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8/17/2019 Unidades+Didaticas+Quimica

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I TA D E C A S S I A S U A T

Organizadora

PRO POS TAS PARA A PRÁTIC A DOC ENTE

INICIA L E CONTIN UADA

U N I D A D E S D I D Á T I C A S P A A O

E N S I N O M É D I O D E Q U Í M I C A

www.pedroejoaoeditores.com.br

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ISBN 978-85-7993-191-8


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UNIDADES DIDÁTICAS PARA O

ENSINO

MÉDIO

DE

QUÍMICA:

PROPOSTAS PARA A PRÁTICA DOCENTE INICIAL E CONTINUADA


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RITA DE CASSIA SUART [ORGANIZADORA]

UNIDADES DIDÁTICAS PARA O

ENSINO

MÉDIO

DE

QUÍMICA:

PROPOSTAS PARA A PRÁTICA DOCENTE INICIAL E CONTINUADA


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Copyright © dos autores

Todos os direitos garantidos. Qualquer parte desta obra pode ser

reproduzida, transmitida ou arquivada desde que levados em conta os direitos dos autores.

Rita de Cássia Suart [Organizadora]

Unidades didáticas para o ensino médio de química: Propostas para a prática docente inicial e continuada. São Carlos: Pedro &

João Editores, 2014. 124p.

ISBN 978‐85‐7993‐191‐8

1. Ensino de química. 2. Prática docente. 3. Propostas curriculares.

4. Autores. I. Título.

CDD

–

370

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

Conselho Científico da Pedro & João Editores: Augusto Ponzio (Bari/Itália); João Wanderley Geraldi (Unicamp/Brasil); Nair F. Gurgel do Amaral (UNIR/Brasil);

Maria

Isabel

de

Moura

(UFSCar/Brasil);

Maria

da

Piedade

Resende da Costa (UFSCar/Brasil); Rogério Drago (UFES/Brasil).

Pedro

&

João

Editores

www.pedroejoaoeditores.com.br 13568‐878 ‐São Carlos – SP

2014


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SUMÁRIO

PrefácioRita de Cassia Suart

UNIDADE DIDÁTICA: SOLUÇÕES

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

Teixeira, Josefina Aparecida de Souza, Rita de Cassia Suart

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

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

Souza, Rita de Cassia Suart

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

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

Cassia Suart

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

Santos, Priscila Regina Vilas Boas, Rodrigo Antônio

Bernardo, Josiane Aparecida Freitas, Jacyara Duarte Teixeira, Josefina Aparecida de Souza, Rita de Cassia Suart

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

Rita de Cassia Suart

UNIDADE DIDÁTICA: TERMOQUÍMICA – ALIMENTOS

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

Camila Marra Abras, Lívia Maria Ribeiro Rosa,

Hellem Renata Moreira, Rita de Cassia Suart

UNIDADE DIDÁTICA: QUÍMICA DOS MATERIAIS RECICLÁVEIS

Anne Carolina de Carvalho, Brígida Isabel de Siqueira, Izabella Caroline do Nascimento, Luanna Gomes de

Gouvêa, Richard Arantes Paixão, Renata de Castro

Magalhães,

Silvana

Marcussi,

Rita

de

Cassia

Suart

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PREFÁCIO

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

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

especificamente, do professor, se torna de extrema relevância.

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

competências

essenciais

para

a

formação

cidadã.

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

atividades que contribuam para uma formação mais crítica do alunado.


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Diante desse cenário, o presente material, intitulado Unidades Didáticas para o Ensino Médio de Química:

propostas

para

a

prática

docente

inicial

e

continuada,

foi

elaborado com o objetivo de apresentar aos professores do Ensino Médio de Química, uma série de 7 Unidades Didáticas relacionadas a conceitos científicos abordados em escolas públicas e privadas brasileiras.

As unidades didáticas foram elaboradas por um grupo composto por alunos do curso de Licenciatura em Química

da UFLA, professores da rede básica pública e particular de ensino do Estado de Minas Gerais e professores universitários do Departamento de Química da UFLA participantes do projeto PIBID de Química da Universidade Federal de Lavras, entre os anos de 2011 e 2013.

Desta forma, as Unidades trazem diferentes e importantes olhares sobre o processo de ensino e

aprendizagem, baseados nas vivências, conhecimentos e perspectivas de cada grupo de autores envolvido.

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

Comum

(CBC

–

Minas

Gerais).

Ainda é importante salientar que, todas as Unidades foram aplicadas em salas de aulas de escolas do Sul de Minas Gerais, seja pelos licenciandos, ou professores envolvidos em sua elaboração. Durante e após o desenvolvimento das aulas da unidade, o grupo envolvido se reunia para discutir sobre as ações

desenvolvidas, refletindo sobre os pontos positivos e, repensando aqueles que não haviam alcançado o objetivo proposto, como por exemplo, replanejar um experimento;


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

Estas

ações

permitiram

apresentar

neste

material,

sequencias de aulas reais e factíveis, podendo ser realizadas por demais colegas professores.

Por meio das reflexões realizadas foi possível apresentar nas unidades algumas sugestões aos professores leitores. Estas sugestões estão relacionadas ao que o professor deve levar em conta quando aplicar a unidade, ou seja, o público

específico envolvido ou tempo para execução das atividades. Assim, embora as Unidades apresentem‐se completas, prontas, não existe impedimento para o professor incluir novas abordagens e conceitos ou, ainda, trocar alguma atividade sugerida. Também é preciso considerar que, por se tratar de um material de apoio ao professor, os conteúdos químicos não são apresentados

detalhadamente, de forma que, fica a critério do professor, caso sinta necessidade, buscar referência específica para sanar possíveis dúvidas conceituais.

O desenvolvimento de habilidades cognitivas e argumentativas é enfatizado nas unidades, as quais ressaltam o papel mediador do professor e a participação

ativa

dos

alunos

na

construção

do

conhecimento.

