secretaria de estado da educaÇÃo – seed … · espera-se que o presente trabalho possa...
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SECRETARIA DE ESTADO DA EDUCAÇÃO – SEED
SUPERINRENDENCIA DA EDUCAÇÃO – SUED
DIRETORIA D EPOLÍTICAS E PROGRAMAS
EDUCACIONAIS – DPPE
PROGRAMA DE DESENVOLVIMENTO EDUCACIONAL -
PDE
FICHA CATALOGRÁFICA
PRODUÇÃO DIDÁTICO PEDAGÓGICA
Título Experimentação: Uma Ferramenta que Visa
Auxiliar o Educando na Compreensão da Química
Autor Márcia Lopes Oliveira Pedrini
Escola de Atuação Colégio Estadual Santo Agostinho – Ensino
Fundamental Médio e Profissional
Município da Escola Palotina
Núcleo Regional de
Educação
Toledo
Orientador Profa. Dra. Olga Maria Ritter Peres
Instituição de Ensino Universidade Estadual do Oeste do Paraná
Unioeste – Campus de Toledo - PR
Disciplina/Área (entrada no
PDE)
Química
Produção Didático-
pedagógica
Caderno Pedagógico
Relação Interdisciplinar
Público Alvo Alunos do 1º Ano- Ensino Médio
Localização
Colégio Estadual Santo Agostinho – Ensino
Fundamental Médio e Profissional
Apresentação:
Este Caderno Pedagógico apresenta como
estratégia de ação desenvolver aulas
experimentais para conteúdos ministrados em
aulas teóricas de Química com o intuito de
estimular o ensino e a aprendizagem dos alunos
da 1ª. Série do Ensino Médio. A experimentação
permite que os alunos manipulem objetos e idéias
e negociem significados entre si e com o
professor durante a aula. Espera-se que o
presente trabalho possa enfatizar a importância
do uso de atividades experimentais no ensino de
Química e que as mesmas promovam uma
aprendizagem real e concreta em que o estudante
tenha condição de relacionar teoria e prática.
Pretende-se que as atividades de experimentação
se tornem um auxílio na compreensão dos temas
abordados e para aplicações no cotidiano.
Palavras-chave: Aulas experimentais; Ensino-Médio; Integração
teoria e prática.
SUMÁRIO
1. APRESENTAÇÃO ........................................................................................ 05
2. METODOLOGIA............................................................................................06
3. AVALIAÇÃO................................................................................................. 07
4. RESULTADOS............................................................................................. 07
5. RECURSOS UTILIZADOS.......................................................................... 08
6. CRONOGRAMA........................................................................................... 08
7. UNIDADES................................................................................................... 09
7.1.UNIDADE I.................................................................................................. 10
7.2 UNIDADE II................................................................................................. 17
7.3 UNIDADE III................................................................................................ 23
REFERÊNCIAS................................................................................................ 34
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PROJETO DE INTERVENÇÃO PEDAGÓGICA
1. IDENTIFICAÇÃO
1.1 PROFESSORA PDE: MARCIA LOPES DE OLIVEIRA PEDRINI
1.2 ÁREA: QUÍMICA
1.3 NRE: TOLEDO
1.4 PROFESSORA ORIENTADORA: OLGA MARIA RITTER PERES
1.5 IES: UNIOESTE – CAMPUS DE TOLEDO
1.6 ESCOLA DE IMPLEMENTAÇÃO DO CADERNO: COLÉGIO ESTADUAL
SANTO AGOSTINHO – ENSINO FUNDAMENTAL MÉDIO E PROFISSIONAL
1.7 PÚBLICO OBJETO DA INTERVENÇÃO: ALUNOS DO 1º ANO DO
ENSINO MÉDIO
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1. APRESENTAÇÃO
Este Caderno Pedagógico faz parte do projeto de intervenção
pedagógica na escola e contém atividades do Programa de Desenvolvimento
Educacional Turma- 2010, tendo como proposta demonstrar que as atividades
experimentais na disciplina de Química no Ensino Médio podem servir para que
os educandos desenvolvam probabilidades de organização e de raciocínio,
promovam a compreensão dos conceitos científicos, facilite aos alunos a
confrontação de suas concepções atuais com novas informações vindas da
experimentação, entre outros. Muitos estudantes do Ensino Médio vivenciam a
química no seu cotidiano, por meio da alimentação, vestuário, saúde, moradia,
transporte e etc. Porém, poucos sabem relacionar a química aprendida na
escola com a sua vida.
Além disso, poucos estudantes conseguem identificar as substâncias
químicas e suas funções quando, por exemplo, vão ao supermercado. Isso se
deve muitas vezes ao fato de não haver uma contextualização. Onde o aluno
passa pelo conceito, mas não aprende a relacionar com o dia-a-dia.
As aulas práticas experimentais servem de estratégia que podem ser
usadas para abordar um conteúdo a ser trabalhando, bem como podem auxiliar
o professor a retomar um assunto já abordado, construindo com seus alunos
uma nova visão sobre o mesmo tema. À medida que o aluno compreende um
conteúdo trabalhado, este amplia sua reflexão sobre os fenômenos que
acontecem à sua volta e isso pode gerar discussões durante o trabalho que
está sendo abordado.
