Química 11º - Guia do Professor

República Democrática de Timor-LesteMinistério da Educação

11 | QU

ÍMICA

Guia do ProfessorQUÍMICA11.o ano de escolaridade

Projeto - Reestruturação Curricular do Ensino Secundário Geral em Timor-Leste

Cooperação entre o Ministério da Educação de Timor-Leste, o Instituto Português de Apoio ao Desenvolvimento, a Fundação Calouste Gulbenkian e a Universidade de AveiroFinanciamento do Fundo da Língua Portuguesa

Guia do ProfessorQUÍMICA11.o ano de escolaridade

Os sítios da Internet referidos ao longo deste livro encontram-se ativos à data de publicação. Considerando a existência de alguma volatilidade na Internet, o seu conteúdo e acessibilidade poderão sofrer eventuais alterações.

TítuloQuímica - Guia do Professor

Ano de escolaridade11.o Ano

AutoresMaria Otilde Simões António José Ferreira Maria Arminda Pedrosa

Coordenadora de disciplinaMaria Arminda Pedrosa

Consultora cientí�fica Isabel P. Martins

Colaboração das equipas técnicas timorenses da disciplina Este guia foi elaborado com a colaboração de equipas técnicas timorenses da disciplina, sob a supervisão do Ministério da Educação de Timor-Leste.

Design e PaginaçãoEsfera Crítica Unipessoal, Lda. Fábio Freitas

ISBN978 - 989 - 8547 - 41 - 5

1ª Edição

Conceção e elaboraçãoUniversidade de Aveiro

Coordenação geral do Projeto Isabel P. MartinsÂngelo Ferreira

Ministério da Educação de Timor-Leste

2013

Este guia de professor é propriedade do Ministério da Educação da República Democrática de Timor-Leste, estando proibida a sua utilização para fins comerciais.

Impressão e AcabamentoSuper Xerox, Unipessoal, Lda.

Tiragem400 exemplares

Índice

1. Apresentação do Guia

2. Orientações Metodológicas2.1. Desenvolvimento sustentável e Objetivos de Desenvolvimento do Milénio 2.2. Educação para desenvolvimento sustentável e desenvolvimento de competências2.3. Educação para desenvolvimento sustentável e desenvolvimento de competências em química2.4. Avaliação das aprendizagens

3. Operacionalização do Programa – Exploração das Unidades Temáticas3.1. Unidade temática A - Matérias-primas, recursos energéticos e consumo

3.1.1. Subtema A.1. Quantidade de matéria e cálculos estequiométricos3.1.2. Subtema A.2. Compostos Orgânicos3.1.3. Subtema A.3. Energia em reações químicas

3.2. Unidade temática B – Qualidade da água, ar e solos3.2.1. Subtema B.1. Equilíbrio químico3.2.2. Subtema B.2. Equilíbrios de ácido-base3.2.3. Subtema B.3. Dissoluções e equilíbrios de solubilidade3.2.4. Subtema B.4. A química da atmosfera

4. Glossários

5. Bibliografia

6

789

13

19

2023

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36485252606672

82

88

3

«A teoria da sustentabilidade que defendo, assenta no pressuposto de que a humanidade não pode continuar a utilizar ávida e irresponsavelmente os recursos naturais terrestres e que só o investimento no desenvolvimento científico poderá solucionar questões prementes como o problema energético, possibilitando a manutenção do nosso estilo de vida atual, altamente dependente da energia» — Sir Harold Kroto, Prémio Nobel da Química de 1996 (ciclo de colóquios, Lisboa, Fundação Calouste Gulbenkian, 2005).

«A nossa visão é clara, mas temos que fazer mais para a defender – equidade social, proteção ambiental e desenvolvimento económico verde, sustentável, são uma única agenda … Em conjunto, estabelecem os fundamentos de desenvolvimento sustentável, para sociedades inclusivas e sadias, para a dignidade humana e igualdade de género – são o âmago de um novo humanismo» (tradução) — Irina Bokova, Diretora-Geral da UNESCO (Planet under Pressure Conference, London, 2012).

Química 11.° ano | Guia do Professor

1. Apresentação do Guia2. Orientações Metodológicas3. Operacionalização do Programa 4. Glossários5. Bibliografia

1. Apresentação do Guia

O presente Guia pretende ajudar a lecionar Química, de acordo com o Programa para o 11º ano do Ensino

Secundário (a seguir abreviadamente designado Programa) e em articulação com o Manual do Aluno (a

seguir abreviadamente designado Manual). Destina-se, pois, a ajudar as professoras e os professores (a seguir

abreviadamente designados as/os professoras/es) que lecionarão Química no 11º ano a desempenharem as suas

funções. Deve ser visto como um instrumento de trabalho para as/os ajudar a organizar as atividades educativas,

a realizar por si e por alunas e alunos (a seguir abreviadamente designados alunas/os).

Pela sua importância, destaca-se a necessidade de as/os professoras/es se preparem e organizarem para orientar

atividades a realizar pelas/os alunas/os, de modo a que se envolvam ativamente nelas e atinjam as metas de

aprendizagem definidas no Programa. Reconhecendo-se a complexidade e inovação que envolvem, bem como a

sua importância para concretizar as finalidades educativas definidas no Programa, presta-se atenção particular

à orientação de atividades a realizar pelas/os alunas/os.

O Guia está estruturado em secções e subsecções, que se apresentam a seguir.

Orientações Metodológicas – fundamentação teórica sobre as perspetivas de educação que são recomendadas

no Programa e que conduziram à sua elaboração, incluindo Educação para Desenvolvimento Sustentável (EDS),

que se subdivide em:

• Desenvolvimento sustentáveleObjetivosdeDesenvolvimentodoMilénio – já que é essencial que as/

os alunas/os construam ideias apropriadas sobre desenvolvimento sustentável e conheçam os Objetivos

de Desenvolvimento do Milénio, de modo a envolverem-se em atividades de aprendizagem e atingirem as

metas definidas no Programa;

• Educação para desenvolvimento sustentável e desenvolvimento de competências – já que, numa perspetiva

de EDS, é essencial que a educação científica formal promova o desenvolvimento de competências pelas/os

alunas/os para, como cidadãos informados e responsáveis, participarem em atividades diversificadas, incluindo

resolução de problemas, a nível pessoal e das comunidades em que se inserem;

• Educação para desenvolvimento sustentável e desenvolvimento de competências em Química – já que,

numa perspetiva de EDS, é essencial que o ensino e a aprendizagem em Química contribuam para que,

numa perspetiva de cidadania informada e responsável, as/os alunas/os desenvolvam competências gerais

(tal como em qualquer outra disciplina científica) e específicas, que lhes permitam atingir as metas de

aprendizagem definidas no Programa;

• Avaliação das aprendizagens – entendida como uma parte integrante de ensino e aprendizagem, sugere-se

como avaliar várias atividades práticas em que os alunos se devem envolver.

6 | Guia do Professor

OperacionalizaçãodoPrograma–ExploraçãodasUnidadesTemáticas

Esta secção inicia-se com a descrição da estrutura do Manual, acompanhada da síntese de cada item nele

considerado. Segue-se a apresentação de cada um dos sete subtemas, de modo detalhado e tendo em conta

dois aspetos complementares:

• Caracterização do subtema de modo a ajudar a articular os conteúdos e metas programáticos com as

atividades previstas no Manual e indicar o número desejável de aulas. Nas atividades, procura-se orientar

as/os professoras/es ajudando-as/os a gerir as aulas em articulação com os recursos disponíveis, como por

exemplo o item «Mais questões»;

• Desenvolvimento previsto para o subtema, onde se detalha a sequência dos assuntos, por exemplo

aconselhando sobre a execução de atividades laboratoriais, apresentando aspetos teóricos relativos a algumas

abordagens, notícias históricas sobre alguns conceitos, leis ou teorias, materiais didáticos alternativos, …

Cada subtema termina com as respostas às Atividades propostas no Manual.

Glossários: de termos usados em educação em ciências e determosespecíficosparaperguntarouquestionar.

Com o primeiro glossário pretende-se facilitar a leitura dos documentos referidos em Orientações Metodológicas

e aproximar algumas interpretações prováveis do espírito das mensagens que os autores terão pretendido

veicular. No segundo, indica-se o significado de termos frequentemente utilizados na formulação de perguntas e

questões, visando estimular e facilitar caminhos de resolução.

Bibliografia

Nesta secção apresenta-se o conjunto de bibliografia utilizada na elaboração do Guia, do Manual e do Programa

de Química para o 11º ano. Para clarificar conceitos e ideias e/ou para explorar e aprofundar assuntos,

recomenda-se que as/os professoras/es consultem itens aí apresentados. Esta é uma forma de promoverem a

sua formação e desenvolvimento pessoal e profissional. Claro que as opções de consulta e as leituras e reflexões

subsequentes dependerão de diversas condições, incluindo as necessidades de formação e desenvolvimento

pessoal e profissional de cada professor/a.

2. Orientações Metodológicas

A estruturação do Programa baseou-se em conhecimentos de investigação em educação em ciências, particularmente

em química, e em orientações de EDS. Nesta secção apresentam-se ideias-chave que orientaram a elaboração do

programa para o 11º ano (tal como os programas para os restantes anos do ensino secundário: 10º e 12º anos)

e o desenvolvimento do Manual. Pela importância, atualidade e complexidade de EDS, clarificam-se conceitos e

estabelecem-se relações com o desenvolvimento de competências pelas/os alunas/os, referindo contributos que a

educação em ciências, em particular em química, pode e deve dar para o promover.

Orientações Metodológicas | 7

2.1.DesenvolvimentosustentáveleObjetivosdeDesenvolvimentodoMilénio

Conceitos relacionados com desenvolvimento sustentável (DS) são dinâmicos, tal como as sociedades humanas

a que dizem respeito, e não são novos. Surgiram no passado século XX, foram-se clarificando e conduziram

a compromissos internacionais. Da Declaração do Rio1 e da Agenda 212 constam os compromissos mais importantes

assumidos na Conferência das Nações Unidas sobre Ambiente e Desenvolvimento, realizada no Rio de Janeiro em 1992,

e posteriormente reafirmados. Estes documentos são produtos de cooperação internacional, estruturantes para definir

estratégias nacionais de DS e estabelecer parcerias destinadas a elaborar outras estratégias de DS e a implementá-las.

Qualidade de vida para todos os cidadãos é uma ideia transversal em DS, no qual se integram conceitos científicos

e princípios morais – mais que um conceito, DS é uma questão de cultura. Estratégias de DS correspondem a

propostas catalíticas de mudança, tão ligadas a metas de paz, direitos humanos e justiça, como a conceitos de

ecologia e de proteção ambiental3. Envolvem diversos processos, complexos, simultâneos e interdependentes

que resultam da centralidade das pessoas e de movimentos de equilíbrio e desequilíbrio entre os três pilares em

que assentam: desenvolvimento económico, desenvolvimento social e proteção ambiental. Assim, surgiu a ideia

de DS como o desenvolvimento que «atende às necessidades atuais sem comprometer a capacidade das futuras

gerações em satisfazer suas próprias necessidades»4.

Valorizando princípios de solidariedade intrageracional e intergeracional, DS aponta para um novo sentido de

responsabilidade dos cidadãos relativamente às mudanças que são necessárias. Reclama que tomem consciência das

relações entre modelos de desenvolvimento e estilos de vida, incluindo os seus, de modo a vincular as estratégias

de DS à necessidade de localmente resistir a processos não sustentáveis de desenvolvimento. Como se pode ver e

aprofundar no «Guia do Consumo Responsável»5, a nível internacional têm surgido diversas iniciativas neste âmbito,

de que se destacam algumas iniciativas do Processo de Marraquexe das Nações Unidas, por exemplo «Estilos de

vida sustentáveis», «Turismo sustentável» e «Educação para o consumo sustentável». Os guias, disponibilizados por

diversas organizações e em diversos países, são geralmente centrados em temáticas, por exemplo, «Jovens rumo à

mudança – kit de formação para o consumo sustentável», organizado pela UNESCO e PNUMA, «The guide to ethical

supermarket shopping» e «Consumo responsável: questões, desafios e guia prático para um futuro sustentável».

Estas iniciativas enquadram-se noutras, mais amplas, resultantes de diversos compromissos internacionais,

como os Objetivos de Desenvolvimento do Milénio6 (ODM) e a Década de Educação para Desenvolvimento

Sustentável (DEDS)7, a decorrer de 2005 a 2014. A DEDS deve servir para mobilizar regiões, países, instituições

e comunidades locais para práticas informadas de DS – indispensáveis para a concretização dos ODM. Na figura

1, além de aspetos institucionais da DEDS, explicitam-se ideias emergentes de EDS e relações entre estas, os

1 Para mais informações, ver http://www.un.org/documents/ga/conf151/aconf15126-1annex1.htm2 Para mais informações, ver http://www.un.org/esa/dsd/agenda21/3 Para mais informações, ver http://unesdoc.unesco.org/images/0012/001272/127273e.pdf

4 Para mais informações, ver http://unesdoc.unesco.org/images/0013/001399/139937por.pdf

5 Para mais informações, ver http://www.google.com/url?sa=t&rct=j&q=&esrc=s&source=web&cd=1&ved=0CFMQFjAA&url=http%

3A%2F%2Fassets.panda.org%2Fdownloads%2Fguia_consumo_responsavel.pdf&ei=_9q4T4-jHuLX0QWkn5H6Bw&usg=AFQjCNE22

w1LkI1PcSui1gTpirHHbi09CQ&sig2=rxfqE06pWKzxYoHFseFhOA

6 Para mais informações, ver www.undp.org/mdg/ e www.un.org/millenniumgoals 7 Para mais informações, verver http://www.unesco.org/new/en/education/themes/leading-the-international-agenda/education-for-sustainable-development/


ODM e especificidades de disciplinas do ensino secundário em Timor-Leste, por exemplo Química (um mapa de

conceitos semelhante ao já inserido no Guia do Professor, 10º ano).

Note-se que as parcerias necessárias para promover DS se situam a diversos níveis (Fig. 1), como o mundial e o

relativo a diferentes regiões do mundo, destacando-se a região onde se localiza Timor-Leste: Ásia e Pacífico8. O

documento final do esquema internacional de implementação da DEDS é essencial para orientar a integração

de princípios de DS e estimular a sua aplicação no quotidiano das pessoas e das comunidades, ou seja para

implementar EDS a níveis locais e setoriais, por exemplo em escolas.

Figura 1 – Mapa conceptual relativo a EDS, com ligações explícitas a problemas atuais, contextos educativos em geral, incluindo os de educação formal em ciências no ensino secundário, aos Objetivos de Desenvolvimento do Milénio e à DEDS.

2.2. Educação para desenvolvimento sustentável e desenvolvimento de competênciasCom a DEDS pretende-se promover EDS integrando princípios, valores e práticas de DS em todas as formas

de educação e meios de aprendizagem9. Nesta perspetiva, EDS deve ajudar todos os cidadãos (não apenas os

integrados nos sistemas educativos formais) a aprenderem a construir um futuro mais sustentável. Deve estimular

todas as pessoas a, quotidianamente, tomarem decisões e agirem de acordo com ideias de DS, no presente e no

futuro. Como sublinhou o Diretor-Geral da UNESCO no seu relatório sobre a Conferência Mundial de Educação

para Desenvolvimento Sustentável, para enfrentar os problemas atuais, resultantes de valores que originaram

sociedades não sustentáveis, são indispensáveis compromissos políticos mais fortes e ações decisivas10.

8 Para mais informações, ver http://unic.un.org/aroundworld/unics/en/whereWeWork/asiaPacific/index.asp?regionCode=29 Para mais informações, ver http://www.unesco.org/new/en/education/themes/leading-the-international-agenda/education-for-sustainable-development/three-terms-one-goal/10 Para mais informações, ver http://unesdoc.unesco.org/images/0018/001818/181881e.pdf


De entre estas ações destacam-se estratégias de ensino coerentes com EDS. Estas devem estimular as/os

alunas/os a desenvolverem conhecimentos, atitudes, perspetivas e competências que lhes permitam, no dia a

dia, tomar decisões e agir de acordo com ideias de DS, no presente e no futuro. É, pois, necessário que as/os

professoras/es desenvolvam estratégias que encorajem as/os alunas/os a formular questões críticas e reflexivas,

clarificar valores, perspetivar futuros mais positivos, aplicar o que vão aprendendo e explorar relações entre

tradição e inovação. O Manual também pode ajudar as/os professoras/es a desenvolverem tais estratégias,

por exemplo utilizando e explorando as secções intituladas Recursos materiais e sustentabilidade ambiental e

outras adequadas a questionamento promotor de pensamento crítico reflexivo. Todavia, é importante tomar

consciência de que pensamento crítico reflexivo em EDS é um processo profundo de análise das causas de

não sustentabilidade. Por isso, promover pensamento crítico reflexivo implica envolver as/os alunas/os no

reconhecimento de preconceitos e de pressupostos subjacentes aos seus conhecimentos, perspetivas e opiniões.

Integrar EDS em educação científica formal requer ter em conta dimensões de educação em ciências, sobre ciências e pelas ciências. Isto implica romper com modelos de ensino tradicionais e requer que as/os professoras/es desenhem e implementem modelos de ensino inovadores. Estes devem centrar-se nas/os alunos e valorizar as suas atividades para aprenderem, incluindo o desenvolvimento de investigações. Estas devem surgir de questões e problemas importantes para elas/es e contribuir para exercerem responsavelmente os seus direitos e deveres de cidadania, no presente e no futuro.

A integração de EDS em educação científica formal, especificamente em química, representa-se esquematicamente na figura 2 (representação semelhante à já inserida no Guia do Professor, 10º ano). Requer que as/os professoras/es de cada disciplina de ciências e tecnologias, portanto também as/os professoras/es de Química, se assumam como modelos de comportamentos adequados e desejáveis nas três dimensões de educação em, sobre e pela química. Isto implica que valorizem aprendizagens por modelação (aprendizagens vicariantes) nas três dimensões, integrem aspetos éticos e assumam explicitamente valores.

Nesta figura 2 releva-se a integração de EDS e o desenvolvimento de competências, através de educação, que engloba ensino e aprendizagens, aqui destacadas. As palavras colocadas nos vértices do triângulo (em, sobre e pela química, como em, sobre e pelas ciências, em geral) aparecem ligadas por outras: mudança conceptual, aquisição conceptual e assunção explícita de valores. Com as suas localizações pretende-se salientar que estes processos, embora predominem nas duas dimensões a que estão geometricamente ligados, aplicam-se às três dimensões. Por exemplo, a assunção explícita de valores, além de educação pela química (pelas ciências) e educação sobre química (ciências), também se aplica a educação em química (ciências), dimensão mais centrada em conteúdos. Claro que a escolha da sua localização pressupõe o reconhecimento da importância de aprendizagens vicariantes e, consequentemente, de as/os professoras/es atuarem como modelos de comportamentos desejáveis, em particular nas dimensões de educação pela química (pelas ciências) e de educação sobre química (ciências).

Recomenda-se, pois, que os textos colocados lateralmente no triângulo da figura 2 sejam lidos conjuntamente com as palavras mais próximas, começando por mudança conceptual e interpretados aplicando-os aos conceitos colocados nos três vértices. Ou seja, é necessário mudança conceptual para se proceder à articulação de conhecimentos de conteúdos e processos científicos com a promoção de valores e competências de cidadania –

necessários para participações competentes e responsáveis nas sociedades.


Figura 2 – Esquematização das três dimensões a integrar em ensino e aprendizagem de química (como de qualquer disciplina de ciências), do que é necessário para as desenvolver equilibradamente e da centralidade de EDS em educação científica para a sustentabilidade.

A promoção de valores e competências de cidadania corresponde à dimensão de educação pela química

(pelas ciências) que também integra aquisição conceptual. Esta embora predomine nas dimensões a que está

diretamente ligada (de educação em e pela química, tal como em e pelas ciências), também integra educação

sobre química (ciências). Note-se que «Integração de perspetivas de EDS» ocupa um lugar central na figura

2, assenta no «Desenvolvimento de competências» e o seu contorno irradia simbolicamente para todos os

conceitos incluídos nesta figura. Assim, em ensino e aprendizagem de química que integrem perspetivas de EDS

radicam no desenvolvimento de competências, o que se repercute na definição de finalidades e atividades de

aprendizagem, nos métodos de ensino e de avaliação.

