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Versão On-line ISBN 978-85-8015-075-9 Cadernos PDE OS DESAFIOS DA ESCOLA PÚBLICA PARANAENSE NA PERSPECTIVA DO PROFESSOR PDE Produções Didático-Pedagógicas

OS DESAFIOS DA ESCOLA PÚBLICA PARANAENSE NA … · A fermentação alcoólica é um processo de transformação química de açúcares, por isso, além da cana-de-açúcar outros

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Versão On-line ISBN 978-85-8015-075-9Cadernos PDE

OS DESAFIOS DA ESCOLA PÚBLICA PARANAENSENA PERSPECTIVA DO PROFESSOR PDE

Produções Didático-Pedagógicas

Título: AS DIVERSAS FACETAS DO ÁLCOOL

Autor: CÉLIA JOSIANE PERNOMIAN CIANCA

Disciplina/Área Química

Escola de Implementação do Projeto e sua localização

Colégio Estadual Silvio Vidal-EFM Rua Professor Geraldo Longo. Jardim São Jorge

Município do Colégio Paranavaí

Núcleo Regional de Educação Paranavaí

Professor Orientador Marilde Beatriz Zorzi Sá.

Instituição de Ensino Superior Universidade Estadual de Maringá

Relação Interdisciplinar

Não

Resumo

Este Caderno Pedagógico, intitulado “As diversas facetas do álcool”, apresenta como tema de pesquisa uma “Proposta de Ensino de Química na escola a partir do tema Álcool” e abordará a temática relacionando o conhecimento químico com problemas atuais da sociedade, como os modos de produção e utilização em combustíveis, uso doméstico, componente de produtos industrializados e bebida alcoólica. Ou seja, trabalhar o tema álcool em suas diversas dimensões como: conceitual/científica, histórica, econômica, legal e educacional. Para tanto se optou pelo método da experimentação aliado a outros instrumentos didático/pedagógico com a finalidade de tornar os conteúdos mais relevantes e com maiores possibilidades de alcançar os objetivos propostos. Nessa perspectiva, as principais ações serão: Simulação de um bafômetro; determinar o teor de álcool na gasolina, o trabalho com a reação utilizada industrialmente na obtenção do álcool; montagem de protótipo de um destilador simples; visita técnica a uma Usina de álcool; utilização de reportagens de jornais e revistas para enriquecer os experimentos e ampliar os conhecimentos e, por fim, apresentação de vídeos que possibilitem discussões e tomada de decisões por parte dos alunos e que se referem ao assunto abordado. Este material será desenvolvido com alunos do 3º ano do ensino médio, em encontros semanais, perfazendo um total de 32 horas de atividades direcionadas.

Palavras-chave Ensino de química, Experimentação, Álcool

Formato do Material Didático Unidade Didática

Público Alvo Alunos do 3º ano do Ensino Médio.

A utilização da química como um instrumento de formação e sensibilização

humana pode ser idealizada quando o conhecimento químico é promovido como um

dos meios de interpretar o mundo e intervir na realidade, portanto esse material didático

se justifica por abordar um tema relevante, atual e de forte apelo social entre os jovens:

o álcool.

O presente material está elaborado na forma de “Caderno Pedagógico”, e será

desenvolvido com alunos do 3º ano do ensino médio tendo por objetivo abordar a

temática do álcool relacionando o conhecimento químico com os modos de produção e

utilização do álcool em combustíveis, remédios, produtos de higienização, bebidas e os

problemas do uso inadequado possibilitando aos alunos a compreensão da química

como parte integrante de seu cotidiano.

Pretende-se trabalhar de tal forma que a prática educacional seja dinâmica e

informativa, promovendo o efetivo exercício da cidadania, no resgate social e

humano dentro da escola, com reflexos na família e na sociedade.

Para tanto será utilizada à experimentação aliada a outras estratégias ao longo

de todo o processo de desenvolvimento privilegiando o fazer, o manusear, o operar,

o agir, e o refletir em diferentes formas ou níveis. Dessa forma, pretende-se

possibilitar a construção do conhecimento pelo próprio aluno, desenvolvendo sua

curiosidade e o hábito de sempre indagar, evitando a aquisição do conhecimento

científico como verdade estabelecida e inquestionável.

O caderno pedagógico será composto por 3 unidades, conforme explicitado

abaixo, para melhor disposição didática:

1ª UNIDADE: Abordará as dimensões histórica, conceitual e legal,

focando o processo da produção do etanol, bem como as reações

químicas, a destilação e os conceitos/conteúdos químicos envolvidos na

produção. Para essa unidade foram previstas 14 aulas, sendo 08 aulas

destinadas a leituras, pesquisas, experimentos, vídeos e 06 horas para

visita técnica a uma usina de álcool.

2ª UNIDADE: Enfocará as diversas facetas do etanol, utilizado como

combustível, como bebida, como produto de limpeza. Abordando dessa

forma a densidade e as propriedades específicas da substância. Para essa

unidade foram destinadas 09 aulas, com atividades que possibilitam a

participação ativa do educando, como, experimentos, vídeos e debates.

3ª UNIDADE: Destacará os efeitos nocivos do etanol no organismo.

A intensão é que o aluno obtenha conhecimentos suficientes para mudança

de postura em relação às bebidas alcoólica. Ou seja, a partir da reflexão,

planejamento e ação coletiva contribuir para amenizar o problema

social de consumo exagerado de álcool entre os jovens. Essa etapa

também será desenvolvida em 09 aulas. O estudo será iniciado por meio

de questões instigadoras, atividades experimentais e palestras que levem

o educando a refletir sobre as consequências para a sua saúde e

para a saúde pública uma vez que acarreta altos custos sociais

Para concluir, haverá as orientações metodológicas, já que esse

material didático pode constituir-se como um instrumento de pesquisa a

professores da rede estadual de educação do Estado do Paraná que

também acreditam que a disciplina de química, terá significado real quando

a aprendizagem partir de ideias e fenômenos que façam parte do contexto

do aluno, possibilitando analisar o senso comum e fortalecer os conceitos

científicos na sua experiência de vida (PARANÁ, 2008, p.19).