Além

disso, sua estrutura permite e incentiva a ação de atividades em grupo, contribuindo para o desenvolvimento de atitudes relacionadas ao respeito pela opinião do próximo, ao espaço e tempo dos colegas. São apresentadas diferentes estratégias de ensino como: experimentação investigativa, jogos, vídeos. Considerando a perspectiva da avaliação formativa, vários

instrumentos de avaliação são apresentados como: questionário pré e pós atividades, mapas conceituais, desenhos, redações, etc.


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

dos

conceitos

pelos

alunos;

• Apresentação geral das aulas; • Detalhamento de cada aula, as quais constam de:

− Problematização, para que o aluno visualize e

compreenda a importância dos conteúdos a serem desenvolvidos pelo professor e, participe como investigador e construtor de seu conhecimento;

−

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

− Atividades experimentais ou jogos;

− Indicação dos conceitos a serem desenvolvidos; − Avaliações finais (questionários, mapas conceituais,

desenhos, etc.); −

Sugestão de bibliografia básica para elaboração do plano de aula pelo professor;

− Bibliografia utilizada.

Por fim, o grupo espera que, o material desenvolvido nesse período de trabalho, possa contribuir para demais colegas professores, assim como tem contribuído para a

prática

dos

professores,

em

formação

inicial

ou

continuada, envolvidos no projeto. Atenciosamente,

Professora Rita de Cassia Suart Coordenadora do projeto PIBID QUÍMICA UFLA

2011‐2013.


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UNIDADE DIDÁTICA: SOLUÇÕES



INTRODUÇÃO

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

Este conteúdo apresenta fundamental importância, uma vez que, através dele se dará a compreensão de diversos outros conceitos químicos, tanto em nível macroscópico quanto microscópico. Para Carmo (2008), o conceito de dissolução deve abordar as interações entre as partículas de solvente e soluto, em uma visão microscópica, que servirá de subsídio para temas como

equilíbrio químico, por exemplo. Através da compreensão adequada dos processos químicos em nível microscópico, o professor permite que o aluno desenvolva diversas


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competências e habilidades e estabeleça um desenvolvimento cognitivo de acordo com a

complexidade

da

situação.

Ao

agir

assim,

o

professor

estimula o aluno para que este aplique o conhecimento apreendido e reconstrua‐o.

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

As aulas da Unidade Soluções são assim distribuídas: •

Aulas teóricas e práticas. • Mapas Conceituais pré e pós. • Exercícios.

DETALHAMENTO DAS AULAS

Primeira aula: Mapa conceitual prévio

A primeira aula tem por objetivo investigar os conhecimentos prévios dos alunos sobre conteúdos relacionados a soluções.

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

conteúdo.

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

sua construção auxilia na passagem de conhecimentos da memória de curto prazo para a memória de longo prazo,


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

Para

Carmo

e

Marcondes

(2008),

os

mapas

conceituais

contribuem para que o professor compreenda as relações conceituais construídas pelos alunos. Auxilia, também, na identificação de conceitos pouco compreendidos, possibilitando assim, modificações na intervenção pedagógica. Devido as suas características, são muito úteis tanto para identificação de conceitos prévios, quanto

como ferramenta de avaliação de ensino‐aprendizagem. Para isso, o mapa conceitual prévio (Atividade 1) deve

ser elaborado individualmente pelos alunos e, posteriormente, avaliado pelo professor.

Inicialmente, o professor deve ministrar uma aula definindo e explicando o que são mapas, uma vez que, normalmente, os alunos ainda não possuem

conhecimento de como se dá a sua elaboração.

Atenção: O mapa conceitual pode ser usado como forma de

avaliação, mas é necessário que o professor apresente sua base conceitual aos alunos, bem como, utilize modelos e

exemplos,

auxiliando‐

os,

assim,

em

sua

confecção.

Atividade 1: Mapa Conceitual Prévio.

Construa um mapa conceitual, com as seguintes palavras: água, solvente universal, soluto, solvente, mistura, homogênea, heterogênea, soro, soluções,

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


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Segunda aula: Aula prática

Nesta

aula,

com

o

auxílio

do

texto

introdutório

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

O texto é acompanhado por uma tabela, que deve ser preenchida pelos alunos, e refere‐se às observações

realizadas durante um experimento, o qual tem por finalidade analisar várias soluções de diferentes concentrações de soro caseiro.

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

da solução.

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

Questão problema

Ainda hoje, há um grande número de crianças que morrem por decorrência de diarreia, principalmente, em países em desenvolvimento. Segundo dados da Organização Mundial de Saúde, esse número chega a 3 milhões de crianças. Entre as causas da diarreia está o consumo e/ou a exposição na água contaminada e

a higiene pessoal não adequada. São as crianças que mais sofrem com a diarreia devido à perda de água, potássio e sais minerais pelo organismo.


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O soro caseiro é uma forma simples, barata e eficiente de tratamento para desidratação associada à diarreia. Este

é

constituído

de

uma

solução

de

sais

e

açúcares.

Simplesmente beber água pode não ser eficiente para evitar a desidratação, porque é preciso repor os sais minerais perdidos.

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

Como você faria para preparar o soro caseiro?

Quantidade de açúcar

Quantidade de sal

Observações

1colher 1 colher 1 colher 2 colheres 1 colher 4 colheres

2 colheres 1 colher

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

Responda às seguintes questões: 1) O soro é uma mistura homogênea ou heterogênea? 2) Quais substâncias constituem o soro caseiro?

3)

Dentre essas sustâncias qual é o soluto e qual é o solvente?

4) Se a quantidade de soluto adicionada for maior que a medida certa para seu preparo, a solução de soro caseiro vai ficar mais ou menos concentrada?

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


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Atenção: Considerando que os alunos ainda não tiveram

contato

com

os

conceitos

referentes

a

soluto

e

solvente,

é

importante, ao longo da unidade, o professor desenvolver tais conceitos e voltar ao experimento propondo questões para discussões e esclarecimento de dúvidas.