Consequentemente, a qualidade educativa em Química, como em qualquer outra disciplina, deve hoje basear-se na

relevância da educação para ajudar as/os alunas/os a aprender estimulando-as/os a desenvolverem competências

essenciais. Estas, além de proporcionar realização pessoal e contribuir para a coesão social, devem prepará-los para

a vida adulta, prosseguimento de estudos e aprendizagens futuras que lhes permitam continuar a desenvolvê-las

e atualizá-las11. Este entendimento tem orientado diversas realizações a nível internacional, como as sucessivas

avaliações realizadas no programa PISA (acrónimo de Programme for International Student Assessment)12.

Adquirir competências significa desenvolver capacidades de mobilização inteligente de conhecimentos

para compreender e apreciar alguma coisa. Ou seja, construir conhecimento é essencial para desenvolver

competências. Estas pressupõem ação na qual se mobilizam conhecimentos, capacidades, procedimentos e

atitudes, integrando-os equilibradamente e incorporando-os uns nos outros.

11 Para mais informações, ver http://ec.europa.eu/dgs/education_culture/publ/pdf/ll-learning/keycomp_pt.pdf12 Para mais informações, ver http://www.pisa.oecd.org/pages/0,2987,en_32252351_32235731_1_1_1_1_1,00.html


Então, tornar-se cientificamente competente requer construir conhecimentos implicados nas diversas disciplinas

científicas, em articulação com análises de situações concretas, reais e com novas situações13. Tornar-se

competente em química, analogamente, requer construir conhecimentos no âmbito de Química (definidos no

Programa), em articulação com análises de situações concretas, reais e com novas situações.

Porém, o desenvolvimento de competências pelas/os alunas/os, ou seja, a qualidade educativa das suas

aprendizagens, depende de vários fatores relativos aos sistemas educativos e às/os alunas/os, como se esquematiza

na figura 3. Nesta representação, os ítens localizados na coroa circular mais próxima de «Aprendizagem»

(«Conhecimentos prévios», «Inclusão (escolar)», «Ambiente (escolar)», «Processos» e «Conteúdos») estão

relacionados diretamente com as/os alunas/os. Os restantes cinco distribuem-se pelo sistema educativo. As

suas relações com as/os alunas/os não são tão diretas, são menos óbvias, embora condicionem a concretização

dos anteriores repercutindo-se na qualidade das aprendizagens. Destes, destaca-se a necessidade de promover

a «Inclusão (escolar)» reduzindo as causas que impedem o acesso de crianças e jovens à educação, como

pobreza, saúde, estatuto social, isolamento geográfico, discriminação baseada no género ou outras formas de

marginalização. Trata-se de um requisito essencial para se progredir no sentido da consecução dos ODM.

Figura 3 – De educação para aprendizagem: dez fatores de que depende a aprendizagem das/os alunas/os e a qualidade educativa (adaptada de UNESCO, 200514, p.3).

Pela sua importância para ensinar promovendo o desenvolvimento de competências pelas/os alunas/os, destaca-se a

necessidade de ter em conta os seus conhecimentos e experiências prévias, o que implica adequar e ajustar atividades

de ensino e de aprendizagem a estes e a contextos locais.

Ensinar para promover o desenvolvimento de competências pelas/os alunas/os requer que: os saberes sejam

abordados como recursos a mobilizar; se diversifiquem os meios de ensino; se promova o relacionamento e a

articulação entre saberes abordados em diferentes disciplinas; se fomente a avaliação formativa; se estimulem

atividades de aprendizagem baseada em problemas (nota de rodapé 13). Mais, o que as/os alunas/os aprendem

13 Para mais informações, ver http://www.josemnazevedo.uac.pt/pessoal/textos/competencias.htm 14 Para mais informações, ver http://unesdoc.unesco.org/images/0014/001410/141019e.pdf


nas escolas e as competências que desenvolvem devem estimulá-los a conviverem pacificamente com a

diversidade de culturas nas suas comunidades (família, escola, igreja, aldeia, cidade, país …) e a adotarem estilos

de vida compatíveis com DS. Assim, a organização e a gestão das escolas e, em geral, do sistema educativo, os

recursos de ensino e de aprendizagem, bem como as atividades educativas a realizar devem orientar-se por

compromissos internacionais, como os ODM e a DEDS (Fig. 1 e Fig. 3).

2.3. Educação para desenvolvimento sustentável e desenvolvimento de competências em Química

O tema geral e as unidades temáticas do Programa, além de se enquadrarem nos ODM e na DEDS, permitem o

estabelecimento de articulações horizontais e verticais com outras disciplinas, tanto da componente específica

«Ciências e Tecnologias», como da componente geral, podendo estimular a construção de conhecimentos

interdisciplinares. Além do expresso e pressuposto no Manual, as abordagens propostas podem ser enriquecidas

com contributos de diversas disciplinas, tornando-as mais interessantes e estimulantes para as/os alunas/os. As

unidades temáticas e subtemas adequam-se a abordagens de problemas atuais e propostas de solução, aflorados

em Recursos materiais e sustentabilidade ambiental e que as/os professoras/as deverão utilizar adaptando-os a

contextos locais. Os conteúdos canónicos de química (conteúdos normalmente tratados numa perspetiva disciplinar

tradicional orientada para prosseguimento de estudos) estão integrados nas unidades temáticas e nos subtemas,

como se mostra na figura 4.

Porém, aprender não se limita a contextos escolares. Na perspetiva de EDS, qualquer intervenção educativa deve

ser orientada para transformar as sociedades tornando-as mais justas e sustentáveis. Deve, pois, entender-se que se

realizam aprendizagens em diversos contextos e ao longo da vida; as atividades educativas devem perspetivar-se e

implementar-se para promoverem o desenvolvimento de competências. Estas incluem conhecimentos, como já se

referiu, estão associadas ao desenvolvimento de capacidades para serem ativamente utilizadas em situações novas

e podem classificar-se como gerais, específicas, pessoais, interpessoais e físicas ou práticas. Apesar de diferenças de

designação e caracterização, há um conjunto de competências consideradas essenciais para a vida, como competências

de comunicação, de aprender, em ciências e tecnologias e de resolução de problemas15.

Nesta perspetiva, é essencial abordar em Química e, em geral, em contextos escolares, problemas complexos,

característicos de DS, como depleção da camada de ozono, aquecimento global, alterações climáticas… Problemas

complexos resultam de vários fatores, ou seja têm múltiplas causas, e podem estar associados a cadeias de

efeitos, de modo que ações num dado local podem ter consequências em locais e pessoas muito distantes.

Abordagens de problemas complexos em Química no ensino secundário, integrando EDS, são inovadoras e

constituem desafios para diversos intervenientes envolvidos na sua conceção, elaboração e implementação.

Enfrentar adequadamente estes desafios deve traduzir-se em melhoria da qualidade educativa (Fig. 3) e requer

articulação de esforços a diversos níveis e com diversos atores sociais, por exemplo autoridades educativas,

autores (de programas, de manuais e de guias para professores) e professores.

15 Para mais informações, ver http://www.ibe.unesco.org/International/ICE47/English/Organisation/Workshops/Workshop3CompENG.pdf


Figura 4 – Mapa de conceitos referente aos temas e subtemas do Programa de Química para o 11º ano.

É preciso que as/os professoras/es inovem as suas práticas educativas para enfrentarem adequadamente estes

desafios, em coerência com princípios orientadores, metas e atividades de aprendizagem definidos no Programa.

De acordo com as finalidades expressas, é necessário que as inovações na sua implementação contribuam para que

as/os alunas/os desenvolvam competências, numa perspetiva de cidadania ativa e de prosseguimento de estudos.

A Declaração de Perth sobre Educação em Ciências e Tecnologias16 exprime grande preocupação acerca destas

áreas em todo o mundo, sugere que é necessário um conjunto de condições estruturais para melhorar as

respetivas práticas e considera que atualmente a educação em ciências e tecnologias tem uma importância

crítica, baseando-se em três categorias de razões para a justificar.

A primeira resulta da necessidade de se formarem profissionais qualificados em ciências e tecnologias – uma

condição para que todos os países se desenvolvam economicamente, de formas que sejam sustentáveis, tanto

ambientalmente como socialmente. Como esta categoria diz respeito a alunas/os que, após o ensino secundário,

prosseguirão estudos envolvendo diretamente ciências e tecnologias, relaciona-se com meios para os identificar,

motivar e preparar. Devido à crescente intervenção das ciências e tecnologias, a segunda categoria resulta de a

promoção de DS envolver as sociedades e poder interagir fortemente com valores tradicionais. Nestas condições,

os processos de tomada de decisão também envolvem decisões morais. A educação em ciências e tecnologias

deve, pois, preparar todas/os as/os alunas/os para participarem ativamente, como cidadãos responsáveis, nesses

processos de decisão. Para o progresso geral da sociedade, é necessário que os cidadãos compreendam os

desenvolvimentos científico-tecnológicos e os apoiem. Se não os compreenderem, ficarão confusos sobre o que

devem ou não apoiar, reativos a inovações e os problemas, ambientais, por exemplo, continuarão por resolver. A

terceira categoria está associada às inúmeras mudanças resultantes de aplicações de tecnologias digitais. Estas

revolucionaram as comunicações e têm implicações profundas, como no mundo do trabalho e nas escolas.

Em contraste com prioridades tradicionais (em que o sucesso se baseia em conhecimentos que as/os alunas/os são capazes de

armazenar), as escolas são desafiadas a estimularem as/os alunas/os a desenvolver diversas competências, gerais e específicas.

A educação em ciências e tecnologias tem que se assumir como um dos recursos-chave para promover o seu desenvolvimento.

16 Para mais informações, ver http://unesdoc.unesco.org/images/0015/001567/156700e.pdf


As competências gerais e as competências específicas definidas no Programa coadunam-se com preocupações

expressas na Declaração de Perth sobre Educação em Ciências e Tecnologias. Efetivamente, das oito competências

gerais definidas no Programa, uma refere-se a compreender condições materiais e humanas necessárias para

resolver ou mitigar alguns problemas e à importância de mobilizar competências em ciências e tecnologias nesses

processos de resolução, ou mitigação. Entre as vinte e duas competências específicas definidas no Programa, está

«Ponderar e avaliar argumentos sobre assuntos socialmente controversos que envolvam dimensões científicas

e tecnológicas, em particular de química, numa perspetiva de aprendizagem ao longo da vida» e «Desenvolver

raciocínio, espírito crítico e outras competências necessárias para resolver problemas, em particular as referentes

a observar, inferir, classificar, prever, medir, formular e testar hipóteses, controlar variáveis, interpretar dados,

planear e executar experiências».

O Manual, um recurso essencial para implementar o Programa, foi preparado para ser utilizado por todas/os as/os

alunas/os. Espera-se que as/os professoras/es o utilizem para planificar e preparar as suas atividades docentes

e orientarem as/os alunas/os. Estas atividades são essenciais para ajudar as/os alunas/os a desenvolverem

competências gerais e específicas e atingirem as metas de aprendizagem definidas no Programa. Por exemplo:

«Caracteriza a dependência energética atual – transportes, produção de energia e utilização massiva do petróleo

e de gás natural – com padrões de consumo e suas implicações ambientais e sociais». Recomenda-se, pois, que

as/os professoras/es também utilizem o Manual para inovarem as suas práticas docentes, englobando problemas

complexos no âmbito de «Recursos Materiais e Sustentabilidade Ambiental» – tema em que se enquadra o

Programa (Fig. 4)–, numa perspetiva de cidadania ativa.

Todavia, outros livros, por exemplo «YouthXchange Guidebook on Climate Change and Lifestyles»17, podem ser

úteis para ajudar a explorar melhor e a aprofundar propostas de integração de EDS em Química, apresentadas

no Manual. Este exemplo faz parte de um conjunto de recursos produzidos para jovens e pessoas que com eles

trabalham, como educadores, professores, formadores e líderes, em países desenvolvidos e em desenvolvimento.

Destina-se a promover na juventude (15-24 anos) estilos de vida sustentáveis, através de educação, diálogo,

tomadas de consciência e desenvolvimento de competências. Apresenta perspetivas científicas, políticas,

económicas, sociais, éticas e culturais sobre alterações climáticas. Baseia-se em factos, gráficos, imagens,

exemplos e ligações de Internet para explicar questões complexas em linguagem acessível. Explora relações

entre estilos de vida e alterações climáticas, aponta direções e ações para os jovens compreenderem melhor as

relações entre alterações climáticas e estilos de vida. Promove o desenvolvimento de competências implicadas

em escolhas pessoais necessárias para enfrentar os desafios colocados pelas alterações climáticas e ajuda os

jovens a ponderar estilos de vida mais sustentáveis, considerando ações que devem realizar.

Assegurar estilos de vida mais sustentáveis para todos é o principal objetivo de EDS e dos ODM. Por isso, EDS deve

implementar-se em todos os países e em todas as escolas, deve atravessar os currículos de todas as disciplinas

e, como requer abordagens interdisciplinares, a sua implementação depende de recursos que promovam as

inovações necessárias. A UNESCO tem vindo a disponibilizar coleções de boas práticas para estimular, em todo o

mundo, o desenvolvimento de abordagens educativas no sentido de DS: «ASPnet Good Practices»18.

17 Para mais informações, ver http://unesdoc.unesco.org/images/0021/002128/212876e.pdf18 Para mais informações, ver http://unesdoc.unesco.org/images/0016/001627/162766e.pdf e http://unesdoc.unesco.org/images/0018/001812/181270e.pdf


Como EDS se baseia em valores universais, perspetivas de melhor qualidade de vida para o futuro na Terra e

esperança de as conseguir, é um conceito inerentemente complexo e ambíguo. Em cada país, as prioridades

e estratégias de implementação de EDS variam em função das situações sócio-económico-ambientais e dos

contextos histórico-culturais. Porém, é essencial equilibrar uma compreensão holística de DS e abordagens

contextuais de EDS. Tendo em conta a história de colonialismo, conflitos, guerra, pobreza e subdesenvolvimento

de muitos países da região da Ásia-Pacífico, por exemplo Timor-Leste, a integração de EDS nos currículos das

disciplinas é fundamental para ajudar a construir comunidades pacíficas e sustentáveis.

Reconhecendo a dificuldade de encontrar orientações práticas de EDS e materiais educativos, a UNESCO publicou

uma coleção de boas práticas com enfoque nesta região da Ásia-Pacífico: «Regional Collection of ASPnet Good

Practices»19. Tal como as publicações da UNESCO com nome semelhante, proporciona exemplos de como temas

de EDS e os ODM podem ser interpretados e aplicados, agora neste contexto regional. Estes exemplos podem

ser inspiradores de cooperação, desenvolvimento e realização de melhores práticas educativas, tendo em vista

contribuírem para assegurar um futuro mais sustentável e feliz para as próximas gerações.

Recomenda-se, pois, que EDS se integre em diferentes instituições e contextos educativos, sobretudo nas escolas e

em contextos disciplinares específicos do ensino secundário, por exemplo em Química. Para se integrar EDS nestes

contextos educativos, é essencial que os professores estejam suficientemente informados sobre esta perspetiva

educativa, reconheçam a sua importância e se mobilizem para se envolverem em parcerias. Estas são indispensáveis

para desenvolverem competências necessárias à sua concretização no quotidiano da sua atividadedocente. Entre

estas competências destacam-se as que são necessárias para planificar e implementar trabalho prático orientado

para resolver problemas, ou seja, trabalho prático que envolva as/os alunas/os em tarefas de investigação. Para

aceder a informação essencial sobre trabalho prático, em particular sobre trabalho prático orientado para resolver

problemas, recomenda-se a leitura da secção 2.1.2 do Guia do Professor, 10º ano.

Refletir sobre trabalho prático com esta orientação e discutir como concretizá-lo no quotidiano da atividade

docente, além de essencial para que as/os professoras/es reconheçam a sua importância, é indispensável para

se mobilizarem envolvendo-se em parcerias que conduzam ao desenvolvimento de competências necessárias à

integração de EDS nas atividades educativas de Química.

Documentos como alguns dos anteriormente referidos, por exemplo Declaração do Rio e Agenda 21, permitem

perceber a complexidade e diversidade de conceitos envolvidos em DS. Acresce que pessoas com diferentes

vivências terão diferentes interpretações de DS, por exemplo da sua definição mais conhecida: «desenvolvimento

sustentável é o desenvolvimento que procura satisfazer as necessidades das populações atuais sem comprometer

a capacidade das gerações futuras satisfazerem as suas próprias necessidades»20. Refletir sobre elas e discuti-las,

por exemplo com colegas, ajudará a tomar melhor consciência da diversidade de conceções de DS e a identificar

exemplos de boas práticas e de más práticas em situações quotidianas. Só assim se progredirá na compreensão

do que cada um pode fazer para o promover – pré-requisito para se adotarem estilos de vida mais sustentáveis.

Além disso, em contextos educativos, é importante conhecerem-se conceções de EDS e perceber que condições

podem favorecer e/ou dificultar a sua aplicação em disciplinas que integram os planos de estudos dos vários

19 Para mais informações, ver http://unesdoc.unesco.org/images/0018/001873/187337e.pdf20 Para mais informações, ver http://desenvolvimentosustentavel.apambiente.pt/ESTATEGIANACOESUNIDAS/Paginas/default.aspx


níveis de ensino, por exemplo Química no ensino secundário. Numa perspetiva de desenvolvimento de

competências para integração efetiva de EDS, é essencial analisarem-se e discutirem-se essas conceções de EDS

à luz de recomendações de organismos internacionais. Esta é uma forma de tomar consciência de condições

necessárias para a sua concretização e de superar dificuldades de aplicação.

Por outro lado, em contextos educativos de ciências, em geral, de química, em particular, é necessário desenvolver

atividades de resolução de problemas, envolvendo abordagens que não desvirtuem os modos como os cientistas

constroem conhecimentos. Trata-se de ensinoporinvestigaçãoque é bem diferente do ensino tradicional. De

facto, investigações são atividades que confrontam as/os alunas/os com situações problemáticas e exigem que

façam previsões, planifiquem estratégias de resolução, registem observações, recolham dados e os analisem

como via para elaborarem uma resposta, ou respostas, para o problema que motiva cada investigação21.

Contrastando com as ideias pedagógicas transmissoras, as transformadoras, por exemplo de educação para a

paz, educação ambiental e EDS, requerem mudanças de práticas essenciais. Na tabela 1 (já inserida no Guia do

Professor, 10º ano) indicam-se transformações prioritárias nos sistemas educativos e nas práticas pedagógicas

para as promover através de EDS.

Mudanças prioritárias em práticas educativas de EDS

De Para

Transmitir conhecimentos Compreender profundamente as questões

Ensinar atitudes e valores Encorajar a clarificação de valores

Ver as pessoas como o problema Ver as pessoas como facilitadores de mudanças

Transmitir mensagens Diálogo, negociação e ação

Comportar-se como um especialista – formal e autoritário Comportar-se como um parceiro – informal e igualitário

Despertar as consciências Mudar modelos mentais que influenciam decisões e ações

Mudar comportamentos Mais atenção a mudanças estruturais institucionais

Tabela 1. Propostas de mudanças em sistemas educativos e práticas pedagógicas prioritárias em EDS (adaptada de Tilbury, 2011, p. 25).

São necessárias abordagens mais interativas que, por um lado, desafiem conceções de professor/a como transmissor/a de conhecimentos e, por outro lado, envolvam as/os alunas/os no questionamento de aspetos sociais, económicos e ambientais e de formas dominantes de pensamento.

É muito importante desenvolver culturas de diálogo e cooperação nas escolas e destas com as comunidades

envolventes. Para tal, é indispensável incentivar trabalho de grupo e valorizar parcerias que ajudem a melhor

compreender problemas, por exemplo de gestão de resíduos, e contribuir para a sua resolução. Nesta perspetiva,

o tema geral, as unidades temáticas, os subtemas e os conteúdos selecionados devem ser entendidos de forma

flexível e permeável a contextos localmente relevantes. Os conteúdos a ensinar, as atividades de aprendizagem

a realizar e as metas de aprendizagem a atingir devem articular-se adequadamente visando o desenvolvimento

21 Para mais informações, ver http://eec.dgidc.min-edu.pt/documentos/publicacoes_caderno_mono.pdf (Leite)


de competências pelas/os alunas/os, tanto para prosseguimento de estudos, quanto para exercerem

quotidianamente uma cidadania informada, ativa e democrática – central em EDS (Fig. 3).

