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 completa e integrada a temática. Esta é a terceira aula de uma sequência de 5 aulas que contempla a Habilidade EF09CI01. Portanto, este plano será melhor aproveitado se depois dele for realizado o plano CIE9_01ME04.
Nesta aula serão abordados aspectos submicroscópicos da matéria, onde os compostos moleculares e iônicos, suas propriedades e diferenciações serão nosso tema central.
Classificamos os compostos em iônicos e moleculares. Os compostos iônicos são aqueles que possuem uma ou mais ligações iônicas, mesmo que apresente várias ligações covalentes, ou seja, são formados por cátions e ânions. 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 as forças responsáveis pela ligação. A maioria dos compostos iônicos são sólidos, nas temperatura e pressão ambientes, porque a força de atração elétrica que mantém os cátions e os ânions firmemente ligados uns aos outros é muito forte.
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, sendo muito mais fraca que a força eletrostática dos compostos iônicos. Por isso, geralmente, as temperaturas de fusão e ebulição dos compostos moleculares são muito menores que dos iônicos de massa molecular semelhante.
Uma característica marcante dos compostos iônicos é que quando dissolvidos em água a condução de corrente elétrica se torna possível. Água pura não é condutora, compostos iônicos no estado sólido também não. Isto porque para haja condução de corrente elétrica é preciso haver cargas em movimento (os elétrons livres nos metais, e íons nas soluções). Portanto, quando uma substância se dissolve em água e a condução de corrente elétrica passa a acontecer, são grandes as chances dessa substância ser um composto iônico, como sal de cozinha (NaCl), por exemplo. Alguns compostos moleculares, como HCl (ácido clorídrico) também se dissolvem em água gerando íons, mas isto não é verdade para todos os compostos moleculares. Açúcar, por exemplo, se dissolve em água, mas não produz íons e, portanto, uma solução de água com açúcar não irá conduzir corrente elétrica.
Algumas referências que podem ajudá-lo a se aprofundar neste tema:
FOGAÇA, J.R.V. Características e propriedades dos compostos iônicos, Mundo Educação. Disponível em <https://mundoeducacao.bol.uol.com.br/quimica/caracteristicas-propriedades-dos-compostos-ionicos.htm>, acesso em 12 de agosto de 2018.
FOGAÇA, J.R.V. Características e propriedades dos compostos covalentes, Mundo Educação. Disponível em: <https://mundoeducacao.bol.uol.com.br/quimica/caracteristicas-propriedades-dos-compostos-covalentes.htm>, acesso em 12 de agosto de 2018.
MARGOTO, M. Acendeu ou não acendeu?, em XI Mostra de Trabalhos “ABC na Educação Científica - Mão na Massa, CDCC/USP, 2014, pág. 31-40. Disponível em: <http://www.cdcc.usp.br/maomassa/mostras/2014/Anais_XI_Mostra_2014.pdf>, acesso 12 de agosto de 2018.
BOFF, E. T.O & FRISON, M.D. Explorando a existência de cargas elétricas na matéria, Química Nova na Escola, n. 3, 11-14, 1996. Disponível em: <http://qnesc.sbq.org.br/online/qnesc03/relatos.pdf>, acesso em 12 de agosto de 2018.
Materiais necessários para a aula: Tomada (ou pilhas), fio elétrico tipo simples (aproximadamente 40 cm para cada grupo), lâmpada comum ou de led (1 para cada grupo), alicate de corte, fita isolante, pregos (2 para cada grupo), água pura (destilada - pode ser encontrada em farmácias, drogarias e lojas de equipamentos automobilísticos), sal de cozinha, açúcar, recipientes (copos plásticos podem ser utilizados). Materiais complementares: tabela para desenvolvimento do mão na massa e orientações para montar o aparelho de medir condutividade.
Materiais necessários: Condutivímetro montado previamente, água pura (destilada - pode ser encontrada em farmácias, drogarias e lojas de equipamentos automobilísticos), sal de cozinha, hipoclorito de sódio, açúcar, recipientes (copos plásticos podem ser utilizados).
