidas que a digestão ocorreu mais intensamente no copo4 contendo suco de abacaxi em temperatura ambiente.

Figura 10[111]: Ação da bromelina na digestão de amostras de clara de ovo cozida. (1) clara de ovo cozida, (2) clara de

ovo cozida + água, (3) clara de ovo cozida + suco de limão, (4) clara de ovo cozida + suco de abacaxi em temperaturaambiente e (5) clara de ovo cozida + suco de abacaxi na geladeira

É provável que durante a realização e discussão do experimento alguns estudantesmanifestem concepções alternativas a respeito da alimentação e do processo de digestão. Podeser que alguns ainda mantenham a idéia de que a digestão não envolve transformações químicaspor ser um processo natural ou que ela ocorre por causa do ácido contido no estômago. Estasconcepções podem ser superadas na medida em que os estudantes percebam como acomposição do alimento muda durante o processo de digestão, resultando na formação de

substâncias mais simples e que podem ser mais facilmente absorvidas e aproveitadas peloorganismo, e que esse processo não está ligado apenas à acidez do meio (ver copo 3 do



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experimento 6), pois a digestão de determinados nutrientes ocorre preferencialmente em meiosneutros ou alcalinos.

Ação das enzimas digest ivas

Uma das etapas mais importantes do processo de alimentação é a digestão. Quandoingerimos os alimentos, um conjunto complexo de transformações físicas e químicas passa aocorrer desde a boca até o momento em que os nutrientes são absorvidos pelo aparelhodigestório e, então, transportados para todos os locais do corpo. Este conjunto de transformaçõespelas quais passam os alimentos é o que se chama de digestão.

No percurso que o alimento faz pelo aparelho digestório, substâncias com papéis bemespecíficos passam a ser adicionadas ao bolo alimentar, atuando na transformação de grandesmoléculas tais como amido, proteínas e gorduras, que formam a maior parte dos alimentos, emmoléculas menores, mais simples e que possam ser facilmente absorvidas pelo corpo eaproveitadas para a geração de energia, construção de células, tecidos e órgãos e regulação dasfunções do organismo. As enzimas digestivas são o exemplo mais importante desse tipo desubstâncias responsáveis pela digestão dos nutrientes que ingerimos. Elas são proteínas, ou seja,moléculas formadas pela associação de dezenas ou centenas de moléculas menores chamadasde aminoácidos. As enzimas apresentam funções bem determinadas em nosso organismo. Porexemplo, temos enzimas específicas para separar os aminoácidos que compõem as proteínas

(proteases) que ingerimos ou aquelas que auxiliam digestão das gorduras ou lipídios (lípases).Nem todas as enzimas são ligadas diretamente a digestão. Muitas atuam em outros sistemas doorganismo, desempenhando uma infinidade de outras funções.

Você já reparou que alguns alimentos facilitam a digestão da comida? É comum, porexemplo, comer abacaxi após um belo churrasco. Seria isso apenas uma tradição ou costume?Ou haveria alguma explicação científica que justifique esse hábito dos brasileiros?

Sabe-se que o abacaxi é uma fruta rica em uma enzima digestiva chamada bromelina.Surgem então algumas questões: Como agem as enzimas? Que fatores influenciam a ação

dessas proteínas especiais no processo de digestão dos alimentos?


1) Você sabe quais os principais componentes dos alimentos?

2) Você poderia dar exemplos de alimentos ricos em:a) proteínas?b) gorduras?

3) De que formas é possível modificar a rapidez com que uma reação química ocorre?



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Experimento 6: Ação da bromelina11

Objetivos: conhecer a ação da enzima bromelina e os fatores que a influenciam.


• 5 copos plásticos descartáveis• 5 pedaços pequenos (com cerca de 1 cm 3) de clara de ovo cozida• 100 mL de suco natural de abacaxi sem açúcar• 50 mL de suco natural de limão sem açúcar• 50 mL de água• Caneta ou etiqueta para identificar os copos• Filme plástico de PVC


Procedimento

• Numere os seis copos plásticos de 1 a 5.• Adicione os materiais a seguir em cada um dos copos, conforme o quadro:

Copo Materiais1 Clara de ovo cozida2 Clara de ovo cozida + 50 mL de água3 Clara de ovo cozida + 50 mL de suco de limão4 Clara de ovo cozida + 50 mL de suco de abacaxi5 Clara de ovo cozida + 50 mL de suco de abacaxi

• Tampe os copos com filme plástico.• Guarde os copos 1 a 4 em um lugar reservado, seguro e em temperatura ambiente.• Guarde o copo 5 na geladeira (não no congelador).• Observe e anote o aspecto do pedaço de clara de ovo em cada copo uma vez por dia,

durante 4 dias. Faça as observações, se possível, sempre no mesmo horário.

11 São Paulo (Estado) Secretaria da Educação; Coordenadoria de Estudos e Normas Pedagógicas; Subsídios para aimplementação do guia curricular de Ciências; Caderno I; coordenadora Norma M. Cleffi; São Paulo: SE/CENP/CECISP;1977.



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Registr o de dados

CopoObservações sobre o aspecto da clara de ovo1° dia 2° dia 3° dia 4º dia

1

2

3

4

5

Questões pós -laboratório

1. Compare o aspecto das amostras de clara de ovo cozido ao final do experimento. Em que casoocorreu maior digestão da clara de ovo?2. Sabe-se que os sucos de abacaxi e limão são ácidos, apresentando valores de pH por volta de4 e 2, respectivamente. Analisando os resultados obtidos na digestão das amostras 3 e 4,comente a seguinte afirmação: O abacaxi facilita a digestão, pois seu suco é ácido.

3. Analise os resultados obtidos para as amostras 4 e 5.a) Como a temperatura influencia a digestão da clara de ovo?b) Analise o gráfico a seguir que mostra a variação da ação da bromelina em função datemperatura. A que temperatura a ação da bromelina é maior?

Figura 12: Variação da atividade relativa da bromelina em função da temperatura

c) Analise o gráfico a seguir que mostra a variação da atividade da enzima bromelina, presente nosuco de abacaxi, em função do pH do meio. O termo “atividade da enzima” expressa a capacidade

que a enzima tem de transformar o substrato, ou seja, o material que sofre sua ação, em produto,dentro de uma unidade de tempo (Riegel, 2002).



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Figura 13: Variação da atividade relativa da bromelina em função do pH do meio

A partir desse gráfico, em que meio (ácido, neutro ou básico) a ação da enzima bromelinaé maior?4. Além das enzimas que podem ser ingeridas através da alimentação, existem diversas enzimas

no corpo humano.a) A tabela a seguir apresenta três enzimas digestivas, suas funções e em que parte do sistemadigestivo atuam.Enzima Função Local em que atua pH ótimo (maior

atividade da enzima)Pepsina Digestão de proteínas EstômagoPtialina Digestão de amido BocaTripsina Digestão de proteínas Intestino delgado

O gráfico a seguir mostra como varia a ação de cada uma dessas enzimas em função dopH. Analise os gráficos e complete a última coluna da tabela.

Figura 14: Variação da velocidade de reação envolvendo as enzimas digestivas pepsina, ptialina (ouamilase salivar) e tripsina em função do pH do meio.

b) Explique qual a função do ácido clorídrico presente no suco gástrico (líquido contido noestômago que apresenta pH em torno de 2,5). Explique também porque a pepsina atuaprincipalmente no estômago.c) Ao deglutirmos o alimento, ingerimos também grande quantidade de saliva contendo a enzimaptialina (ou amilase salivar), uma das responsáveis por iniciar a digestão do amido. A digestão do

amido, que se iniciou na boca, prosseguirá no estômago? Explique.



