UMA PROPOSTA DIFERENCIADA DE ENSINO PARA O ESTUDO DA ESTEQUIOMETRIA

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1 ELIANA TEREZINHA HAWTHORNE COSTA PROFESSORA PDE PRODUÇÃO DIDÁTICO-PEDAGÓGICA UNIDADE DIDÁTICA UMA PROPOSTA DIFERENCIADA DE ENSINO PARA O ESTUDO DA ESTEQUIOMETRIA MARINGÁ 2008

2 FICHA DE IDENTIFICAÇÃO DA PRODUÇÃO DIDÁTICO-PEDAGÓGICA PROFESSOR PDE Nome do(a) Professor(a) PDE: ELIANA TEREZINHA HAWTHORNE COSTA Disciplina/Área: QUÍMICA IES: UNIVERSIDADE ESTADUAL DE MARINGÁ Orientador(a): MARILDE BEATRIZ ZORZI SÁ Título da Produção Didático-Pedagógica: UMA PROPOSTA DIFERENCIADA DE ENSINO PARA O ESTUDO DA ESTEQUIOMETRIA Justificativa da Produção: O ensino de Química tem sido motivo de muitas discussões e debates, em relação à forma de apresentar e trabalhar conteúdos, com a intenção de possibilitar a compreensão da Química e a sua relação como meio social das pessoas. Como encontramos na proposta das Diretrizes Curriculares, de acordo com MALDANER (2003,p.144), acredita-se que o Ensino de Química deve ser voltado para construção e reconstrução dos conceitos científicos nas atividades de sala de aula. Isto implica em compreender o conhecimento científico e tecnológico para além do domínio estrito dos conceitos de Química. Ainda encontramos também nas Diretrizes Curriculares que, de acordo com OLIVEIRA (2001), os conceitos científicos devem contribuir para a formação de sujeitos que compreendam a ciência do seu tempo, tornando-se agentes de transformação da sociedade em que estão inseridos. Durante os anos dedicados ao exercício do magistério, lecionando a disciplina de Química, foi possível observar que, os alunos encontram uma grande dificuldade na interpretação e resolução de problemas que envolvem cálculos estequiométricos, além de não associarem tal assunto com o seu cotidiano. Esta observação foi confirmada por várias pesquisas e, em uma delas, MIGLIATO(2005) em sua 2

3 dissertação de mestrado afirma: A falta de materiais didáticos interfere especialmente no ensino da estequiometria, uma vez que diversos autores apontam este tópico como sendo dos mais difíceis de serem compreendidos pelos estudantes. No estado do Paraná, em uma pesquisa realizada pela CRTE junto às Escolas Estaduais do Núcleo de Ensino de Maringá em 2005, foi observado que a estequiometria representa o conteúdo de maior dificuldade de assimilação pelos alunos, quando em resposta a esta pesquisa, os professores da área elencaram este tópico como o mais difícil de aprendizagem. Considerando as pesquisas realizadas e o problema observado, este material didático apresenta uma proposta diferenciada de ensino para o estudo de estequiometria. Objetivo geral da Produção: Utilizar de diferentes estratégias e recursos para proporcionar ao estudante condições para que ele construa aprendizagens significativas referentes ao tema trabalhado, compreendendo sua importância relacionada ao componente curricular Química, bem como sua relação com as demais áreas do conhecimento e com o cotidiano das pessoas. Tipo de Produção Didático-Pedagógica: UNIDADE DIDÁTICA Público-alvo: ALUNOS DA 2ª E 3ª SÉRIES DO ENSINO MÉDIO Maringá, 12/ 12 / ELIANA TEREZINHA HAWTHORNE COSTA Professor PDE 3

