Carlos Alberto Rossi Salamanca Neto
Aluno do Curso de Licenciatura em Química da UniversidadeEstadual de Londrina. carlos.arsn@gmail.com
Maysa de Fátima Moraes Frauzino
Aluna do Curso de Licenciatura em Química da UniversidadeEstadual de Londrina. ma.mfrauzino@gmail.com
Fabiele Cristiane Dias Broietti
Docente do Departamento de Química da UniversidadeEstadual de Londrina. fabieledias@uel.br
ESTUDANDO AS PROPRIEDADES
PERIÓDICAS
RESUMO
O presente trabalho foi desenvolvido por licenciandos do curso de Química da Universidade Estadual de Londrina, na disciplina de Estágio Supervisionado IV. Trata-se da elaboração de uma sequência didática (SD) que aborda o conteúdo de Propriedades Periódicas, dentre elas, densidade, raio atômico, energia de ionização e afi nidade eletrônica. A SD teve como embasamento teórico os Três Momentos Pedagógicos (DELIZOICOV, ANGOTTI, PERNAMBUCO, 2002) e duração de cinco aulas. Estruturalmente, foram utilizadas duas aulas para discutir o conceito de densidade e três aulas para os conceitos de
Conteúdo específi co da ofi cina
A partir de uma situação problema que consiste em avaliar, por meio de técnicas simples, se um colar é constituído somente do metal ouro, aborda-se o conceito de densidade e como esta propriedade varia na Tabela Periódica.
Partindo da temática “Elementos Químicos e o nosso corpo”, propôs-se uma abordagem para as propriedades periódicas – raio atômico, energia de ionização, eletronegatividade e afi nidade eletrônica.
Público-alv0
Estudantes do primeiro ano do Ensino Médio.
Objetivo geral
Estudantes do primeiro ano do Ensino Médio.
Objetivos específi cos
Abordar os conceitos aqui estabelecidos de modo que os estudantes sejam capazes de efetuar cálculos de densidade, deduzir problemas e
energia de ionização, afi nidade eletrônica, eletronegatividade e raio atômico. Como estratégia metodológica utilizou-se atividades experimentais e lúdicas.
PALAVRAS-CHAVE: propriedades periódicas; sequência didática; três momentos pedagógicos.
propor soluções. Espera-se também que os estudantes comparem os elementos químicos, no que diz respeito às propriedades estudadas, segundo a ordem em que estão distribuídos na Tabela Periódica.
Justificativa
A importância de discussões teóricas voltadas ao campo das ciências da educação na formação de um licenciado é muito importante e expressiva, uma vez que estas servirão como guia, norteando o futuro professor em seu desenvolvimento profissional. Não é novidade que os estudantes estão mudando muito com o passar dos anos, mais envolvidos com as tecnologias e imersos em uma sociedade repleta de informações. Estas mudanças na vida e no comportamento dos jovens acabam por interferir drasticamente na forma com que estes se comportam em sala de aula, e principalmente, na forma como estes aprendem. E isso, consequentemente, acaba por transformar a realidade que o futuro professor vai encontrar ao entrar em uma sala de aula.
Nesse contexto, torna-se necessário que o licenciando esteja preparado para lidar com os desafios impostos pelo contexto escolar.
Neste trabalho são propostas algumas atividades para trabalhar as propriedades periódicas. Estas atividades foram elaboradas fazendo uso da abordagem do Três Momentos Pedagógicos, buscando contemplar uma relação dinâmica entre professor-aluno. Fez-se uso de uma problematização inicial, situações problemas, jogos e experimentação investigativa de forma a incentivar o raciocínio, a imaginação e a criatividade dos alunos, sendo estas, parte integrante na aprendizagem dos conceitos de propriedades periódicas.
Materiais e métodos
A metodologia base dessa SD está vinculada à abordagem dos três momentos pedagógicos proposto por Delizoicov e colaboradores (2002). Esta abordagem surge na tentativa de inovar o processo de ensino
e aprendizagem e está dividida em três etapas: Problematização Inicial, Organização do conhecimento e Aplicação do conhecimento.
Encaminhamento/desenvolvimento
A seguir detalharemos a sequência das atividades. Abordando o conceito de densidade
Esta etapa consiste em duas aulas de 50 minutos, conforme a descrição a seguir:
• 1ª AULA
PROBLEMATIZAÇÃO INICIAL: Questão proposta aos estudantes:
Dona Marieta ganhou um colar de ouro de seu sobrinho. Como estava endividada e, portanto, precisava de dinheiro, ela resolveu vendê-lo em uma joalheria. Supondo que você é o dono da joalheria, o que você faria para verifi car se o colar era realmente feito de ouro para decidir se a compra era um bom negócio?