Tabela para impressão e desenvolvimento da atividade nos materiais complementares
Construção do condutivímetro: o testador de condutividade deverá ser montado antes pelo professor. A montagem é simples, mas não dará tempo de montar durante a aula. Uma possibilidade é que a montagem seja feita pelos alunos uma aula antes desta. Esta proposta será mais engajadora, pois eles irão utilizar um equipamento construído por eles. O site Ponto Ciência traz um roteiro simples e detalhado de como fazer a montagem. Se você resolver que os alunos irão fazer a construção, imprima o roteiro ou projeto para a clase na aula reservada para a montagem do equipamento. O roteiro se encontra disponível aqui: <http://pontociencia.org.br/experimentos/visualizar/testador-de-condutividade/203>, acesso em 12 de agosto de 2018.
Título da aula
Tempo sugerido: 2 minutos
Orientações: Leia o tema da aula e comente com os alunos que eles irão discutir sobre as propriedades dos compostos, e que algumas delas podem ser usadas para diferenciar compostos moleculares dos iônicos, como sal e açúcar, ambos sólidos brancos.
Contexto
Tempo sugerido: 4 minutos
Orientações: Leia o título da reportagem apresentada no slide (Revista Ciência hoje edição 290, O perigo dos raios em rios e mares. Disponível em: http://www.cienciahoje.org.br/revista/materia/id/588/n/o_perigo_dos_raios_em_rios_e_mares, com foto de Jim Goodrich/ Sxc.hu, acesso em 12 de agosto de 2018) e pergunte aos alunos qual o perigo dos raios em rios e mares. Peça para eles explicarem suas respostas, sem corrigi-las. Diga a eles que o experimento proposto na aula de hoje servirá para que eles cheguem a uma resposta.
Questão disparadora
Tempo sugerido: 4 minutos
Orientações: Leia a questão disparadora e deixe que os alunos compartilhem suas opiniões sobre o tema. Talvez alguns saibam que a água do mar, e em menor grau a dos rios e lagos, conduzem corrente elétrica e respondam: “Porque a água conduz eletricidade”, “Porque dá um choque muito forte”, “Porque a pessoa é eletrocutada” etc. Talvez não.
Quando falamos em condutividade, estamos nos referindo a condução de corrente elétrica e que esta ocorre através da mobilidade de íons no material. Ou seja, para que ocorra condução de corrente elétrica em um circuito é necessário que em toda sua extensão existam cargas elétricas e que estas possam se movimentar.
Para que haja condução de corrente elétrica em soluções, é necessária a presença de íons livres, com mobilidade. Então, um material só conduz corrente elétrica se apresentar cargas elétricas livres, isto é, que podem se deslocar no meio. Assim, os compostos iônicos, como o próprio nome sugere, são constituídos de íons, possuindo cargas elétricas e se estiver no estado líquido ou dissolvido em solução, essas cargas elétricas podem se mover.
Mão na massa
Tempo sugerido: 25 minutos
Orientações: Distribua a sala em trios, disponibilize a atividade impressa e leia as instruções do slide. Peça que eles testem a condutividade, preencham a tabela e respondam às questões apresentadas.
Ajude os grupos a testá-lo e, então, a verificar se os compostos indicados na tabela que receberam conduzem, ou não, corrente elétrica, e assim preenchem a tabela de acordo com o que observarem. Ajude-os na realização das medidas, chamando a atenção para que eles observem a intensidade da lâmpada ou LED ao acender.
Leve-os a pensar no que pode estar acontecendo com as substâncias, quando colocadas em água, que as tornam capazes de conduzir corrente elétrica. Nesta altura da unidade eles já sabem que as substâncias são formadas por partículas. Que tipo de partículas compõem o sal de cozinha, que faz com que sua solução conduza corrente elétrica, sabendo que para conduzir corrente elétrica uma solução precisa ter cargas elétricas em movimento (íons)? Se o sal de cozinha solído é uma substância neutra, como em água ela produz cargas e quais cargas são essas? Não dê as respostas, ajude-os a construir o conhecimento através destas questões e da proposição de modelos que expliquem os resultados encontrados.
