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: Para o pleno desenvolvimento desse plano, é essencial que os alunos tenham construído e desenvolvido habilidades
referente ao 2º plano desta unidade, sobre Lei da Conservação das Massas e análise de dados tabelados de reações químicas.
Este plano tem como objetivo possibilitar que os alunos analisem e identifiquem a Lei das Proporções Constantes (Lei de Proust) em reações químicas, através da análise de dados tabelados e a partir de um desafio que irá inserir os alunos em um contexto investigativo.
O professor deverá contar uma história, na qual os alunos (divididos em equipes) estarão concorrendo a uma vaga no maior laboratório nacional em produção de gás carbônico. Nesse contexto, o professor, que interpretará o supervisor do laboratório, realizará alguns testes e questões eliminatórias para cada equipe (sorteio de dados tabelados).
Para estudar mais sobre o tema, o professor pode acessar a seguinte referência:
FOGAÇA, Jennifer Rocha Vargas. "Lei de Proust ou Lei das Proporções Constantes"; Brasil Escola. Disponível em <https://brasilescola.uol.com.br/quimica/lei-proust-ou-lei-das-proporcoes-constantes.htm>. Acesso em 30 de agosto de 2018.
Materiais necessários para a aula: Balões (bexigas de aniversário), garrafinha plástica de 250 mL ou 125 mL, colher (ou espátula), vinagre e bicarbonato de sódio. Além disso, também serão necessários materiais para impressão nesta aula, disponíveis nos link abaixo:
Sorteio de tabelas:
Atividade para impressão:
Gabarito da atividade para impressão: < https://nova-escola-producao.s3.amazonaws.com/fZtDvvmq7mkhhxM9E6uPEngDxzEvZAbRDeWChnZNTn2Sckd9khKS633u8knP/cie9-02me03--gabarito-da-atividade.pdf>.
Título da aula
Tempo sugerido: 2 minutos
Orientações: Leia o título da aula para os alunos e faça as seguintes perguntas:
- O que vocês entendem pela leitura do título?
- O que é uma lei científica?
- O que significa proporção?
- O que significa dizer que algo é constante?
Instigue os alunos a desenvolverem suas hipóteses e argumentos com relação ao título da aula, com o objetivo de analisar seus conhecimentos prévios.
Os alunos devem lembrar da aula anterior (Lei da Conservação das Massas): uma lei é caracterizada como a observação de um fenômeno que ocorre com determinado padrão e regularidade, ou seja, uma lei implica que algo ocorrerá da forma prevista por ela, não podendo ser refutada.
Com relação a palavra “proporção”, os alunos devem concluir que ela diz respeito a uma relação de grandeza entre diversas partes. O professor pode dar o seguinte exemplo:
- Para fazer um bolo são necessários 3 ovos, 3 xícaras de farinha, 2 xícaras de açúcar, etc. Para fazer o dois bolos, é preciso aumentar as quantidades de ingredientes na mesma proporção (dobrando), ou seja, são usados 6 ovos, 6 xícaras de farinha e 4 xícaras de açúcar.
Ou seja, proporção está diretamente ligada à relação entre as quantidades, como no caso do bolo, em receitas em geral, e na Química em particular. A palavra proporção também pode estar relacionada com a relação entre as dimensões, por exemplo, em uma escultura, mas não é este o sentido atribuído à palavra quando estudamos transformações químicas e os aspectos quantitativos das mesmas.
Sobre a palavra “constante”, os alunos devem chegar à conclusão de que é algo que permanece invariável e fixo. O professor pode dar o exemplo:
- Aquele carro está viajando a uma velocidade constante de 10 m/s.
Contexto
Tempo sugerido: 5 minutos
Orientações: Projete o slide para a turma, leia as orientações e siga as instruções a seguir para o desenvolvimento do contexto:
1º) Após a leitura das orientações do slide, divida os alunos em 5 grupos, classificando-os como equipe 1, 2, 3, 4 e 5.
2º) Comente que os alunos deverão incorporar personagens, interpretando estagiários de Química que desejam uma oportunidade de trabalho no laboratório.
3º) O professor deve interpretar o supervisor do laboratório, fazendo as seguintes perguntas para cada equipe:
- O que é o dióxido do carbono?
- Podemos obtê-lo a partir de alguma reação química? Qual?
- Onde o dióxido de carbono é usado?
4º) O supervisor deve complementar os argumentos dos alunos, comentando que o dióxido de carbono (CO2), mais conhecido como gás carbônico, é uma molécula gasosa, composta de um átomo de carbono e dois átomos de oxigênio.
O dióxido de carbono pode ser obtido a partir da reação química entre o bicarbonato de sódio e o vinagre, e também ao adicionar pastilhas de sal de frutas em água, observando, nos dois casos, uma efervescência durante a reação. O gás carbônico também é produzido na respiração celular de todos os seres vivos. Na maioria dos animais, é nos pulmões que ocorrem as trocas gasosas entre o organismo e o ambiente: na inspiração temos a entrada de oxigênio do ar, e na expiração, a saída do gás carbônico, que foi produzido dentro das células.
5º) Para responder a terceira pergunta, o supervisor deve informar às equipes que o laboratório em questão compromete-se com a qualidade na coleta de dióxido de carbono com alto grau de pureza. O gás coletado é vendido para empresas que fabricam bebidas gaseificadas (água e refrigerantes). Ou seja, o gás carbônico é a substância que está presente em todas as bebidas gaseificadas. É possível que algum aluno também diga que o gás carbônico é usado em extintores de incêndio, já que é um gás mais denso que o ar e, por isso, impede o oxigênio do ar, mais leve, de continuar alimentando a reação de combustão e, portanto, apagando o fogo.
