Planos de aula
AL 2.2 Soluções a partir de solutos sólidos.
Metas Curriculares
2.8 Determinar a composição quantitativa de soluções aquosas e gasosas (como, por exemplo, a atmosfera
terrestre), em concentração, concentração em massa, fração molar, percentagem em massa e em volume e partes por milhão, e estabelecer correspondências adequadas.
Sumário Composição quantitativa de soluções: concentração em massa, concentração.
Preparação e realização da AL 2.2 Soluções a partir de solutos sólidos.
Atividades
•Fazer uma revisão da matéria dada na aula anterior.
•Introduzir o estudo da composição quantitativa de soluções perguntando «Como se pode expressar quantitativamente o soluto existente numa solução?». Incentivar a participação e realçar as participações enriquecedoras. Relembrar que no 7.o ano já foi estudada a concentração mássica que é uma medida da massa de soluto existente numa determinada solução mas que esta não é a única forma de quantificar o soluto numa solução. •Analisar a Tab. 3 da página 157 do Novo 10Q para interpretar a concentração mássica de diversos poluentes na atmosfera.
•Recolher diferentes embalagens de água e comparar a concentração mássica dos iões presentes.
•A partir dos exemplos das concentrações mássicas dos iões em água, resolver conjuntamente problemas, por exemplo, com vista à determinação da massa total de iões na garrafa ou à determinação do volume de água necessário ingerir para satisfazer as necessidades diárias de um determinado ião.
•Retomar o conceito de fração molar já abordado anteriormente.
•A partir de um exemplo de uma mistura gasosa de dois ou três componentes, e conhecidas as suas massas, determinar a fração molar de cada um desses componentes para sistematizar o conteúdo.
•Questionar os alunos sobre «O que é a concentração?». Promover um pequeno debate e realçar as contribuições enriquecedoras. Das participações dos alunos, informar que o termo «concentração» é usado, em linguagem comum, para refletir a quantidade de um componente numa mistura. No entanto, sublinhar que este termo tem um significado científico mais rigoroso.
•Definir concentração como uma medida da quantidade de matéria de soluto existente em cada unidade de volume da solução. Salientar que a concentração é uma medida da composição quantitativa de soluções particularmente útil em química.
•Partir do exemplo da concentração mássica dos iões na água engarrafada para determinar a sua concentração como forma de sistematizar a relação entre as várias formas de identificar a composição qualitativa de soluções. •Sistematizar as conclusões globais da aula e consolidar os conteúdos abordados com a resolução dos exercícios 22 a 28 das «+Questões» da página 170 do Novo 10Q.
•Introduzir a «AL 2.2 Soluções a partir de solutos sólidos» colocando a seguinte questão «Como preparar uma solução de sulfato de cobre (II) penta-hidratado de concentração 0,050 mol/dm3?». Incentivar a participação e realçar as participações enriquecedoras. Partir das respostas dos alunos para preparar a atividade laboratorial. •Abordar os erros sistemáticos e aleatórios associados às medições a efetuar. Resolver as questões pré-laboratoriais da página 164.
•Organizar os alunos em grupos para realizar a atividade laboratorial de acordo com o procedimento fornecido no Novo 10Q na página 165. Sugerir aos alunos que resolvam as questões pós-laboratoriais da página 165.
•Resolver as questões 40 a 43 das «+Questões» da página 172 para consolidação dos conhecimentos adquiridos.
Recursos •Apresentação dos conteúdos: pp. 157 a 158 e 164 a 168 Manual Resumo: pp. 139
TPC ••Caderno de Exercícios : pp. 61 a 67 Avaliação •Observação direta dos alunos na aula.
•Observação da participação e empenho nas tarefas propostas.
Escola__________________________________________________________________________________________________________
Ano _______________________________Turma _______________ Aula N.o________Data________ /________/ ________
DOMÍNIO: Propriedades e transformações da matéria SUBDOMÍNIO: Gases e dispersões
CONTEÚDOS: Composição quantitativa de soluções: percentagem em volume e percentagem em massa, fração molar, partes por
milhão. Diluição de soluções aquosas. AL 2.3 Diluição de soluções.