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

Nas aulas teóricas poderão ser abordados os seguintes conteúdos: tipos de misturas (homogênea e heterogênea), componentes da solução (soluto e solução), classificação de soluções (soluções sólidas, líquidas e gasosas), características das soluções (insaturada, saturada e supersaturada), concentração das soluções (comum, porcentagem em massa e volume, ppm, molaridade) e

análise de rótulos (ATKINS, 2006; PERUZZO, CANTO, 2006).

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

A aula pode ser planejada de acordo com o CBC, os

quais

sugerem

o

desenvolvimento

das

seguintes

habilidades e competências: • Reconhecer que a maior parte dos materiais é

constituída de misturas homogêneas ou heterogêneas de diferentes substâncias.

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

•

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


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

solvente.

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

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

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

•

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

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

Sugestões: Os conceitos trabalhados na aula experimental devem

ser retomados nas aulas teóricas para que o experimento não se torne apenas uma prática ilustrativa e, ainda, para que dúvidas remanescentes sejam sanadas.

A

quantidade

de

aulas

teóricas

pode

variar

de

acordo

com o planejamento do professor.

Sétima e oitava aulas: Exercícios.

A sétima aula pode ser utilizada para que os alunos resolvam os exercícios em sala (Atividade 3), contando

com o auxílio do professor para o esclarecimento de dúvidas. Na oitava aula os exercícios deverão ser corrigidos pelo professor em sala.


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Sugestão:

Na

aula

de

resolução

dos

exercícios,

o

professor

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

Atividade 3: Exercícios

1. Você deseja preparar um copo de solução de soro fisiológico com capacidade para 200 mL. A massa de sal de cozinha utilizada é de 1,5g e a de açúcar 3,5g. Se você desejar preparar 1 litro de solução de soro fisiológico,

quais devem ser as quantidades, em gramas, de sal e açúcar necessárias?

2. No rótulo de um frasco, que contém uma solução de ácido sulfúrico (H2SO4), utilizado em laboratório está escrito:

Com base nestas informações, responda as questões a seguir:


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

b.

Qual

a

massa

do

soluto

presente

na

solução?

c. Determine a concentração da solução em g/L.

3. Um professor instruiu seu aluno a preparar 100mL de solução de hidróxido de sódio (NaOH) contendo 4,6g de soluto. Ele realizou o seguinte procedimento: em 100mL de água adicionou 4,6g de

NaOH. a. O estudante preparou corretamente a solução?

Justifique sua resposta. b. Calcule a concentração em g/L dessa solução.

4. A concentração de uma solução é 20g/L. Determine o volume desta solução, sabendo que ela

contém 85g de soluto.

5. O soro fisiológico contém 0,9g de NaCl em 100 mL de solução aquosa. Determine a concentração desta solução de soro expressa em mol/L. Dados: MM (NaCl)= 58,5g/mol.

6. A cachaça é uma bebida de grande importância cultural, social e econômica para o Brasil, e está relacionada ao início da colonização do País. É obtida a partir da destilação do caldo de cana da cana‐de‐açúcar fermentada.

Estudos envolvendo etanol mostraram que, em ratos,

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


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

a)

A

massa

letal

de

etanol

puro.

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

Dados:

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

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

indicação da letalidade de uma dada substância ou tipo de radiação. Dado que a resistência muda de indivíduo para indivíduo, a dose letal representa uma dose

(normalmente medida em miligramas de substância por quilograma de massa corporal do indivíduo testado) capaz de matar uma dada percentagem dos indivíduos de uma população em teste. O indicador de letalidade mais comumente utilizado é o DL50 , correspondente à dose capaz de matar 50% dos indivíduos de uma população

em

teste.

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

e. Substância composta.

Sugestão:


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No exercício número 6 é mencionado o termo “dose letal”. Recomenda‐se que o professor esclareça aos alunos

o

significado

de

tal

expressão.

A

ausência

desta

informação não compromete a resolução do problema, entretanto, trata‐se de um conceito científico frequentemente mencionado em meios de comunicação, que pode causar dúvidas na compreensão do enunciado da questão.

Nona aula: Mapa conceitual pós.

O objetivo do mapa conceitual pós é investigar os conhecimentos construídos pelos alunos durante todo o processo de ensino e aprendizagem da Unidade (Atividade 4).

Para isso, é necessário relembrá‐los do processo de

construção dos mapas. Cabe ressaltar que no mapa final são acrescentadas outras palavras para aumentar as possibilidades de relações entre os conceitos pelos alunos.

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

Atividade 4: Mapa conceitual pós

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

Supersaturada. Utilize também, se necessário, outras palavras, para a

elaboração do mapa conceitual.


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Respostas dos exercícios: 1) 7,5 gramas de sal; 17,5 gramas de açúcar.

2)

a)

0,2

mol;

b)

19,6

gramas;

c)

9,8

g/L.

3) a) Não. Primeiro deve‐se pesar 4,6 g de NaOH em um béquer de 250 mL, em seguida adicionar 75 mL de água destilada e agitar vigorosamente até total dissolução. Em seguida transferir a solução para um balão volumétrico de 100 mL e completar o volume com água destilada.

b)

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

26,250 L. 7) Letra c.

REFERÊNCIAS

ATKINS, P. W.; JONES, L. Princípios de Química: Questionando a Vida Moderna e o Meio Ambiente. 3.ed. Porto Alegre: Bookman, 2006, 965 p.

CARMO, M. P. do. Um estudo sobre a evolução conceitual dos estudantes na construção de modelos explicativos relativos ao conceito de solução e ao processo de dissolução. 2005. 195 p. Dissertação (Mestrado em Ensino de Ciências), Universidade de São Paulo, São Paulo, 2005. CARMO, M. P.; MARCONDES, M. E. R. Abordando soluções em sala de aula – uma experiência de ensino a partir das ideias

dos alunos. Química Nova na Escola , n° 28, p. 37‐41, maio de 2008.