Além de investigações e resolução problemas, em Química, atividades práticas incluem atividades laboratoriais,

atividades experimentais, exercícios de papel e lápis, bem como de pesquisa e organização de informação. Trabalho

de campo, embora não sendo comum em química, é pertinente e recomendável para ajudar a integrar EDS nos

currículos. As atividades práticas laboratoriais envolvem a manipulação de equipamentos laboratoriais, ou similares,

incluindo instrumentos de medida. A tabela 2 (já inserida no Guia do Professor, 10º ano) apresenta uma síntese de

objetivos primordiais de aprendizagem e orientação de diversos tipos de atividades práticas laboratoriais.

Objetivosdeaprendizagem Orientação TiposProcedimentos Execução Exercícios

Conhecimentos conceptuais

ExploraçãoExperiências exploratórias

Experiências ilustrativas

ConstruçãoExperiências clarificadoras

Investigações

ReconstruçãoPrevê-Observa-Explica (POE):

procedimento dadoPOE: procedimento elaborado por aluno(s)

Metodologias científicas Aplicação Investigações

Tabela 2 – Tipos de atividades práticas laboratoriais (adaptada de Leite, 2001, p. 90)

As atividades práticas laboratoriais, tal como as atividades práticas, podem conceber-se com diferentes objetivos,

por exemplo, promover determinadas observações, questionamento, interpretação de fenómenos naturais e

antrópicos, compreensão do papel das hipóteses e da experimentação na construção de conhecimento científico,

aquisição de competências manipulativas de instrumentos ou equipamentos laboratoriais. Os objetivos definidos

para estas atividades condicionam os respetivos graus de abertura.

A conceção abrangente de trabalho prático (para clarificação, aprofundamento ou revisão, ver Guia do Professor,

10º ano) inclui também trabalho experimental, o qual se caracteriza por envolver controlo e manipulação

de variáveis. Por isso, o critério para classificar atividades práticas como experimentais deve basear-se no

reconhecimento da necessidade de controlar e manipular variáveis. Este é o critério que permite distinguir

atividades experimentais das não experimentais. Trabalho experimental não é sinónimo de trabalho laboratorial

nem de trabalho de campo. As atividades laboratoriais distinguem-se das restantes atividades práticas pelos

materiais utilizados, enquanto as de campo se distinguem fundamentalmente pela localização: decorrem nos

locais onde os materiais existem ou os fenómenos acontecem, normalmente ao ar livre.

Atividades para «prever – observar – explicar» (POE) podem integrar-se em trabalho prático laboratorial para

ajudar as/os alunas/os a exprimirem as suas ideias, confrontá-las/os com observações pertinentes e explicar

as previsões e as observações, bem como eventuais discrepâncias entre umas e outras. A figura 5 (já inserida

no Guia do Professor, 10º ano) representa os diversos tipos de trabalho prático, que se integram em recursos

didáticos e se ligam a reconstrução conceptual, e suas interseções.


Figura 5 – Recursos didáticos e tipos de trabalho prático (elaborada a partir de Leite, 2001, p. 81).

Por exemplo, uma determinada atividade poderá corresponder apenas a trabalho laboratorial, se apenas

requerer a utilização de instrumentos ou equipamentos laboratoriais, enquanto outra poderá corresponder a

trabalho laboratorial e a trabalho experimental. Neste caso, além da utilização de instrumentos ou equipamentos

laboratoriais, a atividade deve envolver também controlo e manipulação de variáveis. As investigações, mais

complexas, podem envolver todos os tipos de trabalho prático, ou apenas alguns (Fig. 5).

Os diversos tipos de atividades práticas podem integrar-se em estratégias para melhorar conhecimentos

conceptuais, como complemento de outros recursos educativos. A planificação e implementação destas

atividades práticas são essenciais para integrar EDS em Química (Fig. 1 e Fig. 2), de modo que professoras/es

e alunas/os desenvolvam conhecimentos, atitudes, perspetivas e competências e as apliquem em decisões e

ações quotidianas coerentes com ideias de DS.

2.4. Avaliação das aprendizagens

A avaliação das aprendizagens das/os alunas/os deve assumir um caráter essencialmente formativo, integrar

funções de diagnóstico e estar integrada nos processos de ensino e de aprendizagem. A avaliação formativa

destina-se a ajudar as/os alunas/os a tomar consciência das suas potencialidades e das suas dificuldades e a

ajudar a/o professor/a a identificá-las, a obter informações sobre a qualidade das aprendizagens e considerá-las no

planeamento e implementação das suas estratégias. Contribuirá, assim, para ultrapassar as dificuldades, através

de reflexões sistemáticas sobre ensino, aprendizagens e suas interações. Dessas reflexões podem, por isso, resultar

mudanças nos métodos de trabalho, dentro e fora das aulas.

Tendo em conta as finalidades e metas de aprendizagem definidas no Programa, cada professor/a deve definir

o que pretende avaliar e escolher as técnicas e os instrumentos de avaliação mais adequados e adaptá-los às

características das/os alunas/os. Sugere-se a utilização de instrumentos diversificados, por exemplo testes,


questionários, textos escritos, fichas de trabalho, relatórios, listas de verificação, grelhas de observação. Além

de funções formativas, a avaliação das aprendizagens inclui funções sumativas. A avaliação sumativa deve incidir

sobre as metas de aprendizagem definidas para cada subtema do Programa. Esta modalidade de avaliação,

além de se integrar nos processos de aprendizagem, deve também prever-se e planear-se ao longo do ano

letivo. Embora se destine principalmente a classificar e a certificar as aprendizagens, pode, também, ajudar a

situar e informar as/os próprias/os alunas/os e as/os responsáveis pela sua educação acerca da evolução das

aprendizagens.

No Guia do professor do 10º ano foram apresentados e explorados alguns aspetos práticos relacionados com

avaliação diagnóstica (secção 2.2.1), avaliação de resolução de questões (secção 2.2.2), elaboração de relatórios

de atividades práticas laboratoriais e construção de mapas de conceitos (secção 2.2.3), que devem também ser

utilizados por professoras/es no 11º ano.

No presente Guia apresentam-se listagens das conceções alternativas mais relevantes para alguns subtemas.

Incluem-se também referências bibliográficas úteis para este efeito.

3.OperacionalizaçãodoPrograma–ExploraçãodasUnidadesTemáticas

O Manual, tal como o Programa, enquadra-se em Recursos Materiais e Sustentabilidade Ambiental (Fig. 4). Este

tema é adequado para integrar EDS em Química, pois permite estimular o envolvimento das/os alunas/os no

questionamento de aspetos ambientais, económicos e sociais. Destes aspetos destacam-se:

• Os relacionados com práticas quotidianas associadas à utilização de matérias-primas e recursos materiais,

em geral, recursos energéticos, em particular, por exemplo referentes a transportes, alimentos, fertilizantes,

fitossanitários, vestuário e pilhas;

• Os relacionados com a qualidade da água, ar e solos, que também se relacionam com saúde pública (por

exemplo a qualidade de água e processos de tratamento, a qualidade do ar interior e processos para a

melhorar), de que depende a qualidade de vida e a sustentabilidade ambiental (por exemplo poluição de

solos e processos de remediação).

É importante que, enquanto cidadãos e consumidores, as/os alunas/os desenvolvam competências essenciais

para tomar decisões orientadas por preocupações e princípios de DS. Estes princípios e preocupações caracterizam

EDS, relacionam-se com os ODM e podem articular-se com as especificidades das disciplinas do ensino secundário

em Timor-Leste, de que se destaca Química (Fig. 1). É nesta perspetiva que os conteúdos abordados ao longo

do 11º ano de escolaridade se enquadram em Recursos Materiais e Sustentabilidade Ambiental (Fig. 4), que

se relaciona diretamente com o ODM 7: Garantir a sustentabilidade ambiental. Este tema geral também se

relaciona com os restantes ODM, apesar das relações não se apresentarem tão diretas, e muito menos óbvias.

O Manual estruturou-se de modo a que possa contribuir para estabelecer estas relações. Assim, os diversos textos,


figuras, questões e atividades também pretendem ajudar a relacionar o que se estuda em Química com os ODM, em

particular os textos apresentados com o título comum Recursos materiais e sustentabilidade ambiental. Todavia, a sua

importância para promover o desenvolvimento de competências pelas/os alunas/os dependerá muito do modo como

as/os professoras/es os explorarem e orientarem a utilização pelas/os alunas/os das diferentes secções do Manual.

Para se progredir no sentido dos ODM, além de os conhecer, é necessário localmente identificar dificuldades

para a sua consecução e discutir formas de as superar ou minorar, por exemplo através de parcerias. Assim, é

importante que as/os professoras/es se envolvam em processos que lhes permitam desenvolver as suas próprias

competências capacitando-os a participarem nas discussões e parcerias necessárias, a começar pelo nível local.

É por isso que a palavra «Local» está destacada na figura 1, única caixa de texto com fundo cinzento, ligada a

escolas e comunidades, como exemplos de instituições a este nível local. É importante, sempre que possível,

ajudar as/os alunas/os a relacionar o que estudam em Química com situações e práticas locais, o que pode ser

facilitado através de parcerias entre a escola e comunidades envolventes. Por outro lado, é importante estabelecer

práticas de diálogo e cooperação entre professoras/es para poderem ajudar as/os alunas/os a relacionar o que

estudam em Química com o que estudam noutras disciplinas, em particular da área de Ciências Físico-Naturais e

Matemática. Simultaneamente, poderão compreender que a resolução ou mitigação dos atuais problemas não

dispensa nenhuma área de conhecimento nem nenhum cidadão.

O Programa está organizado nas unidades temáticas A e B, estruturadas em sete subtemas para os quais estão

definidos conteúdos (Fig. 4). Os subtemas têm tamanhos diferentes e estão organizados de tal modo que se

sugere a seguinte distribuição por ano letivo:

• 1º Período – subtemas A1 e A2;

• 2º Período – subtemas A3, B1 e B2;

• 3º Período – subtemas B3 e B4.

Tendo em conta que o total de aulas durante o ano letivo pode variar, considera-se que oitenta e cinco aulas podem

viabilizar o desenvolvimento das atividades letivas. Sugere-se a sua distribuição de acordo com a tabela 3.

Unidadetemática Subtema Período Nº de aulas previstas

A - Matérias-primas recursos energéticos e

consumo

A.1. Quantidade de matéria e cálculos estequiométricos1º

15

A.2. Compostos orgânicos 15

A.3. Energia em reações químicas

2º

10

B - Qualidade da água, ar e solos

B.1. Equilíbrio químico 10

B.2 Equilíbrios de ácido-base 10

B.3. Dissoluções e equilíbrios de solubilidade3º

15

B.4. A química da atmosfera 10

Tabela 3 – Calendarização do ano letivo, unidades temáticas, subtemas e número mínimo de aulas previstas.

Recomenda-se a disponibilização de mais 10 aulas para realizar atividades mais diretamente relacionadas com

avaliação das aprendizagens das/os alunas/os, perfazendo 95 aulas.

Operacionalização do Programa | 21

O Manual, que é essencial para ajudar a operacionalizar o Programa, está estruturado de acordo com este e organizado

em unidades temáticas e subtemas. Além do texto e imagens (fotografias, figuras, gráficos, esquemas), inclui diversos

tipos de caixas. A seguir caracteriza-se sumariamente cada tipo e explica-se as suas funções.

Atividades – situações preparadas para envolver os alunos em aprendizagens. Podem ser do tipo «de papel e

lápis», por exemplo calcular a massa e a quantidade de diferentes espécies químicas presentes num fertilizante

(página 18 do Manual), ou visualizar animações computacionais para ajudar a elaborar ideias em assuntos

complexos (por exemplo, página 103 do Manual), ou de outro tipo, como explicar boas práticas relativas ao

destino de determinados lixos (página 44 do Manual) e à utilização de água para consumo humano e suas

implicações relativamente a diferentes substâncias dissolvidas (página 137 do Manual). Podem envolver outras

tarefas desafiantes e motivadoras relacionadas com situações do quotidiano, por exemplo identificar objetos

comuns constituídos por materiais derivados do petróleo e obter informação sobre a sua descoberta e impacto

na sociedade (página 31 do Manual). Podem ser usadas na aula ou como trabalho de casa. As que sugerem

a realização de atividades práticas ou laboratoriais estão concebidas com esquemas, imagens e informação

que permitem compreendê-las, mesmo quando não se puder realizar a componente prática laboratorial (por

exemplo, página 98 do Manual). As respostas às questões colocadas nestas atividades podem ser encontradas

neste Guia, no fim de cada subtema, para a/o professor/a as preparar com maior conforto e segurança. Não se

incluíram estas respostas no Manual para evitar que as/os alunas/os se precipitem sobre as soluções, obtendo-

as rapidamente e sem o esforço necessário para aprender.

Questões – estão intercaladas no texto seguidas da respetiva resolução, para que as/os alunas/os se familiarizem

progressivamente com a resolução de exercícios e de problemas em Química. Pretendem auxiliá-las/os na

organização do raciocínio, de forma a estruturar os elementos necessários à formulação das respostas.

Atividadeslaboratoriais – situações previstas para que a/o aluna/o esteja envolvida/o, em ambiente laboratorial

ou semelhante, com orientação da/o professor/a. Estas atividades exigem demonstração prévia pelo/a

professor/a e que os riscos, as normas de segurança e os EPI sejam tidos em devida conta.

Recursos materiais e sustentabilidade ambiental – caixas que fornecem informação adicional relacionando

temas e conceitos de química com questões, problemas e realidades do dia a dia. Permitem relacionar conteúdos

tradicionais de química com a temática do 11º ano.

Maisquestões – apresentadas no final de cada subtema, incidem sobre os conteúdos programáticos e podem

ser utilizadas nas aulas e/ou como propostas de trabalho autónomo. Podem ser usadas como atividades de

exploração e consolidação. O número considerável destas questões permite selecionar as que a/o professor/a

julgue mais apropriadas à aprendizagem das/os alunas/os. Não se considera adequado, nem necessariamente

útil, que as/os alunas/os resolvam em série todas estas questões.

Com incidência e objetivos semelhantes, apresentam-se ainda, para alguns subtemas, outras questões e sob o título


«Questões adicionais para o subtema …» — aparecem neste Guia no final do respetivo subtema e, tal como as «Mais

Questões», aparecem referidas nas propostas de operacionalização apresentadas. Identicamente, aparecem neste

Guia outras propostas adicionais de Atividades, AtividadeLaboratorial e Questões, acompanhadas de sugestões de

utilização.

3.1.UnidadetemáticaA–Matérias-primas,recursosenergéticoseconsumo

3.1.1.SubtemaA.1–Quantidadedematériaecálculosestequiométricos

Este subtema faz uma introdução à dimensão quantitativa de química, no domínio macroscópico. Os conceitos aqui

abordados farão a ponte necessária para a transição do mundo sub-microscópico para o mundo macroscópico.

Tal transição baseia-se no uso da constante de Avogadro, NA, e de grandezas especificamente usadas em química,

como quantidade de matéria, n, massa molar, M, e volume molar, Vm.

A interpretação da composição de substâncias ao nível macroscópico e de reações químicas permitem compreender

os fundamentos da realização de cálculos estequiométricos, os quais podem envolver materiais tão distintos como

alimentos, fármacos, fertilizantes, poluentes atmosféricos, poluentes de águas e dos solos, etc.

Este subtema divide-se em quatro secções:

A.1.1 Grandezas indispensáveis em química;

A.1.2 Estequiometria na composição de alimentos e fertilizantes;

A.1.3 Estequiometria em reações químicas — previsões e projeções em processos de produção industrial e de

proteção ambiental;

A.1.4 Preparação laboratorial de um sal.


A 1.1 Grandezas indispensáveis em química

Conteúdos: quantidade de matéria (mole); constante de Avogadro; massa molar; volume molar.

Número de aulas previstas: 3

MetasAtividades

(ensino,aprendizagemeavaliação)

a) Identifica quantidade de matéria (n) como grandeza de base do SI, indispensável em química, e mole como a unidade de quantidade de matéria no mesmo sistema.

b) Relaciona quantidade de matéria com o número de entidades existentes numa dada amostra; *refere que uma mole (mol) é a quantidade de matéria que contém tantas entidades quantos os átomos existentes em 1,2 x 10-2 kg de 12C (as entidades devem ser especificadas).

c) Estabelece que uma mole de substância contém 6,022 x 1023 entidades constituintes; evidencia reconhecer a dimensão extraordinariamente elevada que este número – número de Avogadro (NA) – representa.

d) Verifica que o número de entidades (N) presentes numa amostra é proporcional à quantidade de matéria (n), sendo a constante de proporcionalidade a constante de Avogadro (NA = 6,022 x 1023 mol-1).

e) Define massa molar (M) como a massa de uma mole, cuja unidade mais usada é grama por mole (g/mol); reconhece a sua importância prática para determinar quantidades de substância.

f) Define volume molar (Vm) como o volume ocupado por uma mole de substância, cuja unidade mais usada para o estado gasosos é decímetro cúbico por mole (dm3/mol).

g) Realiza cálculos em que relaciona as grandezas m, V, n, M, NA e Vm, usando as equações de definição ou as proporcionalidades diretas que lhes estão associadas; utiliza a grandeza Vm para determinar quantidades de matéria no estado gasoso.

• Analisar um documento que explicite, para o sistema internacional de unidades (SI), as grandezas de base e as derivadas, assim como as respetivas unidades. Utilizar uma adaptação do Documento «O Sistema Internacional de Unidades», páginas 25 a 29 deste Guia.

• Revisitar as grandezas massa e volume efetuando conversões de unidades como as propostas na questão resolvida da página 10 do Manual.

• Analisar e interpretar a magnitude do número de Avogadro (6,022 x 1023) comparando-o com valores considerados muito elevados, como o número (aproximado) de habitantes da Terra ou a massa e o volume de água (aproximados) do Oceano Pacífico - explorar as comparações feitas no ponto 1.1.3, página 11 do Manual.

• Aplicar o conceito de mole, resolvendo as questões das páginas 12 e 13 do Manual.

• Calcular massas molares a partir de massas atómicas relativas – resolver parte da questão 2 de «Mais Questões», página 27 do Manual. Solicitar a resolução do resto da questão para trabalho de casa.

• Consolidar a noção de mole com a realização da questão 4 de «Mais Questões», página 27 do Manual. Solicitar a realização das questões 1 e 5 para trabalho de casa.

• Relacionar o volume molar, Vm, e quantidade de substância gasosa, n, resolvendo as questões das páginas 13 e 14 do Manual.

• Relacionar as grandezas m, V, n, M, NA e Vm, usando as equações de definição ou as proporcionalidades diretas que lhes estão associadas – resolver as questões 8, 9 e 12 de «Mais Questões», páginas 27 e 28 do Manual. Solicitar a resolução das questões 11 e 13 para trabalho de casa.

Nesta secção faz-se a abordagem das grandezas necessárias à transição entre o mundo sub-microscópico e o

mundo macroscópico.

Será necessário recordar grandezas, como massa e volume, as respetivas unidades e seus múltiplos e submúltiplos,

enquadrando-as no Sistema Internacional de Unidades, SI. As/Os alunas/os devem aprofundar competências

relacionadas com conversão de unidades, realizando exemplos práticos.


De uma forma gradual, as/os alunas/os serão confrontadas/os com novos conceitos, específicos de química, como

o de número de Avogadro e de constante de Avogadro, e com novas grandezas e respetivas unidades como:

• Quantidade de matéria, mol;

• Massa molar, g/mol;

• Volume molar, dm3/mol.

Estas constantes e grandezas permitem fazer a transição entre os mundos submicroscópico e macroscópico.

Na resolução de questões simples em que se relacionam as diversas grandezas, são válidas respostas baseadas em

aplicações corretas de equações de definição ou em proporcionalidades diretas entre grandezas. Como qualquer

destes processos é válido, desde que corretamente aplicado, não se deve preferir um processo relativamente ao outro.

Apresenta-se a seguir o documento «O Sistema Internacional de Unidades» com informação essencial relacionada

com este sistema. Destina-se a proporcionar às e aos docentes consultas rápidas para que possam fomentar nas/os

alunas/os espírito de rigor na escrita de grandezas e unidades e toda a simbologia com elas relacionada.