4 SUMÁRIO MÓDULO I 1 - INTRODUÇÃO AO CONCEITO DE PROPORÇÕES CONSTANTES: Experimentação Investigativa e Pesquisa Virtual...5 Experimento nº1: Reação do Magnésio com Ácido Clorídrico 1mol/L...7 Experimento nº 2: Reação do Iodeto de Potássio com Nitrato de Chumbo (II) OS COEFICIENTES DE UMA REAÇÃO QUÍMICA: Utilização de Modelos Moleculares Pesquisa, Leitura e Interpretação MÓDULO II O PRINCIPIO DA CONSERVAÇÃO DA MATÉRIA Experimento nº 3: Observação da Combustão de Alguns Materiais MÓDULO III PESQUISANDO, APLICANDO E EXPERIMENTANDO ESTEQUIOMETRIA Experimento nº4: Um Experimento Envolvendo Estequiometria MÓDULO IV APLICANDO OS CONHECIMENTOS ADQUIRIDOS REFERÊNCIAS

5 MÓDULO - I 1- INTRODUÇÃO AO CONCEITO DE PROPORÇÕES CONSTANTES: Experimentação Investigativa e Pesquisa Virtual Como preparamos um bolo? Um pão? E pudim de Leite Condensado? Bem sabemos que existem várias receitas e segredos, mas a receita básica é a mesma para todos. Vamos considerar uma receita básica de um pudim: Receita Básica de Pudim de Leite Condensado 1 lata de leite condensado(lc) 1 lata de leite (LL) 3 ovos (Ov) Imagem: Arquivo pessoal Eliana T. H. Costa As unidades que utilizamos para os ingredientes são: a "lata" de leite condensado e de leite, que possui uma massa ( 396g e 300g respectivamente), a massa de um ovo (ovos pesam perto de 65g). Quando vamos fazer uma receita, ao lemos os ingredientes necessários para a mesma, precisamos ter o cuidado de manter as proporções. O que aconteceria se fosse usado pouco leite condensado? E se colocássemos leite condensado em excesso? E se usássemos mais ovos do que manda a receita? Ao "dobrarmos" ou triplicarmos uma receita, as proporções entre os ingredientes dobram ou triplicam? - 5 -

6 Responda as questões abaixo, fazendo os cálculos necessários: 1. Se usarmos duas dúzias de ovos, quantos pudins poderão ser feitos? 2. Quantos litros de leite são usados por mês, para fazer pudins, por uma padaria que vende dois pudins por dia? 3. Quantos ovos são necessários para fazer pudins utilizando de 10 latas de leite condensado? Como os químicos escreveriam esta receita de pudim? Vamos tentar escrever esta receita na forma em que os químicos gostam de escrever? Para isto, vamos simplificar as palavras utilizando as inicias dos nomes dos ingredientes (assim como está colocado na receita). 1 LC + 1 LL + 3 Ov = 1 Pudim 395g 300g 195g 890g Essas quantidades que aparecem na representação, são equivalentes as massas dos ingredientes utilizados na receita. Na química os cálculos são bastante semelhantes. Isto é o que os químicos fazem quando estudam Estequiometria, só que aqui, até o momento, não foram utilizadas expressões características da linguagem química. Quantidades 1 C + 2 H 2 + 1/ 2 O 2 1 C H 3 OH Farinha Ovos Leite Pudim Na química ao invés de usarmos a palavra receita, usamos experimento. A palavra quantidade, é semelhante a palavra mol. descobrir? Será que em um experimento químico as proporções são importantes? Vamos - 6 -