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


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UNIDADE DIDÁTICA: ELETROQUÍMICA

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

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

Souza, Rita de Cassia Suart

INTRODUÇÃO

A temática eletroquímica faz parte do Conteúdo Básico Comum (CBC), elaborado pela Secretaria Estadual de Educação de Minas Gerais para o Ensino Médio. O

tema

possibilita

a

abordagem

de

vários

assuntos

de

interesse social e econômico, relacionado ao dia a dia dos estudantes. No entanto, é considerado de difícil compreensão por parte dos alunos (FRAGAL, et al. 2011).

Os Parâmetros Curriculares Nacionais (PCN+) do ensino médio propõem que o aprendizado de química “[...] deve possibilitar ao aluno a compreensão tanto dos

processos químicos em si, quanto da construção de um conhecimento científico em estreita relação com as aplicações tecnológicas e suas implicações ambientais, sociais, políticas e econômicas” (BRASIL, 2002, p. 87).

Mesmo diante das orientações dos PCN+, muitos planejamentos de ensino apresentam ainda um número excessivo de conteúdos, que não estabelecem relações

entre os diversos conceitos da temática ou os relacionam com o contexto social ou ambiental.


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Para um aprendizado que contemple as recomendações dos PCN+ é necessário que o professor

contextualize

a

temática

trabalhada

para

que

os

alunos

possam solucionar as situações problemáticas reais, buscando o conhecimento científico necessário para o seu entendimento e solução (SANTOS, 2007).

Assim, para que o aluno possa compreender o conteúdo, pode‐se utilizar como estratégia didática a experimentação. Esta mesmo sendo pouco empregada, é

considerada, pelos professores de química, uma metodologia com potenciais para a construção do conhecimento científicos pelos alunos.

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

As aulas da Unidade Eletroquímica podem ser assim

resumidas: • Primeira aula: Apresentação de duas imagens

como suporte para que os alunos elaborem uma redação referente às mesmas. Esta redação visa investigar os conhecimentos prévios que os estudantes possuem acerca do tema.

•

Segunda

aula:

Experimento

investigativo

Corrosão

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

•

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


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

•

Quinta

aula:

Esta

aula

tem

por

objetivo

discutir

o

experimento Corrosão de Pregos em Diferentes Soluções. Algumas questões fundamentais para a compreensão da atividade devem ser discutidas pelo professor, comparando o estado inicial e o final do experimento e abordando a tabela de potenciais químicos.

•

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

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

•

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

• Nona e Décima aula: Aulas destinadas a apresentações de trabalhos em grupos, desenvolvidos pelos alunos no decorrer da

sequência

didática,

sobre

a

construção

de

pilhas,

utilizando materiais de uso cotidiano. • Décima primeira aula: Aula destinada à

elaboração de textos pelos alunos, onde todo o conhecimento construído ao longo desta sequência didática deverá ser explicitado, fazendo‐se uso, novamente, das imagens utilizadas na primeira

aula.


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Primeira

aula ‐

Redação

prévia

A redação, aplicada na primeira aula, tem por objetivo investigar os conhecimentos prévios dos alunos sobre o tema Eletroquímica. Tal atividade possibilita ao professor, além de avaliar o conhecimento dos alunos sobre o tema, exaltar a importância da escrita no processo de ensino e

aprendizagem. A escrita pode ser considerada uma importante

ferramenta de avaliação da aprendizagem. Através dela, o aluno expressa a sua compreensão da temática abordada. Ao escrever, o aluno organiza seu raciocínio através de frases concisas, que possuem significado e demonstram a apreensão do assunto. De acordo com Oliveira e Carvalho

(2005, p. 348) “o papel da escrita tem se destacado como um mecanismo cognitivo singular de organizar e refinar ideias sobre um tema específico”.

Inicialmente, devem ser apresentadas aos alunos duas imagens, uma referindo‐se a um veículo novo e a outra, a um veículo do mesmo modelo, porém em estado de

deterioração

causado

pelo

processo

de

oxidação,

como

por exemplo, as figuras abaixo. Os alunos devem ser orientados a escreverem a respeito do que visualizaram nas imagens, ou seja, devem utilizar suas ideias iniciais para explicar o que pode ter ocorrido para que o veículo presente na figura 1 sofresse a transformação apresentada na figura 2.


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29

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

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

Sugestão: A redação produzida pelos alunos pode conter entre

10 e 15 linhas. Se o professor preferir, pode utilizar a

frente e o verso de uma mesma folha, para a redação prévia e para a redação pós, respectivamente. Assim os alunos, na redação pós, podem consultar a redação prévia


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30

modificando e/ou acrescentando novos conceitos. Outras imagens também podem ser apresentadas, como por

exemplo,

um

portão.

O

importante

é

que

as

imagens

apresentem o objeto em seu estado “normal”, ou seja, antes do processo oxidativo e, e após esse processo.

Para auxiliar no desenvolvimento das redações e, também, para evitar um possível desvio do assunto que será abordado, o professor poderá promover uma discussão a respeito das opiniões dos alunos sobre as

imagens, colocando na lousa alguns termos referentes ao processo de oxidação, como por exemplo, enferrujamento , a fim de nortear a escrita dos alunos.

Segunda aula ‐Experimento Investigativo

Este experimento tem por objetivo investigar os

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

como

por

exemplo,

a

presença

de

água,

que

intensifica

a

oxidação dos metais. Após a realização do experimento devem ser inseridos

conceitos relativos ao número de oxidação dos elementos e compostos, assim como regras para determinação e variação de nox em diferentes soluções. Para facilitar o entendimento, o professor pode introduzir ou retomar o

conceito de eletronegatividade (se este já tiver sido apresentado aos alunos em algum momento).


