MISTURAS E REAÇÕES QUÍMICAS
MANUAL DE APOIO AO PROFESSOR
MISTURAS E REAÇÕES QUÍMICAS
MISTURAS E REAÇÕES QUÍMICAS
ÍNDICE
1. JUSTIFICATIVA DA UNIDADE ... 3
2. OBJETIVOS ... 3
3. CONTEÚDO ... 3
4. COMPETÊNCIAS A SEREM DESENVOLVIDAS ... 4
5. REQUISITOS PRÉVIOS ... 4
6. SEQUÊNCIA DA APRENDIZAGEM ... 5
6.1 Analisar e motivar ... 5
6.1.1 Atividade em aula: Aquecimento ... 5
6.1.2 Recurso digital 1: Introdução a Misturas e reações químicas ... 5
6.2 Analisar e experimentar ... 6
6.2.1 Recurso digital 2: Substâncias puras e misturas ... 6
6.2.2 Recurso digital 3: Misturas e soluções ... 6
6.2.3 Atividade em aula: Trabalhando com soluções ... 7
6.2.4 Recurso digital 4: As ligas ... 8
6.2.5 Recurso digital 5: Métodos de separação de misturas ... 8
6.2.6 Atividade em aula: Separando as soluções preparadas ... 9
6.2.7 Recurso Digital 6: As reações químicas ... 9
6.3 Elaborar ... 10
6.3.1 Atividade em aula: “Laboratório de química caseiro” ... 10
6.4 Avaliar ... 10
6.4.1 Recurso digital 8: Avaliação de Misturas e reações químicas ... 11
... 11
6.4.2 Recurso digital 9: Resumo de Misturas e reações químicas ... 11
6.4.3 Atividade em aula: A reflexão sobre o conteúdo visto ... 11
7. CONCEITOS-CHAVE DA UNIDADE ... 11
8. UNIDADES RELACIONADAS ... 12
9. CALENDÁRIO ... 13
PROGRAMAÇÃO DIDÁTICA ... 13
10. BIBLIOGRAFIA ... 14
11. ANEXO I: As ligas ... 16
12. ANEXO II: Laboratório de química caseiro ... 18
MISTURAS E REAÇÕES QUÍMICAS
1. JUSTIFICATIVA DA UNIDADE
A unidade didática Misturas e reações químicas pertence à área das ciências naturais. Nela é abordada uma série de conteúdos básicos como os tipos de substâncias puras e de misturas (homogêneas ou heterogêneas) e as reações químicas como a oxidação, combustão e fermentação. Esta unidade está ligada a outras unidades como a de Propriedades da matéria e os materiais e Noções sobre os átomos, esta última é fundamental para compreender a diferença entre substâncias puras e misturas e também para entender as reações químicas. O conteúdo traz exemplos de ligações e os seus usos industriais, bem como o seu desenvolvimento no tempo. Para finalizar, há uma atividade em aula para trabalhar uma reação química simples.
2. OBJETIVOS
Ao concluir esta unidade didática, o aluno terá condições de:
Diferenciar e relacionar misturas e soluções.
Compreender quais reagentes e produtos requerem uma reação de combustão.
Analisar uma reação química do ponto de vista energético.
3. CONTEÚDO
O conteúdo desta unidade didática está dividido nas seguintes seções:
Introdução a Misturas e reações químicas.
Substâncias puras e misturas.
Misturas e soluções.
As ligas.
Métodos de separação de misturas.
As reações químicas.
Laboratório de química caseiro.
Resumo de Misturas e reações químicas.
Avaliação de Misturas e reações químicas.
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4. COMPETÊNCIAS A SEREM DESENVOLVIDAS Competências DeSeCo, OCDE
Categoria 1: usar as ferramentas de forma interativa
A habilidade de usar a linguagem, os símbolos e o texto de forma interativa.
Competências do século XXI, ACTS21 Maneiras de pensar
Resolver problemas.
Aprender a aprender Ferramentas para trabalhar.
Apropriação das tecnologias digitais.
Manusear a informação.