C

A

D

E

R

N

O

Atividade 1: Levantando dados prévios sobre seu conhecimento a respeito do

álcool. Responda:

1. O que é álcool?

2. Qual a diferença do álcool utilizado em bebida, uso doméstico,

produtos industrializados e combustíveis?

3. Como é obtido o álcool que consumimos como combustível?

4. Como é obtido o álcool que consumimos como bebida alcoólica?

5. Quais as implicações do consumo exagerado de álcool para a

saúde humana?

6. Qual a importância do álcool em nosso dia a dia?

7. Você já ingeriu bebida alcoólica? ( )não ( )sim. Qual?

8. Conhece alguém que ingere bebida alcoólica diariamente?

9. O que acha da Lei Seca?

Atividade 2: Leitura, interpretação e discussão do texto:

De acordo com o texto, o Brasil utilizou a cana-de-açúcar, primeiro como

ingrediente para produzir bebida alcoólica e depois como combustível. Nesse sentido,

no laboratório de informática, pesquise: Quando o Brasil começou a utilizar o etanol

como combustível e por quê?

A HISTÓRIA DO ÁLCOOL

Você acredita nisso?

Quando os portugueses chegaram ao Brasil, no início da colonização,

descobriram o costume indígena de produzir e beber uma bebida forte, fermentada

a partir da mandioca, denominada cauim. Ela era utilizada em rituais, em festas,

portanto, dentro de uma pauta cultural bem definida. Os índios usavam também o

tabaco, que era desconhecido dos portugueses e de outros europeus.

No entanto, os portugueses conheciam o vinho e a cerveja e, logo mais,

aprenderiam a fazer a cachaça, coisa que não foi difícil, pois para fazer o açúcar a

partir da cana-de-açúcar, no processo de fabricação do mosto (caldo em processo

de fermentação), acabaram descobrindo um melaço que colocavam no cocho para

animais e escravos, denominado de "Cagaça", que depois veio a ser cachaça,

destilada em alambique de barro e, muito mais tarde, de cobre.

Logo se vê que a cachaça é conhecida de muito tempo, desde os primeiros

momentos em que se começava a fazer do Brasil, ”o Brasil”.

Tarcisio Matos de Andrade

Carlos Geraldo D'Andrea (Gey) Espinheira

Atividade 3: Em grupo de quatro alunos, observem a imagem e reflitam:

Figura 1- Imagem ilustrativa Fonte: www.diaadiaeducacao/educadores/imagens

a) Como pode o caldo de cana, bebida tão doce ser transformado em uma

bebida alcoólica?

b) Como essa mesma cana-de-açúcar, se transforma em combustível?

Observação: Façam a reflexão, cheguem a uma única resposta no grupo,

elejam um representante para expor o resultado aos demais grupos da sala.

Atividade 4: Experimentação - Reação de fermentação

Para iniciar o experimento, será feita à montagem do sistema, utilizando:

1- Frasco de Kitassato de 500 mL, contendo caldo de cana, e fermento de pão;

2- Mangueira;

3- Tubo de ensaio contendo solução saturada de hidróxido de cálcio (cal e água

filtrada); tubo de ensaio contendo solução saturada de hidróxido de cálcio (cal e água

filtrada).

No frasco kitassato colocar aproximadamente 500 mL de caldo de cana e uma

colher de fermento de pão. Em seguida tampar o com rolha e agitar levemente.

Adicionar no tubo de ensaio uma porção límpida de uma solução saturada de hidróxido

de cálcio, Ca(OH)2, completando aproximadamente 2/3 de seu volume. A extremidade

oposta do tubo de ensaio deve ser ligada à saída lateral do frasco kitasato por meio de

uma mangueira que deverá ser imersa na solução de Ca(OH)2 , de modo que o gás

proveniente da fermentação seja borbulhado por meio dela.

O sistema deve permanecer em repouso por no mínimo quatro horas.

Questionamentos Investigativos para ser respondido em grupo de

quatro alunos:

1- Que gás em contato com a água de cal produz um precipitado, turvando-a?

2- Você consegue perceber a presença de álcool na mistura?

3- Que substância está presente na cana de açúcar que produz o álcool etílico

(etanol)?

4- É possível extrair álcool de outro suco?

5- Será que com a utilização de caldo de beterraba ou maçã poderá haver

produção de álcool? Refaça o experimento utilizando caldo de beterraba e

maçã.

6- O que aconteceu quando utilizou o caldo de beterraba? E o de maçã?

7- Qual a relação entre a cana de açúcar, a beterraba e a maçã?

LEITURA PARA AUXILIAR A COMPREENSÃO DA ATIVIDADE 4

A fermentação alcoólica é um processo de transformação química de

açúcares, por isso, além da cana-de-açúcar outros materiais podem ser utilizados

como matéria prima para a produção do etanol.

O açúcar, por apresentar em sua fórmula molecular a proporção de um

átomo de carbono para cada molécula de água Cn(H2O)n, é chamado de

carboidrato ou hidrato de carbono e é classificado de acordo com o tamanho da

molécula.

Os carboidratos mais simples são denominados monossacarídeos. Como

exemplo, temos a glicose e a frutose. Os monossacarídeos ou açúcares simples

são constituídos por moléculas de carboidratos e são encontrados nos sucos de

frutas.

O etanol pode ser produzido a partir de qualquer carboidrato fermentável

pela levedura, como por exemplo, sucos de frutas, milho, melaço, beterrabas,

batatas, malte, cevada, aveia, centeio, arroz, sorgo, etc. Porém é necessário

hidrolisar os carboidratos complexos em açúcares simples fermentáveis, pelo uso

de enzimas da cevada ou fúngicas, ou ainda pelo tratamento térmico do material

acidificado. Entretanto, a cana e a beterraba são as únicas plantas que produzem

sacarose suficiente para a produção industrial.