6º) A obtenção do gás carbônico, nesse laboratório, é obtida a partir da reação entre bicarbonato de sódio e vinagre.
7º) O supervisor deve sortear para cada equipe, uma tabela contendo dados de massa da reação química entre bicarbonato de sódio e vinagre. As tabelas impressas podem ser acessadas através do link:
Questão disparadora
Tempo sugerido: 2 minutos
Orientações: Projete o slide e leia a questão disparadora para as equipes. Permita que os grupos criem hipóteses e desenvolvam seus argumentos sobre como eles podem calcular a quantidade necessária, em massa, de bicarbonato de sódio e vinagre para produzir gás carbônico. Talvez eles lembrem da Lei de Conservação das Massas, que neste caso é insuficiente.
Mão na massa
Tempo sugerido: 31 minutos
Orientações: Projete o slide ou escreva a tabela (com seus respectivos dados) no quadro. Após, forneça a cada equipe uma cópia do material a ser impresso, podendo ser acessado através do link:
Peça para que as equipes observem os dados apresentados, discutam entre o grupo e respondam as questões contidas no material impresso (tempo sugerido: 15 minutos para essa atividade).
O professor encontra um gabarito para orientá-lo na discussão entre os grupos aqui: É importante discutir e analisar as respostas para que eles possam continuar a atividade referente ao segundo plano desta unidade, sobre Lei da Conservação das Massas e análise de dados tabelados de reações químicas. Este plano tem como objetivo possibilitar que os alunos analisem e identifiquem a Lei das Proporções Constantes (Lei de Proust) em reações químicas, através da análise de dados tabelados e a partir de um desafio que irá inserir os alunos em um contexto investigativo. O professor deverá contar uma história, na qual os alunos (divididos em equipes) estarão concorrendo a uma vaga no maior laboratório nacional em produção de gás carbônico. Nesse contexto, o professor, que interpretará o supervisor do laboratório, realizará alguns testes e questões eliminatórias para cada equipe (sorteio de dados tabelados). Para estudar mais sobre o tema, o professor pode acessar a seguinte referência: FOGAÇA, Jennifer Rocha Vargas. "Lei de Proust ou Lei das Proporções Constantes"; Brasil Escola. Disponível em <https://brasilescola.uol.com.br/quimica/lei-proust-ou-lei-das-proporcoes-constantes.htm>. Acesso em 30 de agosto de 2018. Materiais necessários para a aula: Balões (bexigas de aniversário), garrafinha plástica de 250 mL ou 125 mL, colher (ou espátula), vinagre e bicarbonato de sódio. Além disso, também serão necessários materiais para impressão nesta aula, disponíveis nos link abaixo: Sorteio de tabelas: Atividade para impressão: Gabarito da atividade para impressão:< https://nova-escola-producao.s3.amazonaws.com/fZtDvvmq7mkhhxM9E6uPEngDxzEvZAbRDeWChnZNTn2Sckd9khKS633u8knP/cie9-02me03--gabarito-da-atividade.pdf>.
Mão na massa
Orientações: Neste momento, as equipes devem analisar as tabelas sorteadas pelo professor (o supervisor do laboratório que contratará os estagiários), no início da aula, e utilizar dos conhecimentos e habilidades desenvolvidas na atividade anterior para calcular a massa de bicarbonato de sódio e vinagre necessários para produzir a massa de gás carbônico solicitada pelo laboratório. (tempo sugerido para esta etapa: 10 minutos)
Novamente, o link da atividade, junto com as instruções e gabarito, pode ser acessada através do link:
Mão na massa
Orientações: Projete o slide e proponha o desafio para as equipes. Nesta etapa, o professor deve disponibilizar para cada grupo os materiais descritos no slide, para que os alunos desenvolvam hipóteses e investiguem a melhor maneira de coletar o gás carbônico durante a reação química. (tempo sugerido para esta etapa: 6 minutos)
Os alunos devem perceber que o balão será o reservatório de coleta, e que as etapas a serem seguidas são:
1º) Adicionar determinada quantidade de vinagre na garrafinha (os alunos deverão escolher o volume).
2º) Adicionar determinada quantidade de bicarbonato de sódio na garrafinha contendo vinagre.
3º) Imediatamente, os alunos devem conectar a boca do balão na garrafinha, montando o sistema de coleta do gás carbônico, que deverá inflar o balão.
É importante observar que, nessa etapa, o balão deverá ficar cada vez mais inflado quanto maior a quantidade de reagentes utilizados. Ou seja, quanto maior a quantidades de bicarbonato de sódio e vinagre empregados, maior será a quantidade de gás carbônico produzido e coletado.
Apenas se ninguém conseguir chegar a essa sequência é que o professor deve dar as instruções aos alunos.
Sistematização
Tempo sugerido: 10 minutos
Orientações: Neste momento, peça para que os integrantes de cada equipe escrevam seus dados no quadro, colocando as massas necessárias de cada reagente para produzir a quantidade de gás carbônico referente a sua equipe. O professor pode orientar a discussão fazendo as seguintes perguntas para cada equipe:
- Como vocês chegaram nesses valores de massa?
- Como realizaram os cálculos?
- Como foi o passo a passo?
- Como vocês interpretam esses dados?
Lembre que você interpreta o supervisor do laboratório que está contratando os estagiários e, portanto, precisa saber como cada equipe chegou aos seus resultados.
As equipes devem concluir que, ao aplicar a Lei das Proporções Constantes em diferentes experimentos de uma reação química, as massas de reagentes e produtos devem ser proporcionalmente as mesmas, ou seja, se for utilizado o dobro de algum reagente, é necessário dobrar a quantidade em massa dos outros reagentes que compõem a reação química para, consequentemente, produzir o dobro de produto.