5. REQUISITOS PRÉVIOS
O conteúdo desta unidade didática está voltado para alunos de 8 a 12 anos de idade. Nesta faixa etária já há maturidade cognitiva para entender a natureza da matéria, do que ela é formada, os tipos de substâncias existentes e as transformações químicas mais simples.
A ordem dos conteúdos obedece uma sequência lógica. Desta forma, são apresentados os conceitos de misturas e soluções para, depois, abordar os métodos utilizados para a separação de misturas. Com relação às reações químicas, na segunda parte da unidade seguimos a mesma sequência: primeiro explicamos o conceito de reação química e depois ressaltamos os aspectos mais conhecidos de reações químicas cotidianas. Antes de começar a trabalhar os conteúdos desta unidade didática, os alunos devem conhecer os conceitos de átomo, elemento químico e molécula.
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6. SEQUÊNCIA DA APRENDIZAGEM6.1 Analisar e motivar
6.1.1 Atividade em aula: Aquecimento
Antes de começar a trabalhar com os conteúdos digitais, será realizado um debate para identificar o grau de familiarização dos alunos com os conceitos da unidade: O que é uma substância química?
Temos alguma na nossa frente? Que tipos de substância existem?
A partir deste momento e durante toda a unidade, é indispensável que os alunos entendam que as substâncias químicas estão em tudo a nossa volta e que não são algo que existe exclusivamente dentro dos frascos de laboratório.
Depois explicaremos os objetivos da unidade, adaptando sempre a linguagem ao nível dos alunos e tentando introduzir aos poucos os termos científicos.
6.1.2 Recurso digital 1: Introdução a Misturas e reações químicas
O objetivo deste recurso é motivar os alunos para que comecem a estudar o tema dos tipos de substâncias existentes e das reações químicas mais cotidianas e simples.
É interessante comentar rapidamente as perguntas feitas no vídeo de introdução para que os alunos possam respondê-las, antes de continuar com as perguntas de avaliação do
conhecimento prévio. Seria interessante comentar as respostas obtidas e observar o que mais desperta o interesse dos alunos.
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6.2 Analisar e experimentar
TIPOS DE MISTURAS E REAÇÕES QUÍMICAS
Nesta seção os alunos identificarão a diferença entre as substâncias puras e as misturas e descreverão quais são as reações químicas. Para tanto, são propostas as seguintes atividades:
6.2.1 Recurso digital 2: Substâncias puras e misturas
Neste recurso é exibido o vídeo explicativo sobre os aspectos fundamentais dos tipos de substâncias:
puras (elementos e compostos) e misturas.
O vídeo é um recurso mais atrativo em função da variedade de estímulos visuais e sonoros. Como em outras ocasiões, é recomendável exibi-lo pelo menos duas vezes e relacioná-lo a uma atividade em aula, pode ser um resumo rápido ou a resposta para duas ou três perguntas. No final, divididos em grupos de 4 participantes, os alunos devem comparar as suas anotações para tirar conclusões sobre o que aprenderam com o vídeo.
6.2.2 Recurso digital 3: Misturas e soluções
Este recurso reforça a competência de aprender a aprender com base no conteúdo visto e está dividido nas seguintes seções:
Substâncias puras e misturas.
Tipos de mistura.
As soluções.
Explicamos os tipos de substância (pura e mistura), os tipos de mistura (homogênea e heterogênea) e as
soluções (que são um caso especial de mistura homogênea). Embora os tipos de substância pura
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não sejam abordados de forma mais profunda, é recomendável que o professor explique que podem ser elementos (como o ouro ou a prata) ou compostos, formados por dois ou mais tipos de átomos, mas uma só molécula (como a água).Há atividades para diferenciar as substâncias puras das misturas e as misturas homogêneas das heterogêneas. Por outro lado, sobre o conceito de solução (um caso particular de mistura homogênea), é recomendável observar que não são soluções substâncias como o sangue e o leite, embora possam parecer.