No Brasil, o processo mais utilizado para a produção do etanol é a partir da

fermentação alcoólica da cana-de-açúcar. Comparada com outras culturas, requer

uma quantidade pequena de defensivos agrícolas, várias pragas são combatidas

sem agrotóxicos, por meio de controle biológico, e a erosão é pequena, uma vez

que o solo fica coberto a maior parte do tempo.

O caldo obtido da cana (garapa) é deixado por volta de 24 horas em

tanques, constituído de microrganismos. O microrganismo responsável pelo

processo de fermentação alcoólica é uma levedura popularmente conhecida como

fermento de pão.

Concluindo, a fermentação alcoólica é um processo exotérmico (libera

calor) e anaeróbico (ocorre na ausência de oxigênio), de transformação química

de açúcares (C6H12O6) em etanol (H3CCH2OH) e dióxido de carbono (CO2),

sendo realizada por microrganismos.

Atividade 5: Fermentação alcoólica.

Materiais

Balão de destilação

Rolhas de borracha

Copo de BÉQUER ou Kitassato

Condensador

Manta aquecedora

Termômetro

Bastão de vidro

Mangueira de silicone

Fermento biológico

Caldo de cana

Procedimento:

Colocar um litro de caldo de cana num copo de BÉQUER ou Kitassato;

Colocar um pacote de fermento biológico no caldo de cana, homogeneizar com o

bastão de vidro para ser usado no dia seguinte;

Observe e anote o que está ocorrendo. Houve alguma modificação?

Preparar o sistema para a destilação com o balão de destilação, o condensador,

o copo de béquer, rolhas de borracha e as mangueiras.

Colocar 300 ml do caldo de cana fermentado no balão de destilação;

Colocar o balão na manta aquecedora e ligar a manta;

Observe e anote o que está ocorrendo.

Durante a destilação observar o ponto de ebulição da solução de caldo de cana;

Destilar até obter uma pequena quantidade de álcool e desligar a manta

aquecedora.

Atividade 6: Construção de um destilador caseiro

Vamos assistir na TV multimídia ao vídeo que mostra como fazer um destilador

caseiro, disponível em: http://www.youtube.com/watch?v=gnNNU75a_Wo.

Agora com o mesmo grupo da atividade acima, monte um destilador. Não precisa

ser como o da exibição, pode pesquisar outros modelos e utilizar. No entanto, terão que

comprovar seu funcionamento e apresentá-lo aos demais alunos da sala.

Caprichem! O destilador que construírem será utilizado na semana cultural e

científica do colégio.

Questionamentos Investigativos para ser respondido em grupo

1- Que compostos estão presentes no caldo da cana?

2- O fermento é chamado de “biológico” por qual razão? O que tem na sua

composição?

3- O álcool condensado no processo de destilação é puro?

4- A solução restante do balão de destilação ainda tem álcool?

5- O combustível etanol é produzido como a representação de destilação

realizada?

6- O procedimento utilizado nas usinas é o mesmo? Dê sua opinião

7- Sobraram resíduos em seu experimento?

8- E em uma usina o que efeito com os resíduos resultantes do processo de

fermentação?

REFLEXÃO PARA OS GRUPOS

O processo produtivo do etanol em escala industrial se faz da mesma forma

que demonstrado acima?

Conhecem uma usina de álcool? Sabem como é o funcionamento? E a cana

de açúcar utilizada, é produzida pela própria usina?

Como vocês acham que é realizada a colheita da cana de açúcar?

O modo que geralmente é realizada a colheita da cana (com queima

inicialmente) traz prejuízos para a natureza?

Que alternativas são utilizadas para diminuir ou compensar a poluição

provocada pela queima da cana?

Vocês sabiam que há uma legislação que trata a respeito da colheita da cana

de açúcar? Pesquisem a respeito e façam uma síntese dos principais pontos

abordados na legislação.

Atividade 7: Exibição de vídeos

Em grupos de quatro alunos, produzam um texto relatando quais as vantagens e

desvantagens de cada processo apresentado. Conclua com a opinião do grupo sobre

qual processo mostrou ser mais vantajoso e por que. Exponha a conclusão do grupo

para os demais alunos da sala.

Atividade 8- Visita a uma Usina de Açúcar e álcool

Para concluir a 1ª Unidade, faremos uma visita à uma Usina para conhecermos

seu funcionamento. Observem atentamente os procedimentos adotados. Sigam o

roteiro abaixo para se orientarem.

O corte manual da cana deve ser substituído pela colheita manual em

2014.

Assista ao vídeo “Corte manual de cana em região amorrada” disponível em:

http://www.youtube.com/watch?v=bw-rzldX7_0. Que mostra como é a colheita da

cana realizada manualmente e com queimadas.

Na sequência assista ao vídeo: “Colheita Mecanizada de cana de açúcar”

disponível em: http://www.youtube.com/watch?v=Z-jhtPMJF9s que apresenta a

colheita mecanizada.

Roteiro da visita

Data:

1- Qual sua primeira impressão do local?

2- Você viu alguma plantação de cana de açúcar próximo a Usina?

3- Como é feita a colheita da cana que abastece essa Usina?

4- Qual o primeiro processo que passa a cana ao chegar à Usina? A cana de

açúcar é lavada?

5- Por quais outros processos passa a cana?

6- Desses processos, quais são considerados físicos?

7- Quais etapas correspondem a processos químicos?

8- Que substâncias químicas são utilizadas na etapa da destilação?

9- Que substâncias químicas são utilizadas na etapa da fermentação?

10- Para onde vai o álcool produzido?

11- O álcool é submetido a alguma análise para verificar sua qualidade?

12- Em que qual dos processos cana de açúcar é separada para produção do

álcool e para produção do açúcar?

13- Quais as reações que a sacarose participa para a produção do etanol?

14- Sobram resíduos ao terminar o processo de produção do álcool? E do

açúcar? Quais?

15- O que é feito com os resíduos?

16- Eles causam algum prejuízo ao meio ambiente?

17- Esses resíduos precisam de tratamento especial? Qual?

18- Faça registro fotográfico de todas as etapas da visita.

Os registros fotográficos serão utilizados para montarmos um painel explicativo de todo o processo de produção do álcool no mural da escola.