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5. O “leite” extraído da casca do mamão papaia é rico em papaína, uma enzima proteolítica, ouseja, capaz de aumentar a rapidez da digestão de proteínas. A papaína é um dos componentes dealguns amaciantes de carne. Explique o porquê do uso da papaína como amaciante de carnes.

Salinidade da água do mar (orientação para o professor)

A maior parcela da água existente no planeta (97,3%) encontra-se nos mares e oceanos,sendo estes importantes fontes de materiais para a sociedade, dentre os quais se destacam ocloreto de sódio (sal de cozinha), sais de magnésio e outros. Devido à grande importância dessesmateriais para a sociedade, torna-se relevante a discussão do tema “Água do Mar” - e dosconceitos a ele relacionados - no contexto do ensino médio.

Entretanto, para se alcançar uma compreensão ampla do tema, há que se ter umaabordagem sistêmica em que conteúdos de outras áreas do conhecimento sejam contemplados.Por exemplo, para entender a variação da salinidade em diferentes regiões devem-se dominaralguns conteúdos da geografia física desses locais. A relação entre a temperatura da água suasalinidade pode ser melhor compreendida quando discutida em termos de exemplos e dados reais(Figuras 15 a e b). Assim, espera-se que os estudantes possam relacionar o fato de um riodesaguar em determinada praia com a baixa salinidade da água do mar naquele local ou quepossa explicar a elevada salinidade nas regiões equatoriais.

(a) (b)Figuras 15: (a) Variação da temperatura e (b) da salinidade das águas oceânicas superficiais (World Ocean

Atlas 2005)12

A salinidade é definida como a massa de sais, em gramas, dissolvidos em 1 kg de águasnaturais, sendo uma forma de expressar sua concentração salina. Por ser uma relação entremassas, a salinidade pode também ser expressa em porcentagem. Para desenvolver esteconceito, sugere-se o experimento apresentado a seguir em que os alunos terão a oportunidadede aprender uma maneira prática, embora não muito precisa, de determinar a salinidade de umaamostra de água do mar (Figura 16).12 Antonov, J.I., R.A. Locarnini, T.P. Boyer, A.V. Mishonov, and H.E. Garcia, 2006.World Ocean Atlas 2005, Volume 2:Salinity. S. Levitus, Ed. NOAA Atlas NESDIS 62, U.S. Government Printing Office, Washington, D.C., 182 pp. (disponívelem http://www.nodc.noaa.gov/OC5/indprod.html)



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Figura 16[124], [126] e [139]: Determinação da salinidade de uma amostra de água do mar (Experimento 7). (a) massado erlenmeyer seco e vazio, (b) massa do erlenmeyer com amostra de água do mar filtrada e (c) massa do erlenmeyer

com resíduo (sais) após evaporação da água do mar.

Para a realização desse experimento devem-se tomar algumas precauções com relação àsegurança dos alunos, pois será necessário utilizar uma lamparina a álcool para aquecer a águado mar. É aconselhável que os alunos não manipulem a lamparina depois de acesa e que oprofessor seja responsável por acendê-la e apagá-la. Cabelos compridos devem ser mantidospresos e os estudantes não devem tocar nos vidros quentes. É importante também utilizar águado mar filtrada no experimento, visto que a água do mar apresenta uma série de materiais (e

seres vivos) em suspensão que podem afetar significativamente o resultado experimental.Com esse experimento pode-se desenvolver diversos conceitos químicos como separação

de misturas, soluções, solubilidade, densidade e cálculo de concentração. Além dos conceitosquímicos, é possível a abordagem de conteúdos relativos a outras áreas do conhecimento, comoa importância da água do mar para o ambiente e para a sociedade, a influência da salinidade namanutenção da vida no mar e as correntes marítimas ou a hidrografia de algumas regiões. O nívelde abordagem conceitual dependerá do público alvo da atividade e também dos objetivos que oprofessor deseja atingir com esta atividade.

Os resultados experimentais obtidos pelos alunos podem ser influenciados por algunsfatores, tais como: perda de massa do sal por crepitação (o sal é projetado para fora do recipientedurante o aquecimento), secagem incompleta do sal durante o aquecimento, precisão da balançae erro de medidas.

O experimento pode ser complementado introduzindo uma etapa de filtração da água domar antes de sua realização e, desta forma, discutir a importância das técnicas de separação demisturas no sistema produtivo.

Caso não haja balança no laboratório, é possível considerar que em 10,0 mL de água domar tem-se uma massa de 10,0 g, desde que esta aproximação seja discutida com os alunos.Desta forma a ausência de balança não inviabiliza a realização do experimento.

Salinidade da água do mar

A maior parte da água do nosso planeta está nos oceanos, ou seja, na forma de águasalgada. Para compreensão de como o homem explora e depende dos recursos presentes nas

águas oceânicas é necessário conhecer sua composição, assim como algumas propriedadesfísicas e químicas.



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A água do mar é uma importante fonte de sais, que podem ser obtidos em indústriaschamadas salinas. Para a implantação de uma salina é necessário levar em consideração algunsfatores importantes como o teor de sal contido nas águas, a taxa de evaporação do local, que estárelacionada com sua temperatura média e com a incidência de ventos, e o índice pluviométrico(quantidade de chuva na região). Para expressar o teor de sal em uma amostra de água do marutiliza-se o conceito de salinidade, que é uma medida da quantidade de sais dissolvidos naságuas naturais e pode ser adotado como parâmetro para comparar e classificar águas de diversoslocais.

Para avaliar a viabilidade da construção de uma salina, deve-se antes conhecer asalinidade da água naquela região. Como podemos determinar a quantidade de sais contida emuma amostra de água do mar?


1) Qual a composição química da água do mar?

2) Tente explicar a diferença entre água doce e água salgada.

3) Como é possível extrair os sais da água do mar?4) Você acha que é possível determinar a quantidade de sais presentes na água do mar? Se

você acha que sim, como faria isso?

Experimento 7: Salinidade da água do mar 13.Objetivo: determinar a quantidade de sais dissolvidos em uma amostra de água do mar e

calcular sua salinidade.


• 1 erlenmeyer de 125 mL• água do mar filtrada•

1 conta-gotas• 1 balança com precisão de 0,01 g• 1 lamparina à álcool ou bico de Bunsen• 1 tripé (compatível com o sistema de aquecimento)• 1 tela de amianto

13 GEPEQ – Grupo de Pesquisa em Educação Química. Projeto Laboratório Aberto. São Paulo: IQUSP, 2003.



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Procedimento

• Pesar o erlenmeyer vazio e seco. Anotar o valor da massa do erlenmeyer.• Adicionar aproximadamente 9 g de água do mar filtrada ao erlenmeyer, depois adicionar

cuidadosamente, com o auxilio do conta-gotas, um pouco mais dessa água até atingir 10,00g. Anotar o valor.

• Acender a lamparina ou bico de Bunsen sob o tripé com a tela de amianto e aquecer a água

do mar até a secura. Apagar a lamparina de acordo com as instruções do professor.• Esperar o erlenmeyer esfriar e pesá-lo novamente. Anotar a massa novamente.• Calcular a massa de sólido presente no erlenmeyer.

Registr o de dados

Massa do erlenmeyer vazio e secoMassa da amostra de água do marMassa do erlenmeyer após aquecimentoMassa de sais presente na amostraSalinidade da água do mar (em g desais/kg de água do mar)


1. É possível separar os sais dissolvidos na água do mar utilizando o processo de filtração?Explique sua resposta.