Espera-se que com a utilização de experimentos contidos nesse
Caderno Pedagógico possa se enfatizar a importância do uso de atividades
experimentais no ensino de Química e que as mesmas possam promover uma
aprendizagem real e concreta em que o aluno tenha condições de relacionar
teoria e prática. E que estas sejam um auxílio na compreensão dos temas
abordados e em suas aplicações no cotidiano.
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2. METODOLOGIA
O caderno pedagógico é dividido em 3 (três) unidades temáticas e conta
com 7 (sete) práticas experimentais. Cada uma delas têm como finalidade
abordar um determinado conteúdo. Os experimentos selecionados são os
seguintes:
Prática 1 – Construção de uma escala de pH com extrato de repolho roxo, para
servir de parâmetro para classificar diferentes soluções aquosas de acordo
com seu caráter ácido ou básico.
Prática 2 – Testar materiais do uso do cotidiano, tais como xampu, detergente
líquido, leite, sabão dissolvido em água,vinhos tinto e branco, cachaça, sucos
de limão e laranja, clara de ovo,vinagre, detergente com amoníaco, cremes
corporal e dental. Para que os alunos possam comprovar a eficiência do
indicador e que ao mesmo tempo reconheçam as substâncias presentes no
seu cotidiano como sendo ácidas ou básicas.
Prática 3 – Demonstrar a condutividade elétrica ou não de soluções iônicas e
covalentes e em água destilada. Deste modo irá se propiciar aos alunos
observar por meio do experimento a condução de eletricidade, em compostos
iônicos e que a mesma não ocorre na água destilada e na solução de sacarose
Prática 4 – Vai e vem de naftalinas. Esta visa demonstrar fenômenos químicos
e físicos e serve como ferramenta para introduzir o assunto sobre reações
químicas.
Prática 5 – No experimento “A cor que desaparece” será demonstrado aos
alunos uma reação de deslocamento utilizando materiais de baixo custo e
acessíveis.
Prática 6 – “A varinha mágica” esta prática tem o objetivo de realizar e estudar
uma reação de oxirredução, propiciando desta forma uma discussão a respeito
das reações de oxirredução que ocorrem com certa freqüência em nosso dia a
dia.
Prática 7 – Realizar uma reação de dupla troca e obter separadamente os dois
reagentes formados.
7
Para as aulas experimentais será usada a técnica expositiva dialogada.
Já nas aulas teóricas será usado o uso de vídeos e leitura de textos. Durante o
decorrer do trabalho, outros recursos poderão ser utilizados, tais como:
trabalhos (individual ou em grupo), debates, práticas experimentais, resolução
de atividades fornecidas pelo professor, pesquisas na Internet sobre temas
pertinentes ao conteúdo trabalhado, confecção de um jogo para montagem de
compostos iônicos (cátions e anions), com EVA (Etileno Acetato de Vinila) ou
papel cartão, confecção de vídeos a partir dos experimentos realizados e ou
Power Point – para apresentação utilizando as imagens das práticas que foram
desenvolvidas.
3. AVALIAÇÃO OU ACOMPANHAMENTO
A avaliação dar-se-á no decorrer de todo o processo. Será contínua,
diagnóstica e formativa, além de ser efetivada em todas as atividades
desenvolvidas. Os alunos serão avaliados com base na participação nas
atividades, na apresentação dos resultados das atividades propostas e na
contribuição dada aos colegas, durante discussões promovidas em sala, por
meio de observação direta e controle feito pelo professor durante a realização
dos experimentos.
4. RESULTADOS ESPERADOS
Espera-se que com as atividades de experimentação deste Caderno
Pedagógico que o aluno perceba que a química está presente em muitas ações
do dia-a-dia e que a mesma pode desenvolver uma forma diferente de pensar
sobre o mundo na qual estamos inseridos.
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5. RECURSOS UTILIZADOS
Para o desenvolvimento das atividades elaboradas abaixo, será
necessário o uso de alguns equipamentos de laboratório, materiais para os
experimentos (bicarbonato de sódio, álcool etílico hidratado 92,8 graus, água
destilada, alguns reagentes, sal de cozinha e etc.), TV multimídia, laboratório
de informática, internet, textos informativos, power point, livro didático público
adotado pela escola onde o projeto será aplicado. Este livro tem como título:
“Química” – Volume único; editora ática e a revista Química Nova na Escola.
6. CRONOGRAMA
Essas atividades serão desenvolvidas no segundo semestre de 2011
no Colégio Estadual Santo Agostinho – Ensino Fundamental Médio e
Profissional com duração de 32 horas, tendo como objetivo tornar o ensino de
Química mais significativo e interessante para os estudantes, por meio de
atividades experimentais.
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7. UNIDADES
7.1. UNIDADE I
A unidade I irá tratar do assunto ácidos e bases e para uma melhor
fixação será desenvolvida duas aulas práticas, sendo a primeira a construção
de uma escala de pH e a segunda a determinação de acidez e basicidade de
substâncias do cotidiano.
DEFININDO ÁCIDOS E BASES
Para o desenvolvimento deste tema o professor irá explicar o conceito
de ácido e base por meio de um vídeo disponível em Portal Dia a Dia
Educação disponível em <htpp: //www.diaadia.pr.gov.br >
Após os estudantes assistirem o filme será distribuído um texto sobre
ácido e bases de Lewis. Estes devem ler e depois fazer uma discussão sobre o
mesmo. O texto a ser trabalho com os estudantes encontra-se no site
Disponível em < http://www.infoescola.com/quimica/acidos-e-bases-de-lewis>
acesso em 05/06/2011. O texto a ser lido está descrito logo abaixo:
Em 1923, Gilbert Newton Lewis colocou um fim no que ele chamava de
“culto ao próton”, propondo uma definição para ácidos e bases, no mesmo ano
em que foi proposta a definição de Brönsted-Lowry. A definição de Lewis
consiste em:
Ácido é toda espécie química que recebe pares eletrônicos isolados,
formando ligações coordenadas (antigamente era chamada Dativa).
