Guia Didático do Professor

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1 Guia Didático do Professor Programa Conversa Periódica Introdução ao Equilíbrio Químico Equilíbrio Químico Química 3ª Série Ensino Médio CONTEÚDOS DIGITAIS MULTIMÍDIA

2 Conteúdos Digitais Multimídia Guia Didático do Professor Coordenação Didático-Pedagógica Stella M. Peixoto de Azevedo Pedrosa Redação Alessandra Muylaert Archer Revisão Camila Welikson Projeto Gráfico Eduardo Dantas Diagramação Isabela La Croix Revisão Técnica Nadia Suzana Henriques Schneider Produção Pontifícia Universidade Católica do Rio de Janeiro Realização Fundo Nacional de Desenvolvimento da Educação Ministério da Ciência e Tecnologia Ministério da Educação Objetivo geral: Conceituar equilíbrio químico. Objetivos específicos: Conceituar equilíbrio químico; Identificar os fatores que interferem no equilíbrio químico; Vídeo (Audiovisual) Programa: Conversa Periódica Episódio: Introdução ao Equilíbrio Químico Duração: 10 minutos Área de aprendizagem: Química Conteúdo: Equilíbrio Químico Conceitos envolvidos: equilíbrio químico, reações reversíveis, reações irreversíveis, princípio de Le Chatelier. Público-alvo: 3ª série do Ensino Médio Compreender o conceito de reações químicas reversíveis e irreversíveis. Pré-requisitos: Não há pré-requisitos. Tempo previsto para a atividade: Consideramos que uma aula (45 a 50 minutos cada) será suficiente para o desenvolvimento das atividades propostas.

3 Introdução A série Conversa Periódica é apresentada no formato de um programa de entrevistas com especialistas nas áreas dos conteúdos abordados. O programa tem o objetivo de trazer aspectos teórico-práticos dos conteúdos para o debate na forma de interações entre o conhecimento teórico do entrevistado e o senso comum do público leigo, representado pelos questionamentos do entrevistador e pelo público participante do quadro O Povo Pergunta. Lembre-se que os vídeos podem ser utilizados antes, durante ou mesmo após a apresentação dos conteúdos envolvidos. Informe sempre aos alunos previamente o tema, o tempo de duração e o contexto do episódio. Caberá a você, professor, usá-los como uma estratégia didática adequada ao planejamento e alinhada com o interesse e a curiosidade dos alunos. Audiovisual Programa Conversa Periódica Introdução ao Equilíbrio Químico Permita-se deter e retornar a projeção do vídeo para rever alguns trechos interessantes, polêmicos e de interesse dos alunos para dinamizar o debate. Verifique com antecedência a disponibilidade de todos os aparelhos (DVD, TV ou projetor de multimídia) necessários para a exibição do vídeo.

4 Conteúdos Digitais Multimídia Guia Didático do Professor 1. Desenvolvimento O episódio em questão aborda o subtema Equilíbrio Químico, da temática Introdução ao Equilíbrio Químico. É importante lembrar que esse conhecimento, devido a sua natureza, exige que o aluno possua uma grande dose de capacidade de abstração. Vale lembrar que, em teoria, os alunos do Ensino Médio já possuem a capacidade potencial de usar o raciocínio abstrato porque estariam na fase do pensamento operacional formal. Contudo, é importante ter em conta que, para pensar cientificamente, os alunos precisam exercitar a sua habilidade de criar hipóteses, saber analisar a influência de variáveis, questionar conclusões e defender ideias. Por isso, é importante usar recursos didáticos que possam apoiar a compreensão dos conteúdos que envolvam a abstração com o tema. Retome as animações e permita que os alunos participem ativamente do debate, verbalizando suas percepções, sinalizando dúvidas e formulando explicações. É importante destacar que o guia traz sugestões, informações e atividades a fim de possibilitar uma ampliação do uso pedagógico do vídeo. Procure explorar todo o material, respeitando o planejamento adotado e o trajeto curricular próprio, fruto das opções feitas por cada professor. Equilíbrio Químico - Conceito Como é que a gente pode entender uma reação que está acontecendo ao mesmo tempo em que ela está parada? Entrevistado Converse com a turma e observe quais as primeiras ideias preconcebidas com relação a equilíbrio que eles possuem. É provável que eles falem em igualdade, estabilidade e se lembrem de objetos como a balança. O conceito de equilíbrio químico não é simples e tem sido apontado por professores e autores como problemático para o ensino e a aprendizagem. Acreditamos que, por isso, valerá a pena rever alguns conceitos, como o princípio de Le Chatelier: Qualquer alteração de uma (ou mais) das concentrações das espécies envolvidas no equilíbrio ou na temperatura ou na pressão (no caso de haver componentes gasosos), provocará uma reação do sistema de maneira a restabelecer o equilíbrio. Em outras palavras, explique para os alunos que as reações químicas dependem de colisões efetivas que ocorrem entre as moléculas. As moléculas dos reagentes, nas colisões efetivas, formam os produtos. As moléculas dos produtos também 4