6.2.3 Atividade em aula: Trabalhando com soluções
Para reforçar os conceitos de misturas homogêneas e heterogêneas, há uma atividade em aula para que os alunos, divididos em grupos, trabalhem estes conceitos. Para tanto, cada grupo terá uma garrafa com água, quatro recipientes ou copos, açúcar, sal, chocolate, café solúvel em pó ou qualquer outro elemento fácil de dissolver. O objetivo é que cada grupo faça soluções homogêneas nos quatro recipientes com os ingredientes selecionados e a quantidade de água correspondente. Ao adicionar uma quantidade pequena desses ingredientes na água, a solução resultante será homogênea. Mas se continuarmos adicionando soluto, a mistura resultante será heterogênea ou uma solução saturada, que é o mesmo. As soluções preparadas serão guardadas para depois serem separadas em outra atividade.
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6.2.4 Recurso digital 4: As ligas
Este recurso contém uma infografia, no Anexo I, que ilustra um caso específico de mistura homogênea: as ligas, que são combinações de substâncias com propriedades metálicas, nas quais existe pelo menos um elemento metálico.
Como há uma grande quantidade de ligas no nosso dia a dia, este momento pode ser aproveitado para motivar os alunos a refletirem sobre isso. O slide é
um recurso ideal para trabalhar em grupos pequenos, fazendo perguntas aos alunos sobre as conclusões que podem tirar a partir das informações e imagens mostradas. Primeiro, os grupos devem ter tempo para analisar o slide. Depois estas imagens podem ser projetadas na parede para que os alunos possam explicar as diferentes partes do slide.
6.2.5 Recurso digital 5: Métodos de separação de misturas
Este recurso sobre os métodos de separação de misturas contém as seguintes seções:
Separação de misturas.
Separação de misturas homogêneas.
Separação de misturas heterogêneas.
Neste recurso são ilustrados os diferentes métodos de separação de misturas. As homogêneas geralmente são separadas com métodos térmicos, como a destilação ou a cristalização, embora também possam ser separadas em função da afinidade com o solvente (caso da cromatografia).
As misturas heterogêneas, por outro lado, são separadas com métodos mecânicos como a filtragem, a peneiração ou a separação magnética.
Aqui, além das atividades apresentadas, o professor pode preparar experiências simples como a separação por cristalização (deixar a água evaporar lentamente em uma solução de água e
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sal, previamente preparada) ou uma separação magnética (mistura de ferro e sal, por exemplo), usando um ímã.No final, há uma atividade para que os alunos apliquem estes conhecimentos em exemplos concretos, selecionando o método mais adequado para separar a mistura.
6.2.6 Atividade em aula: Separando as soluções preparadas
Os conceitos apresentados no recurso anterior podem ser trabalhados na aula, usando para tanto as soluções preparadas anteriormente na atividade em aula. Para isso, o professor precisa distribuir para cada grupo um funil de plástico, filtro de papel ou de café e copos. Primeiro explique que para separar as soluções saturadas, antes temos que separar a parte sólida da dissolvida, utilizando para isso os filtros ou fazendo diretamente a decantação. Depois de filtrar as soluções, explique que é preciso separar a parte líquida para obter no fundo dos copos um sólido.
Para tanto, devem colocar os copos, numerados, em uma janela voltada para o sol, para que o calor faça a água do copo evaporar. Será possível observar melhor esse efeito no dia seguinte, quando os alunos verão o resultado final.
6.2.7 Recurso Digital 6: As reações químicas
Este recurso dedicado às reações químicas contém as seguintes seções:
As reações químicas.
A oxidação e a combustão.
A fermentação.
Outras reações químicas.
Este recurso começa abordando de forma simples o conceito de reação química, apresentando dados que permitem identificar se ao misturar duas substâncias, estamos realmente
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reações químicas simples do dia a dia como a oxidação, a combustão e a fermentação.
Por último, também é apresentado o conceito de acidez ou basicidade de uma substância, explicando o conceito de “pH”.
6.3 Elaborar
6.3.1 Atividade em aula: “Laboratório de química caseiro”
Esta atividade é representada em formato digital (Recurso digital 7) para que os alunos saibam que é dirigida a eles e que devem realizá-la. É uma combinação entre trabalho em grupo e individual, em que o professor atua como um guia e facilitador para o uso dos recursos. A versão para download da atividade, encontra-se no Anexo II.