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Atividade 1 ‐ Corrosão dos pregos em diferentes soluções

Descrição

do

experimento:

Material • 6 pregos limpos e polidos • 6 tubos de ensaio • 1 suporte para tubos de ensaio • Cloreto de sódio (NaCl) •

Água (H2O) • Solução de ácido acético (CH3COOH) • Fitas de Magnésio • Fios de Cobre

Procedimento Os alunos, no decorrer das três primeiras semanas,

devem ser orientados a completarem a tabela abaixo:

Tubo Sistema 1ª observação 2ª observação 3ª observação

Padrão

A

B

C

D

E

Enumere os tubos de Padrão à E • Tubo padrão: prego de referência; •

Tubo A: coloque um prego, e cubra‐o com água de torneira;


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

•

Tubo

C:

coloque

um

prego,

e

cubra‐

o

com

vinagre;

• Tubo D: enrole uma parte do prego com fita magnésio, coloque‐o no tubo de ensaio e adicione água até cobrir;

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

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

Figura 3: Foto da 2ª observação.

Orientações: O professor deve nortear os alunos com relação ao

preenchimento da tabela. Os alunos deverão anotar na tabela as observações relativas a cada sistema em seus diferentes estados. A observação inicial refere‐se à primeira aula da realização do experimento. No decorrer da sequência das aulas, o professor conduzirá os alunos a realizarem as demais observações, que podem ser feitas

uma

vez

por

semana.

O

experimento

deve

ser

deixado

em

um local de fácil acesso aos alunos, como o laboratório ou mesmo em algum espaço dentro da sala de aula.


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Para minimizar variáveis que não correspondem ao processo de oxidação e, minimizar dúvidas que possam

surgir

pelos

alunos,

é

importante

que:

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

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

Sugestão:

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

O professor pode dividir a classe em pequenos grupos, de maneira que cada grupo realize seu experimento, assim os alunos poderão manusear as vidrarias. Estes mesmos grupos, posteriormente,

desenvolverão uma atividade referente à confecção de uma pilha com materiais presentes no cotidiano.

Terceira e Quarta aulas ‐Aula Teórica

O professor pode iniciar a aula retomando e

questionando

os

alunos

com

relação

aos

termos

que

foram escritos por eles na redação. Nestas aulas deverão ser definidos os conceitos

“oxidar” e “reduzir”, o que favorece o comportamento das substâncias como oxidantes ou redutoras, assim como, as reações de oxirredução, (agente redutor e agente oxidante). Tais conceitos merecem especial atenção por

são recorrentes no cotidiano, além de apresentarem diversas aplicações, como por exemplo, a redução de


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34

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

Ainda

na

terceira

aula,

o

professor

deve

orientar

os

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

Orientação: É importante o professor se atentar às dificuldades de

compreensão conceitual dos estudantes, principalmente com relação à perda e ganho de elétrons. Os estudantes, por exemplo, têm muita dificuldade de entender que a perda de elétrons acarreta aumento do número de

oxidação.

Sugestão: Sugere‐se que o professor disponibilize uma aula para

sanar as possíveis dúvidas dos alunos referentes à confecção da pilha.

Quinta aula ‐ Entendendo o experimento de corrosão dos pregos

Para entendimento do experimento o professor pode utilizar algumas questões propostas pelo material do GEPEQ, como:

1)

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


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35

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

3)

Que

condições

favorecem

o

enferrujamento.

Quais

o evitam? 4) Um procedimento utilizado para impedir o

enferrujamento de navios é amarrar ao casco, que é de ferro, blocos de magnésio metálico. Como você justifica esse procedimento?

Figura 4: Tabela de potenciais padrão

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


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O esclarecimento da origem e causas para a oxidação do ferro em uma situação em detrimento de outra será

mais

efetivo

com

a

explicação

da

tabela

de

potenciais

de

oxidação e redução, facilmente encontrada em livros didáticos (figura 4).

Sugestão: O professor pode propor que os alunos façam um

relatório ou um texto explicando o experimento,

juntamente com respostas às questões propostas. Deste modo, pode sugerir que os estudantes deixem claro, por exemplo, as reações que aconteceram, bem como os elementos envolvidos (agente oxidante, agente redutor, etc.).

Se na quinta aula ainda não tiverem sido feitas as três observações, o professor poderá alterar a sequência de

aulas, ou seja, ministrar a sétima aula antes da discussão do experimento.

Sexta Aula ‐Aula Teórica

Nesta aula sugere‐se uma revisão rápida dos assuntos

relevantes

sobre

eletroquímica,

que

foram

abordados

anteriormente, tais como: reações de oxirredução, identificação de agente oxidante e agente redutor e, em seguida, o professor pode desenvolver o conceito de pilhas e relacioná‐los com os temas trabalhados nas aulas anteriores. De acordo com CBC é interessante mostrar as reações anódicas e catódicas, a representação pelas

reações químicas e, prever a possibilidade de reação de acordo com a tabela de potencial padrão de redução, que


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

Sugestão: Nesta aula podem‐se usar outras ferramentas

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

Sétima Aula ‐Texto

Nesta aula, propõe‐se a leitura, juntamente com os alunos, do texto abaixo. Em seguida, deve ser realizado um debate, que envolva os processos químicos relacionados aos aspectos ambientais, socioeconômicos e

tecnológicos que englobam os métodos envolvidos na extração, utilização e descarte dos metais. Esse debate tem como objetivo a formação de um pensamento crítico e o despertar de novos conhecimentos dos alunos em relação às implicações sociais envolvidas no seu dia a dia, como na oxidação de portões, queima de combustível,

relacionando

também

a

origem

dos

metais.

A leitura de textos possibilita a melhoria na compreensão textual e escrita dos alunos, visto que, aqueles que não leem, não escrevem bem. Isso implica em uma má interpretação e até comunicação e argumentação entre as pessoas, dificultando a sua inserção na sociedade. Essa prática, quando estimulada, pode possibilitar uma

evolução intelectual e deve se tornar frequente na vida dos alunos. Com isso, há um desenvolvimento na capacidade de organização e expressão de suas ideias, a


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

A TRANSFORMAÇÃO DE MINÉRIOS EM METAIS

As substâncias naturais encontradas na crosta terrestre são denominadas minerais. O petróleo, a areia, o mármore, o minério de ouro, são exemplos desses minerais. Os agregados naturais de minerais são

chamados rochas. Todavia, é comum chamar uma rocha de mineral ou minério. Dos minerais são extraídos metais de valor econômico, como o ouro, e matéria‐prima para as diferentes indústrias.

