Em 3.5 Desenho da Investigação apresenta-se a metodologia utilizada pela professora investigadora nomeadamente, o modo de selecção dos alunos, a constituição
3.5 Desenho da Investigação
3.5.2 Trabalhos Laboratoriais
3.5.2.1 Tema I – Misturas
Para estudar os temas Solubilidade e Dissolução é condição essencial saber distinguir os diferentes tipos de misturas. Desta forma, a estratégia delineada começa pela abordagem do tema “Misturas”, onde os alunos devem verificar a existência de vários tipos de misturas, observando e classificando algumas fornecidas e outras por eles preparadas.
A – Objectivos
Com o tema “Misturas” pretende-se que os discentes aprendam a distinguir mistura homogénea, de mistura heterogénea e mistura coloidal, a identificar, numa
mistura homogénea, o(s) soluto(s) e o solvente e a reconhecer a existência de diferentes tipos de soluções, no que concerne ao seu estado físico.
B – Ficha de Trabalho 1 “Misturas”
Questão A. Classifica as misturas da tabela 1. Para as soluções, indica o solvente, o soluto e o tipo de solução (sólida, líquida ou gasosa).
Tabela 1: Classificação de misturas.
Mistura Tipo de
Mistura Solvente Soluto Tipo de solução
Água e azeite Etanol e água Ouro branco Ouro amarelo Água gaseificada Farinha e água Açúcar em água Ar comprimido existente nas garrafas dos mergulhadores Gel do cabelo (Mistura de acetato de cálcio e etanol)
Vamos Investigar
1. Abre uma garrafa de água gaseificada. Preenche a linha da tabela 2 correspondente àquela mistura.
2. Observa uma jóia de ouro amarelo e outra de ouro branco. Preenche a linha da tabela 2 correspondente àquela mistura.
3. Prepara as seguintes misturas: Água e azeite; Etanol e água; Farinha e água; Açúcar em água;
Gel do cabelo (Dissolver 5 g de acetato de cálcio em 15 mL de água morna. Adicionar 20 mL de etanol e agitar).
4. Para cada mistura preenche a linha da tabela 2 correspondente. Tabela 2: Registo das observações.
Mistura Tipo de Mistura Solvente Soluto Tipo de solução Água e azeite Etanol e água Ouro branco Ouro amarelo Água gaseificada Farinha e água Açúcar em água Gel do cabelo (Solução de acetato de
Questão B. Compara os resultados registados na tabela 2 com as previsões que fizeste e escreveste na tabela 1. Existem diferenças? Como as explicas?
Obrigada pela tua colaboração!
Quadro 3.3: Síntese do Procedimento Laboratorial do Tema “Misturas”. Questões Procedimento
Experimental Observações Objectivos Conteúdos Programáticos
Questão A Reflectir sobre a
existência de diferentes tipos de misturas e de diferentes géneros de soluções.
Aplicar critérios de selecção do solvente numa solução.
Classificar as dispersões. Identificar soluções. Classificar as soluções em sólidas, líquidas e gasosas;
Aplicar os critérios de identificação dos solventes.
Abrir uma garrafa
de água gaseificada. Libertação de gás. Mistura no estado líquido.
Classificar a mistura como uma solução, relacionando o aspecto homogéneo da água e a libertação do gás. Classificar a solução em líquida.
Identificar o gás como soluto e a água como solvente.
Identificar soluções.
Classificar as soluções em sólidas, líquidas e gasosas. Aplicar os critérios de identificação dos solventes.
Observar uma jóia de ouro amarelo e outra de ouro branco.
Cor diferente das jóias.
Verificar que o ouro não é puro e que, como tal, estão na presença de duas soluções sólidas.
Identificar o ouro como uma liga metálica de ouro e outro metal.
Identificar soluções. Classificar as soluções em sólidas, líquidas e gasosas.
Misturar água e
azeite. Formação de duas fases distintas.
Reconhecer a imiscibilidade dos dois líquidos.