ORIENTAÇÕES METODOLÓGICAS DA 1ª UNIDADE

A Unidade 1 desse caderno abordará as dimensões histórica, conceitual e

legal, focando o processo da produção do etanol, bem como as reações químicas,

a destilação e os conceitos/conteúdos químicos envolvidos na produção. Para

essa unidade foram previstas 14 aulas, sendo 08 aulas destinadas a leituras,

pesquisas, experimentos, vídeos e 06 horas para visita técnica a uma usina de

álcool.

A atividade 1 é um levantando de dados prévios sobre o conhecimento do

aluno a respeito do álcool. Será aplicado no primeiro dia da implementação. E

respondido em duplas, incentivando assim, a troca de experiências entre os

alunos. Não serão apresentados os resultados. Já que nesse caso, não há certo

ou errado, apenas espera-se que reflitam a respeito da temática, para

introduzirmos o assunto em sala de aula.

Na sequência será distribuído um texto, denominado a “História do Álcool”,

a leitura será com a mesma dupla da atividade acima. Dialogando, a respeito do

texto, será questionado, “Quando o Brasil começou a utilizar o etanol como

combustível e por que”? Como as informações contidas no texto distribuído não

apresentam as respostas, encaminhar-se-á para o laboratório de informática,

buscar esses dados.

Como a última atividade dessa implementação é a montagem de um mural

explicativo sobre o álcool e suas facetas, pedir-se-á aos alunos que registrem

esses dados serem utilizados na montagem do painel.

A atividade 3 será realizada em equipes de cinco alunos. Na TV multimídia

será exibida uma imagem e questionado: como pode o caldo de cana, bebida tão

doce ser transformado em uma bebida alcoólica? E como essa mesma cana-de-

açúcar, se transforma em combustível? Após algum tempo para reflexão, um dos

integrantes de cada equipe irá expor a conclusão do grupo aos demais alunos.

Nesse momento, com intermediação da professora, será introduzido o conteúdo e

química, ou seja, os derivados da cana de açúcar e também a fermentação.

Já as atividade 4, 5 e 6 servirão para mostrar o processo de fermentação,

por meio de experimentação. Assim, espera-se mostrar como o etanol é produzido

e quais são as matérias primas necessárias. Essas atividades também serão em

equipe de cinco alunos e com elas, mostraremos o que acontece com os materiais

em uma transformação química. O que se espera, é mostrar ao aluno que o

experimento, demonstra de forma simplificada, o que acontece em uma usina de

álcool. Os três experimentos serão norteados por questionamentos investigativos,

que os levem a refletir sobre o resultado da experimentação.

A atividade 7, mostrará as vantagens e desvantagens da colheita de cana

mecanizada e a manual. Sabe-se que há muita divergência a esse respeito, no

entanto, existe uma legislação que precisa ser cumprida. Assim, serão exibidos

dois vídeos mostrando a realidade de cada um dos processos, e as equipes farão

uma reflexão sobre ambos. Não se espera aqui definir o que é correto ou

incorreto, mas sim, apresentar uma discussão que tem gerado muita polêmica na

região dos canaviais.

A 1ª Unidade será concluída com visita a uma Usina de Álcool e Açúcar,

para que visualizem na prática, as demonstrações realizadas em sala de aula.

A gasolina vendida em postos de combustíveis não se encontra totalmente pura,

ela consiste em uma mistura com álcool anidro. Porém, a gasolina pode ser adulterada

de vários modos, e os mais comuns é a adição de álcool fora da quantidade

especificada. Já a água faz parte da mistura do etanol combustível, mas em quantidade

acima do permitido pode causar diversos danos ao motor e a outros componentes do

veículo.

O importante é saber que, mesmo fazendo parte do combustível, componentes

em excesso também constituem a adulteração prejudicial ao consumidor.

Para separar uma substância de outra, como exemplo, a água do álcool, utiliza-se

as diferentes propriedades das substâncias. Substâncias simples ou compostas podem

ser identificadas por meio das propriedades químicas, que são aquelas observadas

quando uma substância sofre uma alteração química, convertendo-se em uma ou mais

substâncias. Todavia, é mais comum a identificação das substâncias através das

propriedades físicas que podem ser medidas sem alterar a identidade química da

substância, tais como: ponto de fusão e ebulição, densidade, solubilidade e outras.

Uma propriedade bastante utilizada para se avaliar a qualidade do etanol é a

densidade. Nesta unidade, entenderemos a importância dessa propriedade e sua

utilidade no dia a dia, por meio de experimentações.

Fonte: DAZZANI, M.; et al. Explorando a Química na determinação do teor de álcool na gasolina. Química Nova na Escola, São Paulo, 2003.

Atividade 1 - Pesquise no laboratório de informática o significado de:

Ponto de fusão

Ponto de ebulição

Densidade

Solubilidade

Atividade 2- Densidade

Geralmente, essa adulteração é feita acrescentando-se etanol a gasolina acima

do especificado por lei. Segundo a Portaria 678 de 31/08/2011, do Ministério de Estado

da Agricultura, Pecuária e Abastecimento (MAPA), a quantidade adicionada de álcool

deve estar entre 20% a 25% em volume.

Responda:

É possível descobrir se o combustível está adulterado?

Só de olhar para o combustível dá para perceber uma adulteração?

Quais produtos são utilizados para adulterar um combustível?

As reportagens sempre

citam o problema de

adulterações de

combustíveis. As pessoas

ficam indignadas, pois

pagam por um produto e são

ludibriadas.

Custa caro reparar os danos

causados nos automóveis

pelo uso de um combustível

fora dos padrões da

normalidade.

Atividade 3- Teor do álcool.

Em um béquer misture água e etanol. O que você observa?

Você consegue identificar qual representa a substância etanol e qual é a

substância água? Por quê? Então como saber se existe água misturada no álcool

etílico?

Agora, prepare uma solução contendo certa quantidade de um corante

(corante de alimentos) em água, de forma a obter uma cor intensa. Prepare em outro

recipiente uma solução contendo a mesma quantidade de um corante de outra cor

para o etanol de modo a obter a mesma intensidade de cor que a solução aquosa.