5 colidem e, ao sofrerem colisões efetivas, reagem entre si, formando os reagentes. Isto é, as reações químicas são reversíveis. Para que os alunos possam compreender melhor, destaque a imagem do vídeo que apresenta a ilustração dessa reversibilidade: Com a imagem congelada, aponte a seta dupla, indicando que a reação se processa nos dois sentidos, em maior ou menor intensidade. Explore o exemplo de equilíbrio químico dos gases N2O4 e NO2. Pergunte se a turma entendeu a experiência apresentada e esclareça os pontos de dúvidas. Congele as imagens que apresentam o recipiente fechado a uma temperatura ambiente, com uma coloração castanho-avermelhada característica do gás NO2, e em seguida a mudança na coloração que se torna menos intensa após o resfriamento do sistema, de modo que eles possam comparar. Explique aos alunos que, no caso do exemplo, o sistema precisa estar fechado, porque senão os gases escapam. mais detalhes! Uma leitura do artigo de MACHADO e ARAGÃO, Como os Estudantes Concebem o Estado de Equilíbrio Químico. Revista Química Nova na Escola, N 4, NOVEMBRO, 1996, p , indicado no link a seguir, poderá ajudá-lo a elaborar esta aula: org.br/online/qnesc04/ aluno.pdf Audiovisual Programa Conversa Periódica Introdução ao Equilíbrio Químico Informe que essa alteração na coloração pode ser explicada por um deslocamento do equilíbrio químico, já que o N2O4 é incolor. Ressalte que nos dois casos, os dois gases estavam ali, as concentrações das espécies é que foram alteradas. Para comprovar isso, o entrevistado demonstrou que se a temperatura do sistema fosse aumentada, o recipiente voltaria a apresentar a coloração castanho-avermelhada.

6 Conteúdos Digitais Multimídia Guia Didático do Professor dica! O Portal do Professor apresenta um simulador de reações reversíveis interessante para a compreensão do desenvolvimento e das características de reações dessa natureza, mas a sua orientação é importante para uma melhor compreensão dos alunos. Disponível no link: portaldoprofessor.mec. gov.br/fichatecnica. html?id=10455 Reações Reversíveis e Irreversíveis Quando acontece uma reação química tem como ela voltar? Seria possível recuperar essas substâncias que reagiram? O Povo Pergunta Converse com a turma e pergunte a opinião deles, escutando suas justificativas. Explique-lhes que a resposta para a pergunta do quadro O Povo Pergunta, apresentada acima, é que sim, é possível e, nesse caso, a substância estaria voltando para a condição original de reagente. Afirme que, em princípio, praticamente todas as reações químicas são reversíveis. Destaque a imagem no momento em que o entrevistado apresenta o exemplo das baterias dos carros. Explique que quando ligamos o rádio ou acendemos o farol está havendo um consumo de energia de uma reação química espontânea, conhecida como pilha. Quando o o carro está ligado, há um mecanismo que recarrega a bateria a partir de uma reação não espontânea e conhecida como eletrólise. Portanto, dentro da bateria, esses dois processos podem ser considerados como uma reação química reversível. Porém, há reações irreversíveis. Aproveite o exemplo do palito de fósforo, também apresentado pelo entrevistado, e converse com a turma sobre isso. Explique que o fósforo, ao ser riscado e aceso, apresenta uma reação de combustão e que não é possível retornar um palito queimado ao seu estado original, portanto, essa é uma reação irreversível. Outro exemplo de reação irreversivel é quando os reagentes líquidos resultam em produtos gasosos e o sistema está aberto. 6

7 Comprovando a Reversibilidade das Substâncias Eu trouxe uma experiência para você, eu vou demonstrar esse processo... Entrevistado Explique para seus alunos que o entrevistado apresenta uma experiência, demonstrando a reversibilidade das substâncias. Congele o vídeo no momento em que é apresentada a solução de dicromato de potássio em meio aquoso. Esclareça que o dicromato é um sólido cristalino de cor laranja-avermelhada solúvel em água e bastante usado na produção de corantes. Destaque para os alunos o momento do vídeo em que, na experiência, a solução sofre uma alteração no ph, por adição de hidróxido de sódio (NaOH), transformando-se em cromato. Relembre aos alunos que o hidróxido de sódio é, na verdade, a conhecida soda cáustica. Explique que por causa dessa alteração no ph a solução se torna amarela. Mostre que a reversibilidade do sistema é comprovada no momento em que o entrevistado coloca ácido clorídrico (HCl) no experimento e a solução volta ao seu estágio inicial, ou seja, um dicromato. Ressalte que todas essas substâncias apresentadas na experiência do vídeo são muito perigosas e usadas com muita precaução. Destaque o momento do vídeo em que as fórmulas reversíveis dessas substâncias são apresentadas e aponte para o retorno à coloração laranja. Equilíbrio com A Temperatura Procure ressaltar também a explicação apresentada com relação ao equilíbrio afetado pela temperatura ou vapor d água e condições atmosféricas. Converse com os alunos e pergunte se algum deles já viu um barômetro, igual ao galo de temperatura apresentado no vídeo, que altera sua cor de acordo com a umidade do ar. Congele o momento do vídeo em que o entrevistado explica a reação química que ocorre nesses objetos que indicam se a umidade do ar está alta ou baixa. Quando o ambiente está seco e a umidade baixa, o galo fica azul e, quando está úmido, fica rosa. Informe que isso acontece porque o galo é coberto de cloreto cobalto (CoCl2), que é um reagente. Explique que esse reagente pode estar associado ou não com a água e que, dependendo disso, muda sua coloração. mais detalhes! O artigo de SABADINI e BIANCHI, Ensino do Conceito de Equilíbrio Químico: uma Breve Reflexão, Química Nova na Escola, nº 25, Maio 2007, p também poderá ajudá-lo na elaboração da aula. Disponível em: qnesc.sbq.org.br/online/ qnesc25/ccd02.pdf Audiovisual Programa Conversa Periódica Introdução ao Equilíbrio Químico