7 EXPERIMENTO Nº1 REAÇÃO DO MAGNÉSIO (Mg) COM ÁCIDO CLORÍDRICO (HCl) 1Mol/L Imagem: Arquivo pessoal Eliana T. H. Costa Materiais 1mol/L. Erlenmeyer, balão de borracha, fita de magnésio, solução de ácido clorídrico Procedimento 1 - Medir três quantidades iguais a 50mL de solução de ácido clorídrico (HCl) 1mol/L e adicionar em três erlenmeyers respectivamente. 2 - Preparar previamente três partes de fitas de magnésio, medindo suas massas de forma que contenham 0,24g, 0,12g e 0,6g de magnésio. 3- Adicionar o magnésio dentro de cada balão respectivamente, e em seguida tampar a boca do erlenmeyer com o balão. Questões para discussão 1. Todas as reações apresentaram o mesmo comportamento? 2. Em qual erlenmeyer a reação foi mais rápida? Por que será que isso aconteceu? 3. Seria importante marcar o tempo de cada reação para poder responder a questão 1? 4. Que outros fatores poderiam influenciar na reação? A concentração da solução de HCl? O tamanho da fita de magnésio? O tamanho do erlenmeyer? 5. A proporção entre os reagentes na reação é importante? 6. Qual seria a proporção ideal para a reação entre o magnésio e o ácido clorídrico? 7. Procure escrever a reação química que ocorre entre o Magnésio (Mg) e o Ácido Clorídrico (HCl). 8. Quantas gramas de magnésio reagem com ácido clorídrico de acordo com a reação? Será que conseguimos saber? - 7 -

8 EXPERIMENTO Nº 2 REAÇÃO DO IODETO DE POTÁSSIO (KI) COM NITRATO DE CHUMBO (II) [Pb(NO 3 ) 2 ] Imagem: Arquivo pessoal Materiais Eliana T. H. Costa Tubos de ensaio, estante para tubos, pipetas de 10 ml, soluções 0,5 mol/l de KI e [Pb(NO 3 ) 2 ]. Procedimento 1 - Preparar cinco tubos de ensaio com soluções de KI e [Pb(NO 3 ) 2 ] em diferentes proporções, conforme indicado na tabela Responder as questões colocadas no quadro antes do experimento. 3 - Misture as soluções, uma por vez, observando e anotando os resultados. 4 - Responder as questões colocadas no quadro após o experimento. Tabela 1- Tubo Reação entre Iodeto de Potássio (KI) e Nitrato de Chumbo Volume da Solução de KI (em ml) [Pb(NO 3 ) 2 ] Volume da Solução de [Pb(NO 3 ) 2 ] (em ml) Altura do precipitado - 8 -

9 Questões para discussão: Antes do experimento 1. Qual a massa molar dos reagentes KI (iodeto de potássio) e [Pb(NO 3 ) 2 ] (nitrato de chumbo (II))? (Verifique no frasco dos reagentes) 2. Qual a cor das duas soluções reagentes? 3. Qual o estado físico das duas soluções reagentes? 4. O que você acha que irá acontecer quando elas forem colocadas em contato? Por quê? 5. Procure esquematizar a reação química entre estes reagentes. Questões para discussão: Após o experimento 1. Quantas fases se formaram após a reação? 2. Qual a diferença entre as duas fases? 3. Qual a cor da fase inferior? 4. Todos os tubos obtiveram a mesma quantidade de produtos? 5. O que vocês sugerem que ocorreu no experimento?. 6. Calcule a relação iodeto/nitrato, (para isto, divida os volumes de cada tubo pelo menor valor, p.ex 10:2 = 5/1 relação 5 por 1) 7. Faça um gráfico, em papel milimetrado ou quadriculado, da altura do precipitado obtido em centímetros (ordenadas) em função da relação iodeto/nitrato (abscissas). Baseando-se nos dados do quadro e no gráfico construído, que relação iodeto/nitrato possibilitou a formação da maior quantidade de precipitado amarelo? Vamos agora, através da atividade de leitura e interpretação, pesquisar o que a teoria diz sobre o assunto que foi observamos experimentalmente até o momento. Nossa atividade terá início através do Portal Dia-a-dia Educação como fonte de referência. O acesso e a navegação neste Portal serão ser feitos através do endereço eletrônico: No Portal Dia-a-dia, vocês encontrarão o item Pesquisa escolar, onde então, irão acessar o endereço: Boas-vindas. Neste site poderão ser feitas várias pesquisas, mas o nosso objetivo no momento é que vocês acessem os endereços nos quais poderão encontrar os temas relacionados ao assunto em questão