Base é toda espécie química que cede pares de elétrons isolados,
formando ligações coordenadas.
A definição de Lewis é a mais abrangente definição de ácidos e bases, em
virtude de sua definição não se restringe somente as espécies hidrogênio e/ou
hidroxila, mas se ajusta a praticamente todas as reações químicas. Um
exemplo disso é a reação do BF3 com a amônia, conforme figura 1.
10
Figura 1: Reação de ácido-base de Lewis entre trifluoreto de boro e amônia.
Esta reação mostra claramente que o BF3, funciona como um ácido de
Lewis, por que ele é um átomo que viola a regra do octeto assim como os
outros elementos da família 3A, em virtude de possuírem, apenas um sexteto
de elétrons, podem receber um par eletrônico formando uma ligação covalente
coordenada, esta é uma característica da definição de Lewis. E a amônia
funciona como uma base de Lewis segundo a definição de Lewis, porque ela
apresenta um par de elétrons livre, então ela doa para o fluoreto de boro.
Figura 2: Reação de ácido-base de Lewis entre o tetracloreto de estanho e o íon
cloreto.
A definição de Lewis para ácidos e bases aplica-se perfeitamente para o
cloreto de estanho (IV), conforme figura 2. Este funciona como um ácido forte
de Lewis por que possui orbitais vazios, então ele recebe pares eletrônicos,
fornecidos pelo cloro expandindo deste modo sua valência. Isto ocorre porque
na realidade o átomo de estanho está rodeado, por 12 elétrons ao invés de 8
elétrons, formando um íon complexo com geometria octaédrica e mais uma vez
a regra do octeto é violada.
Essa definição é importantíssima principalmente em química orgânica,
visto que muitos compostos orgânicos funcionam como receptores e doadores
de pares eletrônicos. Na realidade muitas espécies químicas podem funcionar
como ácidos e bases de Lewis. O ácido é uma espécie deficiente de elétrons
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em busca de preenchimento para seus orbitais vazios e as bases são
espécies em que sobram pares eletrônicos. É, no entanto, importante observar
que a definição de ácido-base de Lewis sempre tende a formação de ligações
covalentes coordenadas, porque sempre existe a doação e a recepção de
pares eletrônicos.
EXPERIMENTO
Primeiramente então será construída uma escala de padrões de pH
utilizando extrato de repolho roxo como indicador. Para isto será utilizado
repolho roxo e água destilada. Num segundo momento irá se utilizar
substâncias diluídas com valores de pH, conhecidos para que se possa
construir a escala de pH. Num terceiro momento os estudantes irão receber
substâncias para que os mesmos classifiquem de acordo com sua acidez ou
basidade. Esta classificação é possível devido a estas substâncias
apresentarem cores diferenciadas, conforme a acidez ou basicidade do meio
em que se encontra. Percebe-se que o extrato de repolho roxo pode constituir-
se em bom indicador universal de pH, substituindo – ainda que para menor
número de faixas de pH – os papéis indicadores universais, que só podem ser
adquiridos em lojas especializadas e não são encontráveis em todas as regiões
do país.
Materiais
14 tubos de ensaio (ou frascos de remédio transparentes e incolores)
2 provetas de 10 mL (ou seringas)
1 peneira
1 conta-gotas
1 béquer de 500 mL
1 bico de Bunsen (ou lamparina a álcool)
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Reagentes
Solução diluída de ácido clorídrico concentrado, ou acido muriático (1mL do
ácido concentrado em água até 100 mL );
Solução de hidróxido de sódio – soda cáustica (uma pastilha de NaOH em 100
mL de água destilada);
Detergente com amoníaco (verifique o rótulo);
Álcool comum (para a lamparina);
Vinagre branco;
Repolho roxo;
Água destilada.
Procedimento
Parte 1 – Preparação de extrato de repolho roxo:
Corte o repolho em pedaços pequenos e coloque-os no béquer com
água destilada ate cobri-los. Ferva ate que a água seja reduzida à metade do
volume inicial. Com o auxílio de uma peneira, coe a solução obtida. Na figura 3
tem-se o extrato preparado.
Observação: O extrato de repolho roxo deve ser guardado em geladeira ou, de
preferência, congelado, pois se decompõe com o tempo.
Figura 3: Extrato do repolho roxo (Fonte: a autora)
Parte 2 – Preparação da escala padrão:
Com o uso de tubos de ensaio prepare as soluções que estão indicadas
na Tabela 1. Rotule os tubos com os valores de pH aproximados, de acordo
13
com a Tabela 1. Os valores aproximados de pH foram medidos utilizando-se
um instrumento chamado peagômetro.