O Sistema Internacional de Unidades

Os primeiros passos para a criação de um sistema uniforme internacional de unidades foram dados em França

nos finais do século XVIII. Em 1791 durante a Revolução Francesa foi criado o sistema métrico decimal e em 1799

foram depositados os dois padrões de platina representando o metro e o quilograma nos Arquivos da República,

em Paris. Este Sistema Métrico Decimal foi adotado em Portugal, a partir de 1852, por decreto da rainha D. Maria

II, publicado a 13 de dezembro. A este sistema métrico decimal inicial foram-se juntando, ao longo dos séculos

XIX e XX, as várias grandezas físicas e respetivas unidades que constituem o sistema métrico decimal atual.

Em 1875, um tratado diplomático internacional denominado a Convenção do Metro, assinado em 20 de maio,

em Paris, por representantes de dezassete estados, e assinado atualmente por quarenta e nove nações, incluindo

Portugal, criou a Conferência Geral de Pesos e Medidas. Esta, em conjunto com a Comissão Internacional de

Pesos e Medidas e o Gabinete Internacional de Pesos e Medidas, asseguram a disseminação e unificação mundial

das medidas das grandezas físicas, ao mesmo tempo que promovem as modificações necessárias no Sistema

Internacional, adaptando-o aos avanços das ciências e das tecnologias. O Sistema Internacional de unidades não

é um sistema rígido, pelo que poderão aparecer novas unidades fundamentais e derivadas.

Quem sabe se no futuro o «bite» ou outra unidade relacionada com a capacidade de armazenamento de

dados num computador, não serão propostas como unidades de uma nova grandeza física?

O nome Sistema Internacional de Unidades (Sistema SI) foi proposto na 11ª Conferência Geral de Pesos e Medidas,

em 1960, e adotado a partir dessa altura. Nessa conferência ainda foram aprovados os prefixos das unidades, assim

como unidades derivadas. O Sistema Internacional de Unidades foi adotado oficialmente em Portugal em 1982.

Em 1971 foi aprovada a mole como unidade de quantidade de substância e passou para sete o número de

unidades básicas também denominadas unidades fundamentais, uma para cada uma das grandezas físicas

chamadas fundamentais.


Grandezafísica Símbolo Unidade SímboloComprimento l metro m

Massa m quilograma kgTempo t segundo s

Corrente elétrica I ampère ATemperatura termodinâmica T kelvin K

Quantidade de matéria n mole molIntensidade luminosa Iv candela cd

Tabela1- Grandezas e unidades fundamentais e suas representações.

Além das unidades fundamentais há unidades derivadas que resultam de combinações das unidades

fundamentais de acordo com as expressões algébricas que exprimem as respetivas grandezas físicas. Algumas

unidades derivadas podem ter nomes e símbolos próprios que, por sua vez, podem ser incorporados nas

expressões e símbolos de outras unidades derivadas.

Grandezafísica Símbolo Unidade SímboloSuperfície A, AS, S metro quadrado m2

Volume V metro cúbico m3

Densidade ρ quilograma por metro cúbico kg/m3

Concentração c mole por metro cúbico mol/m3

Tabela2- Exemplos de unidades derivadas.

Grandezafísica Símbolo Nome da unidade SI Símbolo Relação com as unidades fundamentaisPressão P, p pascal Pa N/m2 = kg/(m·s2)Energia E joule J N·m = m2·kg/s2

Calor Q, q joule J N·m = m2·kg/s2

Potência P watt W J/s = m2·kg/s3

Temperatura Celsius q grau Celsius °C KCarga elétrica Q coulomb C A.s

Tabela3-Exemplos de unidades derivadas com nomes e símbolos especiais.

Uma unidade derivada chama-se assim por poder exprimir-se em termos de uma ou mais unidades

fundamentais, como se mostra a seguir.

1 – A densidade é uma grandeza derivada porque pode relacionar-se com duas grandezas, uma fundamental,

a massa, m, e outra derivada, o volume, V. Deste modo, a unidade SI de densidade será o quilograma (kg) por

metro cúbico (m3), ou seja, kg/m3.

2 – A pressão é uma grandeza derivada que traduz a força que se exerce numa superfície. Um pascal é a

pressão que resulta de uma força de um newton exercida sobre uma superfície com um metro quadrado.

1 Pa = 1 N/1 m2


Múltiplosesubmúltiplosdasunidades

No Sistema Internacional há somente uma unidade para cada grandeza física. No entanto, podem usar-se os

prefixos decimais aprovados de modo a exprimir-se múltiplos ou submúltiplos decimais de cada unidade SI.

Da lista dos nomes aprovados para vinte prefixos que se podem usar para formar múltiplos e submúltiplos das

unidades, indicam-se os mais usados no quotidiano, como o gigabite, ou em química, como o nanómetro ou

o picómetro, unidades convenientes para exprimir medidas das dimensões dos átomos.

Prefixos do Sistema InternacionalNome Símbolo Fatormultiplicativotera T 1 000 000 000 000 = 1012

giga G 1 000 000 000 = 109

mega M 1 000 000 = 106

quilo k 1 000 = 103

hecto h 100 = 102

deca da 10deci d 0,1 = 1/10centi c 0,01 = 1/102

mili m 0,001 = 1/103

micro µ 0,000 001 = 1/106

nano n 0,000 000 001 = 1/109

pico p 0,000 000 000 001 = 1/1012

Por exemplo, a pressão atmosférica normal é de 0,101 megapascal, que se representa simbolicamente:

0,101 MPa = 0,101x1 000 000 Pa = 1,01x105 Pa

Há cabelos com a espessura de 50 micrómetros, o que se representa da seguinte maneira:

55 μm = 55x0,000 001 m = 5,5x10-5 m

Regrasparaescreversímbolosdegrandezaseconstantesfísicasesuasunidades

a)Escritadesímbolosdegrandezaseconstantesfísicas

Os símbolos de grandezas e constantes físicas são em geral escritos utilizando:

• Uma única letra*;

• Letras maiúsculas ou minúsculas;

• Carateres do alfabeto latino ou do grego em itálico normal.

*Há grandezas adimensionais que se escrevem com duas letras – são exceções e não interessa considerá-las aqui.


Por exemplo:Grandezafísica Símbolo

massa mvolume V

densidade ρ

Quando não é possível escrever letras em itálico, como na escrita à mão, os símbolos das grandezas devem

ser sublinhados.

Por exemplo:

Um saco de batatas com a massa de dez quilogramas deve representar-se, em escrita à mão, por m(batatas) = 10 kg

Aos símbolos das grandezas físicas podem acrescentar-se carateres em índice inferior ou superior com

significados específicos.

Os referidos índices superiores ou inferiores escrevem-se em carateres latinos direitos, se representam uma

entidade (pessoa, substância, objeto, ...) ou se descrevem uma situação.

Exemplos:

Massa de água – mágua

Massa do eletrão – me

Densidade da substância B – ρB

Volume de uma mole = volume molar – Vm

Escrevem-se em carateres em itálico se representam uma outra grandeza física ou uma variável.

Exemplo:

Quantidade de substância da espécie i – ni

O produto de grandezas físicas pode escrever-se nos formatos seguintes:

2Ek = mv ou 2·Ek = m·v ou 2xEk = mxv

Quando se usa um ponto para representar uma multiplicação, este deve ser um ponto a meio da linha entre

as duas grandezas (·).

O quociente de grandezas físicas pode escrever-se como:

P = F/A ou P = FA

ou P = FA-1

Quando existe mais do que uma divisão, devem utilizar-se sempre parêntesis ou potências.

Por exemplo:

v = (l/t)/t ou v = l/t2 ou v = l·t-2 mas nunca v = l/t/t.


b)Escritadesímbolosdeunidades

Os símbolos das unidades devem escrever-se com:

• Uma ou mais letras;

• Carateres latinos direitos;

• Carateres minúsculos, exceto se o nome da unidade derivar de um nome próprio;

• Um espaço entre o algarismo e o símbolo da unidade.

Exemplos:Unidades Símbolo

metro mmole mol

newton Njoule J

pascal Pa

Os símbolos não se escrevem no plural e não são seguidos de um ponto, exceto se escritos no fim de uma frase.

Exemplo:

35 g e não 35 gs ou 35 g. ou 35g

O produto de unidades escreve-se sem ponto ou sinal de multiplicar entre elas, mas seguidas umas às outras

com um espaço. O quociente representa-se por um traço oblíquo (/) ou por um expoente negativo. No caso

de mais do que um quociente deve representar-se esta situação sempre entre parêntesis.

Exemplos:

m/s ou m s-1 mas nunca m/s-1

J K-1 mol-1 ou J/(K mol) mas nunca J/K/mol

Os operadores matemáticos também se escrevem sempre com carateres direitos.

Regrasdeutilizaçãodeprefixos

Os símbolos de prefixos numéricos escrevem-se:

• Com carateres direitos;

• Sem espaços entre o símbolo do prefixo e o símbolo da unidade;

• Nunca dois seguidos para formar um prefixo composto;

• Nunca sem um símbolo de unidade.

Exemplos:

kg – quilograma

MV – megavolt

7 nm – nanómetro mas nunca 7 mμm.Texto escrito por Clara Magalhães, U.A., 2006 - Adaptado

Referências

IUPAC, Quantities, Units and Symbols in Physical Chemistry, Blackwell Scientific Publications, Oxford, 1988

http://www.bipm.fr/enus/3_SI/si.html

http://physics.nist.gov/cuu/Units/units.html


A.1.2 Estequiometria na composição de alimentos e fertilizantesConteúdos: estequiometria; fórmulas químicas; composição centesimal.


MetasAtividades


a) Usa relações estequiométricas em fórmulas químicas para calcular a percentagem em massa de elementos num dado composto.

b) Relaciona doses de ingestão de elementos na dieta humana com a composição química de alimentos e doses diárias recomendadas (DDR).

c) Relaciona a composição química de fertilizantes e outros produtos fitossanitários com a composição centesimal dos elementos constituintes.

• Interpretar a fórmula química de uma substância em termos de proporção entre as massas dos elementos que a constituem – explorar o exemplo da sacarose, na página 14 do Manual.

• Utilizar o conceito de massa molar de uma substância para determinar a composição centesimal de cada elemento que a compõe – explorar o exemplo apresentado na página 14 do Manual.

• Consolidar o conceito, resolvendo o exercício 1 de «Questões adicionais para o subtema A1», página 35 deste Guia.

• Analisar e interpretar rótulos de alimentos com referência à composição química e à DDR de um ou mais elementos presentes na sua composição – explorar a tabela 7 e os rótulos da figura 3, das páginas 16 e 17 do Manual. Resolver a questão da página 18.

• Analisar e interpretar o rótulo do fertilizante da figura 4, página 18 do Manual. Realizar a atividade da mesma página.

• Elaborar um trabalho de pesquisa sobre a composição de uma refeição equilibrada (em alternativa – ver Orientações Metodológicas, página 87 do Programa 10º, 11º e 12º anos). Para este trabalho, deverá explorar-se o exemplo do cálcio, página 17 do Manual e poderá usar-se a tabela completa da página 177 do Manual.

• Resolver exercícios e problemas idênticos aos resolvidos anteriormente, com dados retirados de rótulos de embalagens usadas no quotidiano em Timor-Leste, recolhidas de preferência pelas/os alunas/os e que contemplem:

• Cálculo de percentagens em massa de elementos em compostos presentes em alimentos e utilizados na agricultura, como adubos, fertilizantes e fitossanitários;

• Relações entre doses ingeridas numa dieta diária, composição química de alimentos e DDR;

• Relações entre a composição química de fertilizantes e a composição centesimal dos elementos constituintes.

Nesta secção introduz-se a estequiometria em fórmulas químicas, o que é útil para estabelecer a composição

percentual de elementos presentes num composto, por exemplo, para saber o que significa um fertilizante ter

10%, em massa, de potássio, ou um medicamento ter 2% de magnésio.

A resposta a questões mais simples envolverá um certo grau de repetição, com aplicação de fórmulas e de

procedimentos, de modo mais ou menos rotineiro. Tal prática, chamada de resolução de exercícios, é importante

para consolidar aprendizagens básicas, mas não para desenvolver competências mais avançadas.

As respostas a questões mais complexas envolverão raciocínios mais elaborados e estratégias destinadas

a ultrapassar obstáculos. Estas práticas de resolução de problemas requerem mais tempo e envolvem mais

esforço e concentração, por parte das/os alunas/os e professor/a.


É útil contextualizar exercícios e problemas usando materiais e produtos disponíveis em Timor-Leste relacionados

com o tema da Unidade Temática: Matérias-primas, recursos energéticos e consumo.

No Manual fazem-se ligações pertinentes a aspetos relacionados com a alimentação, em particular sobre

informação nutricional em rótulos de embalagens de alimentos. Veja-se, por exemplo, a caixa Recursos materiais

e sustentabilidade ambiental, na página 15 e os rótulos das embalagens de alimentos da figura 3, na página 17.

A.1.3 Estequiometria em reações químicas: previsões e projeções em processos de produção

industrial e de proteção ambiental Conteúdos: rendimento; reagente limitante; reagente(s) em excesso; reagentes com impurezas.


MetasAtividades


a) Usa relações estequiométricas, expressas em equações químicas, para estabelecer proporções entre número de entidades, quantidades de matéria, massas e volumes de gases em condições PTN, envolvidos em reações químicas.

b) Identifica o reagente limitante como aquele que condiciona a quantidade de produtos formados; identifica o reagente em excesso como aquele cuja quantidade presente na mistura reacional é superior à prevista pela proporção estequiométrica.

c) Analisa situações em que o rendimento da reação é inferior a 100% e os reagentes contêm impurezas.

d) Salienta a importância da estequiometria para fazer previsões de produção doméstica e industrial de materiais e previsões de emissão de poluentes.

• Fazer uma nova leitura de equações químicas, desta vez em termos

macroscópicos, utilizando conceitos e termos como quantidade de

matéria, massa e volume, condições PTN, no caso de gases – explorar

o exemplo da combustão completa do propano, página 19 do Manual.

• Realizar a atividade da página 19 e resolver a questão da página 20

do Manual.

• Consolidar conceitos resolvendo os exercícios 14 e 17, de «Mais

Questões», páginas 28 e 29 do Manual. Solicitar a resolução dos

exercícios 15 e 16 como trabalho de casa.

• Introduzir o fator «impurezas nos reagentes» para salientar que só

tomam parte nas reações as substâncias, materiais conceptualmente

puros, e resolver o exercício 18 da página 29 do Manual.

• Interpretar o papel do reagente limitante através de analogias com

situações comuns, como a apresentada na página 21 do Manual ou

outras semelhantes apresentadas no desenvolvimento deste subtema.

• Resolver o exercício 20, página 29 do Manual.

• Interpretar o conceito de rendimento de uma reação através dos

exemplos das páginas 24 e 25 do Manual. Resolver a questão

proposta na página 25.

• Resolver o exercício 21 e propor a resolução dos exercícios 22 e/ou

23 para trabalho de casa.

• Resolver outros exercícios e problemas com cálculos estequiométicos

sobre:• Quantidades, massas e volumes (gases) em produções

doméstica e industrial de materiais e na emissão de poluentes, como o exercício 4 proposto em «Questões adicionais para o

subtema A1», página 35 deste Guia.

• Rendimentos de reações, como o exercício 6 de «Questões

adicionais para o subtema A1», página 35 deste Guia.

• Reagentes com impurezas (ou o reagente que existe em

determinada percentagem numa mistura), como o exercício 5

proposto em «Questões adicionais para o subtema A1», página

35 deste Guia.


Nesta secção, que trata de estequiometria nas reações químicas, é válido o que se disse na secção anterior sobre

resolução de exercícios e resolução de problemas. Neste caso, é comum que as tarefas propostas se tornem

verdadeiros problemas para as/os alunas/os, mesmo que para a/o professor/a, pareçam questões fáceis.

Em questões envolvendo cálculos estequiométricos em reações químicas, é comum encontrarem-se diferentes

processos de resolução. É legítimo e desejável que a/o professor/a use diferentes caminhos para resolver um mesmo

problema. Tal prática é estimulante do ponto de vista intelectual e coerente com os modos de trabalhar em química.

Os cálculos estequiométricos são particularmente úteis num contexto de Recursos materiais e sustentabilidade

ambiental, como mostra a caixa da página 23 do Manual.

Em 1.3.1, quando se fala de reagente limitante, usa-se uma analogia com a confeção de um alimento composto

de várias partes. Notar que a analogia utilizada é uma forma simples de ajudar a perceber o conceito, mas nada

tem a ver com a realidade química do reagente em excesso que se desenvolve seguidamente.

A.1.4 Preparação laboratorial de um salNúmero de aulas previstas: 2

MetasAtividades


a) Cumpre regras gerais de segurança durante a realização de atividades laboratoriais.

b) Interpreta passos essenciais de um protocolo laboratorial.

c) Realiza procedimentos laboratoriais adequados à síntese de um sal.

d) Regista e trata dados com vista ao cálculo do rendimento da preparação laboratorial.

• Preparação laboratorial de um sal – Atividade práticalaboratorial de grupo. A síntese proposta no Manual é a do sulfato de alumínio e potássio. Podendo, em alternativa ou em simultâneo, ser feita a do sulfato de cobre(II) penta-hidratado, como se propõe a seguir.

Propõe-se aqui uma atividade prática laboratorial, a qual deve ser realizada pelas/os alunas/os em pequenos grupos. A

atividade, que envolve a síntese de um sal, destina-se a proporcionar-lhes uma oportunidade de realizar um trabalho

laboratorial de síntese química desenvolvendo competências processuais e conceptuais básicas nesta área.

Note-se que interpretar e seguir um protocolo, mesmo que simples, é mais complicado do que aquilo que

parece à primeira vista. Envolve, quase sempre, conhecimentos (de vocabulário relativo a conceitos de química),

competências gerais (de leitura de um texto e sua interpretação), competências específicas (regras de segurança,

manipulação de equipamentos e reagentes) e atitudes adequadas, de concentração, de atenção e de persistência.

Em alternativa à atividade proposta no Manual, sugere-se uma outra, apresentada a seguir, que envolve a

preparação de um fungicida, o sulfato de cobre(II) penta-hidratado. Do ponto de vista técnico e pedagógico, não

há diferenças importantes entre o trabalho proposto no Manual e este, razões que justificam que se realizem em

alternativa. Pelas mesmas razões poderão realizar-se conjuntamente, ou seja, alguns grupos realizam o trabalho

proposto no Manual e outros o proposto a seguir.


AtividadeLaboratorial(Alternativa)O sulfato de cobre (II) penta-hidratado, CuSO4.5H2O, é um sal hidratado que

forma cristais azuis brilhantes, solúveis em água e pouco solúveis em etanol.

É usado como fungicida sendo, para isso, dissolvido em água e pulverizado sobre

culturas afetadas por fungos, como o míldio. O míldio aparece nas plantas na forma

de um pó branco e é frequente em regiões húmidas. Causa grandes prejuízos em

culturas agrícolas, com destaque para vinha, tabaco, batateira e tomateiro.

A preparação laboratorial do sulfato de cobre(II) penta-hidratado envolve uma

reação química entre óxido de cobre(II) e ácido sulfúrico:

CuO(s) + H2SO4(aq) + 4 H2O(l) → CuSO4.5H2O(s)

AtividadeLaboratorialOpção 1 - Preparação de um fungicida

Objetivo:Sintetizar sulfato de cobre(II) penta-hidratado a partir de óxido de cobre(II) e ácido sulfúrico.Material Consumíveis

Balança digitalCopo de 100 mL (2x)

EspátulaFunil

Placa de aquecimentoProveta 25 mL (2x)

Suporte universal, noz e argola Vareta de vidroVidro de relógio

Ácido sulfúrico, H2SO4(aq) - 4,0 mol/dm3

Água destilada (em esguicho)Álcool etílico

Óxido de cobre(II), CuO(s) em póPapel de filtro

Segurança:O sulfato de cobre(II) é nocivo por ingestão. Evita o seu contacto com a pele. A solução de ácido sulfúrico é corrosiva. Evita o seu contacto com a pele. Usa óculos de proteção. O etanol é facilmente inflamável. Não o aproximes de chamas.

