ESTUDO DE ESTEQUIOMETRIA QUÍMICA, TENDO COMO TEMA GERADOR A POLUIÇÃO ATMOSFÉRICA
Publicado em 21 de maio de 2011 por Thatiana Santana Santos
ESTUDO DE ESTEQUIOMETRIA QUÍMICA, TENDO COMO TEMA GERADOR A POLUIÇÃO ATMOSFÉRICA.
Thatiana Santana Santos
Universidade Federal de Sergipe
[email protected]
RESUMO
Este projeto visa proporcionar aos estudantes uma análise de conhecimentos básicos, fundamentais de estequiometria, para que eles compreendam quais os princípios da química que participam dos processos de poluição atmosférica, proporcionando uma nova visão do ensino-aprendizagem de estequiometria, na formação de cidadãos ativos em seu contexto social.
Palavras-Chaves: Estequiometria, Poluição Atmosférica, Ensino-aprendizagem.
ABSTRACT
This project aims at giving students a review of basic skills, basic composition, so they understand what the principles of chemistry that participate in air pollution, providing a new vision of teaching and learning of stoichiometry, the formation of active citizens in their social context.
Key words: stoichiomet, Air Pollution, Teaching and learning.
I - INTRODUÇÃO
Os Parâmetros Curriculares Nacionais 2000 apresentam como objetivo principal à reorganização curricular baseada na integração via interdisciplinaridade e contextualização, onde a aquisição do conhecimento é mais do que a simples memorização, e pressupõe habilidades cognitivas lógico-empíricas e lógico-formais. Alunos com diferentes histórias de vida podem desenvolver leituras ou perfis conceituais sobre fatos químicos, que poderão inferir nas habilidades cognitivas. O aprendizado deve ser conduzido levando-se em conta essas diferenças. As competências e habilidades cognitivas e afetivas desenvolvidas no ensino de Química deverão capacitar os alunos a tomarem suas próprias decisões em situações problemáticas, contribuindo assim para o desenvolvimento do educando como pessoa humana e como cidadão.
Nesta perspectiva, uma das mais recentes inovações na área de ensino de ciências e em particular no ensino da química tem sido o movimento Ciência - Tecnologia - Sociedade (CTS), que envolve os alunos em experiências e assuntos que são pertinentes e relevantes ao seu dia-a-dia, possibilitando a interligação com outras disciplinas, contribuindo para despertar o interesse e motivar o aprendizado. As atividades desenvolvidas de acordo com a concepção CTS geram situações onde há necessidade da aprendizagem de conceitos e habilidades básicas.
O enfoque da concepção CTS não é propriamente os conceitos científicos básicos, mas sim, os problemas reais que envolvem ciência e tecnologia, que por isso passam a ser considerados importantes pelo aluno. Os alunos são encorajados a identificar, analisar e aplicar conceitos científicos em situações reais, ou seja, problemas do seu cotidiano.
Nesta Concepção, o livro didático deve ser um recurso que tem uma importância crescente em um sistema de ensino massificado, para o qual é preciso assegurar um mínimo de qualidade. O livro deve abordar os conceitos da química a partir de fatos concretos, observáveis no cotidiano do estudante e fornecer sugestões de atividades diversificadas, que permitam a sua utilização em diferentes contextos.
O conhecimento químico difundido no livro didático deve permitir a construção de uma visão articulada como a vida real e com o mundo em que vivem os estudantes, respeitando as diversas crenças, valores, aspectos étnicos e religiosos.
Cabe ao professor ser crítico no seu uso para que consiga ser estrategista para que estes recursos não se tornem uma única fonte de pesquisa. É preciso administrar com responsabilidade e tirar proveito dos recursos que possui.
Assim sendo, procuramos analisar como o tema "Estequiometria" encontra-se estruturado no livro didático, sendo que com base nos parâmetros Curriculares e no ensino CTS o livro apresentou as seguintes características:
O livro didático "Química e Sociedade" inicialmente apresentou um texto que é um comentário preliminar. Nesse comentário preliminar, os autores procuram relacionar o conteúdo químico com o conteúdo social. Tal livro apresentou papel central na organização e direcionamento da prática em sala de aula e as opções metodológicas do material pedagógico por professores podem revelar muito de sua prática cotidiana e aspirações em torno do processo de ensino-aprendizagem. Dessa forma, compreender o modo de apropriação do material pelos professores e alunos pode fornecer indicações sobre as concepções dos mesmos acerca do ensino e suas tendências.
Antes de iniciar cada capítulo existe uma seção chamada problematização. Nessa unidade, há um texto um experimento ou uma situação problema. A terceira unidade é o desenvolvimento do tema. Nessa unidade é desenvolvido o conteúdo químico propriamente dito, são dados os princípios, definições, conceitos. Em seguida vem a seção em destaque. Nessa seção geralmente há um texto ou um experimento. Existem questões de fixação em algumas dessas questões os autores procuram relacionar com o cotidiano do aluno.
Ficou evidente que o sucesso da proposta pedagógica do livro depende acima de tudo da forma como o professor organiza as suas aulas, ou seja, de como ele usa essa proposta em sala de aula. Nesse sentido, não basta o professor adotar livros didáticos inovadores, se ele não estabelecer estratégias de ensino que possibilitem o uso do livro didático de forma dinâmica, em que sejam exploradas as potencialidades desse recurso pedagógico.
Embora a abordagem metodológica seja considerada como aspecto positivo do livro devido a seu caráter inovador, ela provoca muitas vezes insegurança nos professores, que não estão habituados a essa prática, que demanda mais trabalho e mais tempo. Ainda assim, o tipo de uso mais citado pelos professores está associado a atividades coletivas, um dos aspectos de caráter inovador do livro. Estes fatores indicam uma disponibilidade dos profissionais em buscar mudanças para o ensino de ciências mesmo frente a essas dificuldades. Isso tudo indica que o livro didático pode ter um papel central na introdução de novas metodologias, mas seu uso depende da formação continuada dos professores.
Neste projeto, proponho estratégias de ensino contextualizadas, através de temas transversais com interdisciplinaridade, a fim de atender as exigências do PCNEM aplicadas ao ensino de química tendo como tema social: "Poluição Atmosférica", problema global, relevante e interessante a ser trabalhado na sala de aula. A abordagem deste tema tem como objetivo a integração entre conceitos químicos e na discussão dos aspectos sociais, cujas prioridades são: possibilitar uma compreensão do mundo do qual a química é parte integrante através dos problemas que ela consegue resolver e dos fenômenos que podem ser descritos por seus conceitos e modelos e construir uma visão sistematizada das diferentes linguagens e campos de estudos da química. E com isso, despertar o interesse e motivar o aluno no aprendizado multidisciplinar da ciência conscientizando-os do seu papel na sociedade e fazer com que exerçam sua cidadania, sendo agente transformador do meio em que vive.
II - FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA
O referencial teórico para o desenvolvimento deste trabalho é a teoria sócio-interacionista de Vygotsky, na qual o desenvolvimento cognitivo de um indivíduo depende do seu contexto social, histórico e cultural, seus signos e instrumentos, tendo a sua origem nos processos sociais.
De acordo com Vygotsky todas as atividades cognitivas básicas do indivíduo ocorrem de acordo com sua história social e acabam se constituindo no produto do desenvolvimento histórico-social de sua comunidade (Luria, 1976). Portanto, as habilidades cognitivas e as formas de estruturar o pensamento do indivíduo não são determinadas por fatores congênitos.
Dentro da teoria vigotskyana (OLIVEIRA 1997, p. 26) a mediação é "o processo de intervenção de um elemento intermediário numa relação; esta, deixa de ser direta e passa a ser mediada por esse elemento". Nesse sentido, o homem não tem uma correlação direta com o mundo que o circunda, ele utiliza-se da mediação, e essa mediação se faz através dos signos e instrumentos.
