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Estratégia didática para o ensino de MOL, quantidade
de matéria
Flávia Cristina Gomes Catunda de Vasconcelos1, Angela Fernandes Campos2, Aline de Andrade Alves3,
João Tenório Ratis da Silva4
________________
1 Aluna do curso de Licenciatura em Química da Universidade Federal Rural de Pernambuco. R. D. Manoel de Medeiros, s/n - Dois Irmãos 52171-900 -
Recife/PE. E-mail: [email protected]
2. Professora Associada do Departamento de Química, Universidade Federal Rural de Pernambuco. Dom Manoel de Medeiros, s/n – Dois Irmãos 52171-
900 - Recife/PE E-mail: [email protected]
3. Aluna do curso de Licenciatura em Química da Universidade Federal Rural de Pernambuco. R. D. Manoel de Medeiros, s/n - Dois Irmãos 52171-900 -
Recife/PE. E-mail: [email protected]
4. Aluno do curso de Licenciatura em Química da Universidade Federal Rural de Pernambuco. R. D. Manoel de Medeiros, s/n - Dois Irmãos 52171-900 -
Recife/PE. E-mail: [email protected]
Introdução
O interesse científico para se compreender do que a
matéria é constituída proporcionou descobertas
importantes como à interação da eletricidade e da
radiação com a matéria que, por sua vez, contribuiu
para o desenvolvimento de modelos e teorias que
quando relacionados com resultados experimentais da
época, permitiram a descoberta do átomo e das
partículas presentes no seu interior (elétrons, prótons,
nêutrons). Além disso, obteve-se a compreensão que as
substâncias químicas são constituídas de átomos e
quando essas substâncias são postas em contato pode
ocorrer a formação de novas substâncias químicas.
Esse processo é dito de natureza química e constitui a
essência da Química.
Mas que grandeza é utilizada para expressar as
quantidades das substâncias envolvidas numa reação
química? Nesse sentido, os cientistas estabeleceram a
grandeza quantidade de matéria tendo como unidade
de medida o mol. O mol é definido como a unidade de
quantidade de matéria que contém tantas entidades
elementares quantos são os átomos de carbono
contidos em 12 gramas de carbono [1, 2, 3]. Essas
entidades podem ser átomos, moléculas, elétrons,
cátions, ânions, etc. O mol foi introduzido em 1971
como unidade base do Sistema Internacional de
Unidades (SI) para a grandeza quantidade de matéria.
Amedeo Avogadro, químico e físico italiano, no
século XVII, trabalhando com diferentes gases numa
mesma temperatura (0o Celsius) e pressão (1
atmosfera) observou que nessas condições,
denominada condições normais de temperatura e
pressão (CNTP), os gases ocupavam o mesmo volume,
22,4 litros. Sua interpretação para esse fato, conhecida
como hipótese de Avogadro, foi que a mesma
quantidade de moléculas gasosas estavam presentes
para qualquer gás a 0oC e 1atm. A princípio a
comunidade científica não deu muito crédito a
hipótese de Avogadro, sendo confirmada pelos
cientistas quase cem anos depois. Experimentalmente
[4] se determinou que a quantidade de entidades a que
Avogadro se referia está presente em 1 mol de
quantidade de matéria e corresponde a 6,02x 1023 e o
volume 22,4 litros passou a ser denominado volume
molar ou volume/mol.
Segundo Lourenço et. al [5] muitos estudantes
compreendem mol como unidade de massa e não
conseguem diferenciar mol de massa molar. Isso pode
ser o reflexo de um ensino que muitas vezes não leva
os estudantes ao entendimento de mol como unidade
de medida da grandeza quantidade matéria. Nesse
sentido este trabalho apresenta uma proposta de
intervenção didática para o ensino de mol dentro dessa
concepção conceitual.
Metodologia
Inicialmente foi discutido com os alunos do 1° ano
do Ensino Médio de um colégio da rede particular de
ensino de Recife o conceito de mol, constante de
Avogadro, massa molar e a relação entre eles. Após a
discussão, os alunos foram divididos em grupos e foi
entregue a cada grupo amostras de várias substâncias
(Fig. 1A) devidamente pesadas e bem armazenadas em
recipientes lacrados pelo professor. Em seguida, eles
receberam uma tabela (tabela 1) que continha o nome
de diversas substâncias, sua fórmula química, massa
molar, aplicações e uma coluna em branco para eles
registrarem o cálculo da quantidade em mols.
Após uma breve discussão sobre os valores que eles
determinaram em mols de cada substância a professora
solicitou que os alunos determinassem a quantidade de
átomos/moléculas de três amostras escolhidas por eles
(Fig. 1B).
Como é impraticável contar quantos átomos há em
cada amostra, fez-se uso da constante de Avogadro,
para determinar a quantidade das entidades
solicitadas, conforme exemplos descritos a seguir:
* Amostra de cobre: 1 mol contém 6,02214x1023
entidades, logo a amostra possui 6,02214x1023 átomos
de cobre.
* Amostra de bicarbonato de sódio: 1 mol contém
6,02214x1023 entidades, mas a amostra entregue aos
alunos possuía 0,25 mol. Logo, há 1,0505x1023
moléculas de bicarbonato de sódio.