Metas Curriculares
2.8 Determinar a composição quantitativa de soluções aquosas e gasosas (como, por exemplo, a atmosfera
terrestre), em concentração, concentração em massa, fração molar, percentagem em massa e em volume e partes por milhão, e estabelecer correspondências adequadas.
Sumário Composição quantitativa de soluções: percentagem em volume e percentagem em massa, fração molar, partes por
milhão. Diluição de soluções aquosas. Preparação e realização da AL 2.3 Diluição de soluções.
Atividades
•Fazer uma revisão da matéria dada na aula anterior.
•Relembrar o estudo da composição quantitativa de soluções analisando um rótulo de álcool etílico comercial. Promover um pequeno debate e realçar as participações enriquecedoras. Concluir que existem outras formas de quantificar o soluto presente nas soluções para além das estudadas na aula anterior.
•Partir do exemplo anterior para introduzir a percentagem em volume e identificar o soluto e o solvente da solução. Determinar conjuntamente o volume de soluto presente na embalagem em questão.
•Recolher diferentes embalagens de água e comparar a concentração mássica dos iões presentes.
•Por analogia, introduzir o conceito de percentagem em massa. Determinar a massa de água de uma das embalagens e calcular a massa de alguns dos seus iões para determinar as suas percentagens em massa.
•Ler e analisar a Questão resolvida 3 da página 159 do Novo 10Q.
•Comparar, respetivamente, a percentagem em massa e em volume com as partes por milhão e as partes por milhão em volume, e mostrar que as percentagens em massa e em volume representam as partes de soluto existentes por cada 100 partes de solução existente, enquanto que as partes por milhão e as partes por milhão em volume representam as partes de soluto existentes em cada milhão de partes de solução.
•Partir do exemplo do dióxido de carbono na atmosfera para demonstrar a relação existente, respetivamente, entre percentagem em massa ou em volume e as partes por milhão ou as partes por milhão em volume.
•Através da exploração de exemplos de soluções, construir conjuntamente uma síntese semelhante à Tab. 4 da página 162 para sistematizar as relações existentes estre as diferentes expressões da composição quantitativa das soluções. Ler conjuntamente a Questão resolvida 5 da página 162 para consolidação de conhecimentos.
•Partir do exemplo da concentração mássica dos iões na água engarrafada para determinar a sua concentração como forma de sistematizar a relação entre as várias formas de identificar a composição qualitativa de soluções. •Sistematizar as conclusões globais da aula e consolidar os conteúdos abordados com a resolução dos exercícios 29 a 37 das «+Questões» das páginas 170 a 171 do Novo 10Q.
•Introduzir a «AL 2.3 Diluição de soluções» colocando a seguinte questão «Como preparar uma solução diluída de permanganato de potássio a partir de uma solução inicial mais concentrada?». Incentivar a participação e realçar as participações enriquecedoras. Partir das respostas dos alunos para preparar a atividade laboratorial.
•Abordar o fator de diluição e explorar alguns exemplos para consolidação. •Resolver as questões pré-laboratoriais da página 166 do Novo 10Q.
•Organizar os alunos em grupos para realizar a atividade laboratorial de acordo com o procedimento fornecido no Novo 10Q na página 167. Sugerir aos alunos que resolvam as questões pós-laboratoriais da página 167.
•Resolver as questões 38 a 40 e 44 a 45 das «+Questões» da página 172 do Novo 10Q para consolidação dos conhecimentos adquiridos.
Recursos •Apresentação dos conteúdos: pp. 158 a 162 e 166 a 167 Manual Resumo: pp. 139
TPC ••Manual: Questões globais pp. 173 Caderno de Exercícios e Problemas: pp. 61 a 65 e 67 a 68
•
Avaliação •Observação direta dos alunos na aula. •Observação da participação e empenho nas tarefas propostas.