O processo de mediação utiliza-se de instrumentos e signos orientados para auxiliar a atividade psicológica É através da mediação que ocorre o processo de internalização, no qual envolve uma atividade externa que deve ser modificada para tornar-se uma atividade interna, é interpessoal e se torna intrapessoal.
Um dos princípios básicos da teoria de Vygotsky é o conceito de "zona de desenvolvimento próximo". Zona de desenvolvimento próximo representa a diferença entre a capacidade da criança de resolver problemas por si próprios e a capacidade de resolvê-los com ajuda de alguém. Em outras palavras, teríamos uma "zona de desenvolvimento auto-suficiente" que abrange todas as funções e atividades que a criança consegue desempenhar por seus próprios meios, sem ajuda externa. Zona de desenvolvimento próximo, por sua vez, abrange todas as funções e atividades que a criança ou o aluno consegue desempenhar apenas se houver ajuda de alguém. Esta pessoa que intervém de forma não-intrusiva para assistir e orientar a criança podem ser tanto um adulto (progenitor, professor, responsável, instrutor de língua estrangeira) quanto um colega que já tenha desenvolvido a habilidade requerida.
A idéia de zona de desenvolvimento próximo é de grande relevância em todas as áreas educacionais. Uma implicação importante é a de que o aprendizado humano é de natureza social e é parte de um processo em que a criança desenvolve seu intelecto dentro da intelectualidade daqueles que a cercam Vygotsky De acordo com Vygotsky uma característica essencial do aprendizado é que ele desperta vários processos de desenvolvimento internamente, os quais funcionam apenas quando a criança interage em seu ambiente de convívio.
Portanto, no caso de aprendizado de línguas, a autenticidade do ambiente e o grau de afinidade entre seus integrantes são elementos essenciais para que o aprendiz sinta-se parte desse ambiente, características que dificilmente predominam em salas de aula convencionais.
É, portanto um guia para indicar como podemos interferir no desenvolvimento de uma pessoa e modificá-lo. Com isso, Vygotsky não quer dizer que devemos tutelar o estudante totalmente, mas que o desenvolvimento é resultado da interação do ser com o meio social em que está inserido, e se conhecermos melhor esse processo teremos condições de intervir sobre o desenvolvimento do aprendiz de modo a ajudá-lo.
Na concepção Vygotskyana, todo homem se constitui ser humano pelas relações que estabelece com os outros sujeitos. O sujeito não é apenas ativo, mas interativo, porque forma conhecimentos e se constitui a partir de relações intra e interpessoais. Trata-se de um processo que caminha do plano social (relações interpessoais) para o plano individual (relações intrapessoais). Em outras palavras, é na troca com outros sujeitos e consigo próprio que se vão internalizando conhecimentos, papéis e funções sociais, o que permite a formação de conhecimentos e da própria consciência
A partir da teoria de Vygotsky percebemos que o desenvolvimento não pode ser concebido sem referência ao contexto social e cultural no qual ele ocorre, daí a importância da interação professor - aluno no ensino abordando temas químicos de relevância social ao ministrarmos um conteúdo didático, através da interação social e do intercâmbio de significados.
Neste projeto, a interação e a produção serão compartilhadas partindo do conhecimento que serão os aspectos mais relevantes, para estudarmos a tendência progressista na educação. Os estudantes deverão desenvolver conhecimentos, habilidades, hábitos e atitudes que lhes permitam o exercício da profissão, e a inserção na sociedade como agentes de transformação. Devem dominar os conhecimentos tecnológicos modernos de forma crítica, contextualizada e articulada, de forma a transformá-los em sabedoria.
Nesta concepção mediaremos à relação do aluno com o conhecimento, procurando criar "zonas de desenvolvimento proximal", buscando acelerar o crescimento dos alunos, se comparado a um processo espontâneo. Sendo realizado de modo a explicar, demonstrar, exemplificar e organizar o trabalho, onde o aprendizado será realizado através da interação dos alunos entre si e o professor, num processo essencialmente social e mediado pela cultura.
Ao aplicar a psicologia sócio-histórica, base da corrente progressista, à educação das crianças, Vygotsky que defende que "Um processo interpessoal é transformado num processo intrapessoal, aplicada ao caso em estudo, nos mostra ser bastante produtiva, pois ajuda a compreender o papel dos agentes do processo de ensino/aprendizado, assim como a dinâmica do processo, principalmente porque as atividades de alta interação foram tão importantes na prática da disciplina
Assim sendo, propomos um papel organizador da interação e dos processos de conhecimento, mas os sujeitos do ensino/aprendizado serão todos os participantes, que interagem e interiorizam os conhecimentos produzidos socialmente.
III. METODOLOGIA
Estratégias de ensino:
? Aulas expositivas e interativas - Trabalho em equipes através da sistematização e socialização dos conteúdos que ocorrerá ao término de cada atividade;
TEXTO INTERATIVO
Sujeira no ar
As reações químicas são as maiores fontes de energia que sustentam nossa sociedade. Cerca de 76% da energia consumida para movimentar veículos e manter industrias funcionando, por exemplo, nasce da queima de combustíveis: álcool, carvão, gás natural e, sobretudo, materiais extraído do petróleo, como a gasolina, querosene, óleo diesel e GLP (gás liquefeito de petróleo).
Mas, apesar da inegável utilidade, as reações de combustão são responsáveis por um dos maiores problemas ambientais do planeta: a poluição atmosférica. Os derivados do petróleo, substâncias chamadas de hidrocarbonetos que são formados por átomos de carbono e hidrogênio, são os geradores de poluentes.
A combustão de hidrocarbonetos produz, principalmente, água (H2O) e dióxido de carbono (CO2). No entanto, conforme as condições, ela pode produzir fuligem (C) ou monóxido de carbono (CO). Quando há oxigênio suficiente na reação de combustão dos hidrocarbonetos, a reação vai produzir dióxido de carbono (CO2) e água (H2O), neste caso temos uma combustão completa.
Na combustão incompleta de hidrocarbonetos, são produzidos, além da água (H2O), monóxido de carbono (CO), o carbono (C), também chamado de fuligem. Os produtos finais dependem da quantidade de oxigênio (O2) que participam da reação.
O monóxido de carbono é um subproduto da combustão incompleta. Trata-se de um gás incolor e inodoro, que possui a propriedade química de combinar-se com a hemoglobina presentes nos glóbulos vermelhos no sangue, prejudicando o transporte de oxigênio para as células do corpo. Isso acontece porque a hemoglobina, que deveria se combinar com o oxigênio para transportá-lo para as células do corpo, fica comprometida com o monóxido de carbono. Além de provocar doenças como rinite, bronquite, pneumonia e asma, em altas concentrações essa contaminação pode até matar.
Adaptado de Química e sociedade: Modelos de partículas e poluição atmosférica
? Trabalhando o texto: Desenvolver com uma analise critica do texto, a partir de uma leitura interativa do texto.
ANÁLISE DO TEXTO ? PARTE I
As reações químicas são as maiores fontes de energia que sustentam nossa sociedade. Cerca de 76% da energia consumida para movimentar veículos e manter industrias funcionando, por exemplo, nasce da queima de combustíveis: álcool, carvão, gás natural e, sobretudo, materiais extraído do petróleo, como a gasolina, querosene, óleo diesel e GLP (gás liquefeito de petróleo).
Mas, apesar da inegável utilidade, as reações de combustão são responsáveis por um dos maiores problemas ambientais do planeta: a poluição atmosférica. Os derivados do petróleo, substâncias chamadas de hidrocarbonetos que são formados por átomos de carbono e hidrogênio, são os geradores de poluentes.
O que é uma reação química?
Uma reação química é uma transformação da matéria na qual ocorrem mudanças na composição química de uma ou mais substâncias reagentes, resultando em um ou mais produtos. Ao ocorrer uma reação química sempre haverá uma variação de energia.