Tabela 1: preparação da escala padrão
Solução Preparo Valor de pH
1
5 mL de ácido clorídrico diluído + 5 mL de
extrato de repolho
1
2
5 mL de água destilada + 5 gotas de vinagre
branco + 5 mL de extrato de repolho
3
3 5 mL de álcool + 5 mL de extrato de repolho 5
4
5 mL de água destilada + 5 mL de extrato
de repolho
6
5
5 mL de água destilada + 1 gota de
detergente com amoníaco + 5 mL de extrato
de repolho
9
6
5 mL de água destilada +5 gota de
detergente com amoníaco + 5 mL de extrato
de repolho
11
7
5ml de solução diluída de hidróxido de
sódio+ 5 ml de extrato de repolho
12
Fonte: Revista Química Nova na Escola - Equilíbrio Ácido Base N° 1, MAIO 1995
Dicas importantes. Podem ser usados lápis de cor para fazer uma escala
durável em papel, tal como as que existem nos rótulos dos papéis
indicadores universais, que poderá ser usada em vários experimentos, sem a
necessidade de preparar novamente os tubos com soluções da escala
padrão.
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Parte 3: Testar o pH de diferentes materiais do dia a dia
Nesta parte do experimento são testados alguns elementos ou materiais
de uso doméstico para determinar a acidez ou basicidade dos mesmos, como
por exemplo, xampu, leite, suco de limão, suco de laranja, detergente líquido,
mistura de água e sabão, clara de ovo, detergente com amoníaco, vinhos tinto
e branco, cachaça, pasta de dentes, creme corporal e vinagre. Estes materiais
serão fornecidos pelo professor ou pelos alunos. O resultado será colocado em
uma tabela fornecida aos alunos pelo professor. Estes deverão fazer uma
comparação com a escala padrão construída na aula anterior (tabela 1) com o
extrato de repolho roxo.
Materiais
100 mL de água destilada.
100 mL de extrato de repolho roxo (preparado como na parte 1 do
procedimento, página 11).
14 tubos de ensaio etiquetados com a(s) letra(s) inicial (ais) do material a ser
testado; xampu; leite; sucos de limão e de laranja; detergente líquido; mistura
de água e sabão; clara de ovo; detergente com amoníaco; vinho tinto e branco;
cachaça; pasta de dentes; creme corporal e vinagre.
Procedimento
Coloque em cada tubo de ensaio 5 mL de água destilada e 5 mL de
extrato de repolho roxo. Acrescente a cada um cinco gotas do material a ser
testado (figura 4). Compare a cor obtida com a escala padrão.
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Figura 4: Testando caráter ácido-básico de materiais usados no dia a dia (Fonte: a
autora)
Questões para Reflexão
• Quais dos materiais testados são ácidos? Entre esses, quais são os mais
ácidos? Por quê?
• Quais são básicos? Quais são os mais básicos? Por quê?
• Certo material confere cor lilás ao repolho roxo. Em que faixa de pH esse
material se encontra?
• Qual a conclusão que você pode tirar desta prática?
Informação ao professor:
Valores de pH para os seguintes materiais: sangue, 6,5 a 7,3; leite de vaca,
6,3 a 6,6; saliva 6,5 a 7,5; laranja 3,0 a 4,0; suco de limão, 2,2 a 2,4; vinagre,
2,4 a 3,4; ovos (clara), 7,6 a 8,0; detergente, 6,5 a 7,5; morango 3,0 a 3,5;
banana, 4,5 a 4,7.
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7.2. UNIDADE II
A unidade II tem como objetivo abordar o conteúdo de ligações químicas
começando primeiramente pela leitura de um texto. Após a leitura do mesmo
será feita uma discussão do texto e irá se trabalhar o assunto de Ligações
Químicas.
LIGAÇÕES QUÍMICAS
Para trabalhar o tema Ligações Químicas será primeiramente distribuído
aos alunos um texto para que estes leiam e façam uma discussão
posteriormente. O texto tem como título “Ligação química envolvendo
compostos iônicos e covalentes” e este retirado do livro de Química de Carmo
Galo NETTO, O texto a ser trabalhado está descrito logo abaixo:
Os compostos são classificados em compostos iônicos e compostos
moleculares. Os compostos iônicos são aqueles que possuem uma ou mais
ligações iônicas, mesmo que apresente várias ligações covalentes. Na ligação
iônica, as forças de atração são conseqüência da transferência completa de um
ou mais elétrons de um átomo para outro sendo que um deles adquire carga
positiva e o outro, negativa, surgindo às forças responsáveis pela ligação. A
maioria dos compostos iônicos é sólida, nas temperaturas e pressão
ambientes, porque a força de atração elétrica mantém os cátions e os ânions
firmemente ligados uns aos outros. Os compostos moleculares são aqueles
que possuem somente ligações covalentes entre seus átomos. A menor
partícula deste composto denomina-se molécula.
Na ligação covalente a transferência de elétrons nunca é completa, pois
estes são compartilhados e neste caso a força de atração entre o par de
elétrons (carga negativa) e o núcleo (carga positiva) é o que mantêm os
átomos unidos.
Para uma maior fixação deste assunto de ligação será desenvolvida uma
atividade. Esta está descrita logo abaixo:
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APLICAÇÃO DE UM JOGO
O dominó das fórmulas é um jogo de montagem de compostos através
de cátions e ânions. Para montar o jogo o professor deverá recortar as
estruturas que representam os cátions e ânions que se encontram na figura 6.
O número de estruturas varia de acordo com o número de alunos da turma,
em geral cada grupo deve ter em torno de 20 cátions e 20 ânions sendo
alguns (os mais utilizados como os cátions e ânions monovalentes)
repetidos para possibilitar a formação de um maior número de compostos.
