FICHA PARA CATÁLOGO

PRODUÇÃO DIDÁTICO PEDAGÓGICA

TÍTULO: EXPERIMENTAÇÃO NO ENSINO DE QUÍMICA

Autora Carmen Eigen Ditzel

Escola de Atuação Colégio Estadual Barão de Capanema

Município da escola Prudentópolis

Núcleo Regional de Educação Irati

Orientador Hilário Lewandowski

Instituição de Ensino Superior Universidade Estadual do Centro-Oeste - UNICENTRO

Disciplina/Área Química

Produção Didático-pedagógica Unidade Didática de Química

Público Alvo Alunos da 2ª série do Ensino Médio - Matutino

Localização Colégio Estadual Barão de Capanema

Rua Afonso Ditzel, 870 - centro

Apresentação

Desenvolver outras metodologias para melhor entendimento e aprendizagem nas aulas de química, com mais entusiasmo e dinamismo.

Aplicar atividades práticas para investigar os conceitos de diferentes tipos de concentrações. Treinar a técnica de laboratório, investigar e determinar as unidades de medidas utilizadas. Desenvolver cálculos e fórmulas correspondentes.

Atividades práticas em laboratório ou sala de aula com soluções sólido-líquido para verificação dos diferentes tipos de concentrações com grupos de alunos numa 2ª série do ensino médio. Pesquisas dos questionamentos elaborados em relatórios pelos grupos de estudantes.

Palavras-chave Experimentação – Pesquisa – Química - Concentrações

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SECRETARIA DE ESTADO DA EDUCAÇÃO

SUPERINTENDÊNCIA DA EDUCAÇÃO

DEPARTAMENTO DE POLÍTICAS E PROGRAMAS EDUCACIONAIS

COORDENAÇÃO ESTADUAL DO PDE

UNIVERSIDADE ESTADUAL DO CENTRO-OESTE

CARMEN EIGEN DITZEL

UNIDADE DIDÁTICA

IRATI

2011

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CARMEN EIGEN DITZEL

UNIDADE DIDÁTICA

EXPERIMENTAÇÃO NO ENSINO DE QUÍMICA

Projeto de Intervenção Pedagógica apresentado como

requisito de avaliação referente ao Programa de

Desenvolvimento Educacional – PDE, Universidade

Estadual do Centro Oeste – UNICENTRO.

Orientador: Hilário Lewandowski

IRATI

2011

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SUMÁRIO

1 APRESENTAÇÃO ........................................................................................................ 5

2 INTRODUÇÃO AO TEMA ............................................................................................. 6

2.2 SOLUÇÃO E CONCENTRAÇÃO ........................................................................... 6

2.3 AULA PRÁTICA I .................................................................................................... 7

2.4 TEXTO COMPLEMENTAR ..................................................................................... 8

2.5 AULA PRÁTICA II ................................................................................................... 9

2.5.1 Atividade de Pesquisa ...................................................................................... 9

2.6 AULA PRATICA III ................................................................................................ 11

2.7 AULA PRÁTICA IV ............................................................................................... 11

2.8 ATIVIDADE DE PESQUISA .................................................................................. 12

2.9 AULA PRÁTICA V ................................................................................................ 13

2.10 ATIVIDADE DE PESQUISA ................................................................................ 13

2.11 TEXTO COMPLEMENTAR ................................................................................. 14

2.12 ATIVIDADES ...................................................................................................... 15

2.13 AULA PRÁTICA VI.............................................................................................. 16

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS .............................................................................. 17

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1 APRESENTAÇÃO

Este trabalho será realizado com alunos de 2ª série do ensino médio do Colégio

Estadual Barão de Capanema, município de Prudentópolis – PR.

Devido dificuldades apresentadas pelos alunos na compreensão dos conceitos

de concentração, quando se estuda a unidade que trata de “Soluções”, percebe-se a

necessidade de relacionar o tema com o cotidiano dos alunos. O presente trabalho

busca trabalhar o tema Soluções de forma mais contextualizada, voltada para a

realidade dos alunos, envolvendo aulas práticas, elaboração de conceitos, aplicação de

fórmulas e resolução de exercícios.