E o que é energia?
A energia é definida como capacidade de realizar trabalho ou como o resultado da realização de um trabalho, se há energia há calor. Pois o calor é uma forma de energia que se transfere de um ponto a outro sempre que houver diferenças de temperatura entre eles. Em geral, o resultado dos fluxos de calor é o aumento de temperatura do corpo que recebe calor e a redução de temperatura do corpo que cede calor.
Em função do calor envolvido numa reação química podemos classificá-las em:
? Endotérmicas: Absorvem energia na forma de calor (ENDO = para dentro)
? Exotérmicas: Liberam energia na forma de calor (EXO = para fora)
Na Combustão ou queima ocorre uma reação química exotérmica entre uma substância (o combustível) e um gás (o comburente), geralmente o oxigênio, para liberar calor. Em uma combustão completa, um combustível reage com um comburente, e como resultado se obtém compostos resultantes da união de ambos, além de energia, sendo que alguns desses compostos são os principais agentes causadores da poluição atmosférica.
Na combustão dos hidrocarbonetos ocorre à formação de gás carbônico (CO2) e água, a energia é liberada sob a forma de calor. Veja a equação de combustão:
H + O2 → CO2 + H2O
Para melhor entendermos vejamos a combustão da gasolina e do álcool:
ÁLCOOL ETÍLICO:
C2H6O + O2 → CO2 + H2O (Exotérmica).
GASOLINA:
C8H18 + O2 → CO2 + H2O (Exotérmica).
Ambas as reações são exotérmicas, ou seja, uma reação onde ocorre liberação de calor, este calor é liberado, pois há queima de combustíveis que provoca a formação de CO2, (dióxido de carbono), este composto é um dos principais contribuintes para a poluição atmosférica, mas será que a gasolina e o álcool são poluentes na mesma proporção?
Para responder este questionamento é preciso conhecer a Lei de Lavoisier.
Lavoisier afirmou que a massa antes e depois de qualquer reação é sempre a mesma. Por ter verificado que esse fato se repetia invariavelmente na natureza, concluiu então que se tratava de uma lei, a Lei da Conservação das Massas.
Este enunciado se aplica a todas as reações químicas e pode ser resumido pela frase: Na natureza nada se cria nada se perde; tudo se transforma, ou seja, a massa dos produtos é igual, a massa dos reagentes
Observem a queima do álcool e da gasolina, será que a equação demonstrada acima segue a lei de Lavoisier?
Nos reagentes temos a massa do álcool de 46 g reagindo com 32g de oxigênio o que totalizam 78 g de massa de reagente já nos produtos temos 44 g de dióxido de carbono e 18 g de água o que nos leva a formação de 62 g de produto.
Para que uma equação atenda a lei de Lavoisier primeiramente não podemos deixar de verificar sempre se o número de átomos de cada elemento é o mesmo em ambos os lados da equação, ou seja, se ela está balanceada. Para realizar o balanceamento, temos que colocar um número denominado coeficiente estequiométrico antes dos símbolos. Quando o coeficiente de uma equação for igual a 1( um), não é preciso escrever.
Ao conjunto das características e relações quantitativas dos números de espécies químicas presente numa reação dá-se o nome de estequiometria.
Devemos lembrar que para ajustar uma equação química usamos unicamente os coeficientes. Em nenhum caso trocamos os sub índices das fórmulas. Se fizermos isso vamos alterar a identidade da substância.
A queima do álcool é descrita pela seguinte equação química. Vamos começar o balanceamento?
C2H6O + O2 → CO2 + H2O
Como escolhermos os coeficientes?
Devemos começar o acerto pelo elemento que apareça uma só vez de cada lado da equação (nesse caso temos o carbono e o hidrogênio). Portanto, devemos multiplicar o carbono por 2 e o hidrogênio por 3 (ambos do lado direito) para ficarmos com 2 átomos de carbono e 6 átomos de hidrogênio de cada lado da equação. Teremos, portanto:
C2H6O + O2 → 2CO2 + 3H2O
Agora vamos dar uma olhada para os oxigênios. Temos 4 oxigênios pertencentes ao CO2 e 3 oxigênios da água, somando um total de 7 oxigênios do lado dos produtos e apenas 3 do lado dos reagentes (1 átomo de oxigênio do C2H6O e 2 átomos do O2). Como podemos resolver isso?
Basta multiplicar o oxigênio por três!
C2H6O + 3O2 → 2CO2 + 3H2O
Temos assim a equação balanceada.
Seguindo o mesmo raciocínio ao balancearmos a equação química da queima da gasolina teremos a seguinte equação:
C8H18 + 25/2O2 → 8CO2 + 9H2O
Podemos observar que o coeficiente estequiométrico do dióxido de carbono na gasolina é maior que o álcool, isso acontece, pois a quantidade de hidrocarbonetos na gasolina é maior, e conseqüentemente um aumento na quantidade de formação de moléculas de dióxido de carbono na mesma. Com base nestes dados podemos concluir que a gasolina é mais poluente que o álcool e que quanto maior a quantidade de hidrocarbonetos mais poluente é o composto.
ANÁLISE DO TEXTO ? PARTE II
A combustão de hidrocarbonetos produz, principalmente, água (H2O) e dióxido de carbono (CO2). No entanto, conforme as condições, ela pode produzir fuligem (C) ou monóxido de carbono (CO). Quando há oxigênio suficiente na reação de combustão dos hidrocarbonetos, a reação vai produzir dióxido de carbono (CO2) e água (H2O), neste caso temos uma combustão completa.
Na combustão incompleta de hidrocarbonetos, são produzidos, além da água (H2O), monóxido de carbono (CO), o carbono (C), também chamado de fuligem. Os produtos finais dependem da quantidade de oxigênio (O2) que participam da reação.
O monóxido de carbono é um subproduto da combustão incompleta. Trata-se de um gás incolor e inodoro, que possui a propriedade química de combinar-se com a hemoglobina presentes nos glóbulos vermelhos no sangue, prejudicando o transporte de oxigênio para as células do corpo. Isso acontece porque a hemoglobina, que deveria se combinar com o oxigênio para transportá-lo para as células do corpo, fica comprometida com o monóxido de carbono. Além de provocar doenças como rinite, bronquite, pneumonia e asma, em altas concentrações essa contaminação pode até matar.
Como explicar a fuligem e o monóxido de carbono (CO)?
Quando ocorre falta de oxigênio no motor do carro, ocorre aquilo que chamamos de combustão incompleta; tomando o exemplo da gasolina, observe:
Com pouco O2:
C8H18 + 17/2 O2 8CO + 9H2O
Com falta de O2:
C8H18 + 9/2O2 8C + 9H2O
Note que o CO tem um oxigênio a menos que o CO, o que caracteriza a deficiência de oxigênio, ou a ineficiência da reação. Este gás é muito tóxico para o ser humano, pois este dificulta a função da hemoglobina, que é responsável pela renovação do oxigênio no nosso sangue. Pequenas concentrações de monóxido de carbono já provocam tonturas e dores de cabeça. O outro produto indesejável na combustão incompleta, a fuligem (C), que não tem oxigênio na sua constituição. A porção mais fina da fuligem pode impregnar nos pulmões e causar problemas respiratórios.
Com bases nesses dados podemos então afirmar que esses gases tanto o CO2 quanto o CO, que se acumulam em nossa atmosfera causam diversos males à nossa saúde. Resta então optar pelo álcool que é menos agressivo neste aspecto em virtude da estrutura molecular do álcool que apresenta menos quantidade hidrocarbonetos que os demais combustíveis conseqüentemente maiores formação de gases poluentes.
