OT de Química - 24/04/2012

DIRETORIA DE ENSINO LESTE 4 JOSÉ CARLOS FRANCISCO

DIRIGENTE REGIONAL DE ENSINO

ORIENTAÇÃO TÉCNICA DE QUÍMICA “OFICINAS TEMÁTICAS NO ENSINO PÚBLICO”

PCNP Cida Temple – 24/04/2012

Autoria do material

“Oficinas Temáticas no

Ensino Público”:

GEPEQ/USP

Contextualização no ensino de

química: possibilidades

GEPEQ – grupo de pesquisa em educação química Instituto de Química

USP

GEPEQ – grupo de pesquisa em educação química Instituto de Química

USP

Fábio Luiz de Souza Luciane H Akahoshi

Miriam P Carmo Alexandra Epoglou

Maria Eunice R Marcondes Dayse P Silva (CENP)

Ensino de química

deve contribuir para a formação da

cidadania ética e crítica

Conhecimentos para a interpretação da

realidade e o exercício da cidadania

Conhecimentos para o desenvolvimento

pessoal

Contextualização no Ensino de química

Diferentes perspectivas

Aplicação do conhecimento químico (AC) –

ilustrações e exemplos de fatos do cotidiano ou

aspectos tecnológicos

Descrição científica de fatos e processos (DC) –

explicações para fatos do cotidiano e de

tecnologias, estabelecendo ou não relação com

questões sociais. A Temática é escolhida em função

dos conteúdos

Contextualização no Ensino de química

Diferentes perspectivas

Compreensão da realidade social (CRS) – O

conhecimento químico é utilizado como ferramenta

para o enfrentamento de situações problemáticas

Transformação da realidade social (TRS) –

discussão de situações problemas de interesse

social, buscando que o aluno se posicione e

proponha formas de intervenção. Os conteúdos

estão em função da problemática em estudo

Abordagem temática

Possíveis objetivos

tema como pretexto para o

desenvolvimento dos conteúdos químicos

informação sobre o mundo físico,

processos produtivos

conhecimento da realidade, julgamento e

intervenção

Abordagem temática

abrangência do tema

restrita – cotidiano

ampla – sociedade

rupturas

Contextualização social dos conteúdos químicos

Organização do conteúdo a partir de um tema – relevante

socialmente (escolha nossa)

AIKENHEAD, G. S.The social contract of science: implications for teaching science. In: SOLOMON, J. e AIKENHEAD, G. (Eds.), STS education - International perspectives on reform. New York: Teachers College Press, 1994.

PROBLEMATIZAÇÃO

INICIAL

Motivador

-Ligação entre o

conteúdo e situações

reais que os alunos

conhecem e vivenciam

-Manifestação das

concepções prévias

sobre as questões

colocadas para a

problematização

-Professor atua como

um problematizador

Os três momentos pedagógicos – (Delizoicov,Angotti e Pernambuco, 2002)

ORGANIZAÇÃO DO

CONHECIMENTO

Desenvolvimento dos

conteúdos a partir do

conhecimento

científico

-Percepção de outras

explicações para as

questões

problematizadas

-Comparação entre os

conhecimentos para

resolução das

questões desafiadoras

APLICAÇÃO DO

CONHECIMENTO

Conteúdo escolar é

usado para

reinterpretar as

questões

problematizadoras

iniciais

-Novas questões

que podem

transcender o

cotidiano do aluno

Organização de uma oficna temática

Problema ambiental,

social, político,

econômico, industrial

relacionado à química

Visão geral do

problema

Visão específica

ligada à química

Nova leitura do

problema

ORGANIZAÇÃO

DO

CONHECIMENTO

APLICAÇÃO DO CONHECIMENTO

PROBLEMATI-

ZAÇÃO INICIAL

contextualização social dos conteúdos químicos

Organização do conteúdo a partir de um tema – relevante

socialmente (escolha nossa)

AIKENHEAD, G. S.The social contract of science: implications for teaching science. In: SOLOMON, J. e AIKENHEAD, G. (Eds.), STS education - International perspectives on reform. New York: Teachers College Press, 1994.