Após uma breve discussão com os estudantes, a respeito das técnicas possíveis, parte-se para o 2º momento.
ORGANIZAÇÃO DO CONHECIMENTO:
Nesta etapa é sugerido o texto: Arquimedes e a coroa do Rei Hierão1 . Após a leitura, sugere-se uma discussão com os estudantes relacionando com a problemática inicial.
1 Adaptado de: <http://objetoseducacionais2.mec.gov.br/bitstream/handle/mec/2245/saiba_
Texto: Arquimedes e a coroa do Rei Hierão
Filho do astrônomo Fídias, Arquimedes (287 a.C. - 212 a.C.) foi um matemático e inventor grego, nascido em Siracusa, na Sicília. Foi o mais importante matemático da Antiguidade.
Um dia Arquimedes recebeu uma missão quase impossível. O rei Hierão II, de Siracusa, encomenda uma coroa de ouro a um ourives, essa coroa seria entregue como oferenda a um templo. Entretanto surgiu uma denúncia que colocava em dúvida a honestidade do ourives. O rei então ficou na dúvida: Será que a coroa era de ouro puro ou adicionaram algum outro metal menos nobre?
O rei Hierão convocou seu amigo Arquimedes e lhe expôs a situação. Diante de tal problema Arquimedes sugeriu uma análise do metal com que foi feito a coroa, mas infelizmente a coroa deveria ser fragmentada. O rei não permitiu que se destruísse a coroa; primeiro por ser uma obra-prima e segundo pela possibilidade da denúncia ser falsa. Arquimedes deveria então desenvolver um outro método para provar se a coroa era de ouro puro ou não.
Era costume dos gregos contemporâneos de Arquimedes apreciarem os banhos tomados em estabelecimentos públicos, onde os amigos se encontravam para discutir assuntos como política e filosofia ou apenas por lazer. Foi em um desses banhos que Arquimedes observou que quanto mais ele imergia na piscina mais água ele deslocava, ele observou também que corpos maiores deslocavam mais água que os corpos menores. Então quando percebeu que a partir da quantidade de água deslocada ele poderia saber o volume do corpo que foi imerso no líquido, saiu correndo pelas ruas de Siracusa gritando “EUREKA, EUREKA”, que quer dizer “ACHEI, ACHEI”, segundo descreve o arquiteto romano Marcus Vitruvius Pollio (século I, a.C.).
Arquimedes utilizou o método que acabara de descobrir da seguinte maneira: ele fabricou dois blocos de massas iguais ao da coroa, sendo um de prata e um de ouro. Utilizando um vaso com água até a borda, ele mediu a quantidade de água deslocada pelo bloco de ouro e pelo bloco de prata, chegando à conclusão de que o bloco de ouro desloca
menos água que o de prata. Depois, ele fez outra experiência onde mediu o volume da coroa e descobriu que ela deslocava mais água que o bloco de ouro de mesma massa. Este fato comprovaria então que o ourives tinha sido desonesto e misturado o ouro com prata. Conta-se que o ourives só não foi punido severamente porque Arquimedes pediu em seu favor, sendo então o ourives banido do reino.
Após a leitura do texto propõe-se o seguinte experimento.
Atividade Experimental
Em grupos, os estudantes devem receber um bloco de alumínio e um de cobre, cujas massas em gramas (g) devem ser determinadas utilizando uma balança.
Para o cálculo do volume dos blocos, dois grupos devem utilizar o método de Arquimedes e os outros dois devem utilizar régua e cálculos matemáticos, conforme orientações a seguir:
• Grupos 1 e 2: Para conhecer o volume de um sólido a partir da metodologia de Arquimedes, serão colocados 30 mL de água em uma proveta e com cuidado será adicionado o sólido. O volume do sólido corresponde ao volume final menos o volume inicial.
• Grupos 3 e 4: Para conhecer o volume de um sólido cilíndrico utilizando cálculos matemáticos, as medidas a serem tomadas são: altura e raio da base do cilindro, a fórmula do volume de um cilindro é V = h.π.r2, onde h é a altura e r é o raio da base.
A Tabela 1 faz referência à atividade experimental. Essa Tabela serve para coleta geral de dados para os quatro grupos. Abaixo, segue o questionário referente à atividade experimental.
Tabela 1:
Tabela base para coleta de dados da atividade experimental.Questões:
1) Em qual das três operações matemáticas resolvidas foi obtido aproximadamente o mesmo valor para todos os blocos de cobre e alumínio.
2) Observando os valores obtidos na tabela, explique por que massa e volume são chamados de propriedades gerais dos materiais, enquanto a densidade é conhecida como propriedade específica.