Observem que comparando as duas reações de combustão completa e incompleta, ambas atendem a Lei de Lavoisier. Foi através da observação desses dados que Joseph Louis Proust criou a Lei das proporções constantes. Ele verificou que as massas dos reagentes e as massas dos produtos que participam de uma reação química obedecem sempre a uma proporção constante. Esta proporção é característica de cada reação e independente da quantidade das substâncias que são colocadas para reagir.
Na formação da água, por exemplo, onde ocorre à reação entre o hidrogênio e o oxigênio, os seguintes valores experimentais são utilizados para ser obtida:
Experimento Hidrogênio (g) Oxigênio (g) Água (g)
I 10 80 90
II 2 16 18
III 1 8 9
IV 0,4 3,2 3,6
Observe que:
? Para cada reação, a massa do produto é igual à massa dos reagentes, o que concorda com a Lei de Lavoisier.
? As massas dos reagentes e do produto que participam das reações são diferentes, mas as relações massa de oxigênio/massa de hidrogênio, massa de água/massa de hidrogênio e massa d água/massa de oxigênio são sempre constantes.
Experimento m oxigênio/
m hidrogênio m água/m hidrogênio m água/
m oxigênio
I 8/10 = 8 90/10 = 9 90/80 = 1,125
II 16/2 = 8 18/2 = 8 18/16 = 1,125
III 8/1 = 8 9/1 = 9 9/8 = 1,125
IV 3,2/0,4 = 8 3,6/0,4 = 9 3,6/3,2 = 1,125
Como vocês podem ver a relação de massas será sempre a mesma
O mesmo caso que ocorre com a água, ocorre na reação de combustão completa e incompleta onde haverá variação do comburente e formará produtos diferentes. Verificando assim, que as proporções constantes serão mantidas conforme a Lei de Proust, como também a Lei de Lavoisier onde a soma das massas dos reagentes é igual a soma das massas dos produto.
Na tentativa de explicar as leis de Lavoisier e Proust, Dalton elaborou uma teoria atômica, cujo postulado fundamental era que a matéria deveria ser formada por entidades extremamente pequenas, chamadas átomos.Estes indestrutíveis e que não se transformam.De fato, essas leis, no modelo atômico de Dalton, se justificariam pelas leis de conservação acima explicitadas.
? Experimento simples: Demonstrar a importância da experimentação Combustão do papel e da palha de aço. Na promoção de aprendizagem significativas em Química, ajudando os alunos a aprender através do estabelecimento de inter-relações entre saberes teóricos e práticos inerentes ao processo do conhecimento escolar em Química. Desenvolvendo habilidades de: observar, medir, analisar, concluir, dentre outras.
DESCRIÇÃO DO EXPERIMENTO SIMPLES
O que acontece com a massa durante uma reação química?
Este experimento fornecerá evidências que foram utilizadas para a formulação das leis químicas.
Material
- uma folha de papel
- palha ou lã de aço
- grãos de arroz (ou pedaços de giz)
- palitos de fósforo
- uma balança de pratos
Procedimento
Parte A
1. Construa uma balança, como a da figura acima.
2. Coloque uma folha de papel embolada sobre um dos pratos da balança.
3. Equilibre os pratos da balança utilizando grãos de arroz ou pedaços de giz.
4. Ponha fogo no papel.
5. Observe a combustão e anote o que aconteceu com o papel e com a sua massa.
Parte B
1. Coloque um pedaço de palha de aço sobre um dos pratos da balança.
2. Equilibre os pratos da balança utilizando grãos de arroz ou pedaços de giz.
3. Ponha fogo na palha de aço.
4. Observe a combustão e anote o que aconteceu com a palha de aço e com a sua massa.
Análise de dados
1-Explique o que aconteceu com a massa do papel após a combustão.
R: A massa do sólido diminuiu.
2-Explique o que aconteceu com a massa da palha de aço após a combustão.
R: Na queima da palha de aço ocorre o inverso, a massa aumentou.
3- O que deve ter contribuído para a variação das massas do papel e da palha de aço?
R: No papel a massa diminuiu porque no processo são formados gases que passam para a atmosfera. Na palha de aço a massa aumentou por que há consumo do oxigênio do ar, o que produz uma substância composta de ferro e oxigênio. A massa da substância formada é, então, maior do que a massa da palha de aço.
4- O que aconteceria se fosse num sistema fechado?Qual lei melhor relaciona os resultados desse experimento?
R: A massa total dos produtos sería igual à soma das massas das substancias reagentes. Lei de Lavoisier.
? Jogo Didático: Revisar os conteúdos e para confirmar se realmente as aulas foram de grande valia para a turma, já que nossa avaliação é um processo continuo. Caça- palavras
DESCRIÇÃO DO JOGO DIDÁTICO. CAÇA ? PALAVRAS
MODO DE JOGAR
Serão formados 05 ( cinco) grupos onde a equipe que encontrar primeiramente a resposta no caça palavras entregue a cada participante sinalizará para o professor que fez a pergunta e ganhará ponto.Cada pergunta vale 5 pontos e a última pergunta valerá 15 pontos.
A equipe que mais fizer pontos será a vencedora.
PERGUNTAS
1- Cientista que descobriu a lei da conservação das massas
R: Lavoisier
2- Cientista que descobriu a lei das proporções constantes
R: Proust
3-Cientista que elaborou uma teoria atômica, cujo postulado fundamental era que a matéria deveria ser formada por entidades extremamente pequenas, chamadas átomos
R: Dalton
6-Nome dado quando o número de átomos de cada elemento é o mesmo em ambos os lados da equação.
R: Balanceamento.
7- Tipo de reação que libera calor
R: Exotérmica
8 ? Tipo de reação que absorve calor.
R: endotérmica
9 - Tipo de reação química que ocorre nos hidrocarbonetos
R: combustão
10 - Gás formado numa reação de combustão completa.
R: Dióxido de carbono
11 - Gás formado numa reação de combustão incompleta.
Monóxido de carbono
12 - Combustível menos poluente.
R: Álcool
13-Parte da química que estuda e analisa as relações quantitativas entre os elementos que se combinam para formar uma substância composta.
R: Estequiometria
? Mapa conceitual: Sistematização dos conteúdos abordados; Desenvolvendo habilidades de: observar, medir, analisar, concluir, dentre outras.
DESCRIÇÃO DO MAPA CONCEITUAL
Será demonstrada uma representação gráfica de todo conteúdo abordado de forma esquematizada e um debate para relacionar o porquê entre os conceitos ligados que levaram a formação do mapa conceitual.
OBSERVAÇÃO: As avaliações ocorrerão adotando-se a lei de Diretrizes e Bases da Educação (LDB), aprovada em1996, onde determina que esta seja continuada e cumulativa e que os aspectos qualitativos prevaleçam sobre o quantitativo. Assim, os resultados obtidos pelos estudantes ao longo do curso devem ser mais valorizados que a nota da prova final.
Os recursos:
a) Humanos ? professores e alunos do ensino médio.
b) Materiais ? quadro de giz; giz/apagador; vídeo didático; papel ofício; palha ou lã de aço, grãos de arroz (ou pedaços de giz), palitos de fósforo; arame
c) Equipamentos ? computador e acessórios; retroprojetor; calculadora.
IV ? CONSIDERAÇÕES FINAIS
O desenvolvimento deste projeto demonstrou que é possível desenvolver o conteúdo químico estequiometria, partindo do tema social: poluição atmosférica motivando aos discentes no aprendizado multidisciplinar da ciência, conscientizando-os do seu papel na sociedade e promovendo uma aprendizagem significativa.
V- REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
? PCNEM: Parâmetros Curriculares Nacionais para o Ensino Médio. Ministério da Educação e do Desporto.
? PEQUIS. Química e Sociedade: volume único, ensino médio. Editora Nova Geração: São Paulo-SP, 2005. 1ª ed.
? Santos, Wilson Luis Pereira da Educação em química: compromisso com a cidadania, Editora UNIJUÌ, 1997.