Aqui utilizaremos corante verde para água e rosa para o etanol.

Coloque a água colorida de verde na proveta, Em seguida com a ajuda de um

bastão de vidro adiciona-se o etanol colorido de rosa lentamente.

Questionamentos Investigativos para ser respondido em grupo

O que observaram?

Por que o álcool não misturou com a água?

Que fator pode explicar o fato do álcool etílico ficar em cima da água

Tentem explicar o que aconteceu e porque aconteceu.

O que aconteceria se adicionasse primeiro o álcool e depois a água? Por

quê?

Atividade 4- Pesquisa

Atividade 5- Construção de um densímetro

Atividade 6- Verificação da densidade

TENTEM DESCOBRIR

1. Como a densidade ajuda a evitar adulterações?

2. O que é um densímetro?

3. Como funciona o densímetro?

4. Como saber se o etanol que é comprado nos postos de distribuição de

combustíveis esta dentro dos padrões normais de consumo?

No laboratório de informática, pesquise no site http://www.youtube.com,

como fazer um densímetro caseiro. Entre os inúmeros vídeos disponíveis, escolha

um e faça o seu próprio densímetro.

Agora que vocês já têm um densímetro, avalie as densidades dos

materiais líquidos abaixo:

Álcool etílico;

Mistura de álcool etílico e água em iguais proporções;

Cerveja;

Cachaça;

Etanol recolhido em três postos fornecedores de combustíveis da

cidade.

Quando se adultera o etanol, a densidade é modificada, e a posição do

densímetro sofre alteração. Dessa forma fica fácil o consumidor observar se o etanol

esta fora de padrão, já que existem instruções ao lado do recipiente sobre a

padronização da densidade (SANTOS, W.L.P. (Org.), 2008, p.32).

Atividade 7- Conhecer os densímetros utilizados em bombas de combustível

.

Atividade 8 - Faça cálculos e complete o indicado na tabela abaixo:

Material Massa (m) Volume (V) m x V m / V

Água líquida 8,9 g 10,0 mL

28,0 g 30,0 mL

46,8 g 50,0 mL

Etanol 40,0 g 50,0 mL

80,38 g 100,0 mL

160,73 g 200,0 mL

Analise a tabela e responda

Vocês sabiam que o etanol antes de ir para a mangueira de abastecimento

passa pelo densímetro acoplado à bomba de combustível, para comprovação da

autenticidade?

É por meio da densidade que se pode avaliar o teor de etanol e verificar

através do uso de alcoômetros apropriados se o etanol vendido nos postos de

combustíveis está dentro das especificações exigidas.

Visitem 3 postos fornecedores de combustíveis da cidade e verifiquem

a existência do densímetro acoplado à bomba de combustível. Façam

um registro fotográfico do mesmo, para compararmos com os registros

dos demais grupos.

O que observaram?

O que é possível observar nos dados obtidos na tabela construída?

Que coluna apresenta dados que não dependem da quantidade de amostra?

Por que os materiais afundam ou flutuam?

Atividade 9 – Investigando o teor de álcool na gasolina

OBSERVAÇÃO

O resultado dos dados da tabela verifica-se que os valores m/v é constantes.

Como a densidade de um material é fixa ou varia dentro de uma faixa limitada, a

adulteração do combustível pode ser identificada pela utilização de um

densímetro, equipamento usado para medir a densidade de alguns líquidos.

TEOR DO ÁLCOOL NA GASOLINA

A determinação da composição da gasolina comercializada no Brasil é

importante devido a algumas formas de adulteração com solventes orgânicos

que podem prejudicar os motores dos automóveis. Um componente presente na

gasolina que merece destaque é o etanol anidro, pois atua como antidetonante.

Porém, a quantidade presente na gasolina deve respeitar os limites

estabelecidos pela ANP - Agência Nacional do Petróleo, que estabelece que o

teor deva estar entre 22% e 26% em volume, caso contrário compromete a

qualidade do produto. Por isso, é importante avaliar a composição que é

vendida nos postos combustíveis para verificar se o teor de etanol está

adequado.

Procedimento:

1- Coloque 50 mL de gasolina em uma proveta;

2- Adicione 50 mL de água.

3- Agite

Responda:

1- As substâncias em algum momento se misturam?

2- Qual substância ficou na parte de cima? Você consegue explicar por quê?

3- Verifique a graduação da pipeta e veja se continua com 50 mL de cada

produto? Se houver mudança anote qual.

4- Com base nos dados obtidos, calcule a porcentagem de etanol existente

na gasolina analisada e diga se a gasolina se encontra dentro ou fora dos

padrões estabelecidos por lei.

5- Considerando o etanol como a única substância adicionada à gasolina,

explique o que ocorreu quando a mistura gasolina com água foi agitada.

6- De acordo com o conceito de polaridade, explique por que o etanol

que estava dissolvido na gasolina ficou dissolvido na água?

7- Se em outro experimento você adicionar 50 mL de água em 50 mL de

gasolina, após agitar a mistura, a fase incolor (aquosa) passar para 80 mL, qual

será a porcentagem de etanol na gasolina analisada?

8- Por que o volume da gasolina diminui após a mistura?

Atividade 10 – Texto reflexivo

Façam um texto reflexivo, apresentando porque se mistura etanol na gasolina;

Qual combustível entre o etanol e a gasolina é mais vantajoso e como o etanol ajuda a

reduzir a poluição do ar e o aquecimento global.

Orientações da Atividade 9

Para calcular a porcentagem de etanol, deve-se explicar que:

A diferença apresentada na pipeta é (60 mL –50 mL = 10 mL) é a

quantidade de etanol que estava presente em 50 mL de gasolina. Portanto temos:

50 mL de gasolina 100%

10 mL de etanol X

X = 20%

Com base no resultado do cálculo questionar se o combustível esta dentro

dos padrões de qualidade.