As aulas experimentais permitem que o professor tenha um contato mais direto

com os estudantes e assim possa identificar com mais facilidade suas dúvidas e

lacunas na aprendizagem. Este elo corpo docente-discente tem grande importância nas

novas reflexões que serão pontes entre o científico e o cotidiano, possibilitando uma

nova interpretação dos conceitos.

É preciso romper diversas barreiras e aplicar outras metodologias que facilitam

o aprender, pois estamos inseridos num mundo altamente competitivo, técnico-

científico, informatizado e reciclável. Diante disso, a química está cada vez mais

presente nos produtos de consumo, portanto, temos que dar condições amplas para

que nossos estudantes possam ampliar seu conhecimento químico, para futuramente

desenvolver novos produtos levando em consideração o respeito ao meio ambiente.

A presente atividade objetiva apresentar alternativas metodológicas que

favoreçam o ensino aprendizagem da disciplina de Química, beneficiando tanto o aluno

como o professor, neste sentido, busca desenvolver atividades práticas e

contextualizadas do tema “Solução”.

Como se trata de 2ª série do ensino médio, as questões apresentadas precisam

ser resolvidas pelos alunos reunidos em grupos, porém, após a discussão dos alunos é

de fundamental importância a mediação que deverá ser feita pelo professor. Pois, as

questões têm finalidade pedagógica e grau diferenciado de dificuldade, levando o aluno

a compreender o conteúdo.

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2 INTRODUÇÃO AO TEMA

2.1 DISPERSÕES

As dispersões são divididas de acordo com as dimensões das partículas

dispersas (soluto) em um material. Elas podem ser suspensões, colóides e soluções.

O tamanho das partículas das suspensões são maiores que 1000nm, dos colóides

são entre 1 a 1000nm, e as partículas das soluções são menores que 1nm. (1

nanômetro é 0,000000001metro).

Quanto às suspensões, os exemplos mais simples são areia mais água,

granito, substâncias insolúveis em água (óleo mais água).

Quanto à colóides, podem ser exemplos a gelatina, cremes, hidratantes, leite,

neblina, isopor, sangue.

Em relação às soluções os exemplos são vários, tais como, ar atmosférico

(como quase toda mistura gasosa), ligas metálicas (ouro 18 quilates, aço, amálgama),

água mineral, álcool comercial, sucos, água mais sal, gasolina mais álcool.

2.2 SOLUÇÃO E CONCENTRAÇÃO

O termo solução pode ter vários significados diferentes, segundo Santos e Mol

(2010, p.20), “solução pode significar a superação de uma dificuldade, conclusão de um

assunto, resultado de um problema”.

Em química, você houve muito esta palavra “solução”, mas com um significado

próprio da linguagem química, onde normalmente ela quer dizer: “um tipo de material

homogêneo.” A solução é composta pelo menos de dois componentes, o soluto e o

solvente. O soluto é a substancia que está dispersa (menor quantidade) e o solvente

substancia que contem o soluto; o solvente permite que o soluto se disperse, por isso o

solvente pode ser denominado de dispergente (esta em maior quantidade).

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Como exemplo de solução temos a mistura de água com açúcar (água doce).

Veja, o açúcar é chamado soluto, está em menor quantidade e se dispersa no solvente

que é a água.

Os solutos podem ser iônicos ou moleculares. O soluto iônico é aquele que

apresenta como ligação intermolecular, a ligação iônica, exemplo, Cloreto de Sódio. O

soluto molecular é aquele que apresenta como ligação intramolecular, a ligação

covalente, exemplo, glicose. Salientamos também que as soluções podem envolver

solutos líquidos e solventes também líquidos, então serão soluções líquido-líquido,

exemplo, álcool e água. Desta forma podemos ter soluções sólido-sólido (ouro 18

quilates), gás-gás (gás oxigênio na atmosfera), líquido-gás (gás carbônico no

refrigerante), enfim, as mais diversas combinações.