8 Conteúdos Digitais Multimídia Guia Didático do Professor 2. a) b) c) Atividades Faça uma experiência em sala de aula com uma garrafa de refrigerante. Você poderá conversar com a turma a respeito da mudança no sabor dos refrigerantes após a abertura das garrafas, mesmo mantendo-as devidamente fechadas. Por que isso acontece? Peça para a turma levantar hipóteses e explique que o refrigerante é composto pelo ácido carbônico (H2CO3), que se decompõe em H2O e CO2, dependendo da temperatura, pressão e concentração. Por isso, ao abrirmos uma garrafa de refrigerante há um deslocamento do equilíbrio químico, pois a pressão no interior da garrafa é alterada, com a saída de CO2, e esse deslocamento causa a alteração no sabor dos refrigerantes. Avalie a possibilidade de dividir a turma em grupos e orientar cada um a elaborar uma aula sobre equilíbrio químico. Organize o tempo de aula dividindo-o de acordo com a quantidade de grupos, de modo que todos se apresentem. No final das apresentações, peça para que cada grupo faça uma autoavaliação e também considere o nível de qualidade de apresentação dos colegas. Essa será uma boa maneira de avaliar o que eles aprenderam e também para que compreendam a matéria. Peça para os alunos pesquisarem sobre o que acontece quando a luz do sol incide sobre os óculos fotocromáticos que possuem lentes com cristais de cloreto de prata (AgCl) incorporados no vidro. E também o que ocorre quando essas lentes estão em ambientes escuros. Diga para eles explicarem com base nos estudos do equilíbrio químico e princípio de Le Chatelier. Peça para eles levarem para a sala de aula vários óculos e verificarem os fotocromáticos. 3. Avaliação As estratégias de avaliação devem ser pensadas e conduzidas de modo que forneçam informações ao longo de todo o desenvolvimento do tema. Isso permitirá, se necessário, redefinir os elementos do planejamento de forma que os objetivos sejam alcançados. professor! A construção do conhecimento é um processo vivo, enriquecedor e dinâmico, que quando bem entendido e vivenciado pode ser desenvolvido ao longo da vida. Em função do conteúdo apresentado no programa, você poderá elaborar algumas questões que desafiem a turma. Essas questões podem ser propostas, me modo informal, ao longo da aula. A avaliação formativa permite que o seu trabalho seja reorientado, em tempo real, tornando as decisões, alterações e reformulações como parte do processo de ensino-aprendizagem. Também é importante observar os questionamentos apresentados pelos alunos. Eles são indicadores significativos para identificar se os objetivos da sua aula foram atingidos ou se há necessidade de aprofundar mais um ou outro tópico do conhecimento. Observe que os momentos de avaliação do grupo constituem, também, excelente oportunidade para avaliar o seu próprio trabalho em relação aos objetivos propostos e à utilização das mídias.

9 VÍDEO - AUDIOVISUAL EQUIPE PUC-RIO Coordenação Geral do Projeto Pércio Augusto Mardini Farias Departamento de Química Coordenação de Conteúdos José Guerchon Revisão Técnica Nádia Suzana Henriques Schneider Assistência Camila Welikson Produção de Conteúdos Hiram Araújo CCEAD - Coordenação Central de Educação a Distância Coordenação Geral Gilda Helena Bernardino de Campos Coordenação de Audiovisual Sergio Botelho do Amaral Assistência de Coordenação de Audiovisual Eduardo Quental Moraes Coordenação de Avaliação e Acompanhamento Gianna Oliveira Bogossian Roque Coordenação de Produção dos Guias do Professor Stella M. Peixoto de Azevedo Pedrosa Assistência de Produção dos Guias do Professor Tito Tortori Redação Alessandra Muylaert Archer Camila Welikson Gislaine Garcia Design Isabela La Croix Romulo Freitas Revisão Alessandra Muylaert Archer Camila Welikson