Procedimento: 1. Pesa cerca de 2 g de CuO(II), num vidro de relógio, regista o valor exato da massa e transfere-o para um copo; 2. Mede 15 mL de H2SO4(aq), com uma proveta, e adiciona-o lentamente ao copo com CuO(II), misturando-os com uma vareta;3. Aquece a mistura anterior até dissolver completamente o sólido;4. Deixa arrefecer, em repouso, até se formarem cristais de CuSO4.5H2O;5. Usa uma filtração por gravidade para separar os cristais da fase líquida;6. Ainda no papel de filtro, lava os cristais com cerca de 5 mL de etanol;7. Deixa secar os cristais ao ar;8. Pesa um vidro de relógio, anota a massa e coloca nele os cristais obtidos; 9. Pesa o conjunto vidro de relógio e cristais e anota a massa.

Discussão1. Calcula o rendimento da produção de CuSO4.5H2O, tendo em conta que o óxido de cobre(II) é o reagente limitante.2. Como justificas que o rendimento seja inferior a 100%?3. Realiza uma pesquisa que te permita responder à seguinte questão: para preparar laboratorialmente sulfato de cobre(II) penta-hidratado, poderias utilizar aparas de cobre, por exemplo restos de fios utilizados em instalações elétricas, em vez de óxido de cobre(II)?

Figura-Sulfato de cobre(II) penta-hidratado.


Conceções alternativas em estequiometria

1. O número de átomos de cada elemento numa fórmula de um composto é diretamente proporcional à massa

de cada elemento numa amostra de composto.

2. Não há relação direta entre o número de átomos e a quantidade de matéria (nº de moles) de cada elemento

numa amostra de um composto.

3. A razão entre as massas molares dos elementos num composto é igual à razão entre as massas dos elementos

presentes.

4. A razão entre as massas molares dos elementos num composto é igual à razão entre o número de átomos de

cada elemento na fórmula do composto.

5. A razão entre a quantidade de matéria (nº de moles) dos elementos presentes numa amostra de um

composto é igual à razão entre as massas dos elementos presentes.

6. A matéria é contínua não sendo formada por quantidades discretas de partículas.

7. A diferença entre os significados dos termos átomo e molécula é pequena, de modo que podem ser usados

indiferentemente nas interpretações dos fenómenos.

8. Não há necessariamente conservação de átomos ou de massa nas reações químicas, sobretudo quando se

produzem gases.

9. Os gases não têm massa.

10. A energia produzida numa reação química exoenergética provém da destruição dos átomos.

11. As moléculas conservam-se no decorrer de uma reação química.

12. Uma equação química não dá informação acerca das relações estequiométricas.

13. À mole corresponde uma certa massa, mas não um certo número.

14. A mole é uma dada massa de partículas.

15. A mole é uma propriedade das moléculas.

16. Os coeficientes nas equações químicas são equivalentes aos índices das fórmulas das substâncias

representadas na equação.

17. Alguns coeficientes nas equações químicas podem ser alterados sem que se alterem os outros.

18. Nas fórmulas e equações químicas a razão molar é equivalente à razão em massa.

19. Numa reação química a quantidade de reagentes iguala a quantidade de produtos (conservação do número

de moles).

20. Numa reação química que envolve gases, há conservação de volume.

21. Mole e concentração molar são a mesma coisa.

22. Quando dois compostos reagem, uma mole de um composto reagirá sempre com uma mole do outro.


Questões adicionais para o Subtema A11. A percentagem de enxofre no composto H2SO4 é:

(A) 62 % (B) 42% (C) 32,65 % (D) 52 %Exame nacional, Timor Leste - Adaptado

2. Considera os sistemas seguintes:

I - 100 átomos de cobre II - 100 mol de néon

III - 100 g de cobre IV - 100 g de néon

Coloca-os por ordem crescente da sua quantidade de matéria.

3. Um balão contém 4,48 dm3 de amoníaco, NH3(g), em condições de pressão e temperatura normais (PTN). Seleciona a alternativa que permite calcular o número de moléculas de amoníaco que existem no balão:

A. 234,48

moléculas22,4 x 6,02x10

N = B. 234,48x 6,02x10 moléculas

22,4N =

C. 234,48 x 22,4 x 6,02x10 moléculasN = D. 2322,4x 6,02x10 moléculas

4,48N =

Exame nacional, Portugal - Adaptado

4. Calcula a quantidade, n, de clorato de potássio necessária para produzir 33,6 dm3 de oxigénio (PTN) por decomposição térmica completa, segundo a equação:

2 KClO3(s) → 2 KCl(s) + 3 O2(g)

5. Um carro pode emitir, em cada minuto, 600 L de gases, dos quais 4% em volume correspondem a monóxido de carbono, CO. Pode diminuir-se as emissões de CO utilizando catalisadores e transformando-o em CO2, segundo a equação:

2 CO(g) + O2(g) → 2 CO2(g) Em condições normais de pressão e temperatura (PTN): a) Qual a quantidade n de CO, emitida pelo veículo em uma hora?b) Se apenas 60% do monóxido de carbono for transformado em CO2, qual o volume deste gás que é emitido em 1h?

Fuvest-SP, Brasil - Adaptado

6. O amoníaco e o oxigénio podem reagir segundo a equação:

4 NH3(g) + 3 O2(g) → 2 N2(g) + 6 H2O(g)

Reagiram 0,4 g mol de NH3 com excesso de O2 e obteve-se 0,20 dm3 (PTN) de N2. Calcula o rendimento da reação.

Resposta:1-(C)2-I – III – IV – II3-(B)4-n (KClO3) = 1,0 mol5-a) n(CO) = 64,3 mol; b) V(CO2) = 664 L

6-η = 75,9%


Respostas às atividades propostas no Manual do Aluno

Atividade pág. 18

1. m(P2O5) = 321 g.

2. n(P2O5) = 0,10 mol.

3. n(NH4+) = 0,71 mol.

2. 96 g

3. 12,9 g

Atividade pág. 19

V = 394,4 m3.

Atividade pág. 21 – Não tem questões.

3.1.2. Subtema A2 – Compostos orgânicos

Este subtema constitui uma primeira abordagem à Química Orgânica. Dada a importância dos compostos

orgânicos, em biologia e em indústrias, por exemplo de medicamentos, fertilizantes, plásticos, aborda-se uma

grande variedade de famílias de compostos orgânicos.

A propósito de gases combustíveis liquefeitos, estudam-se substâncias e materiais no estado gasoso e suas

propriedades.

Este subtema divide-se em seis secções:

A.2.1 Petróleo, gás natural e compostos orgânicos;

A.2.2 Uma fração da destilação do petróleo: os hidrocarbonetos;

A.2.3 Combustíveis no estado gasoso;

A.2.4 Fármacos e fitossanitários e famílias de compostos orgânicos;

A.2.5 Identificação de constituintes orgânicos e inorgânicos;

A.2.6 Plásticos, fibras e elastómeros.


A.2.1 Petróleo, gás natural e compostos orgânicos

Conteúdos: compostos orgânicos.


MetasAtividades


a) Caracteriza o petróleo (crude) como um recurso de elevado valor económico, devido a poder usar-se na produção de combustíveis e de matérias-primas para inúmeras indústrias (plásticos, tintas, fertilizantes, fitossanitários, medicamentos, lubrificantes,…).

b) Caracteriza a dependência energética atual – transportes, produção de energia e utilização massiva do petróleo e de gás natural – com padrões de consumo e suas implicações ambientais e sociais.

c) *Caracteriza compostos orgânicos como substâncias que contêm na sua estrutura os elementos carbono e quase sempre hidrogénio, muitas vezes, também os elementos oxigénio, nitrogénio, halogéneos e, mais raramente, enxofre, fósforo e outros.

d) Associa a configuração eletrónica do átomo de carbono à possibilidade de estabelecer no máximo quatro ligações com uma disposição (geometria) tetraédrica e consequente simetria de estrutura.

• Analisar o ponto 2.1.1 do Manual para interpretar o papel do petróleo como recurso de elevado valor económico, como as sociedades atuais dependem dele e as implicações ambientais do seu uso.

• Formular questões sobre, por exemplo, relações entre padrões de consumo e recursos energéticos – em sala de aula e após a análise proposta.

• Elaborar um trabalho de pesquisa sobre materiais fabricados utilizando como matéria-prima o petróleo. Realizar prioritariamente a atividade da página 31 do Manual e, a partir dela, selecionar alguns materiais para desenvolver o trabalho. Este pode incluir informações sobre a data e autor(es) da descoberta (na Internet ou noutras fontes).

• Identificar outros elementos (N, Cl, I, Br, P) nas fórmulas de muitos compostos orgânicos – página 32 do Manual.

• Identificar os elementos C, H e O em compostos orgânicos correntes: reconhecer C na sacarose, C e H no naftaleno (naftalina) e N na clara de ovo – atividade prática laboratorial de demonstração descrita nas páginas 38 e 39 deste Guia.

Começa-se por caracterizar o petróleo, como um recurso importante. Realça-se o seu uso, como fonte de

matérias primas e de combustíveis, e a dependência energética atual devida à sua utilização massiva.

Refere-se a diversidade de compostos orgânicos, com base na possibilidade do elemento carbono:

• Formar uma grande diversidade de cadeias e anéis;

• Formar ligações múltiplas;

• Se ligar a uma grande variedade de outros elementos.

Este último aspeto pode ser evidenciado através da identificação de diversos elementos em compostos orgânicos,

proposta nas atividades seguintes, a qual podem ser usadas como demostração laboratorial.


Alternativa1

Alternativa2

AtividadeIdentificação dos elementos C, H e O em compostos orgânicosPara identificar o elemento carbono em sacarose, proceder da forma seguinte: Colocar um pacote de açúcar (sacarose) num tubo de ensaio (A). Juntar algumas gotas de água. Adicionar cuidadosamente H2SO4 concentrado gota a gota (B).Observação: forma-se uma substância negra. Interpretação: A sacarose é desidratada e forma-se carvão (com o carbono da sacarose).Para identificar o elemento hidrogénioem naftaleno, proceder da forma seguinte: colocar no fundo de um tubo de ensaio uma mistura de naftalina e óxido de cobre(II) (C). Fixar o tubo quase na horizontal. Colocar uma pequena porção de sulfato de cobre(II) anidro na boca do tubo de ensaio (D). Aquecer o conteúdo do tubo de ensaio.Observação: O sulfato de cobre(II) anidro, que é branco, fica azul.Interpretação: o óxido de cobre oxida o naftaleno que se transforma em dióxido de carbono (com o carbono existente no naftaleno) e água (com o hidrogénio existente no naftaleno). A água condensa à saída do tubo de ensaio e é detetada porque hidrata o sulfato de cobre anidro que se torna azul.Para identificar o elemento nitrogénio em clara de ovo, proceder da forma seguinte: Colocar num tubo de ensaio cerca de 10 g de clara de ovo misturada com 0,5 g de óxido de cálcio e 0,5 g de óxido de manganês (E). Aquecer intensamente e colocar uma tira de papel vermelho de tornesol, humedecida, à boca do tubo (F).Observação: O papel vermelho de tornesol torna-se azul.Interpretação: A proteína da clara de ovo contém nitrogénio que origina amoníaco, NH3. Como este se forma no estado gasoso, liberta-se e deteta-se porque torna azul o papel vermelho de tornesol humedecido.

B

A

CD

E

F

AtividadeIdentificação dos elementos C, H e O em compostos orgânicos correntes

A. Reconhecimento de carbono C na sacarose

Material Reagentes• Bico de Bunsen• Caco de porcelana• Cápsula de porcelana

• Copo de 100 mL• Copo de 600 mL• Tripé com placa cerâmica

Ácido sulfúrico H2SO4 concentrado.

Sacarose (açúcar comum)

Procedimento

Colocar num copo de precipitação de 100 mL, um pacote de açúcar (sacarose);

Adicionar algumas gotas de água;

Colocar o copo de 100 mL dentro de outro de 600 mL que contenha água e adicionar cuidadosamente um volume de

H2SO4 concentrado igual ao do açúcar;

Observar ao fim de alguns minutos a formação de uma substância negra, o carbono sólido (carvão).

Nota: pode aproveitar-se para fazer a deteção de carbono na chama do gás do bico de Bunsen (gás propano, butano ou

mistura dos dois). Para isso:

Fecha-se a entrada do ar no bico de Bunsen;

Passa-se um caco de porcelana na zona amarela da chama.

Observa-se um depósito de carvão chamado negro de fumo ou fuligem.


Atividade(continuação)B.ReconhecimentodecarbonoCehidrogénioHnonaftaleno

As equações que traduzem as reações que ocorrem neste teste são as seguintes:

C10H8(s) + 48 CuO(s) → 10 CO2(g) + 4H2O(l) + 24 Cu2O(s)

CO2(g) + Ca(OH)2(aq) → CaCO3(s) + H2O(l)

CuSO4(s) + 5 H2O(l) → CuSO4.5H2O(s)

Material Produtosautilizar

• Bico de Bunsen• Lã de vidro• Pinça• Rolha de borracha (ou outra)

• Suporte universal• Tubo de ensaio 20 x 200 mm• Tubo de ensaio 16 x 160 mm• Tubo de vidro em L

Água de cal (Ca(OH)2)(aq)Óxido de cobre(II)

Naftaleno (naftalina)Sulfato de cobre anidro

Procedimento

1. Prepara o tubo de ensaio 20 x 200 mm da seguinte forma:

A – naftalina misturada com óxido de cobre(II) B – lã de vidro

C – óxido de cobre(II) D – lã de vidro E – cristais de sulfato de cobre anidro

1. Tapar o tubo com a rolha de borracha atravessada pelo tubo de vidro em L e prendê-lo no suporte universal;

2. Aquecer o tubo na extremidade e introduzir o tubo de vidro em L na água de cal recente que se colocou no tubo de

ensaio normal;

3. Observar e interpretar o que ocorre na camada D e na água de cal;

4. Elaborar um relatório com a interpretação feita no ponto 3. e com a utilização de equações que se encontram na

introdução.

C – Reconhecimento de azoto N na clara de ovoO aparecimento de amoníaco neste ensaio deve-se ao processo de desnaturação da albumina da clara de ovo. A presença dos óxidos de cálcio e manganésio serve para garantir um meio fortemente alcalino que, juntamente com o aquecimento, conduzem à desnaturação.

Material Produtosautilizar

• Balança • Bico de Bunsen• Espátulas• Lã de vidro• Papel vermelho de

tornesol

• Pinça• Tubo de ensaio • Vareta de vidro

Água destilada

Clara de ovo

Óxido de cálcio

Óxido de manganésio

Procedimento1. Colocar num tubo de ensaio limpo cerca de 10 g de clara de ovo;2. Preparar uma mistura de cerca de 1 g de óxido de cálcio e óxido de manganésio na proporção de 1:1;3. Adicionar à clara de ovo e colocar por cima um pedaço de lã de vidro;4. Aquecer cuidadosamente e observar o que acontece a uma tira de papel vermelho, humedecida, colocada na boca

do tubo; passar a mão pela boca do tubo e sentir o cheiro;5. Elaborar um pequeno texto com a interpretação da observação feita no ponto 4. e com a introdução apresentada

para este teste. Interpretação: A proteína da clara de ovo contém nitrogénio que origina amoníaco, NH3. Como este se forma no estado gasoso, liberta-se e deteta-se porque torna azul o papel vermelho de tornesol humedecido.

fonte de energia

AB

BC

D


2.2 - Uma fração da destilação do petróleo: os hidrocarbonetos

Conteúdos: alcanos – nomenclatura; alcenos; alcinos; hidrocarbonetos cícliclos; hidrocarbonetos aromáticos;

isomeria.


MetasAtividades


a) Indica que a fração do petróleo usada para produzir combustíveis inclui sobretudo hidrocarbonetos e que o gás natural é também uma importante fonte de hidrocarbonetos, em particular de metano.

b) Associa hidrocarbonetos a compostos orgânicos constituídos exclusivamente por carbono e hidrogénio, que podem ser de cadeia aberta ou fechada.

c) Caracteriza alcanos simples de cadeias lineares e ramificadas através de fórmulas de estrutura, e atribui-lhes os respetivos nomes com utilização das regras de nomenclatura da IUPAC; representa isómeros a partir de fórmulas químicas e atribui-lhes nomes a partir de fórmulas de estrutura.

d) Caracteriza estruturalmente alcenos e alcinos, através dos seus grupos característicos (funcionais).

f) Identifica características estruturais que permitem distinguir hidrocarbonetos cíclicos de aromáticos; interpreta as várias notações usadas para representar o benzeno.

g) Identifica isómeros constitucionais (de cadeia e de posição) e isómeros geométricos.

h) Relaciona a existência de determinados hidrocarbonetos no petróleo (cadeia longa, aromáticos) com a sua persistência no ambiente e com toxicidade para a vida animal, em particular aquática, e para o ser humano.

• Analisar e interpretar esquemas sobre destilação fracionada do

crude, identificando os diferentes compostos orgânicos dela

provenientes – utilizar esquemas das páginas 41 e 42 deste Guia.

• Analisar e interpretar diferentes notações usadas em

representações de fórmulas estruturais: fórmula de estrutura

completa (dash formula) fórmula racional (condensed

formula) e fórmula de linhas (bond-line formula) – analisar

as páginas 34 e 35 do Manual.

• Representar fórmulas de alcanos, a partir do nome e dar

nomes a partir de fórmulas, observando o cumprimento

das regras IUPAC; depois de os alunos compreenderem as

regras IUPAC, aplicadas no exemplo da página 35, resolver a

questão da página 36 do Manual.

• Resolver os exercícios 4 e 6 propostos em «Mais Questões»,

página 61 do Manual. Usar a escrita das fórmulas dos alcanos

nelas mencionados nos formatos: fórmula de estrutura

completa (dash formula), fórmula racional (condensed

formula) e fórmula de linhas (bond-line formula). Propor a

resolução do exercício 14 como trabalho de casa.

• Interpretar a isomeria constitucional (de cadeia e de posição)

em alcanos e resolver a questão da página 37 do Manual.

• Consolidar estes conceitos com a resolução dos exercícios 8

e 10 de «Mais Questões», páginas 62 e 63 do Manual.

• Depois da identificação dos restantes hidrocarbonetos

(alcenos, alcinos, cíclicos e aromáticos), pela sua fórmula

geral e grupos característicos, resolver as questões 1, 2, 3 e

7 de «Mais Questões», página 61 do Manual.

• Propor a resolução dos exercícios 8 e 13 para trabalho de casa.

• Identificar isómeros geométricos cis e trans a partir da fórmula de estrutura de alcenos.

• Resolver o exercício 9 de «Mais Questões», página 61 do

Manual.

• Utilizar os exercícios 1, 2, 3 e 4 de «Questões adicionais para o subtema A2» deste Guia, página 47, como trabalho de casa ou para avaliação.


Nesta secção, estudam-se os compostos orgânicos mais simples, os hidrocarbonetos.

A nomenclatura de compostos orgânicos deve ser desenvolvida, apenas para os alcanos, usando exemplos

simples, pois não deve usar-se demasiado tempo neste assunto específico. Existem outros aspetos, como

reconhecer características estruturais ou diferentes formas de representar e suas interpretações, mais relevantes

para as aprendizagens das/os alunas/os.

Aqui, a nomenclatura aparece apenas para exemplificar um conjunto de regras e de procedimentos, usados em

química para atribuir nomes a compostos orgânicos.

Para os restantes hidrocarbonetos, é feita uma caracterização da sua estrutura, de algumas propriedades e

aplicações ou utilizações. Estuda-se também as possibilidades de isomeria entre alguns deles.

Por fim, refere-se a sua toxicidade, a qual se relaciona com conhecimentos de química que as/os alunas/os

podem dominar a este nível (alguns dos quais foram abordados no 10º ano).

E a propósito de hidrocarbonetos, salienta-se a caixa Recursos materiais e sustentabilidade ambiental, página 33

do Manual, dedicada aos biocombustíveis, uma alternativa aos combustíveis derivados do petróleo.

Para analisar a destilação fracionada do crude e identificar os compostos orgânicos dela resultantes, sugerem-se

os esquemas a seguir.