• 2ª AULA
A aula deve iniciar com a discussão das questões acima descritas. Após, devem ser fornecidos alguns valores de densidades de alguns elementos da Tabela Periódica, para que os alunos sejam capazes de estabelecer como a densidade varia de acordo com a localização dos elementos na Tabela Periódica.
APLICAÇÃO DO CONHECIMENTO:
Nesse momento da aula, deve ser retomada a problematização inicial e explicado como podem ser identificadas as substâncias por meio
Massa (g) Grupo 1 2 3 4 (m / V) (m x V) (m + V) Volume (mL) Massa (g) Grupo 1 2 3 4 (m / V) (m x V) (m + V) Volume (mL) Alumínio Cobre
da densidade. Após isso, sugere-se uma questão para que os alunos julguem as sentenças como procedentes ou improcedentes.
Questão:
A taça da Copa do Mundo, almejada por todos os países participantes da competição, é, segundo a FIFA, feita somente de ouro 18 quilates, pesa 5,0 Kg e quando colocada dentro de um balde cheio d’água derrama aproximadamente 4,4 litros de água. Um cientista, utilizando cálculos sobre a densidade e duvidando da afirmação da FIFA, faz as seguintes afirmações. Julgue-as como procedente (P) ou improcedente (I) justificando a(s) que for(em) improcedente(s), sabendo que a densidade do ouro 18 quilates é 16,0 g/cm3.
( ) A taça da Copa do Mundo não é feita somente de ouro em sua totalidade, há metais mais densos que o ouro em sua composição, o que faz a densidade do conjunto aumentar. ( ) A taça da Copa do Mundo é feita somente de ouro 18 quilates e é maciça.
( ) A taça da Copa do Mundo é feita de metais bem menos densos que o ouro e é somente recoberta de ouro 18 quilates, o que faz a densidade do conjunto diminuir.
( ) Para que a taça contenha somente ouro 18 quilates ela deve ser oca.
( ) Se a taça da Copa do Mundo tem um volume de 4,4 litros e é feita somente de ouro 18 quilates, sua massa, então, é de aproximadamente 70 Kg.
As próximas aulas, também fundamentadas nos três momentos pedagógicos, constituem uma nova proposta de SD que contempla outras propriedades periódicas dos elementos – energia de ionização, raio atômico, eletronegatividade e afinidade eletrônica.
• 1ª e 2ª AULAS
Abordando sobre energia de ionização, raio atômico, eletronegatividade e afinidade eletrônica
PROBLEMATIZAÇÃO INICIAL:
Convidar dois estudantes para ir à frente da sala, e a partir disso questionar quais são as semelhanças e diferenças entre os dois colegas. Em seguida, questionar se os elementos disposto na Tabela Periódica também apresentam diferenças entre si.
ORGANIZAÇÃO DO CONHECIMENTO:
Neste momento é sugerida a leitura de um texto2 e posterior discussão relacionando-o com a problemática inicial.
COMO COMER OS ELEMENTOS
...Nosso corpo também é feito de elementos – cerca de 34 elementos diferentes, na realidade. Isso signifi ca que mais de um terço de todos os elementos que analisamos até agora são, na verdade, uma parte de nós. É fácil pensar que os elementos existem apenas no mundo exterior, mas ...
TODOS NÓS ARMAZENAMOS ELEMENTOS
E entre eles estão muitos elementos sobre os quais você pensava não ter nada a ver com sua vida, como o estrôncio ou o molibdênio. Talvez você se surpreenda ao saber que o arsênio é um deles também. O arsênio, que é quase sinônimo de veneno, na verdade existe naturalmente dentro de nós. Isso também vale para outros elementos estranhos, como o cádmio, o berílio e o rádio. Eles são todos parte dos nossos corpos, mas é claro que os elementos não são criados dentro de nós. Eles estão todos lá porque os comemos em algum momento. Antes disso, eles eram parte de alguma outra entidade.
2 Texto Adaptado do capítulo 4: Como comer os elementos, do livro O FANTÁSTICO MUNDO DOS
A SABER:
Um ser humano de estatura média é constituído de 65% de oxigênio, 18% de carbono e 10% de hidrogênio.ESPERA AÍ! ISSO É QUASE 100%
Na realidade, 28 destes 34 elementos nem sequer atingem 1% da nossa massa total, mas só porque eles aparecem em pequenas quantidades não significa que não sejam importantes – muito pelo contrário! Mesmo se faltasse apenas um décimo de um por cento dos elementos em nosso corpo, estaríamos mortos. Esses elementos de baixo volume são chamados de oligoelementos, e a maioria deles são metais. Os mais importantes são chamados de....
MINERAIS!