contextualização social dos conteúdos químicos

Currículo do Estado de São Paulo

• deve contribuir para a formação da

cidadania ética e crítica

Conhecimentos para a interpretação da

realidade e o exercício da cidadania

Conhecimentos para o desenvolvimento

pessoal

temáticas sócio-científicas que dialoguem com o contexto da escola, com a realidade do aluno e que transcendem seu universo vivencial

conteúdos em nível de complexidade compatíveis com a maturidade esperável da faixa etária de cada série

atividades com participação ativa dos alunos, preferencialmente demandando consulta e cooperação entre os pares

currículo de

Química

Baseado em Menezes, 2011

contextualização social dos conteúdos químicos

Currículo do Estado de São Paulo

temáticas sócio-

científicas que

dialoguem com o

contexto da escola,

com a realidade do

aluno e que

transcendem seu

universo vivencial

Compromisso com

conteúdos explícitos no

currículo

restrição conceitual

amplitude social,

tecnológica ou ambiental

refletir a “química real”

Exemplo de utilização do material:

Metais: propriedades e utilização

Objetivos:

Compreender a importância histórica dos metais no

desenvolvimento das civilizações.

Estudo dos metais visando a construção de

conceitos químicos de maneira contextualizada e

interelacionadas com as questões tecnológicas,

ambientais e sociais.

Entender as propriedades dos metais com estreita

relação de sua aplicabilidade no cotidiano e

sistema produtivo.

Analisando a condutibilidade elétrica de

alguns materiais

Precauções:

• Cuidado com choques

elétricos.

• Quando do manuseio do

aparelho de condutibilidade

elétrica.

• Ao testar o aparelho unindo

os fios desencapados.

• Cada vez que for limpar os

terminais com palha de aço,

desligar da tomada o

aparelho.

Conceitos que podem ser construídos com

o experimento

Condutibilidade

elétrica

Ligas metálicas

Condutores e isolantes elétricos

Ligação metálica

Propriedades físicas

Simbologia química

Modelo atômico

Questões para provocar interesse e

evocação das idéias

Quais os materiais utilizados?

Complete a tabela indicando os materiais que permitem

que a lâmpada acenda ou não:

O aço pintado conduz a corrente elétrica?

O que apresentam em comum os materiais que

conduzem a corrente elétrica?

Acende a lâmpada Não acende a lâmpada

Questões para provocar interesse e

evocação das idéias

Compare o latão e o aço: o que apresentam em comum?

O que são ligas metálicas?

Compare a condutibilidade elétrica da água do mar com

a dos metais que permitam que a lâmpada acenda?

Por que alguns materiais não conduzem a corrente

elétrica como nos metais?

Outras sugestões de trabalho considerando a a

condutibilidade elétrica como foco:

Corrosão dos metais

Emprego dos metais no cotidiano ( Construção de tabelas do tipo)

metais Alguns usos símbolo

Ouro jóias, uso dentário, dispositivos eletrônicos

Au

Prata jóias, utensílios de casa Ag

Ferro aço, uso em construção, máquinas Fe

Alumínio utensílios de casa, fabricação de aviões, em construção

Al

Cobre fios elétricos Cu

Mercúrio termômetros, dentário, em lâmpadas

Hg

urânio usinas e armas nucleares U

Analisando a densidade de alguns materiais

Objetivo:

Compreender o conceito de densidade e verificar a densidade

de alguns metais.

Analisando a densidade de alguns materiais

Recomendações Técnicas:

Organize grupos de no máximo 4 alunos.

Oriente os alunos para anotarem a massa da

amostra, o volume inicial da água na proveta antes da

adição da amostra na água.

A amostra deverá ter diâmetro menor do que o de

uma proveta de 25mL.

O volume inicial da água deve ser tal que possa

cobrir totalmente a amostra.

Auxilie os alunos a organizarem uma tabela para

anotação dos dados.

Analisando a densidade de alguns materiais

Questões para provocar interesse e

evocação das idéias

Quais metais você conhece e para que são

utilizados?

Como podemos identificar os metais?

Você já deve ter ouvido falar que o ferro é mais denso

do que o alumínio. Como você explica este fato?

Compare os valores obtidos da densidade do metal

por você obtida com a tabela a seguir e identifique

este metal.

METAL

DENSIDADE (g/cm3)

METAL

DENSIDADE (g/cm3)

Alumínio 2,7

Mercúrio

13,5

Chumbo

11,3

Níquel

8,9

Cobre

8,9

Ouro

19,3

Estanho

7,2

Platina

21,4

Ferro

7,8

Prata

10,5

Magnésio

1,7

Titânio

4,5

Tabela 1- Densidade de alguns metais. (Handbook of Chemistry and

Physics).

Conceitos químicos que podem ser desenvolvidos com o experimento:

Densidade dos metais

densidade

extensão

Propriedades específicas

(dureza; P.F, PE)

Massa e volume

Aplicações do metais na sociedade de acordo com a densidade.

