Guia Didático do Professor Programa É Tempo de Química! Substâncias Inorgânicas Substâncias Químicas Química 1ª Série Ensino Médio CONTEÚDOS DIGITAIS MULTIMÍDIA
Conteúdos Digitais Multimídia Guia Didático do Professor Coordenação Didático-Pedagógica Stella M. Peixoto de Azevedo Pedrosa Redação Gisele da Silva Moura Tito Tortori Revisão Alessandra Muylaert Archer Projeto Gráfico Eduardo Dantas Diagramação Romulo Freitas Revisão Técnica Nádia Suzana Henriques Schneider Objetivo geral: Reconhecer a importância das substâncias inorgânicas, sua classificação e exemplos mais comuns em nosso cotidiano. Objetivos específicos: Diferenciar a química orgânica da química inorgânica; Reconhecer que as funções inorgânicas se dividem em quatro grupos: ácidos, bases, sais e óxidos; Produção Pontifícia Universidade Católica do Rio de Janeiro Realização Fundo Nacional de Desenvolvimento da Educação Ministério da Ciência e Tecnologia Ministério da Educação Vídeo (Audiovisual) Programa: É Tempo de Química! Episódio: Substâncias Inorgânicas Duração: 10 minutos Área de aprendizagem: Química Conteúdo: substâncias químicas Conceitos envolvidos: ácidos, anfótero, bases, funções inorgânicas, funções químicas, hidróxidos, íons, número de oxidação, óxidos, química orgânica e inorgânica, reação de neutralização, sais, sabor adstringente. Público-alvo: 1ª série do Ensino Médio Identificar que as substâncias inorgânicas podem estar presentes nos organismos vivos; Caracterizar os ácidos como substâncias que em solução aquosa se dissociam, liberando um íon hidrogênio (H+). Associar as bases com o sabor adstringente; Mostrar que os sais são substâncias resultantes de reações de neutralização envolvendo ácidos e bases; Identificar os óxidos como compostos binários em que um dos elementos é obrigatoriamente o oxigênio. 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.
Introdução O programa É Tempo de Química! é composta por diversos episódios, contendo sugestões e indicações sobre o conteúdo apresentado. O programa tem o objetivo de contribuir com o seu trabalho, fazendo com que o aluno perceba a aplicabilidade da Química no nosso cotidiano. Lembre-se que os vídeos podem ser utilizados antes, durante ou após a sua aula, cabendo a você, professor, desenvolvê-los de acordo com o interesse e a curiosidade dos alunos, e de acordo com o seu planejamento. O programa É Tempo de Química! possui um formato lúdico que contribui para despertar o interesse dos alunos. Procure estimular ao máximo a participação deles, relacionando o conteúdo ao dia-a-dia. Audiovisual Programa É Tempo de Química! Substâncias Inorgânicas Verifique com antecedência a disponibilidade de todos os aparelhos (DVD, TV ou Projetor de multimídia) necessários para a exibição do vídeo.
Conteúdos Digitais Multimídia Guia Didático do Professor 1. Desenvolvimento O episódio em questão aborda o tema Substâncias Inorgânicas. Geralmente as pessoas relacionam, de forma simplista, as substâncias orgânicas aos seres vivos e as substâncias inorgânicas aos materiais minerais e coisas não vivas. Ao longo do vídeo e do guia, você perceberá que é importante ampliar essa concepção. Utilize o episódio de forma plena, aproveitando sempre as dúvidas apresentadas pelo grupo. Faça uma breve introdução sobre o tema, mostrando que essa temática se apresenta em nosso cotidiano de várias maneiras. É importante destacar que, embora o guia traga sugestões, informações e atividades a fim de contribuir com o seu trabalho, não é necessário explorar todo o material. Você deve se deter aos conteúdos que considerar mais relevantes. Química Orgânica e Inorgânica Existem muitas substâncias no universo... Você conhece as inorgânicas? Juca Amaral Apresentador Qual a diferença entre substâncias orgânicas e inorgânicas? Douglas Participante Atualmente, associamos muito o termo orgânico aos alimentos naturais, especialmente aos não industrializados, que são expostos em prateleiras especiais ou feiras específicas. Mas, literalmente, todos os produtos alimentícios podem ser considerados como fontes de substâncias orgânicas, não somente os alimentos ou produtos naturais. Lembre aos alunos que mesmo estes alimentos são também fontes de substâncias inorgânicas, como a água, por exemplo, e também os sais minerais. Vale ressaltar para os alunos que as substâncias orgânicas são aquelas associadas, em sua maioria, ao carbono. Em 1858, o químico alemão Friedrich August Kekulé (1829-1896) propôs a definição aceita atualmente: Química Orgânica é a parte da Química que estuda praticamente todos os compostos do elemento carbono. Informe que a química inorgânica é o ramo da química que estuda, essencialmente, compostos minerais. 4