Classificar a mistura em heterogénea. Classificar as dispersões. Misturar etanol e água. Formação de uma fase. Mistura no estado líquido.
Identificar a mistura como uma solução líquida.
Seleccionar o soluto e o solvente, aplicando o critério da quantidade de substância. Identificar soluções. Classificar as soluções em sólidas, líquidas e gasosas. Aplicar os critérios de identificação dos solventes. Misturar farinha e água. Formação de duas fases distintas.
Identificar a mistura como heterogénea. Classificar as dispersões. Misturar açúcar em água. Formação de uma fase única. Mistura no estado líquido.
Identificar a mistura como homogénea.
Classificar a solução, quanto ao estado físico, em líquida.
Identificar o soluto como o açúcar e o solvente como a água, aplicando o critério do estado físico.
Identificar soluções. Classificar as soluções em sólidas, líquidas e gasosas. Aplicar os critérios de identificação dos solventes. Dissolver 5 g de acetato de cálcio em 15 mL de água morna. Adicionar 20 mL de etanol e agitar – Gel do cabelo. Formação de uma fase única com aspecto turvo.
Identificar a mistura como coloidal.
Classificar as dispersões.
Questão B Reflectir sobre as suas
previsões, justificando as
Classificar as dispersões. Identificar soluções.
alterações efectuadas, com base nas evidências experimentais.
Classificar as soluções em sólidas, líquidas e gasosas; Aplicar os critérios de identificação dos solventes.
C – Descrição Metodológica
Na Questão A pretende-se saber, através do preenchimento da Tabela 1, se os alunos são capazes de distinguir os diferentes tipos de misturas, de identificar o soluto e o solvente e de qualificar as soluções quanto ao seu estado físico. Com esta questão pretende-se ainda que reflictam acerca da existência de soluções de sólidos em sólidos, de líquidos em líquidos, de gases em líquidos e de gases em gases, visto que a maioria dos alunos só considera as misturas homogéneas de sólidos em líquidos, dado estas serem as mais comuns no seu quotidiano.
Após a realização de cada uma das etapas do procedimento experimental apresentado os discentes preenchem a Tabela 2 – Registo das observações.
Com a Questão B pretende-se que reflictam acerca das suas previsões e que justifiquem as alterações efectuadas, com base nas evidências experimentais. Os alunos devem ainda retirar conclusões.
D – Discussão da Ficha de Trabalho 1
Os alunos abrem uma garrafa de água gaseificada e observam a libertação de bolhas gasosas, o que os leva a concluir que estão perante uma mistura homogénea de um gás num líquido. Deverão ainda classificar a solução, quanto ao estado físico, em líquida e, dado que o solvente é aquele que possui o mesmo estado físico da solução, identificar a água como o solvente e o gás, dióxido de carbono, como o soluto.
É também fornecido aos discentes, para que observem, duas jóias, uma de ouro branco e outra de ouro amarelo. Através da diferença de cor apresentada eles chegam à conclusão que o ouro não é puro e que, como tal, estão na presença de duas soluções sólidas. Os alunos devem indicar o ouro como o solvente e os solutos como dois metais, necessariamente, diferentes.
Posteriormente, os aprendentes preparam uma mistura de água e azeite. Ao observarem que estes dois líquidos são imiscíveis devem classificar a mistura em heterogénea, pois são visíveis duas fases distintas.
Ao misturarem água com etanol, os estudantes observam uma única fase, concluindo que aquela mistura é homogénea. Uma vez que a solução se encontra no estado líquido e as substâncias que se misturam também são líquidas os alunos, por aplicação do critério da quantidade de substância, identificam o soluto e o solvente.
Quando adicionam farinha à água observam duas fases distintas concluindo, portanto, que aquelas formam uma mistura heterogénea.
Seguidamente, ao adicionarem açúcar à água observa-se uma fase única concluindo, assim, que estão perante uma mistura homogénea. Por observação, verificam que a solução é líquida e sendo assim, pelo critério do estado físico, o solvente é a água e o soluto é o açúcar.