ORIENTAÇÕES METODOLÓGICAS DA 2ª UNIDADE

A 2ª Unidade enfoca as diversas facetas do etanol, utilizado como

combustível, como bebida, como produto de limpeza. Abordando dessa forma a

densidade e as propriedades específicas da substância. Para essa unidade foram

destinadas 09 aulas, com atividades que possibilitam a participação ativa do

educando, como, experimentos, vídeos e debates.

Antes de iniciar, os alunos serão avisados que podem continuar

trabalhando com as mesmas equipes das atividades anteriores.

Na atividade 1 será distribuído por equipe um texto que fala das

propriedades físicas das substâncias e adulteração de combustível. A atividade

consiste em buscar na internet quais são essas propriedades e o significado de

cada uma. Tendo em vista, que alguns conceitos são necessários para o

entendimento das atividades que serão desenvolvidas na sequência. O objetivo é

incentivá-los a buscar respostas.

Na atividade 2 as equipes receberão uma reportagem falando sobre

combustível adulterado e o que rege a lei sobre o assunto. Alguns

questionamentos orais serão feitos, para que reflitam sobre o tema.

A atividade 3 completará a 2, é um experimento que mostra o teor do álcool.

Durante o experimento se fará vários questionamentos, levando o aluno a

compreender que ao adicionar o álcool etílico na água é muito difícil perceber a

separação entre os dois líquidos, pois apresentam mesma coloração. Quando se

utiliza corantes diferentes percebe-se que os líquidos não se misturam

imediatamente. Isto é devido às diferentes densidades da água (1,0 g/mL) e do

etanol (0,79 g/mL). Na verdade se você deixar o tubo parado irá levar vários dias

para que o etanol e a água se misturem completamente.

A atividade 4 é investigativa, os grupos de alunos farão uma pesquisa

orientada na internet sobre densidade e densímetro. Ou seja, pesquisarão em um

endereço eletrônico único, assim, não será necessário socializar as respostas.

Tendo em vista que o objetivo da pesquisa é subsidiar a próxima atividade.

A atividade 5 pede que os grupos construam um densímetro, como existe

diferentes sugestões de construção com materiais diversificados em vídeos na

internet, cada grupo construirá o seu, sem a interferência da professora. O

densímetro é capaz de medir a densidade dos líquidos nos quais é

colocado. Quanto mais denso for esse líquido, maior a tendência do

densímetro flutuar nele. Assim, é possível medir a densidade de vários líquidos. O

nível de flutuação do objeto depende da densidade do líquido no qual é colocado.

Comparando-se os níveis de flutuação em vários líquidos, é possível estimar

suas densidades.

Os densímetros construídos serão utilizados na atividade 6, onde cada

grupo verificará a densidade de algumas substâncias. Nesse momento será

explicado oralmente que quando se adultera o etanol, a densidade é modificada, e

a posição do densímetro sofre alteração. Dessa forma fica fácil o consumidor

observar se o etanol esta fora de padrão, já que existem instruções ao lado do

recipiente sobre a padronização da densidade.

A proposta da atividade 7 é visitar algumas bombas de combustível na

cidade, fazer um registro fotográfico para comparar os diferentes modelos e ainda

verificar se os postos estão seguindo as normas vigentes. O registro fotográfico

será utilizado também para montar o painel explicativo no pátio da escola.

Na atividade 8 os grupos farão alguns cálculos utilizando a massa e o

volume da água e do etanol. O objetivo é que observem que os valores m/v são

constantes. Como a densidade de um material é fixa ou varia dentro de uma faixa

limitada, a adulteração do combustível pode ser identificada pela utilização do

densímetro.

A atividade 9 mostrará como pode ser verificado o teor de álcool na gasolina.

Ela não tem caráter investigativo, o objetivo é mostrar como a densidade da água é

maior do que a densidade da gasolina, quando efetua a mistura, a água fica por

baixo. Além disso, quando misturam os dois materiais ocorre um aumento do

volume da fase aquosa.

O etanol existente na gasolina, por ser mais solúvel na água, nela irá se

dissolver, aumentando assim, a aparência da incolor, que passa a ser uma mistura

de álcool e água.

Isso aconteceu porque o etanol dissolvido na gasolina, por possuir uma

maior afinidade com a água em função da polaridade, foi solubilizado na água.

Esse fato é provocado porque as cargas elétricas não são distribuídas de uma

forma homogênea, fazendo com que partes distintas das moléculas fiquem

positivas e outras negativas. As moléculas que possuem cargas elétricas

deslocadas são denominadas polares e as que não possuem são apolares.

Substâncias polares podem interagir entre si, já que suas extremidades

polares podem atrair as extremidades de cargas opostas das moléculas de

outras substâncias. Já moléculas apolares não interagem da mesma forma

com moléculas polares de outras substâncias, pois elas não conseguem

romper as ligações entre as moléculas polares dessas outras. Isso leva a

um importante princípio prático de previsão de solubilidade das substâncias:

substâncias polares dissolvem substâncias polares; as apolares dissolvem as

apolares; e uma substância polar dificilmente vai dissolver uma apolar

(MOLINI, 2010).

A atividade 10 concluíra a 2ª Unidade. O objetivo é que façam um texto

explicando algumas questões sociais que estão sempre em debate na mídia,

como exemplo: Qual combustível é mais vantajoso e como o etanol auxilia na

preservação ambiental.

Ao longo da evolução, o corpo humano foi se adaptando a inúmeras situações,

como dormir quando o sol vai embora. Alimentar quando sentir fome. E se a

temperatura do corpo aumentar ou diminuir significa perigo. Enfim, o corpo humano é

uma máquina perfeita.

Realiza milhares de reações químicas a todo o momento. Processa diversas

substâncias como as proteínas, vitaminas, açúcares, sais minerais, oxigênio, ou

seja, tudo o que é necessário para viver. Ele sabe reconhecer os alimentos

importantes para nossa sobrevivência e eliminar aqueles que nos fazem mal (MOLINI,

2010).

Atividade 1- Reflexão

De acordo com Molini (2010) todo o alimento começa a ser digerido na boca com

ajuda da saliva e depois vai para o estômago para ser decomposto pelo suco gástrico,

daí para o intestino e, finalmente, para o sangue.