Substituição dos metais por outros materiais, tais como: plásticos, destacando os aspectos positivos e negativos.

Reciclagem de metais

Dilatação térmica dos metais.

Os metais e o meio Ambiente

Outras sugestões de trabalho considerando a

densidade dos metais como foco:

Analisando a reatividade dos metais

Objetivo:

Interação dos metais com outras substâncias e o

problema da corrosão.

Classificar metais segundo sua reatividade, através da

reação com ácido (HCl)

Reação dos metais com ácido

Precauções e recomendações técnicas:

Orientar o aluno :

A respeito das técnicas e regras de segurança no manuseio do HCl.

Para observar com detalhes os metais: cor, brilho, maleabilidade, etc.

Identificarem cada tubo de ensaio e o respectivo metal.

Colocarem ao mesmo tempo os metais nos tubos de ensaio.

Não inalaram os vapores desprendidos pelo experimento.

Cuidados com o descarte dos materiais.

.

Reação dos metais com ácido

Questões para provocar interesse e

evocação das idéias

O que aconteceu?

Ocorreu uma transformação química? Qual a

evidência?

Que gás liberou?

O que aconteceu com o metal?

O que tem na solução após a interação do metal com

o ácido?

O que provocou a formação do gás?

Por que o H2(g) não ficou na solução?

Questões para provocar interesse e

evocação das idéias

Muitos acabamentos metálicos de ferro, como os de portões,

grades, recebem antes da pintura uma camada de zarcão. Qual a

finalidade desta camada? Justifique.

Você já deve ter tido contato com: uma colher de aço, uma

medalha de bronze, um utensílio de latão. O que significa para

você as palavras aço, bronze e latão?

Conceitos químicos que podem ser desenvolvidos com o experimento:

Reatividade dos metais com ácido

Transformações químicas

Oxidação/redução

corrosão

Rapidez da

reação

Reações exotérmicas

Reatividade/Tabela

periódica

Metais - Reatividade

tubo Metal Transformação com HCl (aq)

Rapidez da reação

1

2

3

4

Sugestão de tabela para organização dos dados

Metais - Reatividade. Discussões:

Mg (S) + HCl (aq.) MgCl2 (aq.) + H 2(g)

Zn (S) + HCl (aq.) ZnCl2 (aq.) + H 2(g)

Fe (S) + HCl (aq.) FeCl2 (aq.) + H 2(g)

Cu (S) + HCl (aq.) x

•Ordem crescente de reatividade: Mg>Zn>Fe>Cu

Oficina: Água do Mar

Devemos considerar que:

Provoquem a

especulação de idéias.

Possibilitem a

Construção de

conceitos .

Possibilitem o

Estabelecimento de

relações conceituais

Ser abordados em um

nível suficiente para

entendimento;

Ser retomados em outros

níveis de

aprofundamento.

Os experimentos:

Os conceitos químicos devem...

Sugestões para o desenvolvimento

da Atividade Experimental

• Focalizar no objetivo do tema

• Questões para o provocar interesse e evocação de idéias.

• Conceitos químicos que podem ser abordados.

• Ações Pedagógicas.

• Recomendações Técnicas.

• Sugestões de trabalhos a partir do tema.

Salinidade da água do mar

Objetivo:

Conhecer a composição e algumas propriedades físicas e químicas da água do

mar (maior parte da água que compõe nosso planeta).

Salinidade é definida como a massa de sais, em gramas,dissolvidos em 1kg de

água do mar.

Precauções:

Segurança no manuseio da lamparina a álcool

Cabelos compridos amarrados.

Cuidados com manuseio de vidro quente.

Utilização da água do mar filtrada.

Questões para o provocar

interesse e evocação de idéias.

• 1. O que você entende pelas expressões: água

doce e água salgada?

• 2. Ao receber um recipiente contendo água do

mar, como você determinaria a quantidade de

sais dissolvidos nessa água?

• 3. Como você separaria o sal da água do mar?

• 4. Você já pensou sobre a composição química

da água do mar? Sabe dizer qual é?

Mediação do Professor:

Questões do tipo:

O que significa, teor de sal na água do mar?

O que fizeram?

Quanto pesaram?

O que aconteceu com a massa que pesaram?

O que aconteceu durante o aquecimento?

Depois da evaporação quanto restou do sal?