10 Tema Tema Vocês deverão pesquisar cada um dos itens que o índice apresenta sobre Mol e Lei de Proust, na seqüência. Primeiramente faremos a leitura em equipes e depois, juntamente com os demais colegas, discutiremos em grupo o assunto. 2 - OS COEFICIENTES DE UMA REAÇÃO QUÍMICA: Utilização de Modelos Moleculares, Pesquisa, Leitura e Interpretação O uso de modelos moleculares no ensino da química é de grande valia para este propósito, pois apóia a visualização das ligações químicas existentes entre os núcleos atômicos que compõem uma molécula, o modo como alguns temas específicos são abordados em sala de aula: ligações químicas, estruturas moleculares, balanceamento de reações, leva o estudante a imaginar a química como uma ciência abstrata, pois muitas vezes este não consegue conceber estas idéias no espaço tridimensional, dificultando consideravelmente o aprendizado, além de transmitir o conceito errôneo de que o estudo da química é meramente decorativo (LIMA-NETO,1999). Em grupos de 4 (quatro) integrantes, utilizando modelos moleculares ( o que poderá ser feito também com modelos em EVA), iremos verificar a relação estequiométrica entre os reagentes e produtos das reações, montando as reações a partir das fórmulas estruturais de cada uma das substâncias. Montaremos duas reações: 1ª) Síntese da água 2ª) Síntese da amônia. 2H 2(g) + 1O 2(g) 2H 2 O (l) 3H 2(g) + 1N 2(g) 2NH 3(g) Imagens: Arquivo pessoal Eliana T. H. Costa

11 Dando continuidade, vamos fazer uma pesquisa sobre o assunto, no site Neste site vocês lerão sobre equação química, reação química e balanceamento e com alguns exercícios de aprendizagem na seqüência. Fazendo uso ainda do computador, vocês irão resolver os exercícios online que são propostos logo em seguida ao término da leitura, para testarem sua aprendizagem. A seguir temos alguns exemplos dos exercícios que vocês encontrarão. 1 - Balanceamento 1 S O 2 ==> 8 SO 3 Resposta correta! Parabéns! 2 - Analisar as alternativas e assinalar a alternativa correta. 2 ZnS + 3 O 2 ==> 2 ZnO + 2 SO 2 1. A equação não está balanceada 2. ZnS e SO 2 são os reagentes desta reação 3. A equação está balanceada. 4. O 2 e ZnO são os produtos desta reação Resposta correta! Parabéns!

12 MÓDULO II O PRINCIPIO DA CONSERVAÇÃO DA MATÉRIA Imagem: Arquivo pessoal Eliana T. H. Costa Na natureza nada se perde nada se cria, tudo se transforma. Esta frase é muito conhecida, mas quem foi que falou isto, você sabe? O que esta frase quer dizer realmente? Através dos experimentos e leituras a seguir, vocês poderão encontrar as respostas para estas perguntas. A estequiometria compreende as informações quantitativas relacionadas a fórmulas e equações químicas. Ela está fundamentada nas leis ponderais, principalmente na lei da conservação das massas e na lei das proporções fixas. A lei da conservação das massas segundo o Tratado elementar de química, escrito por Lavoisier e publicado 1789, pode ser enunciada: existe uma quantidade igual de matéria antes e depois do experimento; a qualidade e a quantidade dos elementos permanece precisamente a mesma e nada acontece além de mudanças e modificações nas combinações desses elementos. Já a lei das proporções fixas (Proust, 1799) pode ser enunciada como uma substância, qualquer que seja sua origem, apresenta sempre a mesma composição em massa. As leis ponderais, importantes para o estabelecimento da química como ciência, estão subjacentes à teoria atômica de Dalton, que é à base da explicação das relações ponderais nas reações químicas (VANIN,2005). Por meio de cálculos estequiométricos, se podem calcular as quantidades de substâncias que participam de uma reação química a partir das quantidades de outras substâncias. A estequiometria abrange todo ensino das reações químicas. O experimento que investigaremos será sobre a observação da combustão de alguns materiais. Mas antes do experimento você precisa responder duas questões importantes: 1. O que é combustão? 2. Quais os componentes necessários para que ocorra uma combustão?