As estruturas com a fenda representam os ânions e as estruturas com
as saliências representam os cátions. O número de fendas ou saliências
representam a valência de cada cátion ou ânion, conforme modelo da figura 5.
Cátions Ânions
Figura 5: Modelo de para a construção de cátions e Anions
O objetivo desta atividade é observar a estrutura das fórmulas químicas
através de um modelo macroscópico. Podemos citar alguns exemplos de
conteúdos que podem ser trabalhos utilizando-se este jogo:
1) Estrutura dos compostos iônicos
2) Cátions e ânions
3) Número de oxidação
4) Valência dos elementos (TP)
5) Nox de fórmulas
6) Nox de ânions e cátions
7) Nomenclatura dos compostos
+ -
18
Para a realização deste jogo de dominó de fórmulas não há um
número fixo de jogadores, pois pode ser desenvolvido individualmente ou em
grupo, porém é aconselhável que o grupo não seja muito grande para que os
alunos possam manusear melhor as estruturas e aproveitar mais o jogo.
O tempo para montagem de fórmulas pode ser definido em 30 minutos
(para 20 fórmulas), depende, porém, do número de fórmulas que o professor
fixe como limite mínimo. Entretanto, é importante que o professor desenvolva
outras atividades após a montagem de fórmulas que se encontram no item de
sugestões. Para explorar bem o jogo é necessário em torno de 1 hora e 30
minutos. As regras para este jogo são as seguintes:
1. Reunir os alunos em grupos;
2. Distribuir várias peças do jogo misturando cátions e ânions;
3. Propor que os alunos montem fórmulas, fixando um limite mínimo de
fórmulas que devem ser montadas;
4. Explicar como foi feita a representação e como se montar uma
fórmula (posição de cátions e ânions, o Nox total da fórmula, o Nox dos cátions
e ânions, posição dos elementos na Tabela Periódica e etc.
5. Após a montagem das fórmulas solicitar aos alunos que
determinem o Nox de cada uma, dêem o nome dos compostos, classifique o
composto formado em ácidos, bases, sais e óxidos. Essa etapa depende do
conhecimento que o aluno tem sobre os conceitos já estudados, ficando a
critério do professor determinar quais devem ser trabalhados nesse momento.
Sugestões de atividades que podem ser trabalhadas
O dominó de fórmulas também permite que o professor trabalhe com
algumas reações. Para isso é interessante que o professor dê as reações
(sem o produto) por escrito aos grupos para que os alunos possam montar os
compostos, através das peças, e determinar o produto de cada reação. As
reações de dupla troca são uma sugestão bem interessante de se trabalhar
nesse momento, pois o aluno consegue rearranjar os átomos e chegar ao
produto desejado. Esse trabalho pode, também, ser planejado para
complementar uma visualização de uma prática experimental sobre reações. O
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aluno observa a experiência e no momento de escrever a reação poderá
fazê-lo por meio do dominó. Pode ser solicitado que os alunos dêem o nome de
cada composto formado, identificando anteriormente sua função química. Se o
professor desejar poderá determinar um tempo para cada tarefa e pontuar o
grupo que consegue nesse tempo formar mais fórmulas ou realizar as outras
atividades, classificando a posição de cada grupo no final do trabalho. A seguir
têm-se os moldes do Dominó das fórmulas. Cada grupo de alunos deverá
reproduzir os moldes em um material que seja resistente como EVA ou papel
cartão, recortá-las e escrever, no seu interior, os cátions e ânions que desejar.
Figura 6.
Figura 6: Moldes para a montagem para o jogo de dominó
20
Para que o jogo tenha um resultado efetivo e que os alunos
realmente reforcem o que tenham aprendido é necessário que se tenha várias
estruturas de maneira a possibilitar a montagem de muitas fórmulas. Portanto,
é necessário se fazer várias cópias do material. Após a montagem do jogo, os
alunos farão a apresentação e exposição dos mesmos colados em uma
cartolina. Eles deverão escrever o nome dos compostos iônicos construídos.
Experimento para demonstrar a condução de corrente elétrica ou não em
algumas soluções iônicas e covalentes.
Vamos pensar um pouco...
Ao consertar um chuveiro elétrico o eletricista corre o risco de levar
choque. Mas será que a água sempre conduz eletricidade? A água que
usamos em casa e um material que possui uma diversidade de substâncias
dissolvidas. Será que o tipo de material que está dissolvido na água afeta a
condutividade?
Materiais
500 mL de água;
sal de cozinha - NaCl
açúcar comum
3 béqueres de 50 mL;
1 sistema de lâmpada com fio de cobre
colher de sopa
bastão de vidro
Procedimento
Teste a condutividade em água pura. Coloque o sal em um béquer e o
açúcar em outro e teste a condutividade com os materiais sólidos. Depois
acrescente água ao béquer contendo sal e ao que esta com o açúcar;
homogeneíze a solução. E, então teste sua condutividade.
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O que você observou? Que conclusão você pode tirar do experimento
realizado? Anote em seu caderno.
Na figura 7 tem-se a demonstração da condutividade elétrica em água
destilada, em uma solução de cloreto de sódio e em uma solução de sacarose.
Figura 7: Demonstrando a condutividade elétrica em água destilada, cloreto de sódio e
em sacarose. (Fonte: a autora)
DICAS PARA O PROFESSOR: etiquete os béqueres e limpe o fio ao mudar
de uma solução para outra. Se utilizar um só bastão de vidro, lave-o ao
mudar de solução.
