Sobre este plano
Este slide não deve ser apresentado para os alunos, ele apenas resume o conteúdo da aula para que você, professor, possa se planejar.
Sobre esta aula: Este plano é parte de uma sequência de aulas que, quando associadas, conseguem trabalhar de forma mais eficiente a temática. Nesta aula os alunos irão trabalhar com gráficos de mudança de estado físico de uma substância pura, a água, e de uma mistura, água e sal de cozinha.
A habilidade de ciências não será trabalhada em sua totalidade neste plano, sendo assim, as propostas podem ter continuidade nas próximas aulas.
Sugerimos que a aula CIE9_01ME01 já tenha sido realizada, pois assim os alunos já terão sido introduzidos à natureza submicroscópica da matéria. Esta unidade tem como objetivo maior levar os alunos a compreender que a matéria é constituída de partículas submicroscópicas, átomos e moléculas, e que suas propriedades são funções de sua estrutura e de como essas partículas interagem. A unidade CIE9_03ME irá tratar especialmente dos modelos atômicos, portanto, aqui basta que os alunos compreendam a natureza particular da matéria e se familiarizem com os termos átomos e moléculas.
Sugestões de leitura para este plano:
BRADY, E.; SENESE, F. Química, a matéria e suas transformações, volume 1. Rio de Janeiro, editora LTC, 2012, 5a edição.
DIAS, D. L., Forças intermoleculares e o ponto de ebulição das substâncias, Brasil Escola. Disponível em: <https://brasilescola.uol.com.br/quimica/forcas-intermoleculares-ponto-ebulicao-das-substancias.htm>, acesso em 07 de agosto de 2018.
Se você sentir necessidade de aprofundar mais sobre a natureza submicroscópica da natureza e as dificuldade de aprendizagem dos alunos em relação a este tema, veja a dissertação de mestrado de Mayara Soares de Melo, “A transição entre os níveis - Macroscópio, submicroscópico e representacional - uma proposta metodológica”, disponível em: <http://repositorio.unb.br/bitstream/10482/19177/1/2015_MayaraSoaresdeMelo.pdf>, acesso em 07 de agosto de 2018. A introdução traz um boa revisão sobre o assunto.
Materiais necessários para a aula: atividade proposta impressa,, folhas de papel sulfite ou similar, régua, lápis e borracha.
Título da aula
Tempo sugerido: 2 minutos.
Orientações: Leia o tema da aula e pergunte aos alunos o que eles entendem por propriedades das substâncias e como eles diferenciam substâncias de misturas. Observe as respostas dadas, anote-as no quadro e volte a elas no final da aula, mas não as responda ainda.
De acordo com Rocha-Filho et al podemos definir substância como a porção de matéria que possui apenas um tipo de constituinte, o qual, por sua vez, foi definido por eles com a unidade que dá identidade a uma substância. Por exemplo, a substância água tem como único constituinte a molécula de água (H2O). A água do mar é, por sua vez, uma mistura, pois é formada de diferentes substâncias dissolvidas na água.
ROCHA-FILHO, R. C.; TOLENTINO, M.; SILVA, R. R.; TUNES, E.; SOUSA, E. C. P. D. Ensino de conceitos em Química. III. Sobre de conceitos de substância. Química Nova, v. 11, n. 4, p. 417-419, 1988, disponível em <http://quimicanova.sbq.org.br/imagebank/pdf/Vol11No4_417_v11_n4_%2811%29.pdf>, acesso 07 de agosto de 2018)
Contexto
Tempo sugerido: 4 minutos.
Orientações: Utilizando das imagens apresentadas, pergunte aos alunos se eles sabem como é o processo de preparo do macarrão, se eles já utilizaram sal no gelo para gelar mais rápido bebidas, criando um ambiente no qual eles possam contar um pouco de sua vivência. Permita que eles compartilhem alguma história relacionada ao tema, pois eles devem ter muitas. Em seguida, comente que na aula de hoje eles irão propor hipóteses e modelos que expliquem esse fato tão difundido entre todos os que cozinham, tendo como ponto de partida a natureza submicroscópica da matéria.
Questão disparadora
Tempo sugerido: 4 minutos.
Orientações: Leia a questão disparadora. Deixe que os alunos compartilhem suas opiniões sobre o tema. Comente que, quando falamos dos aspectos submicroscópicos da matéria, estamos falando dos modelos que explicam as propriedades da matéria, em função de sua estrutura química.
Como você sabe, as propriedades de uma substância química é dependente das interações entre as partículas (moléculas ou íons) que a constitui, que por sua vez dependem da natureza das espécies químicas envolvidas e do meio em que a substância está inserida. Nesta aula estamos trabalhando com mudanças de estado e, portanto, tratando das interações que mantêm as moléculas (ou íons) unidos, como ligações de hidrogênio (no caso da água), interações dipolo-dipolo, dipolo induzido. Para revisar esses conceitos veja o artigo de ROCHA, W. R. Interações Intermoleculares. Química Nova na Escola n. 4, 31-36, 2001 , disponível em <http://qnesc.sbq.org.br/online/cadernos/04/interac.pdf>, acesso em 07 de agosto de 2018.