ENTRETANTO, LEMBRE-SE QUE QUANTIDADE NÃO SIGNIFICA QUALIDADE.
Abaixo são apresentados alguns destes metais essenciais: Na (sódio): o salva-vidas, o mineral mais importante de todos. Mg (magnésio): construindo nosso corpo! O elemento substancial! I (iodo): a bomba que jorra força de vida
Zn (zinco): a mãezona dos elementos
Cu (cobre): evitando ataques cardíacos! O segredo para uma vida longa! P (fósforo): construindo nosso DNA! O elemento intelectual
Cr (cromo): a divindade guardiã dos níveis de açúcar no sangue. Fe (ferro): o líder dos minerais que nos mantêm felizes e saudáveis Após a leitura e discussão do texto, assim como na aula 2 desta SD, devem ser explicadas as propriedades periódicas raio atômico, afinidade eletrônica, energia de ionização e eletronegatividade.
• 3ª AULA
Nessa etapa serão propostos um jogo didático e exercícios referentes a todo o conteúdo trabalhado.
Jogo: Super Trunfo Químico
A sala deve ser dividida em 4 grupos. Cada grupo deve receber 10 cartas contendo elementos químicos aleatórios da Tabela Periódica e distintos entre si.
As regras do jogo são bem simples: os grupos devem discutir entre si e eleger uma de suas cartas como desafi o aos demais grupos. Quem ganhar o desafi o proposto perde a sua carta, enquanto os demais continuam com a carta que têm em mãos. O grupo vencedor será aquele que eliminar todas as suas cartas primeiro.
O jogo proposto segue o mesmo princípio do SUPER TRUNFO® e uma proposta para o ensino de Química foi publicada por Godoi, Oliveira e Codognoto (2010).
Figura 1. Exemplo de cartas utilizadas no Jogo Super Trunfo Químico3.
3 Algumas cartas para o jogo estão disponíveis no link: <http://pt.calameo.com/
Exemplos de exercícios
1) Considerando um Grupo ou Família na Tabela Periódica, podemos afirmar em relação ao raio atômico:
a) Aumenta com o aumento do número atômico, devido ao aumento do número de camadas.
b) Aumenta à medida que aumenta a eletronegatividade. c) Não sofre influência da variação do número atômico. d) Diminui à medida que aumenta o número atômico, devido ao aumento da força de atração do núcleo.
e) Diminui com o aumento do número atômico, devido ao aumento do número de elétrons.
2) (PUC-MG) Os elementos que apresentam maiores energias de ionização são da família dos:
a) Metais alcalino-terrosos. b) Gases nobres.
c) Halogênios. d) Metais alcalinos
3) (F.Objetivo-SP) Um elemento que tem raio atômico grande e pequena energia de ionização, provavelmente, é um:
a) Metal. b) Ametal. c) Semimetal. d) Gás nobre e) Halogênio
4) (VUNESP) Quanto menor o raio de um átomo:
I- Maior sua dificuldade para perder elétrons, isto é, maior sua energia de ionização;
II- Maior sua facilidade para receber elétrons, isto é, maior sua afinidade eletrônica;
III- Maior sua tendência de atrair elétrons, isto é, maior sua eletronegatividade.
Quais as afirmações corretas? a) I
b) II c) III d) I e II e) I e III
5) Um carro possui um tanque de gasolina com capacidade de 40 litros. Sabendo-se que com o tanque cheio o carro pesa 530 kg, qual será sua massa, quando o tanque estiver com apenas 2 litros de gasolina?
Dado d-gasolina= 0,8 g/ml a) 32 b) 498 c) 562 d) 40 e) 490
REFERÊNCIAS
DELIZOICOV, D.; ANGOTTI, J. A.; PERNAMBUCO, M. M. Ensino de ciências: fundamentos e métodos. São Paulo: Cortez, 2002.
GODOI, T. A. F.; OLIVEIRA, H. P. M.; L. CODOGNOTO. Tabela periódica – um super trunfo para alunos do ensino fundamental e médio. Química Nova na Escola, v.32, n.1, 2010.
REFERÊNCIAS CONSULTADAS
BRASIL. Ministério da Educação (MEC), Secretaria de Educação Média e Tecnológica (Semtec). PCN + Ensino médio: orientações educacionais complementares aos Parâmetros Curriculares Nacionais – Ciências da Natureza, Matemática e suas Tecnologias. Brasília: MEC/Semtec, 2002.
RUSSELL, J. B. Química Geral. 2ª Edição. São Paulo. Pearson Makron Books, 1994. Volume 1.
YORIFUJI, B. O FANTÁSTICO MUNDO DOS ELEMENTOS: A Tabela Periódica Personificada. São Paulo: Editora Conrad, 2013.