2. Descreva o processo utilizado neste experimento para realizar a obtenção de sais a partir daágua do mar filtrada. Em quais propriedades dos materiais essa técnica é baseada?3. Qual a massa de sal obtida a partir da evaporação de 10,00 g de água do mar? Qual a massade sal presente em 1 kg de água do mar?4. Sabemos que a salinidade das águas ao redor do planeta não é uniforme, por exemplo, asalinidade do Mar Morto, que é uma das maiores do mundo, é de cerca de 300 g/kg de água e ado Mar Báltico que é uma das menores é de cerca de 8 g/kg de água. Pesquise a localização eoutras características geográficas do Mar Morto e do Mar Báltico e proponha explicações para

essa diferença de salinidade.



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5. A Lagoa de Araruama, localizada no Rio de Janeiro, é uma fonte natural para a extração de salpor apresentar alta salinidade e clima favorável. Ao longo da lagoa existem instaladas diversassalinas. Medições da salinidade da água foram realizadas em diversas regiões da lagoa e obteve-se o resultado apresentado na tabela a seguir:

Local Região da lagoa Salinidade (%) A Entrada do canal de Itujurú (comunicação com o mar) 3,5B Extremidade interna do canal de Itujurú 4,7C Em frente à ponta da Costa (enseada de Maracanã) 5,2D Centro da lagoa na ponta de Massambaba 6,9

a) Considerando esses dados, em qual região da lagoa seria mais indicada a instalação de umasalina? Justifique.b) Calcule a massa total de sais que poderia ser obtida utilizando 200 kg da água do local A.

c) Calcule a massa de água do mar do local A que deve ser evaporada para obtenção de1,0 kg de sal marinho. Faça o mesmo cálculo considerando a salinidade da água do local D.

Densidade e solubilidade (orientação para o professor )

A solubilidade e a densidade da água são propriedades muito importantes, pois devido aessas a vida em nosso planeta foi capaz de surgir e se desenvolver. Levando em consideração a

importância dessas duas propriedades, mostra-se de extrema relevância sua discussão com osalunos do Ensino Médio.

Para a abordagem desse assunto, é sugerido um experimento que consiga relacionar asduas propriedades sendo a exploração de diversos conteúdos que auxiliam na compreensão defenômenos do cotidiano e do sistema produtivo. Com esse experimento é possível relacionar asolubilidade dos sais com a alteração de propriedades da água, sendo que o foco dessa atividadeé a mudança da densidade. Espera-se que o aluno possa observar que a mudança da densidadeda água ocorre na medida em que o sal é dissolvido em água e que substâncias pouco solúveis

em água, como o óxido de cálcio, CaO, não causam alteração significativa na densidade damistura resultante (Figura 18).

Figura 18[154]: (1) água + rolha de silicone, (2) água + CaO + rolha de silicone e (3) água + NaCl + rolha de silicone(Experimento 7). Perceba como a dissolução do cloreto de sódio no béquer 3 modifica a densidade do líquido

resultante.Com o auxílio dessa atividade o aluno poderá compreender melhor o conceito de

solubilidade, também abordado no experimento 7 (Salinidade da água do mar). É importante que



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se tenha em mente que os alunos já possuem algumas concepções sobre a densidade e que, namaioria das vezes, estas são concepções alternativas ao conceito científico. Dentre as idéiasalternativas que os alunos possuem, a mais comum é confundir densidade com a massa ou peso,o que pode ser evidenciado após a aplicação do questionário prévio sugerido antes da realizaçãodo experimento.

O nível de abordagem conceitual dependerá dos objetivos que o professor tem em mente etambém do público alvo, sendo esta atividade indicada para turmas do 1º, 2º e 3º anos do ensinomédio. Em cada caso, entretanto, deve-se variar a complexidade conceitual, o estabelecimento dediferentes relações com outros conceitos e a discussão de aplicações desses conhecimentos emoutras situações. Exemplo disso é a possibilidade de se desenvolver uma atividade de separaçãode plásticos por diferença de densidade ao se discutir conteúdos da química orgânica. Procura-secom isso ampliar a compreensão dos conceitos de solubilidade e densidade indo além daabordagem meramente mecânica comumente encontrada em livros texto.

É possível que, na ânsia de tornar os com conceitos de solubilidade e densidade maisacessíveis aos alunos, alguns deslizes na linguagem empregada possam ocorrer. Cabe entãoressaltar a importância do cuidado com a precisão conceitual por parte do professor, visto quemuitas das concepções alternativas discutidas neste texto e em experimentos anteriores porvezes são reforçadas (senão geradas) nas aulas de ciências.

O questionário prévio proposto antes do experimento é somente uma sugestão, sendo delivre escolha do professor a adição ou modificação das questões, mas é interessante que sua

aplicação seja realizada, pois trata-se de um instrumento importante para auxiliar o professor nacondução da atividade e também na identificação dos pontos ainda incompreendidos pelosalunos.

Densidade e solubil idade

A água dos oceanos possui diversos sais dissolvidos e isso faz com que suaspropriedades sejam diferentes da água doce. Propriedades como temperatura de fusão e

temperatura de ebulição são alteradas quando encontramos substâncias solubilizadas em água.Por exemplo, quando adicionamos sal de cozinha (cloreto de sódio, NaCl) a água observa-se queseu ponto de ebulição é aumentado, ou seja, a água que antes chegava à ebulição a umadeterminada temperatura entrará em ebulição a uma temperatura maior. Observa-se que muitaspessoas utilizam essa técnica em seu cotidiano e nem percebem isso. Por exemplo, ao cozinharum ovo algumas pessoas têm o costume de adicionar um pouco de sal de cozinha a água o queacarreta no aumento do ponto de ebulição da água, então a água irá ferver a uma temperaturamaior que antes e o ovo será cozido mais rapidamente. Tendo em vista essas observações como

será que os sais dissolvidos podem alterar outras propriedades da água?



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Antes de prosseguirmos:

1) O que ocorre quando colocamos uma colher de sal de cozinha (cloreto de sódio – NaCl) emum copo com água? E se continuarmos adicionando outras colheres de sal o que ocorrerácomo tempo?

2) Quando adicionamos uma colher do sal carbonato de cálcio (CaCO 3) em pó em um copocom água e agitamos, observa-se que a mistura torna-se turva e que o sal após algumtempo se deposita no fundo do copo. Explique essa observação.

3) Quando colocamos um cubo de gelo em um copo com água, observa-se que o cubo nãoafunda ficando na superfície do líquido. Como você explicaria esse fato?

Experimento 8: Solubilidade e densidade14

Objetivo: comparar a dissolução de alguns sólidos em água e seu efeito sobre a densidadeda solução resultante.

Material e Reagentes

• 3 béqueres 250 mL• cal (óxido de cálcio – CaO)• 3 colheres de plástico (sobremesa)• sal de cozinha (cloreto de sódio – NaCl)• 3 rolhas de silicone (não pode ser rolha de cortiça!)• 1 garrafa com água• caneta marcadora de vidro ou fita crepe e lápis


Procedimento

• Numerar os béqueres de 1 a 3.• Colocar em cada béquer 150 mL de água.• Colocar uma rolha de silicone em cada um dos béqueres numerados e observar o que

ocorre.•

No béquer 2 acrescentar uma colher cheia de cal, agitar com a colher por cerca de 1 minutoe observar.14 GEPEQ – Grupo de Pesquisa em Educação Química. Projeto Laboratório Aberto. São Paulo: IQUSP.



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• No béquer 3 acrescentar, com outra colher, uma colher cheia de sal. Agitar bem por cercade 1 minuto e observar. Caso o sólido se dissolva completamente acrescentar mais sal(agitando com a colher após cada adição) até observar alguma mudança com a rolha.

• Colocar os três béqueres lado a lado e compará-los. Anotar suas observações.• Reserve a água com cal para utilização em outros experimentos.