Concluímos então que...
Nas substâncias sólidas não houve condutividade elétrica. No béquer
contendo uma solução de água e açúcar (sacarose), não acendeu a lâmpada,
pois não houve íons dispersos na água. Com isso; sem a ionização não há
corrente elétrica e a lâmpada não acendeu. Pois se trata de uma solução
molecular ou covalente.
Como vocês observaram no béquer com solução de água e sal, a
lâmpada acendeu. Trata-se de uma solução iônica; isto é há íons dissolvidos,
dispersos na água. Logo a corrente elétrica foi conduzida, fazendo com que a
pequena lâmpada acendesse.
A água é uma substância constituída por moléculas polares. O pólo
negativo esta situado nos átomos de oxigênio e o pólo positivo esta nos átomos
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de hidrogênio. A solução iônica é obtida da interação entre a água e o sal. O
cloreto de sódio servira de soluto, o qual será dissolvido pela água, que servira
de solvente. Assim ocorrerá há formação de camadas de solvatação em que os
átomos de oxigênio se voltarão para os íons Na2+, pois o oxigênio terá carga
negativa, e os átomos de hidrogênio, irão envolver os íons Cl-, pois são
positivos os hidrogênios. Observe a reação abaixo:
Reação: NaCl + H2O → Na+ + Cl- + H2O
No caso do exemplo de dissociação do açúcar (C12H22O11) em água não
observa-se a formação de íons, ou seja compostos moleculares não
apresentam condutividade. Na solução aquosa de açúcar não existe íons, por
não conduzir corrente elétrica. Sendo assim, o açúcar dissolveu-se, somente
na água.
Reação: C12H22O11 + H2O → 2C6H12O6
7.3. UNIDADE III
Para a execução desta unidade primeiramente será lido um texto
fornecido pelo professor sobre Reações Químicas retirado do site Disponível
em http://educacao.uol.com.br/quimica/ult1707u21.jhtm. Posteriormente, será
realizado 4 (quatro) atividades práticas sendo elas:
1)Vai e vem de Naftalinas
2) A cor que desaparece
3) A varinha mágica
4) Reação de dupla troca
REAÇÕES QUÍMICAS
As reações químicas são processos que transformam uma ou mais
substâncias, chamados reagentes, em outras substâncias, chamadas produtos.
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Em uma linguagem mais acadêmica, dizemos que uma reação
química promove mudança na estrutura da matéria. Na química inorgânica
podemos classificar as reações em quatro tipos diferentes:
1) Reações de síntese ou adição
As reações de síntese ou adição são aquelas onde substâncias se
juntam formando uma única substância. Representando genericamente os
reagentes por A e B, uma reação de síntese pode ser escrita como:
A + B →→→→ AB
Veja alguns exemplos:
Exemplo 1: Fe + S → FeS
Exemplo 2: 2H2 + O2 → 2H2O
Exemplo 3: H2O + CO2 → H2CO3
Perceba nos exemplos que os reagentes não precisam ser
necessariamente substâncias simples (Fe, S, H2, O2), podendo também ser
substâncias compostas (CO2, H2O), mas, em todas elas o produto é uma
substância "menos simples" que as que o originaram.
2) Reações de análise ou decomposição
As reações de análise ou decomposição são o oposto das reações de
síntese, ou seja, um reagente dá origem a produtos mais simples que ele.
Escrevendo a reação genérica fica fácil entender o que acontece:
AB →→→→ A+ B
Não parece bastante simples? E é bastante simples. Veja nos exemplos:
Exemplo 1: 2H2O → 2H2 + O2
Exemplo 2: 2H2O2 → 2H2O + O2
24
3) Reações de deslocamento
As reações de deslocamento ou de simples-troca merecem um pouco
mais de atenção do que as anteriores. Não que sejam complicadas, pois não
são, mas por alguns pequenos detalhes. Em sua forma genérica ela pode ser
escrita como:
AB + C →→→→ A + CB
Vamos entender o que aconteceu: C trocou de lugar A. Simples assim,
mas será que isso ocorre sempre? É intuitivo que não. Imagine o seguinte:
você entra em um baile e vê a pessoa com quem gostaria de dançar dançando
com outra pessoa. Você vai até lá e tentará fazê-la mudar de par, ou seja,
estará tentando deslocar o acompanhante indesejável e assumir seu lugar. Se
você for mais forte que o "indesejável", basta dar-lhe um empurrão e assumir
seu lugar, mas, se ele for um brutamonte troglodita, possivelmente ele nem
sentirá seu empurrão. Na reação de deslocamento o processo é idêntico: C vê
B ligado a A, aproxima-se e, sendo mais forte, desloca A e assume a ligação
com B. Caso C não seja mais forte que A nada acontece.
Basta então saber que é mais forte que quem:
Au < Ag < Cu < H < Pb < Sn < Ni < Fe < Cr < Zn < Al < Mg < Na < Ca < K < Li
Metais Nobres < Hidrogênio < Metais
4) Reações de dupla-troca
São também muito simples, mas devemos também ficar atento a
detalhes. O mecanismo é fácil:
AB + CD →→→→ AD + CB
Certamente você já percebeu o que aconteceu. O A trocou de lugar com
C. A diferença desse tipo de reação de deslocamento é que nem A nem C
estavam sozinhos e, após a troca nenhum deles ficou sozinho.