? SILVA, R. M. G.; Contextualizando aprendizagem em química na formação escolar. Quím. Nova na Escola, nº 18, 26-30, 2003.
Thatiana Santana Santos
Universidade Federal de Sergipe
[email protected]
RESUMO
Este projeto visa proporcionar aos estudantes uma análise de conhecimentos básicos, fundamentais de estequiometria, para que eles compreendam quais os princípios da química que participam dos processos de poluição atmosférica, proporcionando uma nova visão do ensino-aprendizagem de estequiometria, na formação de cidadãos ativos em seu contexto social.
Palavras-Chaves: Estequiometria, Poluição Atmosférica, Ensino-aprendizagem.
ABSTRACT
This project aims at giving students a review of basic skills, basic composition, so they understand what the principles of chemistry that participate in air pollution, providing a new vision of teaching and learning of stoichiometry, the formation of active citizens in their social context.
Key words: stoichiomet, Air Pollution, Teaching and learning.
I - INTRODUÇÃO
Os Parâmetros Curriculares Nacionais 2000 apresentam como objetivo principal à reorganização curricular baseada na integração via interdisciplinaridade e contextualização, onde a aquisição do conhecimento é mais do que a simples memorização, e pressupõe habilidades cognitivas lógico-empíricas e lógico-formais. Alunos com diferentes histórias de vida podem desenvolver leituras ou perfis conceituais sobre fatos químicos, que poderão inferir nas habilidades cognitivas. O aprendizado deve ser conduzido levando-se em conta essas diferenças. As competências e habilidades cognitivas e afetivas desenvolvidas no ensino de Química deverão capacitar os alunos a tomarem suas próprias decisões em situações problemáticas, contribuindo assim para o desenvolvimento do educando como pessoa humana e como cidadão.
Nesta perspectiva, uma das mais recentes inovações na área de ensino de ciências e em particular no ensino da química tem sido o movimento Ciência - Tecnologia - Sociedade (CTS), que envolve os alunos em experiências e assuntos que são pertinentes e relevantes ao seu dia-a-dia, possibilitando a interligação com outras disciplinas, contribuindo para despertar o interesse e motivar o aprendizado. As atividades desenvolvidas de acordo com a concepção CTS geram situações onde há necessidade da aprendizagem de conceitos e habilidades básicas.
O enfoque da concepção CTS não é propriamente os conceitos científicos básicos, mas sim, os problemas reais que envolvem ciência e tecnologia, que por isso passam a ser considerados importantes pelo aluno. Os alunos são encorajados a identificar, analisar e aplicar conceitos científicos em situações reais, ou seja, problemas do seu cotidiano.
Nesta Concepção, o livro didático deve ser um recurso que tem uma importância crescente em um sistema de ensino massificado, para o qual é preciso assegurar um mínimo de qualidade. O livro deve abordar os conceitos da química a partir de fatos concretos, observáveis no cotidiano do estudante e fornecer sugestões de atividades diversificadas, que permitam a sua utilização em diferentes contextos.
O conhecimento químico difundido no livro didático deve permitir a construção de uma visão articulada como a vida real e com o mundo em que vivem os estudantes, respeitando as diversas crenças, valores, aspectos étnicos e religiosos.
Cabe ao professor ser crítico no seu uso para que consiga ser estrategista para que estes recursos não se tornem uma única fonte de pesquisa. É preciso administrar com responsabilidade e tirar proveito dos recursos que possui.
Assim sendo, procuramos analisar como o tema "Estequiometria" encontra-se estruturado no livro didático, sendo que com base nos parâmetros Curriculares e no ensino CTS o livro apresentou as seguintes características:
O livro didático "Química e Sociedade" inicialmente apresentou um texto que é um comentário preliminar. Nesse comentário preliminar, os autores procuram relacionar o conteúdo químico com o conteúdo social. Tal livro apresentou papel central na organização e direcionamento da prática em sala de aula e as opções metodológicas do material pedagógico por professores podem revelar muito de sua prática cotidiana e aspirações em torno do processo de ensino-aprendizagem. Dessa forma, compreender o modo de apropriação do material pelos professores e alunos pode fornecer indicações sobre as concepções dos mesmos acerca do ensino e suas tendências.
Antes de iniciar cada capítulo existe uma seção chamada problematização. Nessa unidade, há um texto um experimento ou uma situação problema. A terceira unidade é o desenvolvimento do tema. Nessa unidade é desenvolvido o conteúdo químico propriamente dito, são dados os princípios, definições, conceitos. Em seguida vem a seção em destaque. Nessa seção geralmente há um texto ou um experimento. Existem questões de fixação em algumas dessas questões os autores procuram relacionar com o cotidiano do aluno.
Ficou evidente que o sucesso da proposta pedagógica do livro depende acima de tudo da forma como o professor organiza as suas aulas, ou seja, de como ele usa essa proposta em sala de aula. Nesse sentido, não basta o professor adotar livros didáticos inovadores, se ele não estabelecer estratégias de ensino que possibilitem o uso do livro didático de forma dinâmica, em que sejam exploradas as potencialidades desse recurso pedagógico.
Embora a abordagem metodológica seja considerada como aspecto positivo do livro devido a seu caráter inovador, ela provoca muitas vezes insegurança nos professores, que não estão habituados a essa prática, que demanda mais trabalho e mais tempo. Ainda assim, o tipo de uso mais citado pelos professores está associado a atividades coletivas, um dos aspectos de caráter inovador do livro. Estes fatores indicam uma disponibilidade dos profissionais em buscar mudanças para o ensino de ciências mesmo frente a essas dificuldades. Isso tudo indica que o livro didático pode ter um papel central na introdução de novas metodologias, mas seu uso depende da formação continuada dos professores.
Neste projeto, proponho estratégias de ensino contextualizadas, através de temas transversais com interdisciplinaridade, a fim de atender as exigências do PCNEM aplicadas ao ensino de química tendo como tema social: "Poluição Atmosférica", problema global, relevante e interessante a ser trabalhado na sala de aula. A abordagem deste tema tem como objetivo a integração entre conceitos químicos e na discussão dos aspectos sociais, cujas prioridades são: possibilitar uma compreensão do mundo do qual a química é parte integrante através dos problemas que ela consegue resolver e dos fenômenos que podem ser descritos por seus conceitos e modelos e construir uma visão sistematizada das diferentes linguagens e campos de estudos da química. E com isso, despertar o interesse e motivar o aluno no aprendizado multidisciplinar da ciência conscientizando-os do seu papel na sociedade e fazer com que exerçam sua cidadania, sendo agente transformador do meio em que vive.
II - FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA
O referencial teórico para o desenvolvimento deste trabalho é a teoria sócio-interacionista de Vygotsky, na qual o desenvolvimento cognitivo de um indivíduo depende do seu contexto social, histórico e cultural, seus signos e instrumentos, tendo a sua origem nos processos sociais.
De acordo com Vygotsky todas as atividades cognitivas básicas do indivíduo ocorrem de acordo com sua história social e acabam se constituindo no produto do desenvolvimento histórico-social de sua comunidade (Luria, 1976). Portanto, as habilidades cognitivas e as formas de estruturar o pensamento do indivíduo não são determinadas por fatores congênitos.
Dentro da teoria vigotskyana (OLIVEIRA 1997, p. 26) a mediação é "o processo de intervenção de um elemento intermediário numa relação; esta, deixa de ser direta e passa a ser mediada por esse elemento". Nesse sentido, o homem não tem uma correlação direta com o mundo que o circunda, ele utiliza-se da mediação, e essa mediação se faz através dos signos e instrumentos.
O processo de mediação utiliza-se de instrumentos e signos orientados para auxiliar a atividade psicológica É através da mediação que ocorre o processo de internalização, no qual envolve uma atividade externa que deve ser modificada para tornar-se uma atividade interna, é interpessoal e se torna intrapessoal.