Registr o de dados

Faça uma descrição e um desenho de cada sistema (béquer) ao final do experimento.


1. Conforme foram adicionadas as colheres de sal (cloreto de sódio) ao béquer com água o queocorreu com a rolha de silicone?2. Explique porque o que ocorreu no béquer contendo água e sal não foi observado no béquercontendo água e cal?3. O Mar Morto possui uma concentração de sal maior que a de outros mares. Com base naafirmação anterior, explique porque uma pessoa não afunda no Mar Morto.4. Ao colocarmos um pedaço de PET (politereftalato de etileno) e um de PP (polipropileno), ambosde mesma massa, em um copo com água (d = 1,0 g/mL), um desses plásticos fica na superfície eo outro afunda.a) Como você explicaria esse fato?b) Sabendo que a densidade do PET é 1,4 g/mL calcule o volume ocupado por um pedaço commassa de 750 g.c) Qual das amostras de plásticos apresenta maior volume?d) Se adicionarmos álcool (d = 0,8 g/mL) à água contendo um pedaço de PP (d = 0,9 g/mL) épossível que esse plástico afunde no líquido resultante? Explique.

Dureza da água (orientação para o professor)

A água que encontramos na natureza é uma solução que contém vários sais dissolvidos,possuindo concentração variável dependendo da região onde é encontrada. Esses sais conferemalgumas características à água sendo uma delas a dureza. A água é classificada como duraquando contém carbonatos (CO 3

2-), bicarbonatos (HCO3-) ou sulfatos (SO4

2-) de magnésio (Mg2+)e de cálcio (Ca2+) dissolvidos. O desenvolvimento desse tema pode ser rico para abordarconceitos químicos e também situações que fazem parte do cotidiano do aluno e para isso ésugerido o experimento que está apresentado posteriormente. Nesse experimento aborda-se aquestão da dureza da água onde os alunos poderão observar os efeitos promovidos pela água



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dura em determinadas situações e serão estimulados a pensar uma possível explicação para suasobservações.

A dureza é uma característica importante da água, pois pode causar uma série deinconvenientes em diversas atividades humanas como conferir paladar desagradável a água,provocar depósitos perigosos de sólidos em caldeiras e aquecedores, manchar louças e interferirna ação do sabão em atividades de limpeza. A dureza das águas é medida com base naconcentração total de CaCO 3 e é expressa em ppm (partes por milhão), que é equivalente a mg/Lpara soluções aquosas diluídas. Não há uma convenção formal para a classificação das águasbaseada em sua dureza, existe somente uma portaria do Ministério da Saúde sobre o padrão depotabilidade que estabelece o valor máximo de 500 ppm para a água ser considerada potável.

Com o experimento proposto é possível desenvolver conceitos químicos como solubilidadee transformação química. Além disso, é possível discutir como a solubilidade dos sais podeinfluenciar nas atividades humanas e também em fenômenos naturais tais como a formação decorais e rochosas. O nível de abordagem conceitual dependerá do público alvo da atividade etambém do objetivo que o professor deseja atingir.

O foco do experimento será explorar o efeito do sabão sobre as amostras de águastestadas (Figura 20), onde o aluno poderá observar que o sabão na água do mar formará poucaou nenhuma espuma, quando comparado com água da torneira. Espera-se que seja observadotambém que na solução contendo sabão e íons cálcio e magnésio praticamente não haveráformação de espuma. Essa dificuldade é observada porque os íons Ca 2+ e Mg2+ presentes na

água reagem com os íons estearato e outros ânions orgânicos provenientes do sabão formandosais insolúveis em solução aquosa.

Figura 20[151]: Interação entre sabão e diferentes soluções aquosas: (1) água + sabão, (2) água + sabão + água domar, (3) água + sabão + CaCl 2, (4) água + sabão + MgCl2 e (5) água + sabão + NaCl. Perceba que há formação de

espuma apenas nos tubos 1 e 5.

São sugeridas algumas questões prévias para o conhecimento das concepções dos alunossobre alguns conceitos que poderão auxiliar o professor no desenvolvimento da atividade eidentificar possíveis concepções alternativas.

Dureza da água

A água que consumimos em nossas casas, nos estabelecimentos comerciais e nas

indústrias possui diversos materiais dissolvidos, os quais conferem características importantespara a água. Existem normas do Ministério da Saúde que estabelecem algumas exigências paraque a água possa ser considerada apropriada para o consumo humano e a quantidade de sais



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dissolvidos é um desses parâmetros. Para fins industriais esses parâmetros dependerão doprocesso em que a água será utilizada. Assim, a composição da água utilizada para beber,produzir cerveja, dissolver um medicamento ou resfriar uma caldeira não é a mesma.

Nas águas naturais estão dissolvidos gases atmosféricos, sais, compostos orgânicos eoutros materiais, sendo alguns desses necessários ao ser humano e outros indesejáveis,dependendo do uso que se fará da água.

Como a alta concentração de determinados sais pode influenciar na utilização da águatanto para fins domésticos e industriais?

Antes de Prosseguirmos

1) Explique por que não conseguimos enxergar o sal contido na água do mar.

2) Todos os sais são solúveis em água? Por quê?

3) Se uma pessoa quiser se lavar após um banho de mar é aconselhável que jogue no corpoum pouco de água “doce” antes de utilizar o sabão. Como você explica essarecomendação?

Experimento 9: Água dura15

Objetivo: identificar as causas e efeitos da dureza da água.


• 5 tubos de ensaio pequenos• 5 rolhas• solução de sabão• estante para tubos de ensaio• água do mar filtrada• solução aquosa de NaCl

• solução aquosa de MgCl 2 • solução aquosa de CaCl 2 (ou água de cal filtrada)• caneta marcadora de vidro ou fita crepe e lápis• água da torneira

15 São Paulo (Estado), Sec. Da Educação, Coordenadoria de Estudos e Normas Pedagógicas, Subsídios para aImplementação da Proposta Curricular de Biologia do 2° grau, São Paulo: SE/CENP, Vol. 2, 1980.



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Procedimento

• Numerar os tubos de ensaio de 1 a 5.• Colocar no tubo 1 cerca de 2 mL de água da torneira.• Colocar no tubo 2 cerca de 2 mL de água do mar filtrada.• Colocar no tubo 3 cerca de 2 mL de solução aquosa de CaCl 2.• Colocar no tubo 4 cerca de 2 mL de solução aquosa de MgCl 2.• Colocar no tubo 5 cerca de 2 mL de solução aquosa de NaCl.• Em cada um dos tubos, acrescentar 10 gotas de solução de sabão.• Tampar cada tubo com sua rolha• Agitar os cinco tubos com igual intensidade por alguns segundos e observar.

• Comparar a quantidade de espuma formada em cada um dos tubos.


1. Considerando as observações sobre o experimento o que ocorreu com os tubos 1 e 5? E comos tubos 2, 3 e 4?2. Proponha uma explicação para o que aconteceu com o mistura de água do amar e sabão apósa agitação.3. O padrão de potabilidade proposto pelo Ministério da Saúde exige um limite em relação àdureza da água para que seja considerada apropriada para o consumo humano, sendo que aconcentração máxima de CaCO 3 (carbonato de cálcio) é de 500 ppm (mg/L). Já para a utilizaçãona fabricação de cervejas o limite máximo é de 79 ppm. Foram coletadas algumas amostras deágua em diferentes locais e realizadas medições da quantidade total de CaCO 3 que estão natabela a seguir:

Local Volume de amostra (mL) Massa de CaCO3 (mg) A 100 6,9

B 500 40,5C 300 156,3D 900 45,0

a) Considerando esses dados, em qual local seria mais indicada a instalação de uma indústriacervejeira? Justifique.b) Quais desses locais possuem água que pode ser considerada apropriada para consumahumano, considerando apenas sua dureza? Justifique sua resposta.c) Quantos miligramas de CaCO3 seriam encontrado em 1,4 L da água mais apropriada para a

fabricação de cerveja?