Lembre aos alunos que os corpos dos seres vivos apresentam em média 70% de água. Indique que a água, por ser uma substância inorgânica, faz com que a maior parte das estruturas vivas seja formada por substâncias inorgânicas. Destaque que esse campo da química investiga as estruturas, propriedades e a aplicação dessas substâncias, além das suas interações químicas, reações e transformações. Informe aos alunos que a barreira entre essas substâncias e a sua localização na natureza começou a ser demolida quando, no século XIX, o químico alemão Friedrich Woehler conseguiu sintetizar ureia uma substância orgânica a partir de substâncias inorgânicas simples. Destaque a imagem do vídeo que indica a reação química produzida por Woehler. mais detalhes! Para saber mais sobre os produtos orgânicos você e seus alunos poderão ler a cartilha O olho do consumidor, do Ministério da Agricultura, disponível em: http://www. prefiraorganicos.com.br/ media/14005/o_olho_ do_consumidor.pdf professor! Audiovisual Programa É Tempo de Química! Substâncias Inorgânicas Funções Inorgânicas Inorgânico é o contrário de orgânico... De organismo. Será que o que é inorgânico faz mal ao nosso organismo? Maria Participante É importante que os alunos saibam que, os materiais inorgânicos compreendem cerca de 95% das substâncias do planeta. Certifique-se que os alunos estejam acompanhando as aulas. Procure usar exemplos potencialmente significativos do cotidiano para ampliar o aprendizado da turma. Lembre aos alunos que as substâncias que apresentam propriedades funcionais semelhantes são reunidas em grupos denominados de funções químicas. 5
Conteúdos Digitais Multimídia Guia Didático do Professor mais detalhes! Confira o artigo a seguir: CAMPOS, Reinaldo Calixto de e SILVA, Reinaldo Carvalho.Funções da Química Inorgânica. Química Nova na Escola. nº 9 p. 18-22. Maio/1999. http:// qnesc.sbq.org.br/online/ qnesc09/conceito.pdf Pergunte se eles sabem como as substâncias químicas inorgânicas são classificadas e onde elas são encontradas em nosso cotidiano. Em seguida, explique que as substâncias inorgânicas, além de estarem presentes no nosso dia-a-dia podem ser encontradas em nosso organismo desempenhando diversas funções. As principais funções inorgânicas podem ser classificadas em: ácidos, bases, óxidos e sais. Peça aos alunos que tentem lembrar-se de alguns exemplos desses grupos. Certamente eles terão facilidade para fazer certas associações entre algumas funções e produtos de diversos gêneros, como medicamentos, alimentos, plantas, bebidas e produtos de limpeza nos quais se encontram elementos e substâncias inorgânicas. Lembre que essa classificação é uma forma de organização do conhecimento, mas as diferentes substâncias de cada grupo podem adotar comportamentos químicos diferentes. Isso pode gerar uma complexidade maior do que apenas os quatro grupos citados. Ácidos Ácido é toda substância que em meio aquoso libera íons H+. É por esse motivo que todas as soluções de ácidos têm ph inferior a 7. Químico Entrevistado 6 Saber a origem da palavra muitas vezes nos ajuda a compreender um determinado conceito. Portanto, informe aos alunos que a palavra ácido é proveniente do latim ácidus azedo, picante, assim como o limão, a laranja que não está madura. Explique aos alunos que o conceito de ácido veio evoluindo ao longo do tempo. Informe que o químico Sueco Arrhenius, em 1887, definiu que ácido é qualquer substância que, em solução aquosa, libera única e exclusivamente íons hidrogênio (H+). Se considerarmos a existência de cadeias de carbono, os ácidos podem ser classificados em dois grupos: os ácidos orgânicos e os ácidos inorgânicos. Explique para os alunos que os ácidos do segundo grupo são perigosos e quando em alta concentração queimam, corroem o que estiver por perto. Os ácidos inorgânicos são perigosos pelo alto poder de corrosão, como por exemplo: ácido sulfúrico, ácido clorídrico (componente do suco gástrico presente no estômago), ácido nítrico, etc. Por outro lado, há os ácidos orgânicos presentes em alimentos, como ácido cítrico, existente em frutas cítricas como laranja, acerola e limão; o ácido acético, componente do vinagre, além de outros que participam do metabolismo humano na forma de ácido lático, aminoácidos, ácidos graxos, etc.