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Para entendermos como e quando uma reação deste tipo ocorre
teremos que observar o seguinte:
A substância AB está em solução e, desta forma, o que temos na
verdade são os íons A+ e B- separados uns dos outros. A substância CD
também está em solução, portanto temos também os íons C+ e D- separados;
Quando juntamos as duas soluções estamos promovendo uma
grande mistura entre os íons A+, B-, C+ e D-, formando uma grande "sopa de
íons";
Se, ao combinarmos C+ com B-, o composto CB for solúvel, os íons
serão novamente separados em C+ e B-, resultando exatamente na mesma
coisa que tínhamos anteriormente. O mesmo acontece com A+ e B-. Desta
forma, ao misturarmos AB com CD, estamos na verdade fazendo:
A+ + B- + C+ D-
E perceba que juntar íons que se separarão novamente resultará na
mesma "sopa de íons" e não resultará em nenhuma nova substância, portanto
não ocorre nenhuma reação.
Para que a reação efetivamente ocorra, será necessário que ao menos
um dos prováveis produtos (AD ou CB) não sejam separados ao se juntarem,
ou seja, deve-se formar um composto insolúvel e isso é conseguido através de
um sal insolúvel, de um gás ou de água. Se um dos produtos for um sal
insolúvel ele não será separado em íons e permanecerá sólido.
Se for um gás ele se desprenderá da solução (borbulhas) e também
permanecerá com suas moléculas agrupadas.
Se um dos produtos for a água, ela não se desagrupa em sua própria
presença.
NaCl + AgNO3 → NaNO3 + AgCl
Nesta reação o produto AgCl (cloreto de prata) é insolúvel, portanto a
reação ocorre.
NaCl + LiNO3 NaNO3 + LiCl
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Como nenhum dos produtos formados NaNO3 (nitrato de prata) ou LiCl
(cloreto de lítio) é insolúvel, a reação neste caso não ocorre.
NaOH + HCl → NaCl + H2O
Como um dos produtos é a água (H2O), a reação ocorre. Para a
previsão da ocorrência ou não de uma reação de dupla-troca é fundamental
que conheçamos a solubilidade dos sais em água e, para relembrar isso, leia o
texto sobre solubilidade em água.
Viu como é simples? Com um pouco de prática e exercícios você
consegue até escrever reações que podem dar origem a um determinado
produto. Quer ver?
Imagine que você que obter sulfato de chumbo (PbSO4). Você sabe que
terá que juntar o íon chumbo (Pb2+) e o íon sulfato (SO42-). Como você sabe
que o sulfato de chumbo é insolúvel, pode promover uma dupla-troca:
PbX + YSO4 → PbSO4 + XY
É só escolher X e Y de forma que as duas substâncias sejam solúveis.
Uma outra forma é fazer um deslocamento do hidrogênio pelo chumbo, já que
este é mais reativo:
Pb + H2SO4 → H2 + PbSO4
Experimento 1- VAI E VEM DA NAFTALINA
Esta atividade experimental tem como finalidade demonstrar fenômenos
químicos e físicos e para isso será utilizado a naftalina. Este experimento
permite demonstrar a reação da naftalina com o vinagre e o bicarbonato de
sódio.
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A naftalina, quimicamente falando, é um hidrocarboneto aromático que
apresenta fórmula molecular C10H8. A naftalina apresenta a seguintes
propriedades físicas: substância branca, volátil e com odor característico. A
naftalina foi muito usada no combate a traças e cheiro de mofo em armários e
gavetas.
Material
Frasco de vidro transparente
3 bolinhas de naftalina
Água
2 colheres (chá) de bicarbonato de sódio (NaHCO3)
2 colheres (chá) de vinagre (CH3COOH)
Procedimento
Dissolva o Bicarbonato de sódio e o vinagre na água. Coloque a solução
no frasco. E após mergulhe as bolinhas de naftalina na solução e observe.
Ao redor das bolinhas de naftalina forma-se uma camada de pequenas bolhas.
Surge então uma pergunta: qual substância constitui essas bolhas? O
bicarbonato de sódio reage com o ácido do vinagre e produz bolhas de ar. As
bolhas de ar se fixam nas bolinhas de naftalina, fazendo-as flutuar.
As bolinhas de naftalina se mantêm na superfície até que as bolhas estourem.
Nesse instante elas se deslocam para o fundo até que novas bolhas sejam
formadas. A formação de novas bolhas eleva novamente as bolinhas, observe
o que ocorre na figura 8.
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Figura 8: Vai e vem de naftalinas fenômenos químicos e físicos. (Fonte; a autora)
Experimento 2 - A COR QUE DESAPARECE
Realizar e estudar uma reação de deslocamento.
Material
Baqueta
Pisseta
Micropipeta
2 béqueres de 50 mL cada
1 colher de café
Reagentes
Sulfato de cobre (CuSO4) palhinha de aço.
Procedimento
Em cada béquer, prepare uma solução, utilizando 1 colher de café de
sulfato de cobre e 2 mL de água, conforme figura 9. Homogeneíze a solução,
agitando-a. Observe a sua coloração. Corte um pedaço de palhinha de aço,
enrole-o e coloque-o num dos béqueres. Observe e tente explicar a
descoloração da solução.
Figura 9: Béqueres contendo água e sultato de cobre. (Fonte: a autora)
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A coloração azulada é devido a íons Cu2+ presente na solução
preparada. Ao colocarmos a palhinha de aço, há uma reação de deslocamento.