(Sugestão: faça um levantamento dos dados com os alunos e uma média dos valores obtidos)

Por exemplo: 0,31g ; 0,43g(duas vezes) ; 0,36g

Média= 0,475g

Logo: 0,36g → 10g de água

x → 1000g x= 36g/1000g

Explicar este valor:

< 35 (proximidade da água doce)

> 35 ( proximidade da água salgada)

Conceitos químicos que podem ser

desenvolvidos com o experimento

Salinidade

Mistura de substâncias

fases

soluções

solubilidade Densidade

Cálculo de concentrações

Outras sugestões de trabalho considerando a

salinidade como foco:

• Interpretação da qualidade e quantidade de salinidade da

água mineral por intermédio da análise de rótulos.

• Texto ou tabela com dados sobre a composição da água do

mar, para que se possa explorar sua composição em termos

de íons presentes e a importância destes.

• Comparação da salinidade (interpretando tabelas) de

diferentes águas naturais,

• propondo exercícios que permitam o desenvolvimento do

raciocínio proporcional.

• Discussão de técnicas de separação de misturas nos

sistemas produtivos.

(veja: “Química e a Sobrevivência: Hidrosfera - Fonte de

Matérias”1 ).

1-GEPEQ/IQ-USP, Química e a Sobrevivência: Hidrosfera – fonte de materiais.

São Paulo: Edusp, 2005.

Solubilidade e a densidade

Objetivo:

Relacionar as propriedades solubilidade e densidade com estreita relação ao desenvolvimento da vida no nosso planeta.

Relacionar a solubilidade dos sais com a alteração de propriedades da água, com foco na mudança de densidade.

O que essa atividade possibilita:

• Ampliação do conceito de

solubilidade.

• Considerar as concepções que os

alunos já apresentam sobre

densidade alternativas).

• Abordagem conceitual em níveis

diferenciados dependendo do público

alvo (1ª,2ª ou 3ª séries do E.M)

Precauções: • Uso simplificado da linguagem química

reforçando concepções alternativas.

Questões para o provocar

interesse e evocação de idéias.

• 1) O que ocorre quando colocamos uma colher de sal de

cozinha (cloreto de sódio – NaCl) em um copo com água?

E se continuarmos adicionando outras colheres de sal o que

ocorrerá?

• 2) Quando adicionamos uma colher do sal carbonato de cálcio

(CaCO3) em pó em um copo com água e agitamos, observa-

se que a mistura torna-se turva e que o sal após algum tempo

se deposita no fundo do copo. Explique essa observação.

• 3) Quando colocamos um cubo de gelo em um copo com

água, observa-se que o cubo não afunda ficando na superfície

do líquido. Como você explicaria esse fato?

Conceitos químicos que podem ser

desenvolvidos com o experimento

Solubilidadee densidade

Determinação da densidade de plásticos

soluções

solubilidade Densidade

Cálculo de concentrações

Mediação do Professor:

Questões do tipo:

• Chamar atenção para as mudanças

que ocorrem em cada béquer.

• O que cada sal causou na água?

• O cal dissolve ou não?

• O que ocorreu no sistema 3 que não

ocorreu no sistema 2?

Outras sugestões de trabalho

considerando a solubilidade e a densidade

como foco:

• Estabelecer relações entre a densidade e a

utilização de alguns tipos de plásticos.

• Pesquisa sobre a concentração do Mar Morto,

explicando por que uma pessoa não afunda no

mesmo.

Dissolução de gás em água

Objetivo:

Conhecer sobre a dissolução de

gases em água para o

entendimento de muitos fenômenos

e processos observados na

natureza e no sistema produtivo.

Precauções:

Segurança no

manuseio da

lamparina a

álcool

Cabelos

compridos

amarrados.

Cuidados com

manuseio de

vidro quente.

Questões para o provocar

interesse e evocação de idéias.

Ao abrir duas garrafas de refrigerante, uma gelada e outra em temperatura ambiente, observa-se maior liberação de gás no refrigerante que está em temperatura ambiente. Como você

explicaria esse fato?

Você acha que gases se dissolvem em água? Explique.

Como os peixes respiram sob a água?