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Dissolução de gás em água (orientação para o professor)

A água é uma substância muito importante, pois possui propriedades químicas e físicasbem interessantes. Dentre essas propriedades destaca-se capacidade de dissolver inúmerassubstâncias. É de conhecimento geral que muitos sólidos e líquidos podem ser dissolvidos emágua, mas quando se fala em dissolução de gases há divergências a respeito do fenômeno. Esseé um assunto que muitas vezes é negligenciado no ensino médio, mas é de extrema importânciapara o entendimento de muitos fenômenos e processos observados na natureza e no sistemaprodutivo. Por exemplo, como explicar o processo de formação da chuva ácida, o fato dos peixesconseguirem respirar embaixo d’água, ou mesmo a liberação do gás presente num refrigerante?

Para o desenvolvimento desse assunto é sugerido o experimento de dissolução de gás emágua no qual os alunos poderão observar que o gás carbônico é solúvel em água e que esta

solubilidade depende da temperatura do líquido. Com auxílio da atividade será possível explorarconceitos químicos como solubilidade, transformação química, pH, ácidos e bases. Além disso,outros conteúdos poderão ser abordados, tais como a influência da temperatura na dissolução deum gás, a importância da dissolução de gases em ambientes marinhos, a formação de corais e deestalactites e a dissolução de gases em processos industriais.

Para a realização desse experimento é necessário tomar algumas precauções com relaçãoà segurança dos alunos, pois será necessário utilizar uma lamparina a álcool para aquecer a águacom indicador universal. Cabelos compridos devem ser mantidos presos e é aconselhável que os

alunos não manipulem a lamparina depois de acesa, sendo o professor responsável por acendê-lae apagá-la.

Dependendo do nível de abordagem conceitual, ao realizar a discussão do experimento, épossível apresentar as reações químicas que ocorrem durante o processo de dissolução doCO2(g) nas amostras.

Com a amostra que possui água de cal filtrada (Figura 22) ocorre a reação dos íons cálcio(Ca2+) com os íons carbonato (CO3

2-) formados pela dissolução do CO2 na água resultando naformação de um precipitado de carbonato de cálcio (CaCO 3):

CaO(s) + H2O(l)→ Ca2+(aq) + 2OH-(aq)Ca2+(aq) + CO3

2-(aq) → CaCO3(s)

Figura 22[173], [174] e [175]: Dissolução do CO2 na água de cal filtrada. Perceba que o líquido fica turvo devido àformação do CaCO3(s).

Observação: A água de cal utilizada no Experimento 8 pode ser reaproveitada neste experimento,mas é necessário filtrá-la para retirar o sólido que não se dissolveu.



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Com a dissolução de CO 2 na água do mar (Figura 23) observa-se a mudança mais lentado pH devido a presença de íons que provocam efeito tampão, o qual é responsável pelaresistência à variação de pH. O efeito tampão é caracterizado pela mistura de ácidos fracos esuas bases conjugadas como, por exemplo, o sistema HCO 3

-/CO32- que é um dos responsáveis

pelo efeito tamponante da água do mar.

Figura 23[176], [177] e [178]: Dissolução do CO2 na água do mar filtrada. Perceba que variação na acidez é pequenadevido ao efeito tampão.

Com a amostra que contém água da torneira (Figura 24) ocorre a dissolução do gáscarbônico e formação do ácido carbônico:

CO2(g) + H2O(l) H2CO3 (aq)H2CO3(aq) HCO3

-(aq) + H+(aq) CO32-(aq) + 2H+(aq)

Figura 24[179], [180] e [182]: Dissolução do CO2 na água de torneira.

Devido à complexidade do assunto, é interessante conhecer as idéias que os alunospossuem sobre os conceitos de solubilidade de sólidos, líquidos e gases, ácidos e bases eequilíbrio químico. Para isso, são propostas algumas questões prévias que podem desempenharum importante papel na identificação de possíveis concepções alternativas dos estudantes sobrea dissolução de gases em água.

Dissolução de gás em água

A água é uma substância que possui propriedades químicas e físicas bem interessantes,dentre as quais se destaca a capacidade de dissolução de outras substâncias. A água do mar éum exemplo desta propriedade, pois possui diversos sais dissolvidos. Além de promover adissolução de substâncias sólidas, a água também é capaz de dissolver outros líquidos como, porexemplo, o álcool que possui alta solubilidade em água. Em virtude desta importante propriedadea água é conhecida popularmente como o solvente universal, fato que não deve ser entendidocomo totalmente verdadeiro, pois existem diversos sólidos e líquidos que não são solúveis emágua como, por exemplo, metais e muitos compostos orgânicos. Tendo em vista que a água pode

dissolver diversos sólidos e líquidos será que a água também seria capaz de dissolver gases?



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1) Ao abrir duas garrafas de refrigerante, uma gelada e outra em temperatura ambiente,observa-se maior liberação de gás no refrigerante que está em temperatura ambiente. Comovocê explicaria esse fato?

2) Você acha que gases se dissolvem em água? Explique.3) Como os peixes respiram sob a água?

Experimento 10: Dissolução de gás em água 16

Objetivo: observar se ocorre dissolução de gás em água.

Materiais e Reagente

• 3 erlenmeyer• indicador universal verde com escala de pH• água de cal filtrada• água do mar filtrada• 3 canudinhos de refresco• água da torneira• tripé e tela de amianto•

lamparina a álcool• 3 copos (de café) descartáveis• caneta marcadora de vidro ou fita crepe e lápis• fósforos


Procedimento

• Numerar os erlenmeyers de 1 a 3.• Encher até a metade de um copo descartável com água de cal filtrada e transferir para o

erlenmeyer 1.• Encher até a metade de outro copo descartável com água do mar filtrada e transferir para o

erlenmeyer 2.16 GEPEQ. Livro de Laboratório: Módulos I e II: Interações e Transformações: Química para o Ensino Médio/GEPEQ.São Paulo: EDUSP, 1999.



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• Encher até a metade de outro copo descartável com água da torneira e transferir para oerlenmeyer 3.

• Acrescentar em cada erlenmeyer 10 gotas de indicador universal, agitar e observar.• Comparar a coloração com a escala de pH para o indicador.• Assoprar, vigorosamente, através dos canudinhos as três soluções contidas nos erlenmeyer

de modo a fazer bolhas de ar por pelo menos 1 minuto ou até que se observe algumamudança.

• Aquecer a água com indicador (erlenmeyer 3) e observar novamente o que ocorre.

Registr o de dados

Observações Erlenmeyer1 2 3

Líquido testadoColoração com Indicador Universal VerdepH do líquidoClassificação (ácido, básico ou neutro)Observação após soprar com o canudinhoModificações durante o aquecimento ----------------- -----------------

Questões pós -laboratório1. Em qual amostra observou-se maior pH no início do experimento?2. O que causou as mudanças de pH observadas nas três amostras de água?. Explique suaresposta?3. Quando se analisa o rótulo de uma água com gás observa-se que esta possui pH menor que aágua convencional (sem gás). A água com gás é mais ácida ou mais básica que a água sem gás?Explique o fato do pH da água com gás ser diferente da sem gás.4. Em uma aula, dois estudantes afirmaram as seguintes frases:

(Frase A) - Os peixes utilizam em sua respiração o oxigênio que está dissolvido na água.(Frase B) – A molécula de água (H2O) fornece o oxigênio que os peixes respiram.Em sua opinião, qual das frases está correta? Justifique.