2.3 AULA PRÁTICA I

Divida os alunos em grupo e realize a seguinte prática que tem por objetivo

familiarizar o aluno com a nomenclatura e levá-lo a elaborar e compreender os

conceitos de soluto, solvente, solução e concentração.

Levar sucos em pacotinho para os alunos verificarem pela cor e pelo gosto, a

concentração de várias porções tais como:

1) Uma colher de suco em pó em 100 mL de água.

2) Duas colheres de suco em pó em 100 mL de água

3) Três colheres de suco em pó com 100 mL de água.

4) Quatro colheres do mesmo suco em pó em 100 mL de água.

Em copos, agite bem as soluções, discuta e escreva o que aconteceu.

1) Qual das soluções é mais concentrada?

2) Coloque por ordem decrescente de concentração as quatro soluções.

3) Como você descobriu as diferentes concentrações?

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4) Como você procederia para diluir a solução d?

5) O que você entende por diluição?

6) Qual foi o soluto e o solvente utilizado no preparo das soluções?

7) Cite as características dos compostos iônicos e moleculares? (Pesquisar)

8) Como você procederia para demonstrar (provar) de forma prática a tua

resposta na questão 5? (Pesquisar)

9) Explique a partir da tabela periódica as ligações iônicas e covalentes.

2.4 TEXTO COMPLEMENTAR

O presente estudo tem como foco soluções onde o soluto é o pó (suco

concentrado) e o solvente é a água, são soluções do tipo sólido-líquido e líquido-líquido.

Será estudada a concentração destas soluções. Mas, o que é concentração? O aluno já

teve uma idéia de concentração na prática realizada na aula anterior, uma pequena

introdução que servira de base para apoiar os próximos estudos.

Concentração no nosso dia a dia possui várias interpretações: a concentração

na realização de um trabalho, a concentração de uma equipe de vôlei, a concentração

de uma multidão numa apresentação teatral, etc.

Em química o termo “concentração” nos fornece a quantidade de partículas de

soluto que se encontram dispersas em um determinado solvente. Assim muitas vezes

ouvimos dizer que esta solução de Cloreto de Sódio tem concentração de 20g/L, isto é,

sabemos que foram dissolvidos 20g de Cloreto de Sódio (soluto) e foi adicionado água

(solvente) até completar um litro de solução.

Segundo Martha Reis (2001, p.29), “concentração em massa ou concentração

comum ou apenas concentração da solução (C), indica a quantidade em massa do

soluto (m) que se encontra dissolvida em um volume-padrão de solução (V)”.

Comumente as unidades são expressas em gramas para a massa do soluto

(sal) e litros para a solução. Quando dizemos que uma solução possui 30 gramas por

litro (30g/L), isso quer dizer que em cada litro de solução (não de solvente) tem 30

gramas de soluto. Essa é a concentração da solução.

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Como os estudantes fazem confusão com concentração e densidade tem-se a

necessidade de explicar as diferenças.

Densidade de uma solução é a relação entre a massa e o volume dessa

solução; portanto a massa é da solução. Normalmente as unidades são expressas em

g/mL ou g/cm3. Quando dizemos que uma solução possui densidade 1,5g/mL, quer

dizer que ao pegarmos um mL (mililitro) da solução ele vai pesar 1,5g ou para entender

melhor, ao pegarmos um litro (1000mL) desta solução tem-se 1,5 Kg de massa dessa

solução.

2.5 AULA PRÁTICA II

Divida os alunos em grupo e realize a seguinte prática que tem por objetivo

levar o aluno, a saber, o nome dos equipamentos, preparar soluções e diferenciar

concentração comum de densidade.

1) Utilizando um vidro relógio pese 2g de cloreto de sódio ou sacarose, com

o auxilio de um funil passe para um balão volumétrico de 100mL e adicione

água até completar 100ml. Após a diluição completa, passe a solução para

um béquer.

2) Agora encontre um procedimento junto com seus colegas para pesar as

seguintes quantidades de solução: 5mL, 10mL e 20mL, denominadas

respectivamente de solução a, b, c.

2.5.1 Atividade de Pesquisa

1) Quanto soluto temos na solução a em g e Kg?