Para se chegar ao valor da quantidade de entidades
(átomos/moléculas) os alunos realizaram uma regra de
três simples, permitindo um estímulo ao raciocínio.
Além disso, foi valorizada na intervenção a relação
entre os três níveis do conhecimento químico: nível
macroscópico da matéria (amostras das substâncias),
microscópico (quantidade átomos/moléculas presentes
nas amostras e quantidade em mols) e representacional
(fórmulas químicas, tabela 1).
Resultados e discussão
Pôde-se perceber que a grande maioria dos alunos
conseguiu diferenciar massa de quantidade de átomos,
devido à condução da aula pelo professor, partindo do
enfoque macro (as substâncias que os alunos
visualizaram) para o micro (o resultado da regra de
três sobre a quantidade de átomos). Uma maior parte
dos alunos teve a compreensão que a quantidade de
matéria é função das massas das substâncias
envolvidas, ou seja, maior massa implica em maior
quantidade de matéria e que com a constante de
Avogadro não é tão difícil determinar a quantidade de
entidades presentes em uma dada amostra. No entanto,
percebeu-se que eles tiveram grande dificuldade na
identificação das entidades constituintes das
substâncias (átomos, moléculas, íons etc) resultado
semelhante encontrado por Lourenço [5].
Percebemos durante a realização da intervenção que
os alunos participaram ativamente e que houve uma
maior aproximação entre professor-aluno e aluno-
aluno (Fig. 1C). A experiência vivenciada nos
despertou mais ainda para a necessidade de proposição
de estratégias metodológicas que possam contribuir
para o entendimento por parte dos alunos de diversos
conceitos químicos e interesse pelo estudo da Química.
Conclusão
Foi comentado anteriormente que os alunos do
ensino médio, freqüentemente, definem mol como
unidade de massa e não de quantidade de matéria.
Consideramos que a intervenção didática aqui
apresentada se mostrou de grande utilidade para essa
diferenciação. Além disso, o papel do professor como
mediador de todo o processo foi de suma importância
para tornar a sala de aula de química um ambiente
agradável e aberto às questões, posicionamentos e
dificuldades apresentadas pelos alunos.
Agradecimentos
Aos estudantes Aline Andrade e João Tenório, e a
professora Angela Fernandes Campos pela análise
crítica e sugestões apresentadas durante a análise deste
trabalho e, aos alunos que participaram da intervenção
didática.
Referências
[1] ATKINS, P. Princípios da Química: questionando a vida moderna
e o meio ambiente. – 3 ed. Porto Alegre: Bookman, 2006.
[2] LIDE, D.R. (ed.) Handboook of Chemistry and Physics.79ed.
Ohio: CRC, 1999.
[3] SILVA, R. R. e ROCHA-FILHO, R. C. Mol – uma nova
terminologia. Química Nova na Escola, No 1, maio, p.12-14,
1995.
[4] MÓL, G. I, FERREIRA, G. A. L, SILVA, R. R, LARANJA, H. F.
Química Nova na Escola, No 3, maio, p. 32-33, 1996.
[5] LOURENÇO, I. M. B. & MARCONDES, M. E. R. Um plano de
ensino para mol. Química Nova na Escola, n°18, nov, p. 22-25,
2003.
Tabela 1. Tabela entregue aos alunos após a determinação dos valores de massa molar e mol.
NOME FÓRMULA MASSA MOLAR
(g/mol)
MOL APLICAÇÃO
Ferro Fe 56 0,18 Ferramentas, pontes, parafuso, ímãs,
latas, aço.
Sacarose C12H22O11 342 0,25 Açúcar comum
Naftaleno C10H8 128 0,15 Empregado para evitar traças em
guarda-roupas (Conhecida como na
naftalina).
Magnésio Mg 24,3 0,2 Liga metálica leve para rodas e
aviões, protege outros metais
sofrendo corrosão primeiro (metal
de sacrifício),
Enxofre S 32 1 Síntese de ácido sulfúrico,
vulcanização da borracha,
fabricação de pólvora e fogos de
artifício.
Zinco Zn 65,4 0,3 Proteção para metais, calha, peça de
automóveis, torneira para água, etc.
Hidróxido de sódio NaOH 40 1 Fabricação de sabões e detergentes,
extração de celulose e obtenção de
do papel, etc.
Cobre Cu 63,5 1 Fabricação de arames, fios elétricos,
encanamentos e panelas.
Bicarbonato de sódio NaHCO3 84 0,25 Fabricação de fermentos químicos,
antiácidos e extintores de incêndio.
Cloreto de sódio NaCl 58,5 1 Principal componente do sal de
cozinha, matéria-prima para
produção de ácido clorídrico.
Sulfato de cobre
pentahidratado
CuSO4.5 H2O 249,5 0,2 Usado como pesticida e germicida,
banhos para eletrodeposição de
cobre, etc.
Figura 1. A. Substâncias utilizadas na experimentação: 1.Sacarose, 2. Sulfato de cobre pentahidratado, 3.Cloreto de sódio,
4.Enxofre, 5.Hidróxido de sódio, 6.Cobre, 7.Naftaleno, 8.Bicarbonato de sódio, 9. Magnésio, 10. Ferro e 11. Zinco. B. Alunos
verificando a quantidade em mol de cada amostra. C. Alunos calculando a quantidade de átomos em cada amostra.