Destilaçãoatmosféricado

petróleo

Destilaçãode vácuo

CrackingMistura

da gasolina

Alquilação

Gasolina

iso-butano

(aumentou o teor de octanas)

Petróleo

Hidrocarbonetos pesados

Fuel óleos (C20-C50)

(crude)Nafta

pesada

(Recuperação do vapor)

NaftaGPL

GPL

GPL (C1-C4)

(C5-C10)

(>C50)

(C10-C20)

Gasolina

DieselQuerosene

Fuel

Gasolina

Alquilado

Gasolinafinal

Alcatrão

Óleos lubrificantes

Remoção de enxofre

Reforming da Nafta

Remoção de enxofre

Esquema simplificado de uma refinaria

Fonte : Portal de Engenharia Química, Universidade de Coimbra, Portugal.


frações com densidade, massa molecular e temperatura de ebulição decrescente

frações com densidade, massa molecular e temperatura de ebulição crescente

C1 a C4 gases

C5 a C9

C5 a C10

C10 a C16

C14 a C20

C20 a C50

C20 a C70

> C70

20 oC

70 oC

120 oC

170 oC

270 oC

600 oC

nafta

GPL

fabrico de produtos químicos

gasolina para veículos

fuelparaaviões,aquecimentoeenergia

óleos lubrificantes

alcatrão

fuel para barcos e indústria

diesel

gasolina

querosene

diesel

óleos lubrificantes

fuel

crude

resíduo/alcatrão

Esquemadadestilaçãofracionadadopetróleo

Fonte : Portal de Engenharia Química, Universidade de Coimbra, Portugal - Adaptado


A.2.3 - Combustíveis no estado gasoso

Conteúdos: gases reais e gases ideais; equação dos gases perfeitos; fração molar; lei de Dalton.


MetasAtividades


a) Associa a designação «bilha de gás» a combustíveis liquefeitos sob pressão, identifica recipientes usados para os armazenar, como garrafas e tanques, e, quando no estado gasoso, classifica-os como gases reais.

b) Distingue comportamento de gases reais do de gases ideais.

c) Interpreta o comportamento de gases ideais através da relação entre pressão, volume, temperatura e quantidade de matéria expressa na lei dos gases ideais: PV = nRT

d) Identifica a unidade de pressão do SI, o pascal (Pa); converte outras unidades de uso corrente, como o torr (Torr), a atmosfera (atm), o bar (bar) e PSI, em Pa.

e) Identifica a fração molar de uma espécie como o quociente entre a respetiva quantidade de matéria e a soma das quantidades de todos os componentes da mistura em que se encontra.

f) Relaciona a pressão total de uma mistura de gases com a pressão parcial de cada um dos seus componentes: Lei de Dalton; *exprime a composição de uma mistura gasosa através da fração molar, relacionando-a com a pressão parcial.

• Depois de analisado o modelo que permite explicar e prever

o comportamento dos gases e a equação dos gases ideais,

resolver a questão proposta na página 44 do Manual.

• Seguidamente, envolver as/os alunas/os na resolução da

atividade da mesma página 44, a qual permite revisitar

um item estudado no 10º ano (incineração) e uma atitude

desejável para promover sustentabilidade ambiental.

• Depois de perceber o comportamento de uma mistura de

gases, resolver a questão proposta na página 46 do Manual.

• Resolver exercícios sobre:

• Equação PV = nRT, por exemplo 17, 20, 21 e 23 de «Mais

Questões», páginas 62 e 63 do Manual e solicitar como

trabalho de casa a resolução dos exercícios 15, 16, 19 e 26;

• Fração molar;

• Conversão de unidades de pressão – em vários dos

exercícios propostos, como cálculo auxiliar;

• Lei de Dalton – exercício 27 de «Mais Questões»,

página 63 do Manual.

Poderá ainda utilizar-se os exercícios 5, 6 e 7 de «Questões adicionais para o subtema A2» deste Guia, página 47, como trabalho de casa ou para avaliação.

Como alguns hidrocarbonetos são combustíveis e gasosos em condições de pressão e temperatura padrão, é

feita uma abordagem ao estudo dos gases, confrontando gases reais (alguns combustíveis, por exemplo) com os

gases ideais e aplicando as respetivas leis.

No tratamento quantitativo, preferiu-se realçar a equação dos gases ideais, PV = nRT, mais geral e abrangente,

em vez de abordagens mais tradicionais em que se relacionam as grandezas P, V e T duas a duas.

Tem-se ainda em conta a grande diversidade de unidades de pressão que se continuam a utilizar em diversos

âmbitos e aplicações.

Às restantes famílias de compostos orgânicos, muitos presentes em fármacos e fitossanitários, é feita uma

abordagem semelhante à dos hidrocarbonetos, salientando-se os álcoois, para os quais se consideram as regras

de nomenclatura, tal como se fez para os alcanos.


Finalmente, refere-se a importância dos fitossanitários (ponto 2.2.4) e sugere-se uma atividade laboratorial de

demonstração, visando identificar constituintes orgânicos e inorgânicos em alimentos.

Justifica-se abordar a Lei de Dalton devido à maioria dos combustíveis gasosos serem misturas de substâncias, ou seja

não serem materiais puros (substâncias). É também uma boa oportunidade para introduzir o conceito de fração molar.

A.2.4 - Fármacos e fitossanitários e famílias de compostos orgânicos

Conteúdos: álcoois – nomenclatura; isomeria constitucional; éteres; ésteres; aldeídos; haloalcanos; ácidos

carboxílicos; cetonas; aminas; amidas.


MetasAtividades


a) Caracteriza estruturalmente os álcoois mais simples, identificando a cadeia de carbono e o seu grupo característico, hidroxilo; atribui o nome ou a fórmula química completa aos álcoois mais comuns, segundo regras IUPAC.

b) Identifica éteres cetonas, aldeídos, ácidos carboxílicos, ésteres, haloalcanos, aminas e amidas através dos correspondentes grupos característicos.

c) Identifica isómeros funcionais, de cadeia e de posição.

d) Identifica grupos característicos (funcionais), por exemplo em fármacos, fitossanitários e biocompostos.

e) Reconhece a utilidade de fitossanitários na erradicação da fome e a necessidade da sua utilização racional para promover a sustentabilidade ambiental.

• Verificar que as fórmulas químicas de produtos farmacêuticos, como a quinina e o ácido acetilsalicílico, ou de um inseticida, como o DDT (página 48 do Manual), na sua composição, além de C e H, apresentam outros elementos e não são, por isso, hidrocarbonetos.

• Reconhecer a fórmula geral e o grupo característico dos álcoois. Interpretar as regras de nomenclatura destes compostos. Resolver a questão da página 48 do Manual.

• Aplicar o conceito de isomeria constitucional aos álcoois. Resolver a questão proposta na página 48 do Manual.

• Reconhecer a fórmula geral e o grupo característico dos aldeídos, cetonas, éteres, ácidos carboxílicos, ésteres, aminas e amidas.

• Interpretar e analisar rótulos de produtos alimentares, farmacêuticos, fitossanitários e outros, identificando compostos orgânicos, como álcoois, aldeídos, cetonas, éteres, ácidos carboxílicos, ésteres, aminas e amidas, quer pelos nomes, quer pelos grupos característicos nas suas fórmulas – resolver os exercícios 28 e 29 de «Mais Questões», página 63 do Manual.

Esta secção trata, de forma sistemática, as famílias de compostos orgânicos mais importantes.

A abordagem faz-se do ponto de vista das características estruturais, isto é, dos grupos característicos (ou funcionais)

presentes. Essencialmente as/os alunas/os devem conseguir identificar famílias de compostos orgânicos através

dos correspondentes grupos característicos. São também realçados os aspetos relacionados com isomeria.

Os exemplos são importantes para relacionar com o tema da Unidade, Matérias primas, recurso energéticos e

consumo, e também com a temáticas geral do 11º ano: Recursos materiais e sustentabilidade ambiental.


A nomenclatura aplica-se somente ao caso dos álcoois para exemplificar a lógica que lhe está associada. Poderia

facilmente estender-se a aplicação das regras de nomenclatura a outras famílias, o que teria custos enormes em

termos de tempo despendido.

A secção termina com exemplos sobre a importância de fitossanitários, que são quase sempre compostos

orgânicos, realçando algumas das suas vantagens e inconvenientes. Realça-se a caixa Recursos materiais e

sustentabilidade ambiental, a qual tem informação útil sobre este tema.

A.2.5 - Identificação de constituintes orgânicos e inorgânicosNúmero de aulas previstas: 2

MetasAtividades


a) Cumpre regras gerais de segurança durante a realização de atividades laboratoriais.

b) Cumpre regras específicas relativas à utilização de reagentes.

c) Realiza procedimentos laboratoriais adequados à identificação de constituintes, incluindo o uso de amostras de referência e de controlo.

d) Regista dados e observações em diagramas ou tabelas.

• Identificação de constituintes orgânicos e inorgânicos:Trabalhopráticolaboratorialemgrupo:atividade de aplicação de testes para identificar e classificar. Nas páginas 56 e 57 do Manual apresenta-se uma proposta de trabalho laboratorial, para identificação de constituintes orgânicos e inorgânicos em alimentos: água, cloretos, cálcio, proteínas e amido.

• O registo de dados obtidos nos testes deve ser feito numa tabela.

Nesta secção desenvolve-se uma atividades de análise química qualitativa, a qual deverá ser feita pelas/os

alunas/os, trabalhando em grupos. Além dos conceitos de reagente seletivo, destacam-se procedimentos típicos

usados em análise química, para garantir a qualidade dos resultados obtidos, como, por exemplo, o uso de

amostra em branco e amostra de referência.

Procurou-se evitar o recurso a reagentes mais difíceis de obter e a procedimentos mais elaborados, envolvendo,

por exemplo, aquecimento.

As quantidades de reagentes podem e devem ser reduzidas ao mínimo, para evitar gastos desnecessários,

aumentar a segurança e reduzir impactos ambientais.

A deteção de constituintes em alimentos permite contextualizar este trabalho relativamente ao subtema,

compostos orgânicos, e em relação à unidade temática: matérias-primas, recursos energéticos e consumo.

Considera-se conveniente realizar ensaios prévios com alguns alimentos para verificar o correto funcionamento

dos diversos testes.


A.2.6 - Plásticos, fibras e elastómeros

Conteúdos: polímeros; polímeros naturais; polímeros sintéticos; monómeros e motivos; plásticos; fibras;

elastómeros.


MetasAtividades


a) Caracteriza plásticos, fibras e elastómeros; dá exemplos.

b) Caracteriza um polímero como uma substância constituída por macromoléculas.

c) Distingue um polímero de outras macromoléculas com número elevado de átomos pela existência de uma unidade estrutural (motivo) que se repete ao longo da cadeia molecular; relaciona o comprimento de uma cadeia polimérica com o grau de polimerização.

d) Dá exemplos de polímeros naturais e sintéticos.

e) Interpreta o significado do código (letras e números) utilizado na identificação de plásticos, associando-o a implicações da sua utilização, reutilização e reciclagem.

f) Interpreta a síntese de um polímero como uma reação de polimerização a partir de monómeros (iguais ou diferentes); distingue homopolímero de copolímero.

• Analisar e interpretar situações diversificadas, onde estejam presentes plásticos, fibras naturais e artificias e elastómeros – analisar as figuras 14 e 15 da página 58 do Manual e as tabelas 11 e 12, páginas 59 e 60. Resolver o exercício 35, página 64 do Manual.

• Distinguir entre monómero, motivo e polímero – analisar figura 16, página 59 do Manual.

• Distinguir entre homopolímero, analisando a tabela 11, e copolímero, analisando a tabela 12.

• Interpretar a simbologia de identificação de plásticos para reciclagem, analisando a tabela 13, página 60 do Manual.

• Resolver questões envolvendo conceitos relacionados com:

• Monómeros, motivos e polímeros – exercícios 30, 31, página 64 do Manual.

• Homopolímeros e copolímeros – exercícios 32, 33, 34, página 64 do Manual.

• Grau de polimerização – exercício 8 de «Questões adicionais para o subtema A2», neste Guia, página 47.

Introduz-se, de uma forma muito simples e direta, compostos orgânicos poliméricos. Realçam-se classificações,

com destaque para as que permitem caracterizar plásticos, fibras e elastómeros e distinguir entre copolímeros

e homopolímeros.

A identificação de reações de poliadição e de policondensação pode também ser explorada pela resolução de

questões envolvendo estes conceitos.

A secção termina com uma breve referência aos códigos de reciclagem usados em plásticos, os quais devem ser

referidos para incentivar a recolha seletiva, quando estiver disponível no território de Timor-Leste, para posterior

reciclagem de plásticos.

Deve referir-se que os códigos de reciclagem raramente são usados para separação entre os vários tipos de

plásticos. Eles são usados, por exemplo, para quantificar os diferentes tipos de plástico quando se fazem estudos

do conteúdo de Resíduos Sólidos Urbanos.


Questões adicionais para o Subtema A21. Os hidrocarbonetos fazem parte de misturas que compõem alguns combustíveis. Esses compostos são sempre constituídos pelos elementos químicos: (A) Hidrogénio, carbono e oxigénio. (B) Hidrogénio, carbono e azoto. (C) Hidrogénio e carbono. (D) Hidrogénio, carbono, oxigénio e azoto.

2. Seleciona, das opções (A), (B), (C) e (D), aquela que completa corretamente a seguinte frase: «O composto orgânico que apresenta a fórmula de estrutura esquematizada na figura, possui …»

CH3 CH3 CH3 CH3

CH3CH2 CHCHCHCHCHH3C

CH3

(A) …um átomo de carbono quaternário». (B) …somente átomos de carbono secundários».(C) …cinco átomos de carbono terciários». (D) …somente átomos de carbono primários».

3. O carbono é capaz de integrar um grande número de compostos químicos. Os seus átomos podem ligar-se a outros elementos químicos e a outros átomos de carbono formando cadeias e anéis. O petróleo, por exemplo, é uma mistura de diversos alcanos que contêm entre 6 e 10 átomos de carbono. Alguns destes alcanos são isómeros constitucionais de outros.a) Explica o significado da designação «isómeros constitucionais».b) Indica a fórmula molecular de um alcano que possa existir no petróleo.

4. Qual das fórmulas moleculares representa um cicloalcano? (A) C6 H14 (B) C6 H12 (C) C6 H10 (D) C6H6

5. Determina o volume molar de um gás perfeito à pressão de 2,0 atm e temperatura de 50 °C.

6. Certa massa de nitrogénio ocupa o volume de 49,2 L, a 3 atm e 17 °C. Determina:a) A quantidade, n, de nitrogénio; b) A massa de nitrogénio;c) O volume molar de nitrogénio nas condições de pressão e temperatura consideradas.

7. Certa massa gasosa sob pressão de 3 atm ocupa 20 L a 27 °C. Determina:a) O volume ocupado por aquela massa de gás a 127 °C, sob a mesma pressão;b) A pressão exercida por 40 dm3 do gás a 27 °C;c) A temperatura do gás à pressão de 5 atm, ocupando um volume de 20 L.

8. A figura representa a fórmula de estrutura de um monómero. a) Indica o nome IUPAC deste composto.b) Escreve a fórmula de estrutura do polímero correspondente, com um grau de polimerização 3.c) Identifica o motivo.

Resposta: 1. (C) 2. (C)3. a) Isómeros constitucionais são compostos que têm a mesma fórmula molecular mas diferem entre si na fórmula de estrutura, por terem cadeias diferentes (isómeros de cadeia) ou a mesma cadeia principal e substituintes em posições diferentes (isómeros de posição).b) C8H18 – octano.4. (B) 5. Vm = 13,2 dm3 mol-1 6. a) n = 2,2 mol; b) m = 61,5 g; c) Vm = 7,93 dm3 mol-1

7. a) V = 4 dm3; b) P = 1,5 atm; c) T = 500 K → 227 °C8. a) Propeno; b) CH3

3

c) O motivo é a parte representada dentro do parêntesis.

H

H

C

C C

H

HHH



Atividade pág. 31 – Resposta a construir pela/o aluna/o.

Atividade pág. 44

P = 5,33 atm.

Nas incineradoras as temperaturas são muito elevadas e a pressão do vapor dentro das latas aquecidas

aumenta muito, explodindo na maior parte das vezes.

Aslatasdevemserretiradasdosmateriaisquevãoserqueimados,casocontrárioháoriscodeexplosão.

3.1.3. SubtemaA.3–Energiaemreaçõesquímicas

Neste subtema estuda-se a energia envolvida em reações químicas. Uma grande parte das reações químicas

produz energia, como calor ou como energia elétrica. É o caso das reações de oxidação-redução que ocorrem

em pilhas e baterias.

O subtema tem duas secções:

A.3.1 Reações de oxidação-redução;

A.3.2 Reações exotérmicas e endotérmicas.


A.3.1 Reações de oxidação-redução

Conteúdos: pilhas e baterias; oxidação; redução; reações redox; número de oxidação.


MetasAtividades


a) Refere que inúmeras reações são usadas apenas para obter energia (por exemplo, calorífica em combustões e elétrica em pilhas e baterias); dá exemplos de reações de combustão usadas para produzir energia.

b) Descreve e interpreta o funcionamento de uma pilha comercial em termos de reações químicas que produzem energia elétrica; identifica as pilhas recarregáveis e baterias como aquelas cujas reações podem ser revertidas por aplicação de energia elétrica.

c) Associa oxidação-redução às reações onde há variação de carga de elementos químicos; associa a variação de carga à transferência de eletrões.

d) Utiliza a terminologia comum em reações de oxidação-redução: oxida-se, reduz-se, agente oxidante e agente redutor.

e) Calcula números de oxidação.

f) Descreve e fundamenta regras básicas de utilização racional de pilhas e baterias.

g) Associa a necessidade de se reduzir a utilização de pilhas com os perigos de poluição que decorrem do não tratamento para reciclagem das pilhas usadas.

• Analisar situações do quotidiano em que ocorrem reações químicas com produção de energia, como a combustão de lenha para cozinhar, combustão da gasolina em motores e reações de oxidação-redução para produzir energia elétrica em pilhas.

• Interpretar as características de cada tipo de pilha – salinas, alcalinas, de botão (mercúrio, óxido de prata, lítio–manganês) – páginas 66 a 68 do Manual.

• Atividade laboratorial de demonstração: funcionamento de um elemento de pilha de Volta – realizar a atividade da página 66 do Manual.

• Interpretar, utilizando esquemas, a carga e a descarga de um acumulador – páginas 68 e 69 do Manual.

• Interpretar os conceitos de oxidação e de redução de acordo com os exemplos apresentados em 3.1.2 e 3.1.3, páginas 70 e 71 do Manual.

• Resolver exercícios envolvendo cálculo de números de oxidação, exercícios 2 e 4 de «Mais Questões», página 83 do Manual. Solicitar a resolução dos exercícios 1 e 3 como trabalho de casa.

• Resolver exercícios para identificar espécies químicas oxidadas e reduzidas, exercícios 5, 7, 10, 11 e 13, em «Mais Questões», páginas 83 e 84 do Manual. Solicitar a resolução dos exercícios 6, 8 e 9 como trabalho de casa.

• Interpretar simbologia adequada ao descarte de pilhas e baterias – página 73 do Manual.

• Realizar a atividade respeitante à utilização racional de pilhas e baterias – página 75 do Manual.

Nesta secção, realça-se a importância dos combustíveis, fósseis e biocombustíveis, como recursos energéticos.

Exemplifica-se com a madeira, por ser um combustível comum em Timor-Leste.

Destaca-se o uso de pilhas e baterias, como exemplo de «sistemas de energia portátil» e interpretam-se

características das pilhas mais usadas, incluindo reações que nelas ocorrem. Não é necessário que as/os alunas/os

memorizem com detalhe esta informação, mas devem conseguir apontar algumas das principais aplicações, bem

como as principais vantagens e/ou desvantagens de cada tipo de pilha.

A atividade da página 66 do Manual indica como se podem construir pilhas muito simples. Note-se, na figura da

pilha de limão, que os fios têm de ser de metais diferentes, cobre e alumínio, neste caso.


Também se aborda a utilização de pilhas e baterias, em termos de sustentabilidade. A maioria das pilhas podem

ser guardadas, depois de gastas, por tempo indefinido, aguardando por oportunidade para reciclagem (as pilhas

salinas não!). A caixa Recursos materiais e sustentabilidade ambiental resume a informação mais útil sobre utilização

racional de pilhas. A informação, que foi selecionada em publicações de defesa do consumidor, é fidedigna.

Devem tratar-se aspetos tecnológicos e utilitários, relacionados com utilização racional de pilhas e baterias, o

que faz sentido à luz do tema da unidade, Matérias-primas recursos energéticos e consumo, e da temática do 11º

ano: Recursos Materiais e Sustentabilidade Ambiental.