Como todo líquido, o álcool passa direto pela boca, passa rapidamente pelo

estômago, e depois é absorvido pelo intestino e vai diretamente para o sangue. Se o

Nesse sentido, respondam: o que acontece em nosso organismo

quando ingerimos bebidas alcoólicas?

estômago estiver cheio, a comida reduz o contato do álcool com suas paredes e a

absorção pode chegar a ser seis vezes mais lenta.

O sangue tem que circular pelo corpo inteiro, porque é responsável pela nutrição

de todos os órgãos e o álcool de carona faz um tenebroso passeio pelo nosso corpo. E

assim, chega ao nosso cérebro. No cérebro o etanol faz a sua festa particular:

Atividade 2 – Confecção de cartazes

Atividade 3 – Exibição de vídeo

Para entender melhor os sintomas do etanol no organismo humano, vamos

assistir na TV multimídia uma animação disponibilizada na internet pelo Hospital

Israelita Albert Einstein, no seguinte endereço:

<http://www.youtube.com/watch?v=EJSWUL7Njmg>

Durante a exibição, selecionar uma informação que chamou a atenção do grupo

e montar um cartaz de alerta utilizando essa informação. Não esqueçam que o cartaz

será exposto no pátio da escola. Então, caprichem.

Atividade 4 – Simulando o efeito nocivo do álcool etílico

Procedimento:

1- Coloque a gema de um ovo em um copo

2- Adicione aos poucos álcool etílico (CH3CH2OH), esse que se compra no

mercado.

PESQUISEM

No laboratório de informática, pesquise cinco malefícios que o etanol

provoca no cérebro humano. Cada grupo deverá fazer um cartaz de alerta, que

será exposto no mural da escola, juntamente com os demais materiais produzidos.

3- Mexa com uma colher

Responda:

1- Após colocar o álcool na gema o que aconteceu?

2- Será que a gema do ovo volta ao normal, depois de algum tempo?

3- Qual a ação do álcool sobre o organismo?

4- Qual a cão do álcool sobre o organismo?

Orientações metodológicas da atividade 4

Ao adicionar o álcool a gema do ovo ficou endurecida. Assim, esse

experimento será utilizado para informar ao aluno que a gema do ovo é uma

célula macroscópica e rica em colesterol e o efeito do álcool nela é por

analogia, o mesmo efeito que o álcool provoca no fígado.

As células do fígado também utilizam colesterol para a produção da bile,

substância química com capacidades digestivas. Uma das principais funções do

fígado é a metabolização da gordura, sintetizando lipoproteínas, colesterol e

fosfolipídios, que são os componentes essenciais das membranas plasmáticas.

No fígado ocorre a oxidação do etanol graças à ação da enzima álcool

desidrogenase, que quebra as ligações do carbono com o hidrogênio produzindo

um acetaldeído que depois se converte em ácido acético (vinagre). O

consumo frequente desencadeia a ação de outro sistema enzimático que

provoca desequilíbrios metabólicos pela formação de radicais livres, responsáveis

por problemas graves no fígado, como cirrose hepática.

A cirrose é uma das principais doenças do fígado que é crônica, causada

pela destruição das células, sendo irreversível se não for tratada a tempo. O

processo leva à falência total do fígado e a morte. A cirrose ocorre mais

frequentemente em alcoólatras, especialmente se sua dieta alimentar for pobre.

O álcool, lesa diretamente a célula hepática, alterando seu metabolismo e

provocando sua morte.

Atividade 5 – Leitura e Reflexão

Respondam:

O que provoca a ressaca?

Quem ingere álcool todos os dias têm ressaca?

Existe alguma forma de medir quanto de álcool há no organismo de uma

pessoa?

COMO O ETANOL É ELIMINADO DO CORPO

O álcool absorvido é metabolizado pelo fígado, onde é transformado em gás

carbônico (CO2) e água (H2O). Assim o papel do fígado é se livrar do álcool sendo

por ele eliminado noventa por cento (90%), pois uma de suas funções é filtrar

substâncias nocivas de tudo o que é ingerido e o álcool é uma delas. No entanto,

se a ingestão for mais rápida do que o fígado consegue metabolizar, o teor de

etanol no sangue subirá.

O álcool não metabolizado pelo fígado é eliminado pela urina numa

proporção de cinco por cento (5%) do total consumido e junto com ele vai embora

uma quantidade enorme de água. A grande perda de água (desidratação) do

organismo, provocada pelo álcool, é responsável pelo gosto de “cabo de

guarda chuva” naquelas manhãs horrorosas. A ressaca provocada por bebidas

alcoólicas é causada principalmente, pelo acetaldeído resultante da oxidação do

álcool no organismo e também por impurezas existentes na bebida.

Além de tudo isso, as bebidas alcoólicas, em geral, são extremamente

calóricas. Um copo de cerveja tem aproximadamente 100 calorias; uma taça

de champanhe, 85 calorias; uma taça (100mL)de vinho seco, 80 calorias; meio

copo de pinga, 230 calorias; uma dose (100mL) de whisky, 240 calorias. Ou seja,

você terá que realizar muita atividade física para gastar tantas calorias.

O álcool também é eliminado pelos pulmões que exalam 5% do que

foi ingerido, ou seja, é impossível esconder quando você toma algum tipo de

bebida alcoólica, pois o álcool eliminado pelos pulmões está vindo diretamente do

sangue.

Portanto, quanto maior a concentração de álcool no sangue, maior a

quantidade de álcool na respiração.

Atividade 6 – Construindo um bafômetro

Vamos assistir ao vídeo “Bafômetro caseiro” disponível em:

<http://www.youtube.com/watch?v=FcKsqFR4PRg>. Para entendermos como é

construído um bafômetro caseiro.

Agora faremos nosso próprio modelo demonstrativo com o objetivo de

demonstrar a utilidade do aparelho, bem como os princípios químicos de seu

funcionamento .