5. Em indústrias que utilizam equipamentos que funcionam com circulação de água aquecida,como caldeiras e aquecedores, há uma preocupação com a qualidade da água que abastecemesses equipamentos, principalmente em relação à dureza da água. Explique a razão dessecuidado.



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Eletrólise da Salmoura e Condutividade Elétrica (orientação para oprofessor)

A água do mar é uma importante fonte de matérias-primas para a sociedade. Segundo asorientações para o ensino médio apresentadas na Proposta Curricular do Estado de São Paulo,faz parte dos conhecimentos necessários para a formação do cidadão compreender os processosindustriais pelos quais obtemos materiais de importância social a partir da hidrosfera.

O homem tem produzido materiais a partir dos recursos disponíveis na natureza desdetempos imemoriais, e nesse processo vem modificando o ambiente e seu modo de vida. Portanto,é importante que se conheçam os materiais extraídos da hidrosfera, atmosfera e biosfera e osprocessos para sua obtenção. (São Paulo, 2008).

Nestes experimentos investigativos procura-se desenvolver o conceito de condutibilidade

elétrica em soluções aquosas e conhecer a produção de cloro e soda a partir da eletrólise dasalmoura. Estes assuntos são abordados na Proposta Curricular do Estado de São Paulo na 2ª e3ª séries do Ensino Médio, respectivamente, e são importantes para a compreensão do tema“Hidrosfera como fonte de materiais”.

A proposta apresentada para o ensino de Química [...] pretende que o aluno reconheça ecompreenda, de forma integrada e significativa, as transformações químicas que ocorrem nosprocessos naturais e tecnológicos em diferentes contextos, encontrados na atmosfera, hidrosfera,litosfera e biosfera, e suas relações com os sistemas produtivo, industrial e agrícola. (Brasil, 2002)

Cabe ao professor destacar a importância do contexto, pois os alunos devem perceber queum dos produtos obtido através da água do mar é fundamental para o tratamento da água quechega às nossas casas todos os dias, além de muitas outras aplicações.

O professor pode optar por desenvolver dois níveis de abordagem diferenciados, passandoda análise macroscópica das observações e descrições dos fatos experimentais para ainterpretação microscópica dos fenômenos.

Segundo Caramel (2006), os alunos do ensino médio apresentam diversas concepçõesalternativas sobre os processos que envolvem condução elétrica em células eletroquímicas e

poucos são capazes de responder questões qualitativas que requerem conhecimentos maiselaborados de eletroquímica. Portanto, na discussão dos experimentos “condutibilidade elétrica” e“eletrolise da salmoura” devem ser levadas em consideração algumas concepções alternativas: aenergia elétrica é conduzida através de um condutor metálico e não pela solução; os elétronspodem circular através da solução aquosa; o movimento de íons na solução não constitui umacorrente elétrica. Outra idéia bastante difundida entre alguns alunos é que a água destilada nãoconduz eletricidade. Na verdade a água destilada é apenas má condutora de eletricidade, pois asbaixas concentrações dos íons H + e OH- provenientes de sua auto-ionização lhe conferem umacondutividade elétrica pequena, mas observável (Figura 26).



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Figura 26[215]: Condutibilidade elétrica da água destilada.

Na discussão da eletrólise da salmoura deve-se destacar o papel da ponte salina e arepresentação das espécies químicas presentes em cada recipiente antes e após a reaçãoeletrolítica. O conhecimento das substâncias que compõem o sistema no início e no final datransformação química possibilita a elaboração das equações química e a compreensão dofenômeno estudado.

No experimento da eletrolise da salmoura (Figuras 27 e 28), os testes preliminares, aoserem comparados com as observações da eletrólise, fornecem informação das espéciesquímicas oxidadas (perdem elétrons) e a reduzidas (recebem elétrons), não sendo, portanto,solicitado o conhecimento relativo à tabela de potenciais padrão de redução (E°) das espéciesquímicas envolvidas.

Figura 27[232]: Tubo 1: teste com amido e KI para reconhecimento de cloro. Tubo 2: teste de pH para identificação dahidróxido de sódio, ambos produzidos na eletrólise da salmoura (Experimento 12).

(a) (b)Figura 28[238] e [243]: Eletrólise da salmoura (a) no início do processo (com indicador universal verde no béquer 1

indicando pH 7) e (b) no final do processo indicando formação de uma base (NaOH) no béquer 1 e de cloro no béquer 2(teste com amido e KI no tubo 3).

Para a realização destes experimentos devem-se tomar algumas precauções em relação àsegurança dos alunos, principalmente quanto aos riscos de choque elétrico com o aparelho decondutividade elétrica e de inalação de gás cloro produzido pela eletrólise da salmoura. O uso debaterias de voltagem superior pode acarretar na produção de quantidades excessivas de cloro,pondo em risco a integridade física dos estudantes.

Com esses experimentos podem-se desenvolver diversos conteúdos químicos comoligações químicas, ácidos e bases, dissociação iônica e ionização, transformações químicas,evidencias de transformações, estequiometria, oxidorredução, potenciais padrão de redução ediferença de potencial. Entretanto, não se deve perder de vista o objetivo desta atividadeexperimental investigativa que é auxiliar os estudantes na compreensão de uma situação



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problema, a produção de cloro, que é um conhecimento químico tão importante quanto osconceitos científicos citados. A abordagem de conceitos que não são pertinentes ao contextodescaracteriza a atividade investigativa, recaindo num modelo de ensino mais calcado natransmissão de conteúdos, fugindo aos objetivos dessa proposta.

Eletról ise da Salmoura e Conduti vidade Elétrica

A água do mar é uma importante fonte de matérias-primas para a sociedade. Na indústria,um dos seus principais componentes, o cloreto de sódio, é utilizado na conservação econdimentação de alimentos e como matéria-prima para produção de alvejantes, desinfetantes,plásticos, praguicidas, indústria têxtil, fertilizantes, explosivos, medicamentos, ácidos e outros.

O homem desenvolveu formas de tratamento da água que lhes possibilitaram melhorescondições de vida e prevenção de doenças de veiculação hídrica, tais como amebíase,ancilostomose ou amarelão, ascaridíase, febre tifóide, cólera, dengue, hepatites infecciosas,poliomielite (paralisia infantil), leptospirose e esquistossomose. Estas conquistas só forampossíveis graças à obtenção do cloro a partir do sal cloreto de sódio presente na água do mar. 17

Considerando a importância de conhecer a forma de produção de substâncias tãonecessárias à nossa sociedade, surgem então algumas questões: Como podemos obter cloro apartir do cloreto de sódio presente na água do mar? São formados outros materiais nesteprocesso?


1) Qual a importância da água tratada para a vida do homem?

2) Para que serve a adição de cloro no tratamento de água?

3) Quais materiais você conhece que são obtidos a partir da água do mar?

4) Sabemos que a energia térmica é capaz de gerar transformações químicas em algunsmateriais. Observamos isso quando deixamos um alimento queimar na panela, por exemplo. A energia elétrica também pode gerar transformações químicas? Explique.

5) Existem diferençam entre os íons cloreto presentes na água do mar e o gás cloro obtido naeletrólise da salmoura?

17

Embora aqui se dê especial destaque ao uso de cloreto de sódio marinho no processo de eletrólise da salmoura,muitas vezes o sal utilizado neste processo não é retirado do mar, mas sim de minas de sal gema. No Brasil existemminas de sal gema apenas em algumas regiões do nordeste e sua produção é destinada exclusivamente à indústriacloro-álcalis (produção de cloro, soda cáustica e seus derivados). Em outros países o sal gema serve tanto a esse tipode indústria quanto à indústria alimentícia.