Normalmente, os metais podem ser encontrados em diferentes minerais, conforme mostra a tabela abaixo. Por exemplo, o alumínio está presente na bauxita, no

coríndon e difundido em rochas eruptivas. Como a bauxita é o mineral com maior teor de alumínio, é o mais explorado para a obtenção desse metal.

O desenvolvimento da indústria metalúrgica ao longo dos séculos foi permitindo a fabricação de novos materiais. Prevê‐se que no futuro sejam criadas ligas e

materiais

para

atender

a

novas

necessidades.

Ligas

metálicas são materiais com propriedades metálicas que contêm dois ou mais elementos químicos em sua composição, sendo que, pelo menos um deles, é metal, como por exemplo o aço (ferro e carbono).

Em todo esse processo, os minérios – materiais baratos e abundantes – são transformados em ligas com

propriedades específicas. O subsolo brasileiro é rico em recursos minerais, possuindo enormes jazidas de minérios de ferro, alumínio, cobre, ouro, entre outros metais. A


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

A

tabela

a

seguir

apresenta

a

relação

de

alguns

minérios e dos metais deles extraídos.

ALGUNS MINÉRIOS E SEUS METAIS Minério Metal (Símbolo

químico) Fórmula básica*

dos minerais Hematita Ferro (Fe) Fe2O3

Coríndon

Alumínio

(Al)

Al2O3

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

Cassiterita Estanho (Sn) SnO2

Ilmenita

Titânio

(Ti)

FeTiO3

Vanadita Vanádio (V) Pb5Cl(VO4)3 Pirolusita Manganês (Mn) MnO2 Cromita Cromo (Cr) FeCr2O4

Dolomita Magnésio (Mg) CaMg(CO3)2 *A composição química dos minérios não é constante

Alguns dos metais citados na tabela acima são considerados metais pesados. Estas são substâncias altamente reativas, bioacumuláveis e tóxicas, e podem poluir o meio ambiente quando são descartadas inadequadamente.

O perigo de contaminação com estes metais está no solo, na água e no ar. Quando absorvidos pelo ser

humano, os metais pesados (elementos de elevado peso molecular) se depositam nos tecidos ósseo e gorduroso e


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

O

consumo

habitual

de

água

e

alimentos ‐

como

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

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

Metais De onde vem Efeitos Alumínio (Al) Produção de

artefatos de

alumínio; serralheria; tratamento

convencional de água.

Anemia por deficiência de ferro e

intoxicação crônica.

Arsênio (As) Metalurgia; manufatura de

vidros

e

fundição.

Câncer.

Chumbo (Pb) Fabricação e reciclagem de

baterias de autos; indústria de tintas;

pintura em cerâmica; soldagem.

Saturnismo (cólicas abdominais,

tremores, fraqueza muscular, lesão renal

e cerebral).

Cromo (Cr) Indústrias de corantes, esmaltes,

Asma (bronquite); câncer.


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41

tintas, ligas com aço e níquel;

cromagem de metais.

Cobalto (Co) Preparo de ferramentas de

corte e furadoras.

Fibrose pulmonar (endurecimento do pulmão) que pode

levar à morte. Mercúrio (Hg) Moldes industriais;

certas indústrias de

cloro‐soda; garimpo de ouro;

lâmpadas fluorescentes.

Intoxicação do sistema nervoso

central.

Níquel (Ni) Baterias; aramados; fundição e

niquelagem de

metais; refinarias.

Câncer de pulmão.

Fonte: CUT – RJ ‐Comissão de Meio Ambiente

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

uma discussão dos conceitos apresentados neste ou, se o professor preferir, a discussão pode ser realizada após a

leitura de todo o texto. Sugere‐se também que o professor proponha aos alunos a leitura do texto em voz alta, alternando o aluno em cada parágrafo.

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


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Oitava Aula ‐Aula teórica e experimento investigativo

Nesta

aula

pode‐

se

realizar

o

experimento

Cobreação

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

da eletrólise.

Atividade 2: Cobreação

Descrição do experimento:

Material: •

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

Procedimento:

No

frasco,

prepare

uma

solução

de

CuSO4

o

mais

concentrada possível. A seguir, prenda a chave ao fio que está ligado ao polo negativo da bateria, introduzindo‐a na solução. Finalmente, introduza a ponta do outro fio (polo positivo) na solução.

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


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Sugestões: Durante o experimento, além de desenvolver os

conceitos

de

eletrólise,

o

professor

pode

levantar

discussões

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

Nona e Décima Aula – Apresentações das atividades em grupos

Estas duas aulas devem ser destinadas às apresentações dos trabalhos referentes à confecção de pilhas, anteriormente solicitados aos alunos. Pede‐se que realizem a montagem dos experimentos com materiais do dia a dia e,

depois, discutam os procedimentos e os resultados obtidos. Essa apresentação tem como objetivo desenvolver e verificar a capacidade de argumentação, organização, elaboração de hipóteses, baseadas no processo de coleta de dados que essa atividade exigiu dos alunos, relacionando os fenômenos ocorridos com os conceitos químicos, desenvolvidos nas

aulas,

bem

como

para

a

discussão

do

funcionamento

ou

não

de seus experimentos. A utilização de experimentos que desenvolvam as

habilidades acima é de grande importância para o ensino, já que possibilita a participação dos alunos e desenvolve de maneira mais efetiva o entendimento de conceitos científicos, além de oferecer a chance de se envolverem

em um problema, investigando suas causas e possíveis soluções com a ajuda do professor (SUART; MARCONDES; LAMAS, 2010).