Os conceitos de oxidação e de redução são os mais básicos e fundamentais. É importante que sejam aplicados e

explorados por meio de questões, exercícios e problemas. Serão objeto de aprofundamento no 12º ano.

A.3.2 Reações exotérmicas e endotérmicas

Conteúdos: sistemas abertos, fechados e isolados; reação endotérmica; reação exotérmica; variação de entalpia.


MetasAtividades


a) Classifica reações químicas em exotérmicas ou em endotérmicas como aquelas que, em sistemas não isolados, ocorrem, respetivamente, com libertação ou absorção de calor (calor de reação a pressão constante, Δ H°).

b) Interpreta a formação de ligações químicas como um processo que liberta energia e a rotura de ligações químicas como um processo que requer energia; interpreta a ocorrência de uma reação química como um processo em que a rotura e a formação de ligações químicas ocorrem simultaneamente.

c) Interpreta a energia de uma reação como o saldo entre a energia envolvida na rotura e na formação de ligações químicas e exprime o seu valor, a pressão constante, em termos da variação de entalpia padrão (ΔH° em J/mol).

d) Quantifica a energia produzida e a emissão de poluentes a partir de entalpias de reação; efetua cálculos envolvendo o valor energético de alimentos e o poder energético de combustíveis.

• Analisar e interpretar gráficos e diagramas de energia com representações de reações endoenergéticas e exoenergéticas – analisar o exemplo da figura 15, página 76 do Manual. Resolver o exercício 19, de «Mais Questões», página 85 do Manual.

• Efetuar cálculos estequiométricos que permitam prever se durante uma reação química há libertação ou absorção de energia. Resolver as duas questões da página 79 do Manual.

• Efetuar cálculos estequiométricos, para reações que envolvam poluentes; prever e calcular a emissão de poluentes produzida – explorar o exemplo das páginas 79/80

• Analisar e interpretar rótulos de embalagens de alimentos e dados de tabelas, com vista a calcular o valor energético desses alimentos – explorar o exemplo das páginas 80 e 81 do Manual. Resolver a questão da página 82.

• Efetuar cálculos estequiométricos para reações que envolvam combustíveis, visando selecioná-los de acordo com o seu poder energético – explorar a tabela 4, página 82 do Manual e resolver a questão proposta na mesma página.

• Resolver os exercícios 20 e 21 de «Mais Questões», página 85 do Manual. Propor a resolução do exercício 22 como trabalho de casa.


Aqui, estudam-se reações com base em conceitos simples de termodinâmica e interpretam-se as energias

envolvidas em termos submicroscópicos.

Estes conceitos são depois aplicados em situações relacionadas com o tema da unidade, Matérias-primas

recursos energéticos e consumo, e com a temática do 11º ano: Recursos materiais e sustentabilidade ambiental,

nomeadamente para:

• Quantificar emissões de poluentes em reações que os produzem;

• Dosear alimentos em dietas alimentares equilibradas;

• Selecionar combustíveis de acordo com o seu poder energético.

Esta secção deve aproveitar-se para consolidar aprendizagens através de resolução de exercícios e problemas

envolvendo cálculos estequiométricos.

Conceções alternativas sobre oxidação-redução

1. O estado de oxidação de um elemento é o mesmo que a carga do ião monoatómico mais provável do

elemento.

2. Atribuem-se números de oxidação ou estados de oxidação a moléculas e a iões poliatómicos.

3. A carga de uma espécie poliatómica indica o estado de oxidação da molécula ou do ião respetivos.

4. Numa equação, variações na carga de espécies poliatómicas podem ser usadas para identificar reações de

oxidação-redução

5. Numa equação, variações na carga de espécies poliatómicas podem ser usadas para determinar o número

de eletrões removidos ou ganhos pelas espécies reagentes.

6. Em todas as equações químicas, as definições de oxidação como ganho de oxigénio e de redução como

perda de oxigénio podem ser usadas para identificar reações de oxidação-redução.

7. Os processos de oxidação e de redução podem ocorrer separadamente.

Resposta às atividades propostas no Manual do Aluno

Atividade pág. 66 – não tem questões.

Atividade pág. 75 – Resposta a construir pela/o aluna/o.


3.2.UnidadetemáticaB–Qualidadedaágua,aresolos

3.2.1.SubtemaB1–Equilíbrioquímico

Neste subtema privilegia-se o estudo das reações químicas que ocorrem em sistemas homogéneos e

heterogéneos, incompletas e reversíveis. Estas reações que são comuns em sistemas ambientais e biológicos,

correspondem na sua maior parte a estados de não equilíbrio ou desequilíbrio, podendo eventualmente evoluir

para estados de equilíbrio químico. São abordados conceitos inerentes a equilíbrio químico para interpretar a

evolução dos estados de não equilíbrio ou desequilíbrio.

O subtema B1 comporta, assim, três itens:

B 1.1 – Reversibilidade das reações químicas;

B 1.2 – Estudo quantitativo de sistemas em equilíbrio químico;

B 1.3 – Não-equilíbrios e desequilíbrios – princípio de Le Châtelier.

B 1.1 Reversibilidade de reações químicasConteúdos: reações diretas e inversas; equilíbrios homogéneos e heterogéneos.


MetasAtividades


a) Indica que uma reação pode ser revertida por modificação das condições reacionais; identifica situações de ocorrência da reação direta e da reação inversa.

b) Interpreta a existência de reações químicas incompletas (reações reversíveis) com base na ocorrência simultânea e em sistema fechado das reações direta e inversa.

c) Associa estados de equilíbrio químico a estados de um sistema fechado em que, macroscopicamente, não há variações de propriedades físico-químicas no tempo, em particular das concentrações das espécies envolvidas; associa equilíbrio químico a estados de equilíbrio dinâmicos, em que as velocidades das reações direta e inversa são iguais.

d) Representa um estado de equilíbrio químico por notação de

duas semissetas com sentidos opostos ⇌.

e) Distingue equilíbrios homogéneos de heterogéneos; identifica, por descrição qualitativa, equilíbrios químicos homogéneos e heterogéneos em sistemas ambientais.

• Interpretar situações de reversibilidade das reações químicas, como a da dissolução e a da formação de calcário nas grutas, apresentada na página 88 do Manual.

• Resolver o exercício 1 de «Mais Questões», página 104 do Manual.

• Analisar a diferença entre reação completa e reação incompleta, utilizando o exemplo da dissolução do dióxido de carbono em água, página 89 do Manual.

• Interpretar as condições para a existência de equilíbrio químico: ocorrência simultânea das reações direta e inversa em sistema fechado, como a reação apresentada nas páginas 89/90 do Manual.

• Interpretar gráficos que traduzem a variação da velocidade em função do tempo, para cada um dos componentes de misturas reacionais – figura 4, página 90 do Manual.

• Interpretar gráficos que traduzem a variação da concentração em função do tempo, para cada um dos componentes de misturas reacionais – figuras 5 e 6, página 91 do Manual.

• Resolver os exercícios 2 e 4 de «Mais Questões», página 104 do Manual.

• Consolidar os conceitos de equilíbrios homogéneo e heterogéneo, resolvendo o exercício 3 de «Mais Questões», página 104 do Manual.


Esta secção inicia-se com a apresentação de conceitos sobre reações que são pré-requisitos para a compreensão

do equilíbrio químico:

• Os conceitos de reação direta e de reação inversa, com os exemplos de duas reações em que os reagentes de

uma são os produtos da outra, ou seja, de duas reações que são inversas uma da outra:

CaCO3(s) + CO2(g) + H2O(l) → Ca2+(aq) + 2 HCO3–(aq)

Ca2+(aq) + 2 HCO3–(aq) → CaCO3(s) + CO2(g) + H2O(l)

É necessário ter em atenção que as reações apresentadas ocorrem em sistemas diferentes, em condições

diferentes impostas à mistura reacional (no caso, o modo como variam a pressão e a temperatura, favorecem

uma ou outra reação);

• Os conceitos de reação completa e de reação incompleta, quando pelo menos um reagente se esgota, no

primeiro caso, e nenhum dos reagentes se esgota, no segundo;

• O conceito de sistema fechado, ocorrendo nele duas reações incompletas, reversíveis e em simultâneo;

• O estabelecimento de um estado de equilíbrio químico, quando as duas reações caracterizadas no tópico

anterior ocorrem com a mesma velocidade.

O equilíbrio químico deve ser agora caracterizado em termos macroscópicos e em termos sub-microscópicos.

Em termos macroscópicos:

• Manutenção das concentrações de todos os intervenientes da reação;

• Manutenção de todas propriedades suscetíveis de observação direta, como a cor, o que dá a impressão de

que as reações terminaram.

Em termos submicroscópicos, como um estado de equilíbrio dinâmico no qual:

• As reações direta e inversa continuam a ocorrer;

• As reações direta e inversa ocorrem à mesma velocidade.

O equilíbrio químico envolve conceitos que mais dificuldades de aprendizagem apresentam, devido aos graus de

abstração requeridos. As numerosas conceções alternativas que lhes estão associadas (ver lista destas conceções,

na página 59 deste Guia) mostram estas dificuldades de aprendizagem.

Deve dedicar-se particular atenção à interpretação de gráficos da evolução de um sistema para um estado de

equilíbrio, em termos de velocidade (figura 4) e de concentração (figura 5). Deve destacar-se a possibilidade de,

para as mesmas reações direta e inversa, se obterem vários estados de equilíbrio, como se exemplifica na figura

6, página 91 do Manual.

Classificam-se os equilíbrios em homogéneos (uma só fase) e heterogéneos (duas ou mais fases).

Para demonstração laboratorial sobre este tema sugere-se a atividade seguinte. Deve notar-se que as

concentrações das soluções devem ser reduzidas, para evitar que se forme precipitado em abundância. Caso

contrário, não é possível reverter a reação.


AtividadeObservação de uma reação direta e da sua inversa.

PROCEDIMENTO 1: Juntar, a água destilada, algumas gotas de solução aquosa de hidrogenocarbonato de sódio (contém água e iões HCO3

− e Na+) e algumas gotas de solução aquosa de cloreto de cálcio (contém água e iões Cl− e Ca2+). Observação: Há formação de um precipitado branco. Libertam-se bolhas de gás.Explicação: Ocorre a reação traduzida por: Ca2+(aq) + 2 HCO3

–(aq) → CaCO3(s) + CO2(g) + H2O(l) O precipitado branco é CaCO3(s) e as bolhas são CO2(g).

PROCEDIMENTO 2: Soprar fortemente na solução obtida através de uma palhinha (em alternativa adicionar um pouco de água com gás).Observação: O precipitado desaparece.Explicação: Ocorre a reação: CaCO3(s) + CO2(g) + H2O(l) → Ca2+(aq) + 2 HCO3

–(aq) O dióxido de carbono, CO2, existente na mistura que expiramos reage com CaCO3.

Conclusões: A reação inicial foi revertida pela adição ao sistema de CO2. Diz-se que a reação é reversível. Criaram-se condições para que se observasse efeitos da ocorrência da reação direta e da sua inversa.

B 1.2 Estudo quantitativo de sistemas em equilíbrio químico

Conteúdos: lei do equilíbrio químico; constante de equilíbrio; extensão da reação.


MetasAtividades


a) Escreve equações matemáticas que traduzem constantes de equilíbrio em termos de valores de concentração (Kc) para sistemas homogéneos e heterogéneos.

b) Indica que a constante de equilíbrio depende da temperatura, havendo portanto para um mesmo par de reações (direta e inversa) e para diferentes temperaturas, diferentes valores de K.

c) Relaciona a extensão de uma reação com os valores de Kc dessa reação; relaciona o valor de Kc com K’c, sendo K’c o valor da constante de equilíbrio da reação inversa; utiliza os valores de Kc e de K’c para discutir a extensão relativa das reacções direta e inversa.

• Escrever a expressão da constante de equilíbrio Kc

para diferentes sistemas homogéneos e heterogéneos, resolvendo a questão da página 95 e as questões 5 e 6 de «Mais Questões», página 104 do Manual.

• Verificar, a partir de tabelas, como a tabela 3 da página 95 do Manual, que os valores de Kc dependem da temperatura. Resolver o exercício 15, página 106 do Manual.

• Identificar reações muito e pouco extensas, utilizando os valores de Kc. Resolver o exercício 7 de «Mais Questões», página 104 do Manual.

• Comparar extensões de reações direta e inversa por análise dos valores de Kc e K’c, como se exemplifica na página 97 do Manual. Resolver a questão 4 de «Questões adicionais para o subtema B1», página 58 deste Guia.

• Realizar a atividade da página 98, como exemplo de uma reação pouco extensa em condições ambientais normais, mas que pode ser tornada extensa por aplicação de corrente elétrica.

• Resolver exercícios envolvendo a expressão matemática de Kc, como os 8, 9, 10, 11 e 12 de «Mais Questões», página 105 do Manual; alguns poderão ser solicitados como trabalho de casa.


Inicia-se nesta secção a abordagem quantitativa ao equilíbrio químico. Escolhido um sistema onde ocorrem

reações que podem ser de equilíbrio, introduz-se a lei do equilíbrio químico e a expressão da constante de

equilíbrio Kc. Insistir em que o valor de Kc depende da temperatura e somente desta; não depende de qualquer

outro parâmetro. A tabela 3, página 95 do Manual, destina-se a reforçar e consolidar estas ideias.

As conceções alternativas listadas na página 59 deste Guia, devem agora ser consideradas.

O conceito de extensão da reação deve ficar bem ligado ao valor de Kc. Reparar no modo simbólico como estão

escritas as expressões de Kc, destacando a concentração de:

• Produtos, quando o valor de Kc é elevado e então a reação é muito extensa;

• Reagentes, quando o valor de Kc é reduzido e então a reação é pouco extensa.

Por outro lado, a avaliação da extensão de uma reação e da extensão da sua reação inversa, faz-se comparando

os valores de Kc e de K´c, sendo K´c =1Kc

. Assim:

• A reação inversa de uma reação muito extensa (Kc elevado), é pouco extensa (K’c reduzido);

• A reação inversa de uma reação pouco extensa (Kc reduzido), é muito extensa (K’c elevado).

A caixa Recursos materiais e sustentabilidade ambiental, página 97 do Manual, mostra, a propósito de reações

muito extensas e pouco extensas, o caso da formação de NO, um poluente de difícil eliminação. Analisar os

valores da tabela nela contidos, para as/os alunas/os perceberem a pequeníssima probabilidade de ocorrência

de NO à temperatura ambiente e a existência de concentrações consideráveis a altas temperaturas, como

acontece nos motores dos veículos automóveis.


B.1.3 Não-equilíbrios e desequilíbrios: princípio de Le Châtelier

Conteúdos: quociente da reação; princípio de Le Châtelier; alteração da temperatura; alteração das concentrações;

efeito de catalisadores.


MetasAtividades


a) Traduz quociente de reação, Qc, através de expressões idênticas às de K em que os valores das concentrações dos componentes da mistura reacional são avaliados em situações de não equilíbrio (desequilíbrio).

b) Compara valores de Q com valores conhecidos de Kc para prever variações da composição de misturas reacionais.

c) Refere fatores que podem alterar estados de equilíbrio de uma mistura reacional (temperatura e concentração) e que globalmente influenciam a progressão para outros estados de equilíbrio.

d) Prevê, para reações exotérmicas e endotérmicas, a evolução das misturas reacionais, através de valores de Kc, quando se aumenta ou diminui a temperatura.

e) Usa o princípio de Le Châtelier para prever variações da composição de misturas reacionais.

f) Indica o papel desempenhado por catalisadores quando adicionados a misturas reacionais.

• Determinar se uma mistura reacional está em equilíbrio ou em desequilíbrio, por comparação dos valores de Q e Kc. Depois de introduzir a definição de Q, analisar a tabela 4, página 99 do Manual e, seguidamente, resolver a questão aí proposta.

• Resolver os exercícios 13 e 14 da página 105 do Manual.

• Interpretar gráficos de velocidade-tempo e de concentração-tempo quando misturas reacionais deixam de estar em equilíbrio devido a variação de concentração de um dos componentes. Explorar o exemplo apresentado na figura 10, página 101 do Manual.

• Analisar tabelas com valores de Kc a diferentes temperaturas, para concluir se a reação é endotérmica ou exotérmica. Explorar a tabela 5, página 101 do Manual, resolver as duas questões da página 102, o problema 19 e o exercício 20 da página 106 do Manual.

• Interpretar gráficos de velocidade-tempo quando à mistura reacional são adicionados catalisadores. Explorar o exemplo da figura 11, página 102 do Manual. Aceder à Internet para consultar os sítios propostos na atividade da página 103.

• Resolver outros exercícios sobre aplicação do princípio de Le Châtelier, como os 21, 22, 23 e 24, página 106 do Manual; algum ou alguns poderão ser propostos para trabalho de casa.

• Utilizar os exercícios 1, 2 e 3 de «Questões adicionais para o subtema B1», página 58 deste Guia como trabalho de casa ou para avaliação.

Estudadas as situações de equilíbrio, no subtema B1.3 abordam-se situações de não equilíbrio e desequilíbrio e

a lei que permite prever como evoluem os respetivos sistemas para estados de equilíbrio: a Lei de Le Châtelier.

Para isso, é necessário definir quociente de reação Q, semelhante na forma a Kc, mas aplicado em situações de

não equilíbrio.

Estudam-se as consequências quando uma mistura reacional deixa de estar em equilíbrio químico devido a:

• Variação na concentração de um interveniente da reação (reagente ou produto);

• Variação da temperatura;

• Adição de catalisador

A Lei de Le Châtelier permite prever a evolução do sistema em desequilíbrio para outros estados de equilíbrio e


qual das reações, a reação direta ou inversa, é favorecida. Para uma boa compreensão desta lei e dos conceitos

envolvidos, é indispensável interpretar corretamente os gráficos já referidos no quadro das metas e atividades.

Ajudar as/os alunas/os a notar que:

• Variar a concentração de um interveniente da reação (reagente ou produto) provoca alterações na

concentração de todos os intervenientes, de modo que o sistema evolui para outro estado de equilíbrio,

sem variação do valor de Kc;

• Variar a temperatura faz o sistema evoluir para outro estado de equilíbrio, provocando variação do valor de

Kc e alterações na concentração de todos os intervenientes;

• Adicionar um catalisador apenas permite que o sistema alcance o estado de equilíbrio mais depressa, estado

esse caracterizado por um dado valor de Kc à temperatura considerada.

Ter em atenção as conceções alternativas respeitantes a estes assuntos na página 59 deste Guia.


Questões adicionais para o Subtema B11. As combustões de vários tipos de carvão e de madeiras, podem ser representadas por: C(s) + O2(g) → CO2(g)Considera a tabela seguinte que mostra a composição de quatro misturas reacionais no início da reação química e no final.

C(s)/mol O2(g)/mol CO2/mol

Situação AInício 10 5 0

Final 5 0 5

Situação BInício 6 6 2

Final 0 0 8

Situação CInício 5 10 0

Final 1 6 4

Identifica as situações em que a reação é completa. Justifica.

2. Considera a reação entre dois gases genericamente representados por A e B: A (g) + B (g) ⇌ AB (g)a) Qual ou quais dos gráficos seguintes poderá representar a velocidade das reações direta e inversa até se atingir um estado de equilíbrio?

t/s1

A e B

AB

t/s2

A e B

AB

t/s3

A e B

AB

t/s4

A e B

AB

t/s5

A e B

AB

b) Num sistema em que inicialmente só existiam reagentes, qual ou quais dos gráficos anteriores poderá representar a variação das concentrações das substâncias presentes até se atingir um estado de equilíbrio químico?

3. O vinagre é uma mistura que contém principalmente água e ácido acético, CH3COOH. No vinagre estabelecem-se estados de equilíbrio

químico: CH3COOH(aq) + H2O(l) ⇌ CH3COO−(aq) + H3O+(aq)a) Serão equilíbrios homogéneos ou heterogéneos? Justifica.b) O vinagre contido numa garrafa é um sistema aberto ao fechado? Justifica.