Mão na massa
Tempo sugerido: 30 minutos.
Orientações: Organize a turma em trios. Distribua a atividade impressa, disponível nos materiais complementares, para todos os alunos. Peça para que, dentro de cada trio, eles conversem e troquem ideias para poderem responder às questões apresentadas.
Não dê respostas. Ajude-os na construção do conhecimento. Se os estudantes já tiveram a aula do plano CIE9_01ME01 desta unidade, ajude-os a lembrarem de que toda matéria é constituída de partículas submicroscópicas, os átomos, as moléculas ou os íons. Lembre-os também de que os químicos costumam representar essas partículas com bolinhas e, por meio delas, propor explicações para os fatos observados: o que observamos macroscopicamente, neste caso, os pontos de ebulição e de fusão constantes para a água pura, sendo explicado pelo o que ocorre a nível micro ou submicroscópico.
Em seguida, pergunte aos alunos se eles se lembram da diferença entre substância pura e misturas. Diga que eles já estudaram isso em anos anteriores e já sabem que, nas substâncias puras, os pontos de ebulição e de fusão são constantes, o que não acontecem com as misturas, visto que as partículas de cada substância interferem nas interações intermoleculares em jogo nas mudanças de estado.
Dê aproximadamente 25 minutos para que eles trabalhem em grupo e 5 minutos para que eles apresentem aos colegas, já encaminhando a aula para a sistematização e a conclusão.
Materiais necessários para a aula: Atividade proposta impressa, disponível nos materiais complementares, folhas de papel sulfite ou similar, régua, lápis e borracha.
Sistematização
Tempo sugerido: 10 minutos.
Orientações: Projete o slide ou reproduza no quadro as imagens sugeridas, para que os aprendizados da aula possam ser sistematizados. Peça para os alunos completarem as frases, a partir da comparação entre o gráfico apresentado no slide e os gráficos trabalhados em grupos, respondendo assim à questão disparadora.
Para finalizar, se possível, utilize a simulação Estado da Matéria, disponível em <https://phet.colorado.edu/sims/html/states-of-matter-basics/latest/states-of-matter-basics_pt_BR.html> para ajudar os estudantes a formalizar o conteúdo desta aula. A simulação permite que você escolha trabalhar com água e mudar a temperatura, aquecendo-a ou esfriando-a, de modo que seja possível visualizar o que está acontecendo com as moléculas. Ela facilita a compreensão do que acontece a nível submicroscópico ao aquecermos ou esfriarmos uma substância pura e ajudará na compreensão do efeito do sal nas temperaturas de fusão e de ebulição.
É importante lembrar aos alunos que isso é uma simulação, ou seja, uma representação do que acontece com as partículas a partir da variação da temperatura, tendo como base a natureza submicroscópica da matéria.
Se não for possível utilizar a simulação proposta, você pode explicar isso com o auxílio das imagens (a) e (b), que mostram como a presença de uma substância (neste caso, o sal de cozinha) interfere nas interações intermoleculares modificando, assim, os pontos de ebulição e de fusão da água. Comente que Isso é válido para praticamente todas as misturas. Existem algumas exceções (as misturas azeotrópicas e eutéticas, mas neste momento não é preciso entrar nesses detalhes específicos).
Pensando especificamente no caso da água do macarrão e a adição de sal: um líquido ferve à temperatura na qual sua pressão de vapor é igual à pressão atmosférica. A presença de um soluto, o sal, modifica a pressão de vapor da água diminuindo-a e dificultando a evaporação. Portanto, se faz necessário aquecer a solução a uma temperatura mais alta para que ela entre em ebulição. Essa elevação do ponto de ebulição (no caso, da água do macarrão) faz com que ele possa ser cozido em menor tempo.
A adição do sal no gelo também interfere nas interações intermoleculares que ocorrem na cristalização, dificultando a organização dos cristais de gelo e, portanto, diminuindo o seu ponto de congelamento. Neste caso se faz necessário uma temperatura ainda menor para poder propiciar essa organização da estrutura do gelo,
Algumas sugestões extra de leitura que podem auxiliá-lo na condução deste plano:
MATEUS, A. L. Química na cabeça. Experiências espetaculares para você fazer em casa ou na escola. Belo Horizonte: Editora UFMG, 2001, pg 29.
MICHEL, N. Substâncias Puras e Misturas. Pgs 24 à 30. Disponível em: http://docente.ifsc.edu.br/michael.nunes/MaterialDidatico/Analises%20Quimicas/Quimica%20Geral/substacncias-puras-e-misturas-parte-1.pdf
WOLKE, R. L. O que Einstein disse a seu cozinheiro: Mais ciência na cozinha. Rio de Janeiro, 2002, 1a edição, pgs 40 à 42.