Um dos princípios básicos da teoria de Vygotsky é o conceito de "zona de desenvolvimento próximo". Zona de desenvolvimento próximo representa a diferença entre a capacidade da criança de resolver problemas por si próprios e a capacidade de resolvê-los com ajuda de alguém. Em outras palavras, teríamos uma "zona de desenvolvimento auto-suficiente" que abrange todas as funções e atividades que a criança consegue desempenhar por seus próprios meios, sem ajuda externa. Zona de desenvolvimento próximo, por sua vez, abrange todas as funções e atividades que a criança ou o aluno consegue desempenhar apenas se houver ajuda de alguém. Esta pessoa que intervém de forma não-intrusiva para assistir e orientar a criança podem ser tanto um adulto (progenitor, professor, responsável, instrutor de língua estrangeira) quanto um colega que já tenha desenvolvido a habilidade requerida.
A idéia de zona de desenvolvimento próximo é de grande relevância em todas as áreas educacionais. Uma implicação importante é a de que o aprendizado humano é de natureza social e é parte de um processo em que a criança desenvolve seu intelecto dentro da intelectualidade daqueles que a cercam Vygotsky De acordo com Vygotsky uma característica essencial do aprendizado é que ele desperta vários processos de desenvolvimento internamente, os quais funcionam apenas quando a criança interage em seu ambiente de convívio.
Portanto, no caso de aprendizado de línguas, a autenticidade do ambiente e o grau de afinidade entre seus integrantes são elementos essenciais para que o aprendiz sinta-se parte desse ambiente, características que dificilmente predominam em salas de aula convencionais.
É, portanto um guia para indicar como podemos interferir no desenvolvimento de uma pessoa e modificá-lo. Com isso, Vygotsky não quer dizer que devemos tutelar o estudante totalmente, mas que o desenvolvimento é resultado da interação do ser com o meio social em que está inserido, e se conhecermos melhor esse processo teremos condições de intervir sobre o desenvolvimento do aprendiz de modo a ajudá-lo.
Na concepção Vygotskyana, todo homem se constitui ser humano pelas relações que estabelece com os outros sujeitos. O sujeito não é apenas ativo, mas interativo, porque forma conhecimentos e se constitui a partir de relações intra e interpessoais. Trata-se de um processo que caminha do plano social (relações interpessoais) para o plano individual (relações intrapessoais). Em outras palavras, é na troca com outros sujeitos e consigo próprio que se vão internalizando conhecimentos, papéis e funções sociais, o que permite a formação de conhecimentos e da própria consciência
A partir da teoria de Vygotsky percebemos que o desenvolvimento não pode ser concebido sem referência ao contexto social e cultural no qual ele ocorre, daí a importância da interação professor - aluno no ensino abordando temas químicos de relevância social ao ministrarmos um conteúdo didático, através da interação social e do intercâmbio de significados.
Neste projeto, a interação e a produção serão compartilhadas partindo do conhecimento que serão os aspectos mais relevantes, para estudarmos a tendência progressista na educação. Os estudantes deverão desenvolver conhecimentos, habilidades, hábitos e atitudes que lhes permitam o exercício da profissão, e a inserção na sociedade como agentes de transformação. Devem dominar os conhecimentos tecnológicos modernos de forma crítica, contextualizada e articulada, de forma a transformá-los em sabedoria.
Nesta concepção mediaremos à relação do aluno com o conhecimento, procurando criar "zonas de desenvolvimento proximal", buscando acelerar o crescimento dos alunos, se comparado a um processo espontâneo. Sendo realizado de modo a explicar, demonstrar, exemplificar e organizar o trabalho, onde o aprendizado será realizado através da interação dos alunos entre si e o professor, num processo essencialmente social e mediado pela cultura.
Ao aplicar a psicologia sócio-histórica, base da corrente progressista, à educação das crianças, Vygotsky que defende que "Um processo interpessoal é transformado num processo intrapessoal, aplicada ao caso em estudo, nos mostra ser bastante produtiva, pois ajuda a compreender o papel dos agentes do processo de ensino/aprendizado, assim como a dinâmica do processo, principalmente porque as atividades de alta interação foram tão importantes na prática da disciplina
Assim sendo, propomos um papel organizador da interação e dos processos de conhecimento, mas os sujeitos do ensino/aprendizado serão todos os participantes, que interagem e interiorizam os conhecimentos produzidos socialmente.
III. METODOLOGIA
Estratégias de ensino:
? Aulas expositivas e interativas - Trabalho em equipes através da sistematização e socialização dos conteúdos que ocorrerá ao término de cada atividade;
TEXTO INTERATIVO
Sujeira no ar
As reações químicas são as maiores fontes de energia que sustentam nossa sociedade. Cerca de 76% da energia consumida para movimentar veículos e manter industrias funcionando, por exemplo, nasce da queima de combustíveis: álcool, carvão, gás natural e, sobretudo, materiais extraído do petróleo, como a gasolina, querosene, óleo diesel e GLP (gás liquefeito de petróleo).
Mas, apesar da inegável utilidade, as reações de combustão são responsáveis por um dos maiores problemas ambientais do planeta: a poluição atmosférica. Os derivados do petróleo, substâncias chamadas de hidrocarbonetos que são formados por átomos de carbono e hidrogênio, são os geradores de poluentes.
A combustão de hidrocarbonetos produz, principalmente, água (H2O) e dióxido de carbono (CO2). No entanto, conforme as condições, ela pode produzir fuligem (C) ou monóxido de carbono (CO). Quando há oxigênio suficiente na reação de combustão dos hidrocarbonetos, a reação vai produzir dióxido de carbono (CO2) e água (H2O), neste caso temos uma combustão completa.
Na combustão incompleta de hidrocarbonetos, são produzidos, além da água (H2O), monóxido de carbono (CO), o carbono (C), também chamado de fuligem. Os produtos finais dependem da quantidade de oxigênio (O2) que participam da reação.
O monóxido de carbono é um subproduto da combustão incompleta. Trata-se de um gás incolor e inodoro, que possui a propriedade química de combinar-se com a hemoglobina presentes nos glóbulos vermelhos no sangue, prejudicando o transporte de oxigênio para as células do corpo. Isso acontece porque a hemoglobina, que deveria se combinar com o oxigênio para transportá-lo para as células do corpo, fica comprometida com o monóxido de carbono. Além de provocar doenças como rinite, bronquite, pneumonia e asma, em altas concentrações essa contaminação pode até matar.
Adaptado de Química e sociedade: Modelos de partículas e poluição atmosférica
? Trabalhando o texto: Desenvolver com uma analise critica do texto, a partir de uma leitura interativa do texto.
ANÁLISE DO TEXTO ? PARTE I
As reações químicas são as maiores fontes de energia que sustentam nossa sociedade. Cerca de 76% da energia consumida para movimentar veículos e manter industrias funcionando, por exemplo, nasce da queima de combustíveis: álcool, carvão, gás natural e, sobretudo, materiais extraído do petróleo, como a gasolina, querosene, óleo diesel e GLP (gás liquefeito de petróleo).
Mas, apesar da inegável utilidade, as reações de combustão são responsáveis por um dos maiores problemas ambientais do planeta: a poluição atmosférica. Os derivados do petróleo, substâncias chamadas de hidrocarbonetos que são formados por átomos de carbono e hidrogênio, são os geradores de poluentes.
O que é uma reação química?
Uma reação química é uma transformação da matéria na qual ocorrem mudanças na composição química de uma ou mais substâncias reagentes, resultando em um ou mais produtos. Ao ocorrer uma reação química sempre haverá uma variação de energia.
E o que é energia?