Materiais e reagentes:

4 balões de aniversários de cores diferentes;

4 pedaços de tubo de plástico transparente (diâmetro externo de

aproximadamente 1 cm ou 3/8 de polegada) de 10 cm de comprimento;

2 giz escolar;

4 rolhas para tampar os tubos;

Algodão;

Solução ácida de dicromato de potássio preparada da seguinte maneira:

Coloque 40 ml de água em um recipiente, adicione lentamente 10 ml de

ácido sulfúrico comercial concentrado e 1 g de dicromato de potássio. Agite o sistema

até que a solução fique homogênea.

Procedimento:

Quebre o giz em pedaços pequenos (evite que o pó de giz se misture aos

fragmentos). Coloque os fragmentos de giz em um recipiente e a seguir

molhe-os com a solução de dicromato de potássio, de maneira que eles

fiquem úmidos, mas não encharcados. Com o auxílio de um palito, misture os

ATENÇÃO: Como o ácido sulfúrico concentrado é ao mesmo tempo um

ácido forte e um poderoso agente desidratante, ele deve ser manuseado

com muito cuidado.A diluição do ácido sulfúrico concentrado é um processo

altamente exotérmico e libera calor suficiente para causar queimaduras. Ao preparar

soluções diluídas a partir do ácido concentrado, sempre adicione o ácido à água

lentamente e agitando continuamente a solução.

fragmentos de giz colorido pela solução de for ma que o material fique com

uma cor homogênea. Esse material (giz + solução de dicromato) não pode ser

armazenado; deve ser usado imediatamente após preparado .

Coloque um chumaço pequeno de algodão em cada um dos quatro tubos e

depois coloque as rolhas do lado em que se coloca o chumaço de algodão . A seguir,

coloque mais ou menos a mesma quantidade de fragmentos de giz nos quatro

tubos. Então, coloque 0,5 ml (cerca de 10 gotas) de aguardente no balão nº 2. 0,5 ml

de vinho no balão nº 3, 0,5 ml de cerveja no balão nº 4; no balão nº 1 não coloque

nada, pois ele é o controle do experimento.

Encha os quatro balões com mais ou menos as mesmas quantidades de ar

(quem encher os balões não deve ter consumido bebidas alcoólicas

recentemente) e, depôs, coloque os balões nos tubos previamente

preparados. Começando pelo balão nº 1, solte o ar vagarosamente, desapertando a

rolha. Proceda da mesma for ma com os balões restantes.

Espere o ar escoar dos balões e compare a alteração da cor nos

quatro tubos. A seguir, ordene os tubos 2 a 4 em função da intensidade de mudança

de cor (alaranjado para azulado).

Para discussão:

O que acontece quando se retira a rolha?

Que órgão do corpo humano o balão representa neste experimento?

Qual é a função do balão nº 1, contendo somente ar?

Com base nos resultados obtidos, classifique a cerveja, a aguardente e o vinho por

ordem decrescente de teor alcoólico.

Porque os cacos de giz, depois de preparados, não devem ser guardados para uso

posterior?

O que ocasionou a mudança de cor?

Você pode explicar como funciona um bafômetro?

Atividade 7 – Simulação de um bafômetro

Para concluir sobre a função do bafômetro, vamos ao laboratório de informática

para fazermos uma simulação online do funcionamento do bafômetro. Acessar o

endereço: <http://www.labvirtq.fe.usp.br/simulacoes/quimica/sim_qui_bafometro.htm>

Atividade 8 – É possível ludibriar o bafômetro?

Anotem os resultados observados na simulação.

Algumas pessoas para ludibriar o bafômetro, ao ingerir bebidas alcoólicas chupa

balas de menta, fazem gargarejos com diversas substâncias. Será que este

método funciona?

Analisaremos quatro situações diferentes, coloquem a solução ácida de dicromato

de potássio nos tubos de ensaio da seguinte forma:

Tubo nº 1: adicionem à solução ácida de dicromato de potássio algumas gotas

de álcool etílico;

Tubo nº 2: adicionem à solução ácida de dicromato de potássio algumas gotas

de menta ou bala de hortelã e algumas gotas de álcool etílico.

Tubo nº 3: adicionem à solução ácida de dicromato de potássio algumas

gotas de álcool etílico e algumas gotas de vinagre.

Tubo nº 4: adicionem à solução ácida algumas gotas de água ou refrigerante

sem corante e não adicione álcool

Complete a tabela de acordo com os resultados obtidos:

TUBO EXPERIMENTO COR

1 Somente com álcool

2 Álcool com essência de menta ou hortelã

3 Álcool com vinagre

4 Sem álcool

Com base nos resultados obtidos responda: É possível enganar o bafômetro?

ORIENTAÇÕES METODOLÓGICAS DA 3ª UNIDADE

Em linguagem simples e, fazendo uso de atividades experimentais procura-

se nesta unidade, enfatizar os efeitos nocivos do álcool, o funcionamento de

um bafômetro bem como as reações químicas envolvidas no processo e a

importância de respeitar as normas vigentes quanto ao uso abusivo de bebidas

alcoólicas. Tendo em vista, que o ensino que relaciona o conhecimento químico

com o contexto social, contribui de forma eficaz para a formação de um cidadão.

Todas as atividades serão desenvolvidas em grupos de alunos e os

questionamentos serão realizados oralmente, para dessa forma, intermediar a

construção dos conceitos que se espera que o aluno adquira.

Os textos de fundamentação teórica serão impressos e entregues a cada

grupo, para que possam fazer as leituras e reflexões.

O eixo central nesta unidade não é o alcoolismo ou a dependência alcoólica

e sim o uso prejudicial da bebida e seus riscos, para os indivíduos.

AVALIAÇÃO

A avaliação será realizada durante o desenvolvimento do material, por meio da

participação nas atividades propostas.

Para encerrar a implementação, os grupos organizarão no pátio da escola murais

informativos apresentando textos, registros fotográficos, resultados de experimentos e

cartazes elaborados durante a implementação. Essa será a forma de socializar o

projeto com os demais alunos do Colégio.

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ORIENTAÇÕES METODOLÓGICAS AO

PROFESSOR