Destaque a figura a seguir, extraída do vídeo, que mostra o rótulo de um produto químico ácido sulfúrico. Aponte para os alunos que o símbolo no lado esquerdo do rótulo, apresentado em destaque na parte superior direita, representa a classificação toxicológica para produtos corrosivos. Lembre ainda que a sigla P.A., que aparece após o nome do produto, significa Para Análise, indicando que o produto tem alto grau de pureza. É importante ressaltar que existem diversos tipos de ácidos e que eles podem desempenhar funções completamente diferentes. Por exemplo, o ácido nítrico é utilizado para fabricar explosivos; porém outros tipos de ácido, como o fólico, são usados para ajudar no crescimento de crianças. Audiovisual Programa É Tempo de Química! Substâncias Inorgânicas Destaque a reação química apresentada no vídeo que indica que o ácido clorídrico (HCl) em solução aquosa (misturado com água) se dissocia liberando um íon hidrogênio (H+). Bases Base é toda substância que, em solução aquosa, sofre dissociação iônica, liberando o ânion OH-, chamado Hidróxido. Por isso, as bases também são conhecidas como hidróxidos. Químico Entrevistado Pergunte aos alunos se eles já sentiram a boca amarrar ao comer uma banana verde, um caju ou outra fruta com cica. Ressalte que aquela sensação da cica na qual a língua não desliza pela boca, é chamada de sabor adstringente, geralmente associado à sensação de amargor, uma das características da base. 7
Conteúdos Digitais Multimídia Guia Didático do Professor As bases, também chamadas de hidróxidos, são substâncias iônicas que em presença de água, sofrem dissociação iônica, originando o ânion OH- (hidroxila). Algumas bases, assim como os ácidos, possuem alto teor corrosivo. Este tipo de base está presente nos produtos de limpeza (hidróxido de amônio), nos produtos utilizados para desentupir encanamentos (hidróxido de sódio), entre outros. Destaque que o sabão é um produto obtido a partir da reação química entre uma substância alcalina forte e uma gordura. Explique que é possível produzir sabão a partir de óleo usado de cozinha e soda cáustica (NaOH). Sais Os sais são compostos bastante interessantes, uma vez que eles são produtos da reação entre um ácido e uma base. Nessa reação, o ácido neutraliza as propriedades da base e a base neutraliza as do ácido. Químico Entrevistado O cloreto de sódio (NaCl), mais conhecido como sal de cozinha, é um produto natural retirado das salinas. Questione-os se eles percebem que os sais são um grupo e não uma única substância. É relativamente comum a ideia de que existe o sal (NaCl) e não um grupo de substâncias com características semelhantes denominadas de Sais. No estudo da química alguns sais são resultantes de reações de neutralização, pois é um composto que surge da reação entre um ácido e uma base. Podemos dizer que a reação de neutralização é: ÁCIDO + BASE SAL + ÁGUA Destaque a imagem a seguir que apresenta a reação entre o ácido clorídrico (HCl) e o hidróxido de sódio (NaOH). Aponte que o produto dessa reação é um sal (NaCl) e a água (H2O), sendo quimicamente neutros. Essas reações químicas de neutralização são muito usadas em primeiros socorros em casos de envenenamento por ácidos e bases fortes para dar condições do acidentado ser transportado até o local de atendimento. 8
Óxidos Óxidos são compostos binários de oxigênio, nos quais o oxigênio apresenta o NOX. Químico Entrevistado Explique aos alunos que o NOX é na verdade uma sigla para número de oxidação. Indique que os óxidos estão em nosso cotidiano de várias formas. Pergunte aos alunos se eles sabem dizer de que forma eles aparecem. Ressalte que os óxidos são compostos binários de oxigênio, nos quais este apresenta o NOX -2 e os peróxidos apresentam o NOX -1. Comente que os peróxidos também estão em nosso cotidiano. Diga que a água oxigenada usada em ferimentos é o peróxido de hidrogênio. Lembre que os óxidos, segundo as reações com a água, podem ser classificados como óxidos ácidos, óxidos básicos e óxidos anfóteros. Destaque que os óxidos anfóteros são aqueles que, dependendo da reação em