A energia é definida como capacidade de realizar trabalho ou como o resultado da realização de um trabalho, se há energia há calor. Pois o calor é uma forma de energia que se transfere de um ponto a outro sempre que houver diferenças de temperatura entre eles. Em geral, o resultado dos fluxos de calor é o aumento de temperatura do corpo que recebe calor e a redução de temperatura do corpo que cede calor.
Em função do calor envolvido numa reação química podemos classificá-las em:
? Endotérmicas: Absorvem energia na forma de calor (ENDO = para dentro)
? Exotérmicas: Liberam energia na forma de calor (EXO = para fora)
Na Combustão ou queima ocorre uma reação química exotérmica entre uma substância (o combustível) e um gás (o comburente), geralmente o oxigênio, para liberar calor. Em uma combustão completa, um combustível reage com um comburente, e como resultado se obtém compostos resultantes da união de ambos, além de energia, sendo que alguns desses compostos são os principais agentes causadores da poluição atmosférica.
Na combustão dos hidrocarbonetos ocorre à formação de gás carbônico (CO2) e água, a energia é liberada sob a forma de calor. Veja a equação de combustão:
H + O2 → CO2 + H2O
Para melhor entendermos vejamos a combustão da gasolina e do álcool:
ÁLCOOL ETÍLICO:
C2H6O + O2 → CO2 + H2O (Exotérmica).
GASOLINA:
C8H18 + O2 → CO2 + H2O (Exotérmica).
Ambas as reações são exotérmicas, ou seja, uma reação onde ocorre liberação de calor, este calor é liberado, pois há queima de combustíveis que provoca a formação de CO2, (dióxido de carbono), este composto é um dos principais contribuintes para a poluição atmosférica, mas será que a gasolina e o álcool são poluentes na mesma proporção?
Para responder este questionamento é preciso conhecer a Lei de Lavoisier.
Lavoisier afirmou que a massa antes e depois de qualquer reação é sempre a mesma. Por ter verificado que esse fato se repetia invariavelmente na natureza, concluiu então que se tratava de uma lei, a Lei da Conservação das Massas.
Este enunciado se aplica a todas as reações químicas e pode ser resumido pela frase: Na natureza nada se cria nada se perde; tudo se transforma, ou seja, a massa dos produtos é igual, a massa dos reagentes
Observem a queima do álcool e da gasolina, será que a equação demonstrada acima segue a lei de Lavoisier?
Nos reagentes temos a massa do álcool de 46 g reagindo com 32g de oxigênio o que totalizam 78 g de massa de reagente já nos produtos temos 44 g de dióxido de carbono e 18 g de água o que nos leva a formação de 62 g de produto.
Para que uma equação atenda a lei de Lavoisier primeiramente não podemos deixar de verificar sempre se o número de átomos de cada elemento é o mesmo em ambos os lados da equação, ou seja, se ela está balanceada. Para realizar o balanceamento, temos que colocar um número denominado coeficiente estequiométrico antes dos símbolos. Quando o coeficiente de uma equação for igual a 1( um), não é preciso escrever.
Ao conjunto das características e relações quantitativas dos números de espécies químicas presente numa reação dá-se o nome de estequiometria.
Devemos lembrar que para ajustar uma equação química usamos unicamente os coeficientes. Em nenhum caso trocamos os sub índices das fórmulas. Se fizermos isso vamos alterar a identidade da substância.
A queima do álcool é descrita pela seguinte equação química. Vamos começar o balanceamento?
C2H6O + O2 → CO2 + H2O
Como escolhermos os coeficientes?
Devemos começar o acerto pelo elemento que apareça uma só vez de cada lado da equação (nesse caso temos o carbono e o hidrogênio). Portanto, devemos multiplicar o carbono por 2 e o hidrogênio por 3 (ambos do lado direito) para ficarmos com 2 átomos de carbono e 6 átomos de hidrogênio de cada lado da equação. Teremos, portanto:
C2H6O + O2 → 2CO2 + 3H2O
Agora vamos dar uma olhada para os oxigênios. Temos 4 oxigênios pertencentes ao CO2 e 3 oxigênios da água, somando um total de 7 oxigênios do lado dos produtos e apenas 3 do lado dos reagentes (1 átomo de oxigênio do C2H6O e 2 átomos do O2). Como podemos resolver isso?
Basta multiplicar o oxigênio por três!
C2H6O + 3O2 → 2CO2 + 3H2O
Temos assim a equação balanceada.
Seguindo o mesmo raciocínio ao balancearmos a equação química da queima da gasolina teremos a seguinte equação:
C8H18 + 25/2O2 → 8CO2 + 9H2O
Podemos observar que o coeficiente estequiométrico do dióxido de carbono na gasolina é maior que o álcool, isso acontece, pois a quantidade de hidrocarbonetos na gasolina é maior, e conseqüentemente um aumento na quantidade de formação de moléculas de dióxido de carbono na mesma. Com base nestes dados podemos concluir que a gasolina é mais poluente que o álcool e que quanto maior a quantidade de hidrocarbonetos mais poluente é o composto.
ANÁLISE DO TEXTO ? PARTE II
A combustão de hidrocarbonetos produz, principalmente, água (H2O) e dióxido de carbono (CO2). No entanto, conforme as condições, ela pode produzir fuligem (C) ou monóxido de carbono (CO). Quando há oxigênio suficiente na reação de combustão dos hidrocarbonetos, a reação vai produzir dióxido de carbono (CO2) e água (H2O), neste caso temos uma combustão completa.
Na combustão incompleta de hidrocarbonetos, são produzidos, além da água (H2O), monóxido de carbono (CO), o carbono (C), também chamado de fuligem. Os produtos finais dependem da quantidade de oxigênio (O2) que participam da reação.
O monóxido de carbono é um subproduto da combustão incompleta. Trata-se de um gás incolor e inodoro, que possui a propriedade química de combinar-se com a hemoglobina presentes nos glóbulos vermelhos no sangue, prejudicando o transporte de oxigênio para as células do corpo. Isso acontece porque a hemoglobina, que deveria se combinar com o oxigênio para transportá-lo para as células do corpo, fica comprometida com o monóxido de carbono. Além de provocar doenças como rinite, bronquite, pneumonia e asma, em altas concentrações essa contaminação pode até matar.
Como explicar a fuligem e o monóxido de carbono (CO)?
Quando ocorre falta de oxigênio no motor do carro, ocorre aquilo que chamamos de combustão incompleta; tomando o exemplo da gasolina, observe:
Com pouco O2:
C8H18 + 17/2 O2 8CO + 9H2O
Com falta de O2:
C8H18 + 9/2O2 8C + 9H2O
Note que o CO tem um oxigênio a menos que o CO, o que caracteriza a deficiência de oxigênio, ou a ineficiência da reação. Este gás é muito tóxico para o ser humano, pois este dificulta a função da hemoglobina, que é responsável pela renovação do oxigênio no nosso sangue. Pequenas concentrações de monóxido de carbono já provocam tonturas e dores de cabeça. O outro produto indesejável na combustão incompleta, a fuligem (C), que não tem oxigênio na sua constituição. A porção mais fina da fuligem pode impregnar nos pulmões e causar problemas respiratórios.
Com bases nesses dados podemos então afirmar que esses gases tanto o CO2 quanto o CO, que se acumulam em nossa atmosfera causam diversos males à nossa saúde. Resta então optar pelo álcool que é menos agressivo neste aspecto em virtude da estrutura molecular do álcool que apresenta menos quantidade hidrocarbonetos que os demais combustíveis conseqüentemente maiores formação de gases poluentes.
Observem que comparando as duas reações de combustão completa e incompleta, ambas atendem a Lei de Lavoisier. Foi através da observação desses dados que Joseph Louis Proust criou a Lei das proporções constantes. Ele verificou que as massas dos reagentes e as massas dos produtos que participam de uma reação química obedecem sempre a uma proporção constante. Esta proporção é característica de cada reação e independente da quantidade das substâncias que são colocadas para reagir.