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44

Sugestão: Sugerir aos alunos utilizarem o método de

apresentação

que

acharem

mais

interessante

(slides,

cartolina, vídeos, encenação, paródia, etc.) desde que também apresentem o experimento e os métodos e hipóteses que os fizeram chegar a suas conclusões. Essas informações devem ser passadas de forma clara, contribuindo para um melhor entendimento dos alunos em relação à proposta do professor. É importante

ressaltar que o professor deve acompanhar o processo de elaboração dos trabalhos e conhecer o planejamento dos alunos. Dessa forma, o docente pode elaborar melhor seus critérios de avaliação e mediar discussões relevantes com toda a turma em relação ao tema, evitando ainda, problemas e dificuldades no dia da apresentação.

Décima Primeira Aula – Redação pós

Novamente, o aluno é solicitado a escrever um texto onde devem ser descritos todos os conceitos construídos ao longo da sequência de aulas.

Sugestão:

Sugere‐se que o professor apresente novamente as imagens apresentadas durante a elaboração das redações prévias. Antes da escrita das redações, o professor pode levantar alguns questionamentos relacionando as imagens com o conteúdo abordado nas aulas anteriores, para que os alunos exponham suas opiniões.

É interessante que os alunos tenham contato com sua redação prévia para que ele possa refletir sobre sua primeira redação e fazer relações com o que foi aprendido


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45

durante as aulas, sendo incentivados a relacionar os conceitos aprendidos às imagens apresentadas

escrevendo

uma

nova

redação.

REFERÊNCIAS

BRASIL. Ministério da Educação e dos Desportos. Secretaria

de

Educação

Média

e

Tecnológica.

Orientações

educacionais

complementares aos Parâmetros Curriculares Nacionais (PCN+): Ciências da Natureza, Matemática e suas Tecnologias. Ensino Médio. Brasília: MEC, 2002. CARDOZO, G. C.; PELOZO, R. C. B. A importância da leitura na formação do indivíduo. Revista Científica Eletrônica de Pedagogia , ano V, n. 9, janeiro de 2007, periódico semestral. FRAGAL, V. H.; MAEDA, S. M.; PALMA, E. P.; BUZATTO, M.

B. P.; RODRIGUES, M. A.; SILVA, E. L. S. Uma proposta alternativa para o ensino de eletroquímica sobre a reatividade de metais. Química Nova na Escola , v. 33, nº4, p. 216‐222, nov. 2011. OLIVEIRA, C. M. A.; CARVALHO, A. M. P. (2005). Escrevendo em aulas de ciências. Ciência & Educação , 11 (3), 347–366. PITOMBO, L. R. M.; MARCONDES, M. E. R., coord.; GEPEQ –

Grupo de Pesquisa para o Ensino de Química. Interações e transformações I: Química ‐ Ensino Médio. São Paulo: EDUSP, 2003. SANJUAN, M. E. C.; SANTOS, C. V.; MAIA, J. C.; SILVA, F. A.; WARTHA, E. J. Maresia: Uma proposta para o ensino de eletroquímica. Química Nova na Escola , v. 31, nº 3, p. 190‐197, ago. 2009.

SANTOS,

W.

L.

P.

Contextualização

no

ensino

de

ciências

por

meio de temas CTS em uma perspectiva crítica. Ciência & Ensino , v.1, número especial, p.1‐12, 2007.


46/122

46

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


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47

UNIDADE DIDÁTICA: TABELA PERIÓDICA

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

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

INTRODUÇÃO

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

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

O nome T̋abela Periódicaʺ é devido à sua

periodicidade,

ou

seja,

à

repetição

de

propriedades

comuns entre alguns elementos químicos e suas características principais.

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

ao tema em questão. Segundo o PCN + de Química (BRASIL, 2002), os

elementos químicos e seus compostos podem ser


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48

estudados através da periodicidade de propriedades como, por exemplo, a reatividade química e a densidade

em

função

das

massas

atômicas.

Nessa

perspectiva,

a

tabela periódica poderia ser discutida de modo significativo. A sua reconstrução histórica com base nas propriedades macroscópicas, tal como foi feita por Mendeleev, por exemplo, pode ser uma oportunidade para ampliar esse conhecimento.

Assim, esta unidade didática tem por objetivo auxiliar

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

As oito aulas podem ser resumidas da seguinte forma:

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

• Segunda aula: aplicação de um jogo, a fim de motivar os alunos e, para que estes reflitam e identifiquem

maneiras

para

organizar

os

elementos

da

tabela

periódica de acordo com suas características semelhantes.

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

• Quarta, Quinta e Sexta aulas: desenvolvimento de

conteúdos relacionados às propriedades periódicas dos elementos químicos.


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• Sétima e Oitava aulas: avaliação do conhecimento construído pelos alunos, ao longo da unidade

didática,

através

de

um

questionário

e

da

construção

de um mapa conceitual.


Primeira aula: Investigando

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

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

sobre tal conteúdo.”

O professor, então, pode iniciar essa primeira aula aplicando um questionário prévio, buscando investigar os conhecimentos dos alunos sobre o tema tabela periódica e, a sua construção. Segue abaixo, exemplos de questões para aplicação:

1.

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

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

tabela periódica? 4. Mendeleev é considerado pela comunidade

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


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

Atenção:

Como o objetivo do questionário é investigar o conhecimento prévio dos alunos, o professor deve ter o cuidado de não responder os possíveis questionamentos que podem surgir dos estudantes nesta aula.

Segunda aula: Construindo ideias

Segundo o CBC (MINAS GERAIS, 2007), um dos passos essenciais para a aprendizagem de conteúdos relacionados à tabela periódica seria identificar o símbolo de seus principais elementos e, relacioná‐los a suas propriedades. Assim, para que os alunos sejam motivados a participarem da construção dos conceitos, o professor

pode aplicar um jogo adotando as seguintes orientações:

Jogo da Tabela Periódica1

Orientações: A atividade pretende proporcionar aos estudantes a

compreensão

de

como

foi

possível

organizar

a

tabela

periódica permitindo, a estes, tentarem agrupar os elementos químicos utilizando algumas propriedades.