13 EXPERIMENTO Nº 3 OBSERVAÇÃO DA COMBUSTÃO DE ALGUNS MATERIAIS Materiais I Imagem: Arquivo pessoal Vidro relógio, folha de papel, palha de aço, fósforo e balança. Eliana T. H. Costa Procedimento Parte A 1. Pesar um vidro de relógio 2. Pesar um pedaço de uma folha de papel e anotar a massa. 3. Colocar fogo no papel. 4. Observar a combustão e anotar o que aconteceu com o papel. 5. Pesar novamente o papel e anotar a massa. Parte B 1. Pesar um vidro de relógio 2. Pesar um pedaço de palha de aço e anotar a massa. 3. Colocar fogo na palha de aço. 4. Observar a combustão e anotar o que aconteceu com a palha de aço. 5. Pesar novamente a palha de aço e anotar a massa. Questões: Antes do experimento 1. Do que é feito o papel? Qual sua constituição? 2. Do que é composta a palha de aço? Como é conhecida? 3. O que será que vai acontecer com a massa do produto após a queima do papel? Será maior, menor ou permanecerá igual a massa antes da queima? 4. E a da palha de aço? Será que sofrerá modificações? Quais? 5. Por que será que esses fatos ocorrem? Será que o aumento ou diminuição da massa durante a combustão acontece igualmente com todas as substâncias? Questões: Após o experimento 1. O que aconteceu com a massa do papel? 2. O que vocês sugerem que levou a este resultado? 3. O que aconteceu com a palha de aço? 4. Qual a sugestão para tal resultado?

14 Após o desenvolvimento e discussão do experimento sobre combustão, em equipes, vocês pesquisarão dois temas dando continuidade a atividade de pesquisa, leitura e interpretação. Tema Tema Nestas páginas existe um texto com o histórico de cada um destes cientistas e as leis que eles formularam. Cada equipe então fará a leitura e interpretação do texto e depois em um grande grupo, faremos a discussão geral e a relação das leituras com os experimentos realizados. Agora, após a leitura vocês deverão repetir o experimento de combustão, utilizando então como material, uma vela. Terminado o experimento vocês deverão responder as questões relacionando o experimento com os dois anteriores e com os textos discutidos. Imagem: Arquivo pessoal Eliana T. H. Costa Questões para discussão 1. De que material a vela é formada? Como ela é constituída? 2. O que acontece quando a vela sofre combustão 3. Qual a massa da vela após a combustão 4. Qual a sugestão para o resultado do experimento? 5. O comportamento da vela foi o mesmo que os outros materiais? Após o desenvolvimento dos experimentos e a leitura dos textos, podemos responder as questões iniciais propostas neste módulo? Na natureza nada se perde nada se cria, tudo se transforma. Quem foi que falou isto? O que esta frase quer nos dizer realmente? De acordo com os procedimentos com que foram realizados os experimentos, estas leis foram obedecidas? Qual a diferença entre a teoria e a prática, no caso em questão? Estas questões são de grande importância para vocês começarem a formar o conceito de estequiometria. 14