Nesta reação, o ferro (metal mais reativo) desloca o cobre (metal menos
reativo) espontaneamente segundo a reação:
Fe + CuSO4 → Cu + FeSO4
ou Cu2+ + Fe0 → Cu0 + Fe 2+
Um dos produtos formados Cu0 se depositará na palhinha de aço
tornando-a avermelhada, conforme figura 10.
Figura 10: Recipiente mostrando a formação do cobre que se deposita na
palhinha, deixando a solução avermelhada. (Fonte: a autora)
Experimento 3 – A VARINHA MÁGICA
Fazer a reação entre permanganato de potássio, água e ácido sulfúrico -
uma reação de oxirredução.
Material
Baqueta
vidro de relógio
tela metálica
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algodão
Reagentes
KMnO4/H2SO4/álcool comercial 92,80
Procedimento
Umedeça um pedaço de algodão com álcool e o coloque sobre a tela de
amianto. No vidro de relógio, adicione alguns cristais de KMnO4
(aproximadamente uma colher de café) e, em seguida, uma gota de ácido
sulfúrico concentrado. Deixe-o afastado do álcool.
Umedeça uma extremidade da baqueta na mistura de permanganato de
potássio e ácido sulfúrico e com cuidado encoste-se no algodão umedecido e
observe.
Na mistura dos reagentes teremos a reação:
2KMnO4 + H2SO4 → K2SO4 + 2MnO2 + H2O + 3O
O átomo de oxigênio liberado está na forma de “oxigênio nascente” e
devido a sua elevada reatividade, provoca a combustão instantânea do álcool
ou outro material combustível. Nesta reação, o manganês sofre redução de
Mn7+ para Mn2+, portanto, o KMnO4 seria o agente oxidante da reação.
Experimento 4 – REAÇÃO DE DUPLA-TROCA
Realizar uma reação de dupla-troca e obter separadamente os dois
reagentes formados.
Material
Papel de filtro
Pisseta
Funil
colher de café
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Erlenmeyer
cápsula de porcelana
lamparina
Béquer
colher de medida
tubo de ensaio
Reagentes
Pb (NO3)2 e KCl
Procedimento
No béquer, adicione uma colher de café de KCl e 10 mL de água.
Homogeneíze a solução. No tubo, adicione uma colher de café de Pb(NO3)2 e 3
mL de água. Homogeneíze a solução, colocando a rolha e em seguida
agitando o tubo. No béquer, misture as duas soluções obtidas e observe a
reação. Sabendo que esta reação forma um sal solúvel e outro insolúvel
(precipitado), indique uma maneira de obtê-los separadamente, usando o
material disponível.
Dicas para o professor
Prepare o papel de filtro e, colocando o funil na “ boca” do erlenmeyer, faça a
filtração da solução para obter o Pb I2 ( composto amarelo ). Com o auxílio
da micropipeta, retire a solução filtrada com os íons sobrenadantes e
adicione-os à cápsula de porcelana. A reação que ocorre é:
2K Cl + Pb (NO3)2 Pb Cl2 + 2KNO2
Um dos componentes formados é insolúvel (PbCl2) e fica retido nas
paredes do filtro, o outro (KNO3), por ser solúvel em água, atravessa o filtro e
pode ser recuperado após a vaporização da água no cadinho de
evaporação.
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REFERÊNCIAS
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Vol. 2 (coleção de 3 volumes ), 1995.
CUNHA, Marcia Borin da. Jogos Didáticos de Química. Santa Maria. v. único.
2000.
FILHO, Júlio de Mesquita e col. O Desenvolvimento de Aulas Práticas de
Química por meio da Montagem de Kits Experimentais. Disponível em
http://www.unesp.br/prograd/ENNEP/Trabalhos em pdf - Encontro de
Ensino/T3.pdf. Acesso em 11/agosto de 2011.
GEPEQ – Grupo de Pesquisas em Educação Química. Laboratório aberto,
EXPERIMENTACAO NO ENSINO DE QUÍMICA- Extrato de repolho roxo como
indicador universal de pH. Revista Química Nova na Escola, n. 1, p. 32-33,
maio de 1995.
KAVANAGH, Edward; HAIDA Kimio Shimomura; MIOTTO, Zélia Josefa
Murano. Práticas de Laboratório uma estratégia de ensino. 2 ed.
Edunioeste.
NETTO, Carmo Gallo. Química da Teoria à Realidade. 2ª ed. São Paulo:
Scipione, 1996, v. 1
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SANTOS, Luiz Ricardo dos.Ácido e Bases de Lewis. Disponível em
http://www.infoescola.com/quimica/acidos-e-bases-de-lewis> acesso em
05/06/2011.
SANTOS, Wildson L. P. dos. Química e Sociedade. 1. ed. São Paulo: Nova
Geração, 2008.
SILVA, Ruth Hashimoto da; SILVA, Eduardo Roberto; NÓBREGA, Salgado
Olímpio. Química. 1ª Ed. São Paulo: Ática, v. único, 2008.
SHRIVER, Eduard; ATKINS, Peter. Química Inorgânica. 4ª ed. Porto Alegre:
Bookman, 2008.
SOLOMONS, T.W.Graham.; FRYHLE, Craig.B. Química Orgânica. 7ª Ed. Rio
de Janeiro: LTC Editora. V. 1, 2001.