O jogo é composto por nove cartões. Cada cartão contém o símbolo e o nome de um elemento químico e, algumas de suas propriedades, como: Massa Atômica (MA), Temperatura de Fusão (TF), Temperatura de

1 Jogo da tabela periódica – atividade adaptada – Caderno do professor: Química, Ensino Médio‐ 1ª série, 3o bimestre / Secretaria da Educação SEE/SP, 2008.


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51

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

1o

passo:

Inicialmente,

o

professor

deve

apresentar

cada um dos cartões aos estudantes, mostrando os elementos químicos e suas propriedades.

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

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

1ª Etapa Nesta etapa, o professor deve propor que os alunos

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

Os estudantes devem escrever e/ou desenhar o que eles estão propondo na folha que foi entregue ao grupo,

justificando

a

proposta

de

organização.

2ª Etapa Nesta etapa, o professor deve propor que os alunos

criem critérios de organização dos cartões com base nas propriedades contidas nos mesmos, justificando os critérios para esse agrupamento.

Atenção: A classificação não deve ser aleatória nesta etapa!


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Novamente, os estudantes devem escrever e/ou desenhar o que estão propondo na folha que foi entregue

ao

grupo,

justificando

a

proposta

de

organização.

Importante: Ao longo de todo o desenvolvimento do jogo, é

interessante que os alunos anotem todos os critérios de organização e suas conclusões.

Ao final da atividade, o professor pode propor que

cada grupo (ou estudante) apresente para toda a turma os critérios utilizados na organização dos cartões, em cada uma das etapas propostas.

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

e compostos formados.

Sugestão: O professor pode dar continuidade a esta atividade

abordando a história da tabela periódica. Uma proposta de cartões que podem ser utilizados no

jogo:

Sódio Na

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

Lítio Li

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

Potássio K

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


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53

Magnésio Mg

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

Cálcio Ca

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

Carbono C

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

Silício

Si

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

Flúor

F

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

Cloro

Cl

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

Terceira aula: Tabela periódica e sua história

O objetivo desta aula é apresentar aos alunos, por meio de um vídeo2 , o contexto histórico e a evolução da tabela periódica, onde se deve reconhecer e compreender a ciência e a tecnologia químicas como criações humanas inseridas na história e na sociedade em diferentes épocas.

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

2 CONDIGITAL PUC RIO. Ver referências bibliográficas.


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Sugestão: O professor pode dar continuidade a esta aula

abordando

a

organização

da

tabela

periódica

em

relação

as suas propriedades.

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

Usar a tabela periódica para reconhecer os elementos

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

Atenção: É importante que os alunos entendam os conceitos

relacionados às propriedades, e não decorem o sentido das setas indicativas de ordem de crescimento das mesmas.

Sugestão: Segundo o CBC (MINAS GERAIS, 2007), existem

atividades

que

evidenciam

a

aprendizagem

do

aluno

ou

a

evolução parcial do seu desenvolvimento naquele momento. Dessa forma, sugerem‐se duas atividades avaliativas que são apresentadas na quinta e sexta aulas.

Sétima aula: Avaliando o aprendizado

Para avaliar os conhecimentos dos alunos em relação às aulas já realizadas, sugere‐se a aplicação de um questionário com as seguintes questões:


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Questionário: De acordo com a tabela periódica:

A. De que forma estão organizados os elementos químicos?

B. Relacione os elementos abaixo e coloque em ordem crescente de eletronegatividade. Justifique a relação estabelecida.

Cl O C F H

ordem crescente

C. De acordo com o que você aprendeu nas aulas sobre tabela periódica e suas propriedades, responda o que você entende por raio atômico.

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

E. No questionário prévio você respondeu como

imaginava ter ocorrido à construção da tabela periódica. Agora, de acordo com o que você aprendeu, escreva como a tabela periódica foi construída.

Importante: Ler previamente as questões aos alunos e esclarecer as

possíveis dúvidas dos enunciados.


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Oitava aula: Construindo mapas conceituais3

Outra

maneira

de

avaliar

a

aprendizagem

pode

ser

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

Nas últimas aulas, muito foi visto sobre a tabela periódica. Vimos a razão e a forma pela qual a tabela periódica foi organizada, os cientistas que ajudaram a organizá‐la e suas

propriedades.

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

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

Palavras‐chave:

Tabela Periódica Cientista Chancourtois Átomo Propriedades Mendeleev Dobereiner Periodicidade Alquimia Massa Atômica Meyer Períodos

Semelhantes Metais Moseley Características Elementos químicos Eletronegatividade Prêmio Seaborg Organizou Número atômico

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


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REFERÊNCIAS

BRASIL. Ministério da Educação (MEC), Secretaria de Educação Média e Tecnológica (Semtec). PCN + Ensino médio: orientações educacionais complementares aos Parâmetros Curriculares Nacionais – Ciências da Natureza, Matemática e suas Tecnologias. Brasília: MEC/Semtec, 2002. PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DO RIO DE JANEIRO – PUC‐RIO. Projeto CONDIGITAL /PUC Rio. Conteúdos Digitais – Química. Série: Tudo se Transforma. A

história da química contada por suas descobertas – Episódio: História da Tabela Periódica. Disponível em: Acesso em: 20/01/2014. SECRETARIA DE ESTADO DE EDUCAÇÃO DE SÃO PAULO. Caderno do professor: Química, Ensino Médio‐ 1a série, 3o

bimestre,

2008.

SECRETARIA DE ESTADO DE EDUCAÇÃO DE MINAS GERAIS. Conteúdo Básico Comum – Química (2007). Educação Básica ‐Ensino Médio (1ª a 3ª séries).


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UNIDADE DIDÁTICA: ÁCIDOS E BASES



INTRODUÇÃO

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

A temática ácidos e bases faz parte do Conteúdo Básico Comum (CBC), elaborado pela Secretaria Estadual de Educação de Minas Gerais para o Ensino Médio, e sua importância pode ser justific

unidades+didaticas+quimica

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