Dada a impossibilidade de os aprendentes observarem a mistura de gases existentes na garrafa dos mergulhadores, esta situação será abordada apenas na ficha informativa 1.
Finalmente, os alunos misturam uma solução de acetato de cálcio com etanol. Ao observarem que a mistura apresenta um aspecto turvo devem classificá-la como coloidal.
Por comparação dos registos realizados nas tabelas 1 e 2 os discentes verificam se existem diferenças e, em caso afirmativo, explicam-nas.
E – Ficha Informativa 1 “Misturas”
Mas, o que são misturas?
As misturas também podem ser designadas por dispersões e obtêm-se juntando, pelo menos, duas substâncias.
Assim:
Quando adicionas açúcar ao leite obténs uma mistura;
A água do mar é também uma mistura porque contém algas, água, restos de conchas, pequenas areias, cloreto de sódio, cloreto de magnésio, iodo, entre outras substâncias.
E o que é uma fase?
Uma fase é uma porção de matéria homogénea, isto é, com as mesmas propriedades ao longo de toda a sua extensão.
Existe apenas um tipo de mistura? Não.
As misturas podem classificar-se quanto às dimensões das partículas do disperso em: A grande maioria dos materiais que
existem na Terra são misturas de substâncias!
A composição das misturas é variável. As misturas podem ser constituídas por uma ou
Misturas Homogéneas ou Soluções: Nestas as partículas do disperso têm dimensões inferiores a 1x10-9 m. Dadas estas reduzidas dimensões não se distinguem as partículas do disperso das do dispersante. A mistura é constituída por uma única fase.
Exemplos: açúcar e água, iodo e acetona, dióxido de carbono e água, água e etanol, ar comprimido nas garrafas dos mergulhadores (constituído por uma mistura de hélio, oxigénio e azoto).
Misturas Heterogéneas ou Suspensões: Nestas as partículas do disperso têm dimensões superiores a 1x10-6 m. Dadas estas dimensões consideráveis mesmo a olho nu é possível distinguir os diferentes componentes da mistura. A mistura é constituída por mais do que uma fase.
Exemplos: granito, areia e sal, ouro e água, argila e água, água e azeite, farinha e água
Misturas Coloidais ou Colóides: Nestas as partículas do disperso têm dimensões que variam entre 1x10-9 m e 1x10-6 m. Assim, não é possível observar, a olho nu, as partículas do disperso mas já o é ao microscópio ou então identificar a sua presença por outros meios como a dispersão da luz.
Exemplos: maionese, leite, sangue, pão, gelatina, nevoeiro, pasta de dentes, gel do cabelo.
Vamos agora estudar as misturas homogéneas ou soluções com maior pormenor!
Uma solução é uma porção homogénea de matéria que contém mais do que uma substância.
As soluções são constituídas por um solvente e por um ou mais solutos.
O solvente é a substância na qual se dissolve o soluto! Adiante vais aprender a identificar, numa solução, o soluto
As soluções podem classificar-se quanto ao estado físico em: Sólidas
Exemplo: ligas metálicas como o latão, que é uma mistura homogénea de zinco e cobre, ou o ouro 18 quilates.
Líquidas
Exemplo: água gaseificada, etanol e água, açúcar e água.
Gasosas
Exemplo: ar comprimido nas garrafas dos mergulhadores.
Como se identifica numa solução a substância que desempenha o papel de solvente e a(s) que funcionam como soluto(s)?
Existem Critérios.
O Primeiro – O do Estado Físico.
O solvente é aquele que tem o mesmo estado físico (sólido, líquido ou gasoso) que a solução.
O Segundo – O da Quantidade Química.
Se o primeiro critério não se aplicar. O solvente é o componente que se encontra na solução em maior quantidade, expressa em número de moles.
O Terceiro – O da Volatilidade.
Se o primeiro e o segundo critérios não se aplicarem. A substância que desempenha o papel de solvente é a mais volátil, ou seja, a que possui menor ponto de ebulição.