Escola__________________________________________________________________________________________________________
Ano _______________________________Turma _______________ Aula N.o________Data________ /________/ ________
DOMÍNIO: Propriedades e transformações da matéria SUBDOMÍNIO: Transformações químicas
CONTEÚDOS: Energia de ligação e reações químicas: processos endoenergéticos e exoenergéticos.
Reações fotoquímicas na atmosfera: fotodissociação e fotoionização.
Metas Curriculares
3.1 Interpretar uma reação química como resultado de um processo em que ocorre rutura e formação de ligações
químicas.
3.2 Interpretar a formação de ligações químicas como um processo exoenergético e a rutura como um processo
endoenergético.
3.3 Classificar reações químicas em exotérmicas ou em endotérmicas como aquelas que, num sistema isolado,
ocorrem, respetivamente, com aumento ou diminuição de temperatura.
3.4 Interpretar a energia da reação como o balanço energético entre a energia envolvida na rutura e na formação de
ligações químicas, designá-la por variação de entalpia para transformações a pressão constante, e interpretar o seu sinal (positivo ou negativo).
3.5 Interpretar representações da energia envolvida numa reação química relacionando a energia dos reagentes e
dos produtos e a variação de entalpia.
3.6 Determinar a variação de entalpia de uma reação química a partir das energias de ligação e a energia de ligação
a partir da variação de entalpia e de outras energias de ligação.
3.7 Identificar transformações químicas desencadeadas pela luz, designando-as por reações fotoquímicas. 3.8 Distinguir fotodissociação de fotoionização e representar simbolicamente estes fenómenos.
3.9 Interpretar fenómenos de fotodissociação e fotoionização na atmosfera terrestre envolvendo O2, O3, e N2 relacionando-os com a energia da radiação envolvida e com a estabilidade destas moléculas.
Sumário Energia de ionização. Processos endoenergéticos e exoenergéticos.
Reações fotoquímicas: fotoionização e fotodissociação.
Atividades
•Fazer uma revisão da matéria do subdomínio «2.2 Gases e dispersões» recorrendo ao «Resumo» da página 163 do Novo 10Q.
•Em diálogo com os alunos, explicar que reações químicas são transformações em que determinadas substâncias originam outras relembrando a matéria já estudada no 3.o ciclo. Referir também que as reações químicas obedecem à Lei de Lavoisier (ou Lei da Conservação da Massa).
•Explicar que para haver transformação de umas substâncias noutras tem de haver ruturas de ligações químicas nos reagentes e formações de ligações nos produtos da reação.
•Introduzir os processos endoenergéticos como processos onde há absorção de energia, tal como na rutura das ligações químicas.
•Por comparação, abordar os processos exoenergéticos como processos onde há libertação de energia, como na formação de ligações químicas.
•Por analogia, questionar sobre «O que são reações endotérmicas e exotérmicas?». Promover a participação e realçar as ideias enriquecedoras.
•Das participações, concluir que nas reações endotérmicas há absorção de energia o que se traduz, num sistema fechado, pela diminuição da energia do sistema. Já nas reações exotérmicas há libertação de energia que se traduz, num sistema fechado, pelo aumento da temperatura do sistema.
•Ler conjuntamente a Questão resolvida 1 da página 177 do Novo 10Q.
•Avançar para o estudo da variação da entalpia sublinhando que, em geral, os sistemas químicos não são isolados e, portanto, há trocas de energia entre o sistema e a vizinhança.
•Questionar «Como se pode prever se uma reação é endotérmica ou exotérmica?». Promover um pequeno debate e realçar as participações positivas.
•Partir do debate para compreender que a energia libertada ou absorvida pelo sistema resulta de um balanço entre a energia absorvida na rutura das ligações químicas e a energia libertada na sua formação.