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Experimento 11: Condutibilidade Elétrica de Materiais18

Objetivo: conhecer os materiais que conduzem corrente elétrica.


• 1 aparelho de condutibilidade elétrica com lâmpadas de 2,5W (neon), 5W, e 100W• placas de ferro, cobre, zinco, chumbo e alumínio (ou outros metais)• pedaços de madeira, plástico e borracha• 6 potes plásticos de 100 mL• 1 béquer de 100 mL• 3 colheres (café) de plástico• palha de aço• cloreto de sódio (sal de cozinha)• água de torneira• água destilada• açúcar• vinagre• água do mar filtrada

Figura 29[203] e [201]: Materiais necessários para realização do Experimento 11

Procedimento

Parte A• Com o aparelho de condutibilidade elétrica DESLIGADO, limpar os terminais com palha de

aço.• Unir os fios desencapados e ligar o aparelho na tomada. Observar.• Desligar da tomada e separar os fios.• Com os fios separados e o aparelho ligado, encostá-los nas amostras de madeira, cobre,

zinco, sal, plástico, ferro, borracha, alumínio e açúcar. Registrar as observações.

Parte B

18 SÃO PAULO (Estado) Sec. da Educação. Coordenadoria de Estudos e Normas Pedagógicas. Subsídios para aimplementação da proposta curricular de química para o 2º grau ; coord. Marcello de Moura Campos. São Paulo:

SE/CENP/FUNBEC, 1979, v 1.SÃO PAULO (Estado) Sec. da Educação. Coordenadoria de Estudos e Normas Pedagógicas. Subsídios para aimplementação da proposta curricular de Ciências; 1º grau - 5ª a 8ª séries. Coord. Norma Maria Cleffi. São Paulo:SE/CENP/FUNBEC, 1985.MELLO, F. A. F.Fertilidade do solo. São Paulo: Nobel, 1983.



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• Numerar os potes de 1 a 6. Colocar água destilada nos potes de 1 a 3 até a metade de suacapacidade.

• No pote 1, adicionar uma colher de cloreto de sódio e misturar.• No pote 2, adicionar uma colher de açúcar e misturar.• No pote 3, não adicionar nada.• No pote 4, colocar água de torneira.• No pote 5, colocar vinagre até a metade de sua capacidade.• No pote 6 colocar água do mar filtrada até a metade de sua capacidade.• Colocar cerca de 80 mL de água destilada no béquer.• Com o aparelho de condutibilidade elétrica DESLIGADO, limpar os terminais com palha de aço.• Mergulhar os terminais do aparelho de condutibilidade elétrica em uma das soluções e

observar a intensidade das lâmpadas.• Lavar os terminais mergulhando-os no béquer com água destilada a cada teste realizado.• Repetir o procedimento para as outras soluções.• Desrosquear as duas lâmpadas maiores (100W e 5W) e testar novamente a água destilada.

Registr o de dados

Preencha a tabela abaixo, a partir das observações experimentais de acende (sim) e nãoacende (não) a lâmpada conectada ao aparelho de condutibilidade elétrica:

Material testado Observações sobre a intensidade das lâmpadas e acondutibilidade elétrica do material

MadeiraCobreZincoSalPlásticoFerro (ou aço)

Borracha Alumínio Açúcar Água com sal Água com açúcar Água destilada Água da torneiraVinagre Água do mar



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Questões Pós-Laboratório

1. Classifique os materiais testados quanto à condutibilidade elétrica como bons condutores, mauscondutores ou isolantes.2. Explique o fato de que alguns materiais que são maus condutores ou isolantes elétricos quandopuros (cloreto de sódio e água destilada, por exemplo), possam formar materiais condutoresquando misturados e dissolvidos (água com sal dissolvido)?

Experimento 12: Eletrólise da salmoura19

Objetivo: Conhecer o processo de eletrólise da salmoura.


•

3 tubos de ensaio pequenos• 1 estante para tubos de ensaio• 1 caneta marcadora de vidro• 2 béqueres de 50 mL• 1 colher de plástico• 1 suporte para 4 pilhas• 4 pilhas• tubo em “U” (ponte salina)• 3 conta-gotas• algodão• 2 fios de aproximadamente 20 cm• 2 bastões de grafite (ou pregos de aço inoxidável)• cloreto de sódio ou sal de cozinha• solução de amido ou amido sólido• solução de iodeto de potássio 1,8% m/m• solução indicador universal verde• solução de água sanitária 10% em volume recém preparada• solução de hidróxido de sódio 0,1 mol/L• água destilada

Figura 30[246]: Materiais necessários para realização do Experimento 12

19 GEPEQ – Grupo de Pesquisa em Educação Química: Projeto Laboratório Aberto. São Paulo: IQUSP, 2003.



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Procedimento

• Numerar os tubos de ensaio de 1 a 3.

Testes Preliminares• Adicionar água destilada no tubo 1 até a altura de aproximadamente 2 cm.• Adicionar cerca de 5 gotas de solução de amido ou uma ponta de espátula de amido sólido

no tubo 1 e agitar.• Adicionar cerca de 5 gotas de solução de iodeto de potássio no tubo 1 e agitar.• Adicionar 2 gotas de solução de água sanitária no tubo 1 e agitar. Anotar o resultado.• Adicionar água destilada no tubo 2 até a altura de aproximadamente 2 cm.• Adicionar cerca de 2 gotas de solução de indicador universal verde no tubo 2 e agitar.

Anotar o resultado.• Adicionar cerca de 2 gotas de solução de hidróxido de sódio no tubo 2 e agitar.

Eletról ise da salmoura• Numerar os dois béqueres e adicionar cerca de 30 mL de água destilada em cada um.• Adicionar meia colher de sal de cozinha em cada um dos béqueres e agitar para preparar a

salmoura.• Preparar a ponte salina enchendo o tubo em “U” com a salmoura, preparada em um dos

béqueres, usando um conta-gotas.• Tampar as extremidades da ponte salina com bolinhas de algodão umedecidas na

salmoura.• Adicionar cerca de 5 gotas de solução de indicador universal verde no béquer 1.• Montar a aparelhagem conforme a figura a seguir:

Figura 31: Esquema para realização da eletrólise da salmoura.• Deixar o sistema funcionando por cerca de 3 minutos e observar.• Usando o conta-gotas, retire uma alíquota da salmoura do béquer 2 com cerca de 1 mL

próximo ao eletrodo de carbono grafite e transfira para o tubo 3.• Adicionar 5 gotas de solução de amido ou uma ponta de espátula de amido sólido no tubo 3.• Adicionar 5 gotas de solução de iodeto de potássio (KI) no tubo 3. Agitar e observar.



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• Comparar os testes preliminares (tubos 1 e 2) com as observações feitas no béquer 1 e notubo 3.

Registr o de dados

Conteúdo ObservaçãoTubo 1Tubo 2Tubo 3Béquer 1


1. Os testes realizados nos tubos 1 e 3 indicam a formação de qual material no processo deeletrólise da salmoura? Explique.2. Os testes realizados no tubo 2 e a observação do béquer 1 indicam a formação de que tipo dematerial na eletrólise da salmoura? Explique.3. A semirreação de oxidação que ocorre na superfície do eletrodo de grafite que estava ligado aopólo positivo das pilhas (béquer 2) pode ser representada pela equação química 2Cl -(aq) Cl2(g)+ 2e-.a) Esta equação química indica a formação de qual substância no pólo positivo?b) Quais observações experimentais confirmam essa explicação?4. Na superfície do eletrodo de grafite que estava ligado ao pólo negativo das pilhas (béquer 1)ocorre a redução de moléculas de água, que produz o íon hidróxido (OH -(aq)) e liberação de gáshidrogênio.a) Quais observações experimentais confirmam essa explicação?b) Represente a semirreação de redução da água.5. Proponha uma equação global que represente a reação de oxirredução que ocorre na eletróliseda salmoura.