Trata-se de uma experiência simples para preparar dióxido de carbono (CO2), com o qual vamos apagar a chama de uma vela. Para tanto, utilizaremos materiais simples e o professor pode apresentar esta atividade como a “criação de um extintor caseiro”.
Antes de começar, é preciso certificar-se que os alunos conheçam bem os conceitos básicos tratados nesta unidade didática. Os alunos devem saber o que é uma reação química, como ocorre e um exemplo concreto de reação para ser realizado na atividade.
O objetivo principal é apresentar uma reação química simples, permitindo que os alunos compreendam a transformação dos reagentes iniciais nos produtos finais, bem como o uso deste produto principal como extintor.
EXPLICAÇÃO CIENTÍFICA
O bicarbonato de sódio (NaHCO3) reage com o ácido acético (CH3-COOH) do vinagre, produzindo acetato de sódio (CH3-COO-Na+), água (H2O) e liberando um gás, que é o dióxido de carbono (CO2).
Por outro lado, quando temos uma vela acesa, estamos diante de uma reação de combustão (matéria orgânica + O2 CO2 + H2O). Quando acrescentamos o CO2 gerado no copo em que está ocorrendo a combustão da vela, estamos substituindo o oxigênio (O2) por dióxido de carbono.
Como a presença de oxigênio é fundamental para manter a combustão, quando não há oxigênio, a chama vai minguando rapidamente até se apagar.
6.4 Avaliar
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6.4.1 Recurso digital 8: Avaliação de Misturas e reações químicasA avaliação é mais um recurso no processo de aprendizagem e deve ser proposta com naturalidade, de forma que os alunos não tenham medo de fazê-la.
Os resultados devem servir como uma fonte de informação, não apenas para identificar o progresso dos alunos, mas para refletir e otimizar a prática docente.
A prova com dez perguntas é uma ferramenta de autoavaliação, para que cada aluno possa identificar quais são as suas dificuldades dentro de um contexto seguro e não competitivo. As perguntas estão divididas em três níveis de processos cognitivos. Em cada nível, há perguntas relativas ao conjunto dos recursos que fazem parte desta unidade didática.
6.4.2 Recurso digital 9: Resumo de Misturas e reações químicas
O resumo reúne as ideias desta unidade didática representadas em um vídeo de animação. Serve para ajudar os alunos a verificar se apreenderam de fato o conteúdo que obrigatoriamente deveriam ter fixado. É recomendável lembrar aos alunos que, caso haja algo que não tenham compreendido ou fixado, poderão revê-lo nos recursos digitais.
6.4.3 Atividade em aula: A reflexão sobre o conteúdo visto
Com o objetivo principal de ativar os processos de metacognição, os alunos podem responder por escrito às seguintes perguntas:
O que aprendi nesta unidade?
O que achei mais interessante?
Sobre o que gostaria de aprender mais?
As misturas são importantes para a vida diária?
Que reações químicas são comuns no nosso entorno?
As respostas podem ser reunidas em uma pasta individual que cada aluno desenvolve durante o estudo deste tema, reunindo as suas anotações e comentários sobre as atividades de análise e experiências.
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Combinação de substâncias com propriedades metálicas em que há, pelo menos, um elemento metálicoCOMBUSTÃO
Tipo de reação química em que a matéria orgânica na presença do oxigênio se transforma em dióxido de carbono e água
SOLUÇÃO
Tipo de mistura homogênea formada por um solvente (muitas vezes, água) e um ou mais solutos (substância que se dissolve no solvente).
FERMENTAÇÃO
Tipo de reação química em que ocorre a oxidação de uma substância na ausência do oxigênio e que é catalisada (acelerada) pela ação de um fermento.
OXIDAÇÃO
Tipo de reação química em que uma substância perde elétrons (oxida) e a outra ganha elétrons (reduz).
pH
Grandeza que mostra a acidez ou basicidade de uma substância (<7 ácido, 7 neutro, >7 básico).