que participam, podem formar ácidos ou bases. Destaque a equação a seguir, extraída do vídeo, que mostra o trióxido de enxofre reagindo com a água e resultando no ácido sulfúrico. Lembre que se o produto gerado for uma substância alcalina, o óxido reagente é denominado de óxido básico. mais detalhes! Saiba mais sobre o comportamento de um óxido anfótero lendo o artigo de COSTA,Thiago Santangelo; ORNELAS, Danielle Lanchares; GUIMARÃES Pedro Ivo Canesso e MERÇON, Fábio. Experimentos com Alumínio. Química Nova Na Escola. N 23, maio, 2006. p. 38-40. http:// qnesc.sbq.org.br/online/ qnesc23/a09.pdf Audiovisual Programa É Tempo de Química! Substâncias Inorgânicas Cite alguns exemplos de óxidos no nosso dia-a-dia, tais como: Água oxigenada de 10 volumes usada em ferimentos (peróxido de hidrogênio H2O2); Cal viva utilizada na construção civil (óxido de cálcio - CaO); Magnésia utilizada como antiácido estomacal (óxido de magnésio MgO), entre outros. Aponte para os alunos que o óxido de cálcio, um dos óxidos mais importantes para a agricultura e a indústria, é produzido a partir da reação química de decomposição das rochas calcárias por ação do calor acima de 900ºC.
Conteúdos Digitais Multimídia Guia Didático do Professor mais detalhes! Para saber mais sobre este tema acesse: http://web.ccead.pucrio.br/condigital/mvsl/ Sala%20de%20Leitura/ conteudos/sl_funcoes_inorganicas.pdf 2. a) b) c) d) Atividades Sugira que os alunos se dividam em grupos. Em seguida, peça que cada grupo pesquise na internet alimentos e produtos de nosso uso cotidiano que sejam inorgânicos. Como produto final, os grupos devem construir um grande mural. Peça que os alunos pesquisem sobre a composição de substâncias inorgânicas. Divida a turma em grupos e distribua as substâncias pesquisadas entre os grupos. Leve massa de modelar de várias cores ou papel machê, para que os grupos montem modelos das moléculas pesquisadas. Organize um dia para realizar uma exposição dos modelos. Proponha que os alunos pesquisem o uso de substâncias inorgânicas em nosso cotidiano. Peça que eles pesquisem sobre o uso delas nos produtos de limpeza. Peça que eles produzam slides para apresentação do resumo da pesquisa. Solicite uma pesquisa sobre o uso de reações de neutralização em casos de envenenamento. TEIXEIRA, Letícia R. Funções Inorgânicas. Sala de Leitura 3. Avaliação A avaliação é parte integrante do processo de ensino-aprendizagem. Suas estratégias devem ser pensadas e conduzidas de modo que forneçam informações ao longo de todo o desenvolvimento do tema. Assim, será possível, se necessário, redefinir os elementos do planejamento de forma que os objetivos sejam alcançados. Considere que a avaliação é muito mais do que apenas estabelecer objetivos, critérios e atribuir conceitos e notas. 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. O envolvimento, interesse e participação dos alunos, tanto durante a apresentação do programa quanto nos debates subsequentes são momentos importantes para avaliar conteúdos conceituais, procedimentais e atitudinais. Os questionamentos apresentados pelos alunos 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. Durante os debates você poderá, de modo informal, propor algumas questões que desafiem o grupo para que os modelos mentais em construção sejam revelados. Essas questões podem ser elaboradas em função do conteúdo apresentado no programa. 10 Reflita, observando que os momentos de avaliação do grupo constituem, também, excelente oportunidade para avaliar o seu próprio trabalho e os objetivos propostos inicialmente, reformulando e repensando ações futuras.
VÍDEO - AUDIOVISUAL EQUIPE PUC-RIO Coordenação Geral do Projeto Pércio Augusto Mardini Farias Departamento de Química Coordenação de Conteúdos José Guerchon Revisão Técnica Letícia R. Teixeira Nádia Suzana Henriques Schneider Assistência Camila Welikson Produção de Conteúdos Adriana Gioda 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 Gisele da Silva Moura Gislaine Garcia Tito Tortori Design Eduardo Dantas Romulo Freitas Revisão Alessandra Muylaert Archer Gislaine Garcia