6. A eletrólise ígnea do cloreto de sódio é feita utilizando o sal puro e fundido em elevadastemperaturas (sem estar dissolvido em água). Neste processo as únicas espécies químicasexistentes na célula eletrolítica são os íons sódio (Na +) e cloreto (Cl-). A eletrólise ígnea ocorre emuma única célula eletrolítica, como esquematizado a seguir, não havendo o uso de ponte salina.

Figura 32: Esquema simplificado de uma célula de eletrólise ígnea de NaCl.



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a) Neste processo, quais espécies químicas sofrem oxidação? E quais sofrem redução? Em quepólos esses processos ocorrem?b) Quais devem ser as substâncias obtidas na eletrólise ígnea do cloreto de sódio?c) Represente as semirreações de oxidação e redução e a equação global para esse processo.7. Os íons cloreto (Cl –) e magnésio (Mg2+) são encontrados em abundância na água do mar,sendo esta uma fonte de obtenção do sal cloreto de magnésio (MgCl 2). Proponha um esboço deuma célula eletrolítica que poderia ser utilizada para eletrólise ígnea do cloreto de magnésio eescreva as equações que representam a produção do magnésio e gás cloro através desteprocesso.



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Capítulo IV - SEGURANÇA NO LABORATÓRIO – ALGUMASREGRAS BÁSICAS

Quando pensamos utilizar o laboratório, uma das questões que sempre nos fazemos dizrespeito a aspectos de segurança que podem estar envolvidos na realização das atividades.Como descartar adequadamente os resíduos, sem causar danos ambientais? Como evitar que osalunos se sofram acidentes como se cortar com a quebra de um material de vidro ou se queimarcom a chama da lamparina? Como evitar, caso ocorra a quebra de um frasco de reagente, queocorra algum dano ás pessoas no laboratório? São perguntas como essas e outras, que podemnos levar a ficar na dúvida quanto a usar ou não o laboratório.

É claro que acidentes podem ocorrer, pois qualquer atividade que realizamos envolve

riscos. Entretanto, alguns desses acidentes poderiam ser evitados se adotarmos algumas regras ecomportamentos.

Além dos aspectos de segurança, nos preocupamos, ainda, com organização dosreagentes e da vidraria de maneira a facilitar a montagem dos experimentos, otimizar o espaçodisponível e evitar acidentes. Também nesse caso, há sugestões e regras que podem nos auxiliara organizar adequadamente o espaço do laboratório.

Manuais sobre organização e segurança no laboratório

Estão disponíveis, na internet, manuais sobre segurança e organização do trabalho delaboratório que podem ser úteis para nós professores. Alguns desses manuais são mais gerais,tratando de laboratórios químicos e não especificamente do escolar, enquanto outros se referem alaboratórios de ensino.

Alguns manuais que podem ser consultados;

1. Manual de segurança do IQUSPDisponível em: http://www2.iq.usp.br/cipa/index.dhtml?pagina=741&chave=veR

Este manual trata, entre outros, da segurança em laboratórios de química, destacando aestocagem e manuseio de materiais, os acidentes mais comuns, e normas de segurança.

2. "Guia de Laboratório para o Ensino de Química: instalação, montagem e operação" ,publicado pelo CRQ – IV (Conselho Regional de Química – IV região).Disponível em: http://www.crq4.org.br/default.php?p=texto.php&c=publicacoes

Este manual apresenta, inicialmente, um item sobre construção de laboratório e suasinstalações. Em seguida, trás itens sobre segurança, armazenamento de reagentes e descarte de



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materiais. Tem ainda, um item que apresenta orientações gerais para que as práticas delaboratório sejam realizadas adequadamente.

3. Organização e Segurança no Laboratório de Química no Ensino Médio , organizado pelaCENP/SE.Disponível em: http://cenp.edunet.sp.gov.br/index.htm

Clicar em “publicações“Este manual apresenta, inicialmente, um capítulo sobre as condições gerais de um

laboratório, que envolvem aspectos como piso, iluminação, armários, etc . A seguir, discutequestões relativas à organização e armazenamento do material, as regras de segurança eprimeiros socorros. Apresenta, também, sugestões para a organização das bancadas.

Regras básicas de segurançaDe maneira geral, é aconselhável o uso de óculos de segurança. Sabemos que a maioria

das escolas não dispõe desse dispositivo, mas sugerimos que a escola adquira quantidadesuficiente para uma turma. Os óculos podem ser facilmente lavados e utilizados por vários gruposde alunos.

Também, é aconselhável o uso de sapatos, e não sandálias, e aventais ou vestimentasque possam servir de proteção às pernas (calças, vestidos ou sais não muito curtos).

Um cuidado importante é o de não deixar frascos de materiais que não serão utilizados aoalcance do aluno. É preferível acondicionar os reagentes que serão manipulados pelos alunos empequenos frascos, principalmente quando se tratar de materiais inflamáveis ou de toxicidaderelevante.

Também, é importante que o professor organize os materiais de maneira que não sejanecessária a movimentação do aluno entre as mesas ou bancadas do laboratório. Éimprescindível que os alunos percebam que o ambiente exige certos cuidados pessoais.

Ainda, um cuidado que se deve ter é o de testar o experimento antes de sua realização,

garantindo seu êxito.Não se deve improvisar no que diz respeito a uma montagem experimental. Devem ser

evitadas situações como aproximar a lamparina da tela de amianto colocando algum suporte nãoapropriado; pipetar com a boca; prender um tubo a uma garra não apropriada.

Deve-se conhecer a localização no laboratório do extintor de incêndio, verificando se estáem condições de uso. Caso não haja extintor no local de realização da atividade, seriaaconselhável providenciar um. As portas devem estar desbloqueadas, sem nada que impeça asaída dos alunos.

O professor deve lembrar que seu comportamento no laboratório é muito importante, poispode refletir nas atitudes que os alunos terão durante as aulas. Dessa maneira, é importante que



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não sejam permitidas brincadeiras e que sejam exigidas posturas por parte do aluno de respeitoao ambiente do laboratório, aos colegas e a si próprio.

Apresentamos, a seguir, algumas outras regras de conduta básicas, que podem contribuirpara a realização com segurança de atividades experimentais.

1. Não coma ou beba no laboratório.2. Não ingira ou beba qualquer material utilizado como reagente, mesmo que pareça inofensivo ouque seja um alimento fora do laboratório, como sal, açúcar, pão, água, etc .3. Não coloque sobre a bancada cadernos, bolsas, livros, mochilas. Deixe somente o necessáriopara suas anotações.4. Não toque os reagentes com as mãos, sem autorização do professor. Caso aconteça,comunique ao professor e proceda conforme as orientações recebidas.5. Prenda os cabelos, principalmente se for trabalhar com fogo.6. Não retorne reagentes aos frascos de origem.7. Não misture reagentes sem a prévia autorização do professor.8. Não aponte a boca do tubo de ensaio ou de outro frasco para seu colega.9. Não jogue resíduos na pia ou na lixeira. Siga as orientações de seu professor para o descarteadequado dos reagentes.10. Concentre-se em seu trabalho. Não se distraia com brincadeiras, conversas paralelas, jogos,ouvindo música, etc. Lembre-se que a segurança no laboratório depende de cada um.



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Referências bibliográficas

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