8. UNIDADES RELACIONADAS
Esta unidade está relacionada às seguintes unidades:
As propriedades da matéria e os materiais
Noções sobre átomos
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9. CALENDÁRIO
É importante que o professor revise e adapte a ordem de aprendizagem para:
O calendário letivo
As necessidades e habilidades dos alunos
O currículo oficial
A seguir é apresentado um exemplo de proposta de programação, que pode servir como base no caso da utilização de todos os recursos e realização de todas as atividades da unidade:
PROGRAMAÇÃO DIDÁTICA
Sequência Conteúdo Tipo de atividade Tempo
Analisar e
motivar Introdução ao tema
Atividades em
aula Aquecimento
30’
Recurso digital 1 Introdução
Analisar e experimentar
Misturas e soluções
Recurso digital 2 Substâncias puras e
misturas 50’
Recurso digital 3 Misturas e soluções Atividades em 90’
aula Trabalhando com
soluções
As ligas Infografia 4 As ligas 50’
Métodos de separação de
Recurso digital 5 Métodos de separação de
misturas 90’
MISTURAS E REAÇÕES QUÍMICAS
As reações químicas Recurso digital 6 As reações
químicas 45’
Elaborar Aplicação do conhecimento
Atividades em
aula Laboratório de
química caseiro 50’
Recurso digital
Avaliar Autoavaliação e reflexão
Recurso digital Avaliação
40’
Recurso digital Resumo Atividades em
aula A reflexão sobre o conteúdo visto
10. BIBLIOGRAFIA
Moreno, R & Cano, L. (2009). Experimentos para todas las edades, (2ºEd). Ed. RIALP. ISBN:
978-84-321-3698-6
É um livro que descreve diferentes experiências, agrupadas por temáticas, conta com uma lista de 7 experiências relacionadas à química.
Robinson, T. (Traducción: de la Vega, E.). (2016). El libro completo de experimentos científicos para niños, Ed. Everything, ISBN: 978-1-4405-9542-4
É um livro voltado para crianças com várias experiências de biologia, física e química. Apresenta muitas experiências com reações químicas simples que não são perigosas, preparação de indicadores de pH naturais, projetos…
Vecchione, G. (2002). Experimentos sencillos de química en la cocina, Ed. Oniro. ISBN: 978- 8-4954-5696-0
É um livro que apresenta experiências simples que não são perigosas relacionadas à física e à química, usando materiais comuns como panelas, água, açúcar, vinagre, etc.
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Conteúdo didático criado e desenvolvido para a Fundación ProFuturo pela Elesapiens Learning & Fun (www.elesapiens.com) com a colaboração do Departamento
de Didática das Ciências Sociais e Experimentais da Universidade de Córdoba, em particular com a colaboração dos professores: Prof. Manuel Mora Márquez, Jorge Alcántara Manzanares, José Carlos Arrebola Haro, Mónica Calderón Santiago, Silvia Medina Quintana, José Antonio López Fernández, Mª Pilar Gema Rodríguez Ortega,
Sebastián Rubio García, e Jerónimo Torres Porras.
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11. ANEXO I: As ligasMISTURAS E REAÇÕES QUÍMICAS
12. ANEXO II: Laboratório de química caseiroLaboratório de química caseiro
ATIVIDADE
1
ATIVIDADE
Laboratório de química caseiro
MATERIAIS
Vinagre.
Bicarbonato de sódio.
Uma vela.
Isqueiro ou fósforos.
Um recipiente redondo.
Laboratório de química caseiro ATIVIDADE
2
Coloque duas colheres de vinagre em um copo e adicione uma colher pequena de bicarbonato.
Você verá que ocorrerá uma reação química que produz muitas bolhas. O gás produzido é o dióxido de carbono.
Quando já quase não houver mais bolhas, coloque o gás sem derramar nenhuma parte do líquido em outro copo.
Use a sua imaginação: embora não consiga vê-lo, o gás cairá em outro copo.
Pegue a vela e coloque sobre a chama o copo com o di- óxido de carbono. O que acontecerá? A vela apagará ou continuará acesa?
DESENVOLVIMENTO
3
2 1
Vinagre