15 MÓDULO III PESQUISANDO, APLICANDO E EXPERIMENTANDO ESTEQUIOMETRIA Imagem: Arquivo pessoal Eliana T. H. Costa Vocês estão chegando às etapas finais desta unidade de aprendizagem. Nosso objetivo principal é construir um conceito e aprendermos estequiometria, então vamos pesquisar sobre ela. Tema nesta página vocês encontrarão conceitos teóricos sobre estequiometria, desde conteúdo histórico até exemplos de exercícios. Inicialmente farão uma leitura silenciosa e a seguir teremos uma discussão geral sobre o tema. Para aplicarmos o conhecimento construído até o presente, vocês terão um desafio: resolver dois problemas em forma de exercício envolvendo cálculo estequiométrico. 1 - O hipoclorito de sódio tem propriedades bactericidas e alvejantes. Ele é muito utilizado para cloração de piscinas e também é vendido no mercado consumidor como solução 2%, conhecido como Água Sanitária, Q-Boa, Cândida, etc. Sua fabricação é feita a partir da reação do gás cloro com a soda cáustica, conforme a equação abaixo: Cl 2(g) + NaOH (aq) NaCl (aq) + NaClO (aq) + H 2 O (l) Com base nas informações dadas e na reação apresentada responda as questões a seguir. a) Qual a massa molar da soda cáustica e do hipoclorito de sódio (NaClO)? b) A reação está balanceada? Caso não esteja faça o balanceamento da mesma. c) Qual a importância de uma equação devidamente balanceada? d) Qual a massa de soda cáustica ( NaOH), necessária para obter 149 Kg de hipoclorito de sódio (NaClO)? e) O que você entende por solução 2% de hipoclorito de sódio? f) Pesquise sobre a utilização e função do hipoclorito como uma substância relacionada a prevenção de doenças? 15

16 2 - A obtenção de etanol, a partir da sacarose (açúcar) por fermentação, pode ser representada pela seguinte equação: C 12 H 22 O 11(s) + H 2 O (l) C 2 H 5 OH (l) + CO 2(g) Admitindo que o processo tenha rendimento total de 100% e que o etanol obtido seja anidro (puro), responda os itens abaixo. a) Qual a massa molar da sacarose (C 12 H 22 O 11 ) e do etanol (C 2 H 5 OH)? b) Faça o balanceamento da equação. c) Qual a massa de etanol (em Kg), obtida na fermentação de uma quantidade de matéria de açúcar igual a 10 mols? d) Qual a massa (em Kg) de açúcar necessária para produzir um volume de 55 litros de etanol, suficiente para encher um tanque de um automóvel? (dado: Densidade do etanol = 0,80 g/ cm 3 ) Imagem: Arquivo Pessoal A revista Química Nova na Escola apresenta um experimento muito interessante sobre estequiometria, vocês poderão ter acesso a ele pelo endereço no site: Em equipe, vocês procurarão os reagentes e materiais necessários para a realização do mesmo e, então realizarão o experimento, procurando sempre relacioná-lo às atividades anteriormente realizadas. Para esta atividade vocês desenvolverão a capacidade trabalhar com diferentes gêneros textuais, ou seja, como parte da avaliação vocês deverão no final: 1. Elaborar um resumo da pesquisa realizada; 2. Escrever um relatório do experimento desenvolvido; 3. Apresentar os resultados em forma de cartaz para seus colegas. 4. Relatar as conclusões a que chegaram as possíveis interferências no processo, levantar hipóteses. trabalhado. Na seqüência vocês encontrarão o procedimento do experimento a ser 16

17 EXPERIMENTO Nº4 UM EXPERIMENTO ENVOLVENDO ESTEQUIOMETRIA Por meio de cálculos estequiométricos, podemos calcular as quantidades de substâncias que participam de uma reação química a partir das quantidades de outras substâncias. Neste experimento será calculado o teor de bicarbonato de sódio (NaHCO 3 ) em um comprimido efervescente a partir da massa de dióxido de carbono (CO 2 ) produzido na efervescência. No ensino médio, estequiometria é um assunto muito pouco trabalhado em aulas práticas, talvez pelo difícil acesso a balanças analíticas ou mesmo a balanças comuns com razoável precisão. Esse problema pode ser solucionado aumentando-se as quantidades dos reagentes (e conseqüentemente as dos produtos) até que se atinja uma quantidade mensurável e expressiva, tornando assim possível utilizar balanças mais acessíveis. Materiais e reagentes Comprimido efervescente que contenha bicarbonato de sódio (NaHCO 3 ), mas não contenha carbonato de sódio (Na 2 CO 3 ), copinho de café descartável, balança semi-analítica, água. Imagem: Arquivo pessoal Eliana T. H. Costa Procedimento 1 - Coloque água no copinho até aproximadamente um pouco mais da metade da sua capacidade. 2 - Pese o conjunto copinho, água e comprimido (ainda dentro do envelope) e anote essa massa, que será posteriormente chamada de massa inicial (mi). 3 - Transfira o comprimido para o copinho de café e certifique-se de que não restou nem mesmo uma pequena parte no envelope; em seguida, rapidamente cubra o copinho com o próprio envelope (isso evita perda de material por espirramento). 4 - Aguarde o final da efervescência e pese novamente o conjunto, incluindo o envelope vazio, e anote essa massa. Esta será posteriormente chamada de massa final (mf). 17