•Informar que este balanço permite prever se a reação é endotérmica ou exotérmica.
Atividades
•Analisar a Fig. 6 da página 178 do Novo 10Q para interpretar a variação da entalpia numa reação endotérmica e numa reação exotérmica.
•Concluir que na reação exotérmica a energia libertada pela formação das ligações químicas é superior à energia absorvida pelo que há transferência de energia do sistema para a vizinhança, aumentando a temperatura da vizinhança.
•De igual forma, concluir que na reação endotérmica a energia libertada pela formação das ligações químicas é inferior à energia absorvida pelo que há transferência de energia da vizinhança para o sistema, diminuindo a temperatura da vizinhança.
•Definir a variação da entalpia como uma grandeza que meda a energia transferida entre o sistema e a vizinhança quando a reação química ocorre a pressão constante.
•Indicar que se a variação da entalpia for negativa a reação é exotérmica pois o sistema cedeu energia à vizinhança e se a variação da entalpia for positiva a reação é endotérmica pois o sistema recebeu energia da vizinhança.
• Para consolidação, analisar a variação da entalpia da reação, por exemplo, de formação da água e a variação da entalpia da reação da sua decomposição.
•Sublinhar a ideia chave que se uma reação for exotérmica, a sua reação inversa será endotérmica e as respetivas variações de entalpia serão simétricas (e vice-versa).
•Referir a energia de ligação como a energia mínima necessária para quebrar uma mole de ligações em moléculas. •A partir de um exemplo, calcular a sua variação da entalpia como a diferença entre a soma das energias de ligação dos reagentes e a soma das energias de ligação dos produtos.
•Ler e analisar conjuntamente as Questões resolvidas 2 e 3 das páginas, respetivamente, 179 e 182 do Novo 10Q para sintetizar.
•Avançar para o estudo das reações fotoquímicas questionando «Que exemplos conhecem de reações químicas desencadeadas pela luz?». Incentivar a participação ordenada e realçar as ideias enriquecedoras.
•Das participações dos alunos, realçar exemplos como o bronzeamento, a fotodegradação dos materiais, o processo de revelação fotográfica, entre outros.
•Definir que as reações que são desencadeadas pela luz são reações fotoquímicas.
•Apresentar a fotodissociação como uma transformação onde há quebra de ligações químicas (sendo portanto um processo endotérmico) por ação da radiação.
•Contextualizar as reações de fotodissociação explicando que a atmosfera terrestre atua como um filtro de radiação que absorve as radiações ultravioleta provocando a fotodissociação das moléculas de nitrogénio, de oxigénio e de ozono, por exemplo.
•Relembrar exemplos sobre a energia de remoção eletrónica onde a remoção dos eletrões poderia ser feita através da incidência de radiação nos átomos para introduzir a fotoionização como o processo de remoção de eletrões de um átomo por ação da radiação.
•Referir que, tal como a fotodissociação, a fotoionização é um processo energético, mas que necessita de absorver mais energia para ocorrer.
•Contextualizar, por exemplo, com os fenómenos da ionosfera como as auroras boreais. •Ler conjuntamente a Questão resolvida 4 da página 184 do Novo 10Q.
•Sistematizar as conclusões globais da aula e consolidar os conteúdos abordados com a resolução dos exercícios 1 a 17 das «+Questões» das páginas 194 a 196.
Recursos •Apresentação dos conteúdos: pp. 176 a 184 Manual Resumo: pp. 191
TPC •Caderno de Exercícios e Problemas: pp.74 a 77
•
Avaliação •Observação direta dos alunos na aula.
Escola__________________________________________________________________________________________________________
Ano _______________________________Turma _______________ Aula N.o________Data________ /________/ ________
DOMÍNIO: Propriedades e transformações da matéria SUBDOMÍNIO: Transformações químicas
CONTEÚDOS: Reações fotoquímicas na atmosfera: radicais livres e estabilidade das espécies químicas. Ozono estratosférico.