2) Quanto solvente temos na solução a em mL e L?

3) Quanta solução temos em a, expresse em mililitro e litro?

4) O que é concentração?

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5) Expresse a concentração da solução a em gramas por litro.

6) Qual foi o peso de cada amostra, 5ml, 10ml e 20ml?

7) Divida o peso da amostra pelo seu respectivo volume. Qual foi o valor de

cada um? (Atenção para as unidades).

8) O que você percebeu no resultado final dos três cálculos?

9) Na questão 2 você acabou de calcular a densidade, dê um conceito para a

densidade.

10) Qual a diferença entre densidade e concentração comum?

11) Substitua densidade por d, massa da amostra por ms e volume da

amostra por V. Agora elabore uma fórmula que possa ser utilizada para

calcular a densidade.

12) Uma substância tem densidade 2g/mL. Quantos frascos de um litro

serão necessários para armazenar 800kg desta substância. Resolva por

regra de três e pela fórmula que você elaborou.

13) Se adicionarmos 4g de cloreto de sódio em 100ml de água, isto é, o

dobro. Qual será a concentração comum?

14) Na questão 5 você acabou de calcular a concentração comum. Diga

com as tuas palavras, o que você entende por concentração comum?

15) Substitua concentração comum por C, massa do soluto por ms e

volume da solução por Vs. Agora procure elaborar um fórmula que possa ser

utilizada para calcular a concentração comum.

16) Quantos gramas de cloreto de sódio serão necessários para

preparar 50ml de solução onde a concentração seja 1,5g/L. Resolva por

regra de três e pela fórmula.

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2.6 AULA PRATICA III

Analisaremos a solução de vinagre. Como poderemos saber qual é a massa

dessa solução?

Verificaremos o que temos “em mãos” e analisaremos o volume e a densidade

do vinagre.

Pesquisar na sala de aula e biblioteca sobre densidade e exercícios referentes

a ela. Discutir em grupo sobre o assunto e responder alguns exercícios. O objetivo é

investir na leitura e pesquisa.

Densidade de uma solução é a relação entre a massa (m) e o volume (v) dessa

solução

1) Qual é a fórmula utilizada para calcular densidade absoluta?

2) Quais as unidades que são usadas para a densidade?

3) Qual é a densidade da água destilada?

4) Por que o gelo (água sólida) flutua em água líquida?

5) A água destilada tem maior ou menor densidade que a água salgada? Por

quê?

2.7 AULA PRÁTICA IV

Utilizar o densímetro em algumas substâncias, anotar a densidade dessas e

realizar exercícios usando a fórmula da densidade. O procedimento é feito em grupo.

Os objetivos são: contextualizar e facilitar o entendimento de conceitos

relacionados a soluções e determinar quais as unidades de medidas usadas.

O densímetro é um tubo de vidro fechado que possui chumbo em sua base, na

parte de cima do tubo há uma escala desenhada. Ao mergulhar o densímetro no

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líquido, ele afunda até deslocar um volume de fluído cujo peso se iguale ao dele. A

leitura da densidade se faz na superfície do líquido. Usar uma proveta e adicionar o

respectivo líquido, dentro destes colocar o densímetro para determinar essas leituras.

Esse instrumento é muito usado em posto de combustíveis para verificar por

meio da densidade o grau de pureza do álcool e verificar a concentração do ácido

sulfúrico na bateria dos veículos.

Solução é uma mistura homogênea de duas ou mais substâncias. São compostas de

soluto(s) e de solvente (sv).

A análise das densidades será realizada com os líquidos:

1) Água destilada.

2) Água destilada mais sal (cloreto de sódio).

3) Água destilada mais açúcar.

4) Óleo de cozinha.

Vamos verificar estas densidades através de uma determinada massa de cada

item acima e medir seus respectivos volumes numa proveta. Podemos então, calcular a

densidade absoluta de cada item e compará-los com a leitura do densímetro.

2.8 ATIVIDADE DE PESQUISA

Pesquisar na sala de aula e biblioteca sobre concentração em massa ou

concentração simples, conceitos e exercícios. Os objetivos são: investir na leitura e

pesquisa.