Materiais necessários: Condutivímetro montado previamente, água pura (destilada - pode ser encontrada em farmácias, drogarias e lojas de equipamentos automobilísticos), sal de cozinha, açúcar, recipientes (copos plásticos podem ser utilizados).
Tabela para impressão e desenvolvimento da atividade.
Construção do condutivímetro: o testador de condutividade deverá ser montado antes pelo professor. A montagem é simples, mas não dará tempo de montar durante a aula. Uma possibilidade é que a montagem seja feita pelos alunos uma aula antes desta. Esta proposta será mais engajadora, pois eles irão utilizar um equipamento construído por eles. O site Ponto Ciência traz um roteiro simples e detalhado de como fazer a montagem. Se você resolver que os alunos irão fazer a construção, imprima o roteiro ou projeto para a clase na aula reservada para a montagem do equipamento. O roteiro se encontra disponível aqui: <http://pontociencia.org.br/experimentos/visualizar/testador-de-condutividade/203>, acesso em 12 de agosto de 2018.
Sistematização
Tempo sugerido: 15 minutos
Orientações: No quadro de sua sala, desenhe o fluxograma acima, mas com os quadros em branco. Preencha o fluxograma juntamente com o auxílio dos alunos e suas observações e conclusões.
Faça as considerações finais acerca da condutividade dos compostos, comentando que a condutividade é uma das propriedades dos compostos que podem diferenciá-los e que, como eles podem perceber, tais propriedades estão relacionadas com a composição das substâncias e que os aspectos submicroscópicos da matéria são responsáveis por essas propriedades.
A água do mar tem uma condutividade apreciável, como mostra a matéria apresentada inicialmente, pois na sua composição tem-se o sal de composição NaCl, o qual é constituído por partículas carregadas que, no estado sólido, não estão livres para se movimentarem e, portanto, no sal sólido não há condução de corrente elétrica. Quando o NaCl encontra-se fundido ou dissolvido (solução aquosa), seus íons encontram-se livres, de forma que podem se movimentar e, assim, conduzirem corrente elétrica. Já o açúcar, por sua vez, ao se dissolver em água não produz íons (não sofre ionização, que é o nome dado ao processo onde compostos moleculares se dissolvem em água gerando íons) e, portanto, sua solução em água não conduz eletricidade. Se o mar fosse composto de açúcar ao invés de sal, os raios não seria problema.
Para ajudar os alunos a visualizarem o que acontece a nível submicroscópico e a checarem se seus modelos estavam corretos, utilizse, se possível, o simulador Soluções de Açúcar e Sal, disponível em: <https://phet.colorado.edu/pt_BR/simulation/sugar-and-salt-solutions>. As três abas contemplam a temática desta aula:
- Na aba macro, abra a torneira e adicione 1 L de água. Clique em Condutividade e arraste para o recipiente com água. Em Concentração, clique em mostrar valores. Adicione sal e observe que a intensidade da lâmpada acesa vai aumentando junto com a concentração de sal em água. Clique em reiniciar, repita todo o procedimento usando açúcar, e observe que a lâmpada não acende.
- Na aba Micro, eles poderão checar se os modelos propostos estão de acordo com a simulação. Nesta etapa, a simulação mostra o que acontece com as partículas (íons de NaCl e molécula de sacarose - açúcar) ao entrarem em contato com a água. Chame a atenção dos alunos para as bolinhas que representam os íons sódio e cloreto. Clique em Reiniciar, escolha sacarose e observe. Chame a atenção dos alunos para o fato de que com a sacarose não há formação de íons, apenas as moléculas se separam, mas sem a presença de cargas em movimento não há condução de corrente elétrica.
- Na aba Água é possível ver ainda com mais detalhes o que ocorre ao dissolvermos sal e açúcar em água.
O vídeo do programa “Bem Estar”, disponível em: <https://globoplay.globo.com/v/2729015/> (acesso em 13 de agosto de 2018) fala sobre choque elétrico e discute o que acontece no mar, na piscina e no chuveiro. Você pode usar como fechamento, caso tenha tempo.