Conceitos químicos que podem ser

desenvolvidos com o experimento

Solubilidade dos Gases em

água

Transformação química

soluções

solubilidade

Densidade

pH

Ácidos e bases

Observando o Experimento

1- água de cal + CO2 + indicador universal pH≈ 10

CO2(g) + H2O(l) ═ H2CO 3 (aq)

H2CO3(aq) ═ HCO3- (aq) + H +(aq)

═ CO3 2-

(aq) + 2H+ (aq)

CaO (s) + H2O (l) → Ca2+ (aq) + 2OH- (aq)

Ca 2+ (aq) + CO3- (aq) → CaCO3 (s)

H+ (aq) + OH- (aq) → H2O (l)

Padrão de cores para indicador

universal verde

2- água do mar + CO2 + indicador universal pH≈ 8 →6/7

Observando o Experimento

Com a dissolução de CO2 na água do

mar observa-se a mudança mais lenta do pH

devido a presença de íons que provocam

efeito tampão, o qual é responsável pela

resistência à variação de pH.

O efeito tampão é caracterizado pela

mistura de ácidos fracos e suas bases

conjugadas como, por exemplo, o sistema

HCO3-/CO3

2- que é um dos responsáveis por

esse efeito na água do mar.

Observando o Experimento

3- água de torneira+ CO2 + indicador universal pH≈ 7→4

CO2(g) + H2O(l) ═ H2CO 3 (aq)

H2CO3(aq) ═ HCO3- (aq) + H +(aq)

═ CO3 2-

(aq) + 2H+ (aq)

Mediação do Professor:

Questões do tipo:

Chamar atenção para as mudanças que ocorrem em cada erlenmeyer?

Na escala, qual o pH de cada frasco?

O que fizeram depois?

O que aconteceu com o CO2 em água?

Frasco- 1

O que ocorreu com o cal?

Que evidência pode ser observada?

Frasco -2

Por que o pH inicial não abaixa para menor que 6?

Frasco-3

O que ocorreu quando se introduziu o CO2?

Depois de aquecer o frasco o que ocorreu?

Outras sugestões de trabalho considerando a

solubilidade dos gases como foco:

A importância da solubilidade dos gases

em ambientes marinhos

A formação de corais e estalactites.

A dissolução dos gases em processos

industriais.

Condutibilidade elétrica da água do mar

Objetivo:

Reconhecer a condutibilidade elétrica como uma propriedade importante para o

entendimento de fenômenos que ocorrem na natureza e nos processos.

Compreender o fenômeno da dissolução como um processo de interação entre as

partículas constituintes da mesma.

Precauções

: • Segurança no

manuseio do aparelho de condutibilidade elétrica, evitando choque elétrico.

• Desligar o aparelho a cada teste realizado para evitar acidentes.

• Cuidados quando da lavagem das pontas de teste do aparelho de condutibilidade.

Dispositivo para teste de condutibilidade elétrica de materiais

Questões para o provocar

interesse e evocação de idéias.

A água do mar conduz eletricidade. Como você pode justificar essa afirmação?

Para que a água seja condutora de eletricidade, é preciso que substâncias sejam dissolvidas nela. Comente esta frase.

Conceitos químicos que podem ser

desenvolvidos com o experimento

Condutibilidade elétrica da água

do mar

Sólidos:

iônicos

Ligações químicas

solubilidade

Interações interpartículas

pH

dissociação iônica

Eletrólitos

Substância Lâmpada de maior potência

Lâmpada de menor potência

1-Água destilada _ +

2- Água destilada + açúcar

_ +

3- Água destilada + CaO _ +

5- Água destilada + NaCl

+ +

6- Água do mar + +

Tabela para auxiliar as discussões

Mediação do Professor:

Questões

1. O que tem em comum o grupo de substâncias que acenderam a

lâmpada de menor potência do aparelho de condutibilidade elétrica?

2. O que tem em comum o grupo de substâncias que acenderam a

lâmpada de maior potência do aparelho de condutibilidade elétrica?

3. Porque a condutibilidade elétrica do CaO + água destilada é baixa?

4. Por que a condutibilidade elétrica da água destilada é muito baixa? A

água pode ser classificada como boa ou má condutora de

eletricidade?

5. Por que a solução de sacarose acende somente a lâmpada de

menor potência?

4- O açúcar ionizou ou dissociou ?

6. Por que a condutibilidade elétrica da água do mar é alta?

Outras sugestões de trabalho considerando a

condutibilidade elétrica da água como foco:

A importância da água no mundo

Extrapole com a atividade, permitindo ao aluno refletir sobre a

existência de processos industriais que aproveitam este

fenômeno para gerar outros produtos de importância para a

sociedade (cloro, soda cáustica).

Retome os outras questões com base no conhecimento

adquirido neste experimento:

( Mar Morto/ solubilidade de gás em água)

Obrigada por

sua

participação!

Prof.ª Cida Temple

PCNP de Química

Núcleo Pedagógico

Diretoria de Ensino Leste 4