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Concentração em massa ou concentração simples (C) ou concentração comum é a

razão da massa do soluto (sal) em gramas (ms) pelo volume da solução (sal mais água

destilada) em litros (V).

1) Qual é fórmula utilizada na concentração em massa?

2) Qual é a concentração simples de 10 gramas de sal (cloreto de sódio) em

1000 mL de solução?

3) Qual é a concentração simples de 10 gramas de sal (cloreto de sódio) em

500mL de solução?

4) Qual é a massa em gramas do sal (cloreto de sódio) em 1000mL (1litro)

de solução sabendo-se que a concentração é 20gramas por litro (20g/L)?

2.9 AULA PRÁTICA V

O objetivo é a contextualização dos conceitos com os respectivos exemplos.

Através da concentração simples, isto é, concentração comum, comparar uma solução

de cloreto de sódio com a solução do soro fisiológico através do gosto.

Num vidro relógio pesar 0.9 gramas de NaCl numa balança e transferir para um

béquer com um pouco de água destilada e dissolver bem com um bastão de vidro.

Colocar esta solução através de um funil, num balão volumétrico de 100 mL, adicionar

água destilada e completar o volume até a marca de aferição do balão. Agite com

técnica de laboratório e a solução está pronta.

2.10 ATIVIDADE DE PESQUISA

Pesquisar em sala de aula ou biblioteca sobre concentração mol por litro, com

conceito e exercícios. Objetivo é a investigação de pesquisa.

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Concentração em mol por litro ou concentração molar é a razão do número de mols

(ns) do soluto (sal) pelo volume (V) em litros da solução (sal mais água destilada).

Número de mol (n) é a razão da massa (m) do soluto (gramas) pela massa molar (M)

desse soluto (gramas).

1) Qual é a fórmula da concentração mol por litro?

2) Qual é fórmula de número de mols?

3) Calcule a concentração molar de 2mols de NaCl (cloreto de sódio) em

1000mL de solução?

4) Qual é a concentração mols/L de 5,8 gramas de NaCl em 1000mL de

solução?

5) Qual é a massa de NaCl para preparar 0,5L de uma solução 0,2 mol/L?

2.11 TEXTO COMPLEMENTAR

Para o químico interessa trabalhar com um número fixo de entidades. Para isso

ele dispõe da grandeza denominada “quantidade de matéria”, cuja unidade é o mol. O

mol é o nome de unidade base do sistema internacional (SI), foi escolhido para

grandeza de quantidade de matéria de um sistema que contem tantas entidades

elementares quantos são os átomos contidos em 0,0012kg de C 12. Este átomo foi

escolhido como substância de referência porque sua massa atômica podia ser medida

com bastante precisão. Quando se utiliza a unidade mol, as entidades elementares

devem ser especificadas, podendo ser átomos, moléculas, elétrons, ou outras

partículas. Portanto, mol é a unidade de medida da grandeza quantidade de

matéria. Assim como uma dúzia de ovos têm-se doze ovos, em um mol de átomos tem-

se seiscentos e dois centilhões de átomos, por exemplo, de carbono. Este número é a

constante de Avogadro (SANTOS; MÓL, 2010).

De acordo com Silva e Rocha Filho (2006), massa molar (M) é a massa da

substância por unidade de quantidade de matéria, através da fórmula: m = M. n,

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significa que a massa é igual à massa molar multiplicada pelo número de mol. Por

exemplo, a massa molar do cloreto de sódio (NaCl) é: M = 58,5 g/mol. Isso significa que

uma quantidade de matéria de 1 mol desse sal tem massa 58,5 g. Somando a massa

molar do sódio (Na) 23g com a massa molar do cloro (Cl) 35,5g, resultará 58,5 g para o

cloreto de sódio (NaCl). A concentração mol/L é a razão da massa em gramas do

soluto (sal) pela massa molar desse soluto e o volume da solução em litros ou a razão

do número de mol do soluto pelo volume da solução em litro, pois o número de mol é a

razão da massa em gramas do soluto pela massa molar desse mesmo soluto.