18 Conceitos fundamentais A efervescência é causada pelo dióxido de carbono (CO 2 ) produzido na reação do bicarbonato de sódio (NaHCO 3 ) com algum ácido contido no comprimido, geralmente o ácido cítrico (H 3 C 6 H 5 O 7 ). Nesse caso, há formação do dihidrogenocitrato de sódio (NaH 2 C 6 H 5 O 7 ), como mostra a equação balanceada abaixo: NaHCO 3 (aq) + H 3 C 6 H 5 O 7(aq) NaH 2 C 6 H 5 O 7 (aq) + H 2 O (l) + CO 2(g) Essa reação só ocorre quando os reagentes estão dissolvidos em água. É por isso que esses comprimidos podem ser guardados por muito tempo em embalagens bem fechadas. A massa de dióxido de carbono produzido m(co 2 ) será calculada subtraindo-se a massa final (mf) da massa inicial (mi): m(co 2 ) = mi - mf O cálculo da massa de bicarbonato de sódio contida em cada comprimido m(nahco 3 ), que é o objetivo deste experimento, será efetuado aplicando- se uma regra de três entre as quantidades estequiométricas da reação do bicarbonato de sódio com o ácido cítrico e os dados experimentais. De onde resulta: m(nahco 3 ) = m(co 2 ). M(NaHCO 3 ) M(CO 2 ) onde M(NaHCO 3 ) e M(CO 2 ) são as massas molares do NaHCO 3 e do CO 2. Questões para discussão De que maneira a perda de material poderia influenciar o resultado? Por que o comprimido não pode conter carbonato de sódio (Na 2 CO 3 )? 18

19 MÓDULO IV APLICANDO OS CONHECIMENTOS ADQUIRIDOS Neste último módulo vocês farão uma pesquisa virtual e em seguida um exercício de aplicação com uma questão contextualizada envolvendo o assunto, estequiometria. Vocês resolverão então a questão, utilizando os conhecimentos adquiridos. Imagem: Livro Didático Público SEED Química p.218 Pesquisa 1. Qual a principal fonte de obtenção de etanol no Brasil? Quais suas vantagens e desvantagens? 2. Quais as outras fontes de obtenção do etanol? Quais as vantagens e desvantagens destas fontes? 3. Atualmente ouve-se falar muito sobre o plantio de cana-de-açúcar no Brasil. Pesquise sobre a produção atual do etanol e as implicações ambientais, sociais e políticas que tem ocasionado no Brasil. 4. Fora do Brasil, como por exemplo nos EUA, na Europa, Japão e outros países, qual a importância econômica e social na utilização do etanol? 5. O que está levando alguns países a criticar a produção de etanol no Brasil? Qual a sua opinião? 6. Pesquise outros tipos de combustíveis, suas vantagens e desvantagens. 19

20 Resolva a questão a seguir utilizando os conhecimentos construídos sobre estequiometria. O consumo de um automóvel movido a álcool etílico (etanol) é de 10 km/kg de álcool. Quando este álcool sofre combustão (queima), a quantidade de energia que ele libera é aproximadamente 1,4 x 10 3 Kj/mol (1400 quilojoules por mol), conforme a reação: 1C 2 H 5 OH (l) + 3O 2(g) 2CO 2(g) + 3H 2 O (l) H = Kj/mol a) A quantidade de etanol contida em um tanque de combustível de um automóvel corresponde a 55 litros. Quando este automóvel queimar todoeste combustível, qual a quantidade de energia (calor) que ele terá liberado? (Dado: Densidade do etanol = 0,80 g/ cm 3 ) b) Considerando a reação de combustão, qual a quantidade de gás carbônico (CO 2 ) emitida para atmosfera na queima de 44 Kg de etanol? c) Que implicações ambientais e sociais a combustão do etanol, e conseqüentemente, a emissão de gás carbônico, pode ocasionar? Justifique sua resposta. 20