Na formação da água, por exemplo, onde ocorre à reação entre o hidrogênio e o oxigênio, os seguintes valores experimentais são utilizados para ser obtida:
Experimento Hidrogênio (g) Oxigênio (g) Água (g)
I 10 80 90
II 2 16 18
III 1 8 9
IV 0,4 3,2 3,6
Observe que:
? Para cada reação, a massa do produto é igual à massa dos reagentes, o que concorda com a Lei de Lavoisier.
? As massas dos reagentes e do produto que participam das reações são diferentes, mas as relações massa de oxigênio/massa de hidrogênio, massa de água/massa de hidrogênio e massa d água/massa de oxigênio são sempre constantes.
Experimento m oxigênio/
m hidrogênio m água/m hidrogênio m água/
m oxigênio
I 8/10 = 8 90/10 = 9 90/80 = 1,125
II 16/2 = 8 18/2 = 8 18/16 = 1,125
III 8/1 = 8 9/1 = 9 9/8 = 1,125
IV 3,2/0,4 = 8 3,6/0,4 = 9 3,6/3,2 = 1,125
Como vocês podem ver a relação de massas será sempre a mesma
O mesmo caso que ocorre com a água, ocorre na reação de combustão completa e incompleta onde haverá variação do comburente e formará produtos diferentes. Verificando assim, que as proporções constantes serão mantidas conforme a Lei de Proust, como também a Lei de Lavoisier onde a soma das massas dos reagentes é igual a soma das massas dos produto.
Na tentativa de explicar as leis de Lavoisier e Proust, Dalton elaborou uma teoria atômica, cujo postulado fundamental era que a matéria deveria ser formada por entidades extremamente pequenas, chamadas átomos.Estes indestrutíveis e que não se transformam.De fato, essas leis, no modelo atômico de Dalton, se justificariam pelas leis de conservação acima explicitadas.
? Experimento simples: Demonstrar a importância da experimentação Combustão do papel e da palha de aço. Na promoção de aprendizagem significativas em Química, ajudando os alunos a aprender através do estabelecimento de inter-relações entre saberes teóricos e práticos inerentes ao processo do conhecimento escolar em Química. Desenvolvendo habilidades de: observar, medir, analisar, concluir, dentre outras.
DESCRIÇÃO DO EXPERIMENTO SIMPLES
O que acontece com a massa durante uma reação química?
Este experimento fornecerá evidências que foram utilizadas para a formulação das leis químicas.
Material
- uma folha de papel
- palha ou lã de aço
- grãos de arroz (ou pedaços de giz)
- palitos de fósforo
- uma balança de pratos
Procedimento
Parte A
1. Construa uma balança, como a da figura acima.
2. Coloque uma folha de papel embolada sobre um dos pratos da balança.
3. Equilibre os pratos da balança utilizando grãos de arroz ou pedaços de giz.
4. Ponha fogo no papel.
5. Observe a combustão e anote o que aconteceu com o papel e com a sua massa.
Parte B
1. Coloque um pedaço de palha de aço sobre um dos pratos da balança.
2. Equilibre os pratos da balança utilizando grãos de arroz ou pedaços de giz.
3. Ponha fogo na palha de aço.
4. Observe a combustão e anote o que aconteceu com a palha de aço e com a sua massa.
Análise de dados
1-Explique o que aconteceu com a massa do papel após a combustão.
R: A massa do sólido diminuiu.
2-Explique o que aconteceu com a massa da palha de aço após a combustão.
R: Na queima da palha de aço ocorre o inverso, a massa aumentou.
3- O que deve ter contribuído para a variação das massas do papel e da palha de aço?
R: No papel a massa diminuiu porque no processo são formados gases que passam para a atmosfera. Na palha de aço a massa aumentou por que há consumo do oxigênio do ar, o que produz uma substância composta de ferro e oxigênio. A massa da substância formada é, então, maior do que a massa da palha de aço.
4- O que aconteceria se fosse num sistema fechado?Qual lei melhor relaciona os resultados desse experimento?
R: A massa total dos produtos sería igual à soma das massas das substancias reagentes. Lei de Lavoisier.
? Jogo Didático: Revisar os conteúdos e para confirmar se realmente as aulas foram de grande valia para a turma, já que nossa avaliação é um processo continuo. Caça- palavras
DESCRIÇÃO DO JOGO DIDÁTICO. CAÇA ? PALAVRAS
MODO DE JOGAR
Serão formados 05 ( cinco) grupos onde a equipe que encontrar primeiramente a resposta no caça palavras entregue a cada participante sinalizará para o professor que fez a pergunta e ganhará ponto.Cada pergunta vale 5 pontos e a última pergunta valerá 15 pontos.
A equipe que mais fizer pontos será a vencedora.
PERGUNTAS
1- Cientista que descobriu a lei da conservação das massas
R: Lavoisier
2- Cientista que descobriu a lei das proporções constantes
R: Proust
3-Cientista que elaborou uma teoria atômica, cujo postulado fundamental era que a matéria deveria ser formada por entidades extremamente pequenas, chamadas átomos
R: Dalton
6-Nome dado quando o número de átomos de cada elemento é o mesmo em ambos os lados da equação.
R: Balanceamento.
7- Tipo de reação que libera calor
R: Exotérmica
8 ? Tipo de reação que absorve calor.
R: endotérmica
9 - Tipo de reação química que ocorre nos hidrocarbonetos
R: combustão
10 - Gás formado numa reação de combustão completa.
R: Dióxido de carbono
11 - Gás formado numa reação de combustão incompleta.
Monóxido de carbono
12 - Combustível menos poluente.
R: Álcool
13-Parte da química que estuda e analisa as relações quantitativas entre os elementos que se combinam para formar uma substância composta.
R: Estequiometria
? Mapa conceitual: Sistematização dos conteúdos abordados; Desenvolvendo habilidades de: observar, medir, analisar, concluir, dentre outras.
DESCRIÇÃO DO MAPA CONCEITUAL
Será demonstrada uma representação gráfica de todo conteúdo abordado de forma esquematizada e um debate para relacionar o porquê entre os conceitos ligados que levaram a formação do mapa conceitual.
OBSERVAÇÃO: As avaliações ocorrerão adotando-se a lei de Diretrizes e Bases da Educação (LDB), aprovada em1996, onde determina que esta seja continuada e cumulativa e que os aspectos qualitativos prevaleçam sobre o quantitativo. Assim, os resultados obtidos pelos estudantes ao longo do curso devem ser mais valorizados que a nota da prova final.
Os recursos:
a) Humanos ? professores e alunos do ensino médio.
b) Materiais ? quadro de giz; giz/apagador; vídeo didático; papel ofício; palha ou lã de aço, grãos de arroz (ou pedaços de giz), palitos de fósforo; arame
c) Equipamentos ? computador e acessórios; retroprojetor; calculadora.
IV ? CONSIDERAÇÕES FINAIS
O desenvolvimento deste projeto demonstrou que é possível desenvolver o conteúdo químico estequiometria, partindo do tema social: poluição atmosférica motivando aos discentes no aprendizado multidisciplinar da ciência, conscientizando-os do seu papel na sociedade e promovendo uma aprendizagem significativa.
V- REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
? PCNEM: Parâmetros Curriculares Nacionais para o Ensino Médio. Ministério da Educação e do Desporto.
? PEQUIS. Química e Sociedade: volume único, ensino médio. Editora Nova Geração: São Paulo-SP, 2005. 1ª ed.
? Santos, Wilson Luis Pereira da Educação em química: compromisso com a cidadania, Editora UNIJUÌ, 1997.
? SILVA, R. M. G.; Contextualizando aprendizagem em química na formação escolar. Quím. Nova na Escola, nº 18, 26-30, 2003.