2.12 ATIVIDADES

1) Calcule a massa molar das seguintes moléculas:

HNO3; Mg (OH)2; H2SO4; H2O; Ca3PO4; CuSO4

2) Quantos mol de moléculas de água há em 18g de água?

3) Quantos mol de moléculas há em 72g de água?

4) Quantas moléculas de H2O existem em 18g de água?

5) Quantas moléculas de água existem em 72g de água?

6) Qual a massa de 5mol de H2O?

7) Qual a massa de 2 mol de CuSO4?

8) Se você dissolver 478,5g CuSO4 em 1000ml, isto é, um litro (1L), qual

será a concentração molar da solução em mol/l.

9) Se você dissolver 58,5g de NaCl em 1000ml, isto é, um litro (1L), qual será

a concentração molar da solução em mol/l.

10) Se você dissolver 117g de NaCl em 1000ml, isto é, um litro (1L),

qual será a concentração molar da solução em mol/l.

11) Substitua concentração molar por M, número de mol por n e volume

da solução por V. Agora procure elaborar uma fórmula que permita calcular a

concentração molar.

12) Quantos gramas preciso pesar de NaCl para preparar 2000ml de

solução de concentração 2mol/l.

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13) Quantos gramas preciso pesar de NaCl para preparar 200ml de

solução de concentração 2mol/l.

2.13 AULA PRÁTICA VI

Os objetivos são: Investigar o conceito de concentração, facilitar o

entendimento de conceitos de concentrações e treinar a técnica de preparação.

Preparar soluções de Concentração mol por litro:

1) Preparar 100 solução de NaCl de 2 mol/L com 100 mL de solução.

Pesa-se 35,1 gramas de NaCl num béquer e adiciona-se água destilada e

dissolve-se. Transferir a solução para um balão volumétrico de 100 mL e

completa-se com água destilada até a marca da aferição do balão e agitar

para completa homogeneização.

2) Preparar uma solução de NaCl de l mol/L com 100 mL de solução.

Pesar 5,8 gramas de NaCl num vidro relógio, transferir para um béquer com

água destilada até dissolver (20 mL), passar para o balão volumétrico de 100

mL e completar com água destilada até a marca do volume do balão. Agitar

bem. Está pronta a solução.

3) Preparar uma solução de NaCl de 0,2 mol/L com 250 mL de solução.

O mesmo procedimento visto na 2º questão, porém a massa de NaCl é de

2.9 gramas e o balão volumétrico é de 250 mL de volume.

Primeiramente o professor precisa explicar como se faz um relatório. Depois de

bem explicado, pedir para que os alunos façam um relatório do roteiro prático com

informações baseadas na experiência, comentando as falhas, observações, os cálculos

e os resultados.

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REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

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______________ Química: ensino médio: organização Eduardo Fleury Mortimer. Brasília, 2006. (Coleção Explorando o Ensino, v. 5).

FELTRE, Ricardo. Química/Físico-Química. v.2. 6ª ed. São Paulo: Moderna, 2004.

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FREIRE, M.P.; MARQUES, R.N.; WOLF, L.D.; CAMARGO, J.A.; ALVES, J.S. (Orgs). A contextualização do ensino de química como forma de motivar os alunos e potencializar o processo de ensino-aprendizagem. In: CONGRESSO DE INICIAÇÃO CIENTÍFICA DA UFSCAR, 16, 2008, São Carlos. Anais... v. 4, p. 1029. São Carlos, 2008.

GASPARIN, João Luiz. Uma Didática Para a Pedagogia Histórico Crítica. 2ª Ed. São Paulo: Autores Associados, 2009.

GOMES, M.S.S.O.; BRITO, D.M.; MOITA NETO, J.M. A Outra Face do Ácido Sulfúrico. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE QUÍMICA – CBQ, 47, Natal, 2007. Anais... Natal, 2007.

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SANTOS, Wildson Luiz Pereira; MÓL, Gerson de Souza (orgs.). Química Cidadã. São Paulo: Nova Geração, 2010. Vol. 2. [coleção Química para a Nova Geração]