21 REFERÊNCIAS CARDOSO S.P., e COLINVAUX D., Explorando a Motivação para Estudar Química Química Nova, 23(2) p , CARVALHO A.M.P., et al., Termodinâmica: Um Ensino por Ação (Demonstrações Experimentais Investigativas), São Paulo: Fe/USP, p , CARVALHO, A.M.P, GIL-PEREZ, D. Formação de Professores de Ciências, 5ª ed., São Paulo: Cortez, CAZZARO F., Um Experimento Envolvendo Estequiometria, QNEsc. Vol.n 10, Nov. 1999, disponível: Estequiometria, Wikipédia, a enciclopédia livre. Disponível em: acesso em 10 de Junho de GALIAZZI, M. do C., ET al., Objetivos das Atividades Experimentais no Ensino Médio: A Pesquisa Coletiva como Modo de Formação de Professores de Ciências, Ciência & Educação, v.7, n.2, p , GALIAZZI, M. do C e GONÇALVES, F.P A Natureza Pedagógica da Experimentação: Uma Pesquisa na Licenciatura em Química, Quim. Nova, Vol. 27, No. 2, , GIORDAN M., O Papel da Experimentação no Ensino de Ciências. Química Nova na Escola v.10 (Nov.) p , GOVERNO DO ESTADO DO PARANÁ, SEED, Diretrizes Curriculares de Química para o Ensino Médio, Curitiba-PR,2007 LIMA, M. B.,e LIMA-NETO, de P., Construção de modelos para ilustração de estruturas moleculares em aulas de química Quím. Nova v.22 n.6 São Paulo nov./dez MALDANER, O. A. A Formação Inicial e Continuada de Professores de Química: professor/ pesquisador. 2. Ed. Ijuí: Editora Unijuí, p

22 MALDANER, O. A., A Pesquisa como Perspectiva de Formação Continuada do Professor de Química, Quím. Nova v.22 n.2 São Paulo mar./abr MIGLIATO J.R.F., Utilização de Modelos Moleculares no Ensino de Estequiometria para alunos do Ensino Médio Estequiometria São Carlos (2005), Dissertação de Mestrado UFSCar. MORTIMER E.F. e MACHADO A.H., A proposta curricular de Química do Estado de Minas Gerais: fundamentos e pressupostos Quím. Nova v.23 n.2 São Paulo mar./abr MORTIMER E.F. e MACHADO A.H., Química Volume Único: Ensino Médio, São Paulo, Scipione, p , PIMENTEL N. L., e CHAVES M.H. de O. Uma Proposta Metodológica para o Ensino de Ácidos e Bases numa Abordagem Problematizadora, Atlas do I Encontro nacional de Pesquisa em Ensino de Ciências, ENPEC, Portal Educacional Dia-a-dia Educação. Disponível em: acesso em 20 de Maio de SCHNETZLER R.P., Construção do Conhecimento e Ensino de Ciências, Brasília, 1992, nº55, ano 11. SERAFIM, Jr. I. M., O Envolvimento do Aluno no Processo de Ensino- Aprendizagem Durante a Realização de Atividades Experimentais. São Carlos, Dissertação de Mestrado em Química, UFSCar., URQUETA, E.S., O Ensino de Química e sua Adequação Metodológica. São Carlos. Dissertação de Mestrado, Universidade Federal de São Carlos, VANIN, J. A., Alquimistas e Químicos: o Passado, o Presente e o Futuro, São Paulo, Ed. Moderna, 2ª edição p.32-43, WITZEL, J.E., Lego Stoichiometry, J. Chem. Educ. 79(3) 352A,