4. Escreve a expressão da constante de equilíbrio para cada uma das situações seguintes:

a) CH4(g) + H2O(g) ⇌ CO(g) + 3 H2(g) b) CaSO4(s) ⇌ Ca2+(aq) + SO42−(aq)

c) 2 HBr(g) ⇌ H2(g) + Br2(g) d) NH4+(aq) + OH−(aq) ⇌ NH3(aq) + H2O(l)

5. O monóxido de carbono, CO, é um gás venenoso que é emitido para a atmosfera pelos motores dos automóveis. Em condições apropriadas pode reagir tanto com o oxigénio como com o monóxido de azoto e atingir-se estados de equilíbrio químico:a) 2 CO(g) + 2 NO(g) ⇌ 2 CO2(g) + N2(g) b) 2 CO(g) + O2(g) ⇌ 2 CO2(g)Escreve as expressões das constantes de equilíbrio para cada uma das situações.

6. O óxido nitroso pode formar-se nos solos de acordo com as equações seguintes:2 N2 + O2 ⇌ 2 N2O Kc = 4 x 10-33 a 25 °C (1)4 NO → 2 N2O + O2 Kc = 4 x 1025 a 25 °C (2)a) Qual das reações é menos extensa? Justifica. b) Calcula a constante de equilíbrio da reação inversa para cada um dos casos.

Resposta: Situações A e B, porque no fim da reação, verifica-se que se esgota pelo menos um dos reagentes.1. Resposta na própria questão2. a) São homogéneos, porque ocorrem numa só fase (solução aquosa) b) É um sistema fechado porque não troca matéria com o exterior.

3. a) O gráfico 5, pois é o único que representa velocidades iguais para a reação direta e inversa.b)Os gráficos 3 e 5, pois ambos representam uma diminuição da concentração dos reagentes e um aumento da concentração do produto da reação até que deixam de variar. Ou seja, nos gráficos 3 e 5 diminuem as concentrações dos reagentes e aumenta a concentração do produto até que as concentrações dos três componentes da mistura reacional permanecem constantes.

4. a) Kc =CO⎡⎣

⎤⎦e× H2⎡⎣

⎤⎦e3

CH4⎡⎣

⎤⎦e× H2O⎡⎣

⎤⎦e

b) Kc = Ca2+⎡⎣

⎤⎦e× SO4

2−⎡⎣

⎤⎦e

c) Kc =H2⎡⎣

⎤⎦e× Br2⎡⎣

⎤⎦e

HBr⎡⎣

⎤⎦e2

d) Kc =NH3⎡⎣

⎤⎦e

NH4+⎡

⎣⎤⎦e× OH−⎡⎣

⎤⎦e

5. a) Kc =CO2⎡⎣

⎤⎦e2× N2⎡⎣

⎤⎦e

CO⎡⎣

⎤⎦e2× NO⎡⎣

⎤⎦e2

b) Kc =CO2⎡⎣

⎤⎦e2

CO⎡⎣

⎤⎦e2× O2⎡⎣

⎤⎦e

6. a) A reação (1), porque tem o menor valor de Kc b) (1)- K’c = 2,5 x 1032; (2) - K’c = 2,5 x 10-26


Conceções alternativas sobre equilíbrio químico

1. A rapidez da reação direta aumenta com o tempo.

2. A rapidez da reação inversa também aumenta com o tempo.

3. Existe uma relação aritmética simples entre as concentrações de reagentes e produtos, respetivamente.

4. As quantidades de reagentes e produtos são iguais no equilíbrio.

5. Quando uma nova posição de equilíbrio é estabelecida a seguir a uma perturbação, a rapidez das reações

direta e inversa tornam-se iguais ao que eram na posição inicial de equilíbrio.

6. Quando condições como concentração, temperatura e pressão são alteradas, a rapidez da reação inversa

varia de maneira oposta à da reação direta.

7. A constante de equilíbrio varia com a variação de concentração ou de volume dos reagentes.

8. A constante de equilíbrio é independente da temperatura.

9. Um catalisador afeta a rapidez das reações direta e inversa de modo diferente.

10. Um valor elevado da constante de equilíbrio implica que seja uma reação rápida.

11. O efeito de impor uma perturbação, tal como variar a temperatura ou a pressão num sistema em equilíbrio,

é causar uma variação nas quantidades de substância de um dos lados da equação da reação (visão

compartimentada do equilíbrio).

12. Os equilíbrios químicos podem ser representados em termos de um modelo de balanço estático, como nos

equilíbrios físicos.

13. Quando a posição de equilíbrio varia, ela muda-se de uma posição fixa para outra, em vez de ocorrer como

reações opostas contínuas.

14. O equilíbrio não é considerado em termos de um modelo de partículas.

15. No equilíbrio não ocorre nenhuma reação.

16. Aumentando a temperatura, aumenta a quantidade de produto.

17. O princípio de Le Châtelier aplica-se a todos os sistemas em equilíbrio, incluindo os que envolvem mais que uma fase.

18. Massa significa o mesmo que concentração para sistemas em equilíbrio.

19. Rapidez de reação significa o mesmo que extensão de reação.

20. Nenhuma substância manifesta uma concentração fixa num sistema em equilíbrio.






3.2.2. Subtema B.2 –Equilíbriosdeácido-base

O subtema B2 aplica os conceitos de equilíbrio químico a um tipo específico de reações: as reações de ácido-base.

Dada a importância destas reações em sistemas ambientais, como águas e solos, escolhem-se estes contextos

para desenvolver conceitos como o de pH, de ácido e de base, explicitando para estes a teoria de Bronstëd-

Lowry. Aplicam-se todos eles, posteriormente, à correção de solos, depois de um prévio estudo destes, em

termos da sua constituição e do papel dinâmico dos seus constituintes. Este subtema termina com uma atividade

laboratorial de medição de pH de um solo.

O subtema B2 está dividido nas seguintes secções:

B.2.1 Escala de Sørensen e pH;

B.2.2 Reações de ácido-base;

B.2.3 Qualidade dos solos;

B.2.4 Medição de pH de solos.

B.2.1 Escala de Sørensen e pH

Conteúdos: concentração hidrogeniónica; pH; escala de Sørensen; autoionização da água; produto iónico da

água; soluções ácidas, neutras e alcalinas.


MetasAtividades


a) Utiliza a escala de Sørensen para classificar uma solução aquosa como ácida, neutra ou alcalina; discute a acidez e alcalinidade relativas.

b) Caracteriza o fenómeno da autoionização da água em termos da sua extensão e das espécies químicas envolvidas; escreve a expressão do produto iónico da água (Kw).

c) Relaciona a concentração hidrogeniónica de uma solução e o seu valor de pH.

d) Define acidez, neutralidade e basicidade de um solução aquosa com base na relação entre as concentrações de H3O+ e de OH-.

• Interpretar a escala de Sørensen. Esta escala, já abordada no ensino

básico, é revisitada agora numa perspetiva mais ampla, sobretudo

em termos da linguagem utilizada, como se exemplifica na página

108 do Manual.

• Discutir, para uma solução e para qualquer valor de pH, a acidez

e a alcalinidade relativas (por exemplo: quanto mais ácida menos

alcalina). Resolver o exercício 1 de «Mais Questões», página 124 do

Manual.

• Após definir pH e analisar a tabela 3, resolver a 1ª questão da página

110 do Manual. Resolver os exercícios 2 e 5, página 124 do Manual e

propor os exercícios 3 e 4 para trabalho de casa.

• Explorar a grandeza relativa das concentrações de H3O+(aq) (ou H+)

e OH-(aq) para definir acidez, basicidade ou neutralidade de uma

solução aquosa. Resolver a 2ª questão da página 110 do Manual.

Resolver o exercício 7 da página 124 do Manual.

• Realizar a atividade proposta na página 111 do Manual.

• Resolver outros exercícios, como os 8, 9 e 10, página 124 do Manual,

envolvendo:

• Relações entre as concentrações dos iões H3O+(aq) (ou H+) e OH-

(aq) em soluções ácidas, básicas e neutras;

• pH e concentrações dos iões H3O+ (aq) (ou H+) e OH-(aq) em

soluções ácidas, básicas e neutras.


Esta secção inicia-se com o conceito de pH. Apresenta-se a escala de Sørensen e usa-se a linguagem «mais ácido

do que...» , «menos ácido do que...», «mais alcalino do que...» e «menos alcalino do que...», como se indica na


A interpretação da auto-ionização da água e da escrita da expressão de Kw são o ponto de partida para

compreender a escala de Sørensen.

Define-se a expressão matemática de pH como o logaritmo (decimal) do inverso da concentração hidrogeniónica:

pH = log 1/[H3O+] ou pH = - log [H3O+]

De igual modo, define-se pOH como: pOH = -log [OH-]

Note-se que, em bom rigor, se utiliza o valor numérico da concentração (sem as unidades) e não a concentração

(com unidades), uma vez que a definição de pH assim o exige.

O estudo da função logaritmo é abordada na disciplina de Matemática no 11º Ano, mas poderá não ser

atempadamente, de modo que as/os alunas/os tenham dela o conhecimento suficiente para resolverem

exercícios com a facilidade e a rapidez pretendidas. Deste modo, na página 109 do Manual, faz-se uma ligeiríssima

abordagem ao conceito, apresenta-se uma regra para operar com logaritmos e recomenda-se o uso da tabela

em anexo, página 176 do Manual.

A situação ideal é usar uma máquina de calcular gráfica (tal como os autores do Programa da disciplina de

Matemática preconizam nas Orientações Metodológicas do Programa de 10º Ano), já que esta permite o cálculo

direto de log X, conhecendo X, e ainda o cálculo de X, conhecendo o valor de log X – cálculo este que só é viável

se as/os alunas/os utilizarem aquele equipamento.

A partir daqui, a classificação das soluções aquosas em ácidas, alcalinas ou neutras passa a ser feita através da

comparação das concentrações dos iões H3O+(aq) e OH-(aq) e do valor de pH, calculado por aplicação da sua

equação de definição.


B.2.2 Reações de ácido-base

Conteúdos: ácidos e bases segundo Bronstëd-Lowry; reações de ácido-base segundo Bronstëd-Lowry; ionização

e dissociação; constantes Ka e Kb; força relativa de ácidos e de bases.


MetasAtividades


a) Define ácido e base de acordo com Bronstëd e Lowry. Indica ácidos e bases mais conhecidos.

b) Explicita os significados de ionização (de ácidos e de algumas bases) e de dissociação (de sais); distingue reação de ionização de reação de dissociação.

c) Indica pares conjugados de ácido-base.

d) Relaciona os valores das constantes de acidez (Ka) de ácidos distintos com a extensão das respetivas ionizações; aplica em casos concretos os conceitos de ácido forte e de base forte.

• Escrever equações de reações de ácido-base segundo a teoria

de Bronstëd – Lowry, depois de interpretar os conceitos de

ácido e de base segundo a mesma teoria, de acordo com os

exemplos apresentados na página 112 do Manual.

• Distinguir entre ionização e dissociação, interpretando

exemplos e a tabela 3 da página 113 do Manual. Resolver os

exercícios 11 e 12 de «Mais Questões», página 125 do Manual.

• Calcular valores de pH de soluções resultantes de ionização

de ácidos fortes e dissociação de bases fortes, resolvendo

alguns dos exercícios 13, 14, 15, 16 e 17, de «Mais

Questões», página 125 do Manual; os outros poderão ser

propostos como trabalho de casa.

• Identificar pares conjugados de ácido-base em reações de

ácido-base, interpretando os exemplos da página 114 do

Manual. Resolver a questão proposta na página 115 e o

exercício 18 de «Mais Questões», página 125 do Manual.

• Escrever a expressão da constante de acidez, Ka, para uma

reação de um ácido com água e escrever a expressão da

constante de basicidade, Kb, para uma reação de uma base

com água. Analisar as tabelas 5 e 6 da página 116 do Manual

e resolver a questão proposta na mesma página.

• Resolver os exercícios 19, 20 e 21 da página 125 do Manual.

• Realizar a atividade proposta na página 117 do Manual.

• Resolver exercícios como os 22, 23 e 24 (poderá propor-se

algum como trabalho de casa) que contemplem:

• As expressões das constantes de acidez, Ka, e de basicidade, Kb;

• Reações ácido-base segundo a teoria de Bronsted – Lowry;

• Pares conjugados de ácido-base.

Até ao fim da secção anterior, explorou-se conceitos de acidez, basicidade e neutralidade de soluções aquosas.

A partir daqui a atenção vai recair sobre o modo como as soluções se podem tornar ácidas ou alcalinas, o que

implica a dissolução de substâncias que aumentem a concentração de H3O+ ou que, pelo contrário, aumentem a

concentração de OH-. A teoria explicativa é a de Bronstëd – Lowry, que se baseia em processos de transferência

de protões para interpretar a ocorrência de reações entre ácidos e bases.

Utilizam-se conhecimentos de equilíbrio químico para escrever constantes de acidez (Ka) e de basicidade (Kb).


Faz-se notar que [H2O] não figura nas referidas expressões de Ka e Kb por se tratar de soluções muito diluídas, só

interessando, assim, as variações das concentrações das espécies dissolvidas.

Distingue-se entre ácidos e bases fortes (Ka e Kb elevados) e ácidos e bases fracas (Ka e Kb com valores reduzidos,

como os que se apresentam na tabela em Anexo do Manual, página 176).

B.2.3 Qualidade dos solos

Conteúdos: composição dos solos; acidez ativa; acidez potencial.


MetasAtividades


a) Identifica o solo como uma mistura complexa que inclui uma fração sólida, uma líquida e uma gasosa; caracteriza alguns constituintes da fração sólida, como os minerais e os orgânicos; caracteriza alguns constituintes da fração líquida, como solutos iónicos e moleculares.

b) Interpreta a acidez de um solo através da acidez ativa ou pH e da acidez potencial ou de reserva.

c) Aponta a necessidade de avaliar e corrigir o pH dos solos para promover a variedade e quantidade de produtos agrícolas neles produzidos.

d) Sugere processos de correção de pH de solos.

• Identificar as diferentes frações de um solo, como se indica

nas páginas 117 e 118 do Manual. Resolver o exercício 25,


• Interpretar as funções do húmus e da argila num solo,

analisando a tabela 7 da página 118 do Manual.

• Interpretar a função do complexo argilo-húmico, analisando

a figura 6 da página 118 do Manual.

• Consultar tabelas relativas a produtos agrícolas essenciais

à alimentação humana, valores adequados de pH dos

solos para os cultivar e processos de correção de pH para

otimização de culturas, como a tabela 8, página 120 do

Manual. Resolver a questão proposta na mesma página.

• Distinguir entre acidez ativa e acidez potencial, interpretando

a figura 7 da página 120 do Manual. Resolver os exercícios

27 e 28 da página 126 do Manual.

• Interpretar o efeito tampão no solo, interpretando a figura 8

da página 121 do Manual.

• Identificar processos de correção de pH de solos, conforme

se descreve na página 121 do Manual.

• Resolver os exercícios 29, 30 e 31 da página 126 do Manual.

Esta secção aproveita os conhecimentos adquiridos sobre ácidos, bases e soluções ácidas e básicas para os

aplicar aos solos, meios de importância vital para a sobrevivência das populações a nível mundial.

A pertinência desta abordagem tem a ver com o facto de o parâmetro pH ser da maior importância na caracterização

de solos e ter grande influência na escolha de culturas e na produção agrícola. É um bom exemplo do modo como

conceitos importantes em química se relacionam com a unidade temática – Qualidade da água, ar e solos.


Começa-se por caracterizar os solos em função das três frações sólida, líquida e gasosa, analisando a composição

de cada uma delas. Trata-se simplesmente de uma abordagem exploratória, a qual não deve ser excessivamente

aprofundada.

Interpreta-se a função do complexo argilo-húmico, determinante para as variações de pH dos solos.

Distingue-se entre acidez potencial e acidez ativa e o equilíbrio:

H+(aq) ⇌ H+(complexo argilo-húmico), muito importante para compreender o efeito tampão no solo.

Faz-se uma breve abordagem à correção de solos, determinante para promover as condições ótimas de culturas

específicas, com a escrita das equações que traduzem essas correções.

A caixa Recursos materiais e sustentabilidade ambiental, página 119 do Manual, mostra bem como o controlo de pH

é importante para condicionar reações químicas relacionadas com processos biológicos que ocorrem no ambiente.

B.2.4 Medição de pH de solos

Número de aulas previstas : 2

MetasAtividades


a) Seleciona processos laboratoriais para medir pH (indicadores;

papel e tiras indicadoras; medidores de pH).

b) Indica que o pH varia com a temperatura; regista a temperatura

sempre que mede o pH.

c) Determina laboratorialmente o pH ativo e o pH potencial em solos.

d) Interpreta os resultados obtidos com base em tabelas que

relacionem o pH do solo com culturas mais adequadas.

• Identificar vários processos para medir pH de solos, como

se indica nas figuras 10 e 11 e na tabela 9 da página 122 do

Manual.

• MediçãodopHdesolos:Atividadepráticalaboratorialde

grupo.

Atividade de medição, isto é, envolvendo a utilização de

procedimentos para quantificar. Por exemplo, pode medir-se

o valor de pH de vários solos para encontrar o mais adequado

para uma determinada cultura ou para decidir que tipo de cultura

se adequa mais a um determinado solo – realizar a atividade

proposta na página 123 do Manual.

Esta secção termina o subtema B2 com a realização de uma atividade laboratorial de grupo que pretende medir

o valor de pH de solos com diferentes origens.


Pode pedir-se às/aos alunas/os a recolha de uma pequena porção de solo da região que habitam para que

possam estudar diferentes amostras de solo.

A atividade pressupõe o conhecimento de meios para medir pH, suas vantagens e inconvenientes. Um deles será

escolhido, em função das disponibilidades da escola. Na ausência de qualquer um dos materiais, referidos na

tabela 9, página 122 do Manual, pode ponderar-se a utilização de indicador caseiro, produzido de acordo com o

sugerido na atividade da página 111 do Manual.

É fundamental a elaboração das respostas às questões propostas no fim da atividade, por envolverem atividades

diversificadas, como a consulta de tabelas, a relação entre conceitos, a organização de informação com vista à

comparação dos diferentes solos.


Atividade pág. 111 – sem questões.

Atividade pág. 117 – A/O aluna/o deve apresentar a resposta a esta atividade, que é a resolução de um problema, com as seguintes fases:

• Resultado da pesquisa de informação, que pode ser feita na Internet ou por mera consulta da tabela

de Ka nos anexos do Manual, página 176 – o ácido clorídrico é forte (Ka elevada) e o ácido acético é

fraco (Ka = 1,8 x 10-5).

• Resultado dos cálculos – pH [HCl(aq]) = 5; pH [CH3COOH(aq)] = 2,9

• Conclusão: o valor de pH de uma solução de um ácido forte pode ser maior do que o valor de pH de uma solução de um ácido fraco, basta que a primeira seja muito diluída e a segunda suficientemente concentrada, pelo que a frase é falsa.


3.2.3.SubtemaB3–Dissoluçõeseequilíbriosdesolubilidade

Este subtema refere-se a dissoluções, solubilidade de substâncias e equilíbrios de solubilidade em água e à sua

importância para avaliar a qualidade de águas. Depois de apresentados os principais parâmetros usados para

avaliar a qualidade de águas potáveis e de irrigação, abordam-se os conceitos de dissolução, de solubilidade e de

equilíbrios de solubilidade, os quais se usam para explicar a composição de águas naturais.

O subtema B3 inclui três secções:

B.3.1 Qualidade da água;

B.3.2 Dissolução de sais e de gases em água;

B.3.3 Equilíbrios heterogéneos de solubilidade.

B.3.1 Qualidade da água

Conteúdos: qualidade da água; parâmetros de qualidade; valores paramétricos.


MetasAtividades


a) Identifica desigualdades na disponibilidade da água, quer do

ponto de vista da quantidade, quer da qualidade, a nível local

e global; indica medidas concretas conducentes à poupança de

água e salvaguarda da sua qualidade.

b) Explicita que águas para aplicações diferentes requerem níveis

diferentes de qualidade; indica que a qualidade da água é descrita

por um conjunto de parâmetros de qualidade e respetivos valores

paramétricos.

c) Explicita o significado de água potável; indica alguns parâmetros

importantes na caracterização de águas potáveis (sólidos

dissolvidos totais, nitratos, fluoretos, sódio, metais pesados).

d) Avalia a qualidade da água para irrigação não apenas pelo seu

conteúdo total de sais mas, também, pela composição individual

dos iões presentes (salinidade e SAR).

• Familiarizar-se com as designações de diferentes tipos de

águas, como se refere na página 127 do Manual.

• Analisar os gráficos de distribuição de águas na Terra, a

figura 3 e a figura 4, página 128 do Manual, para ajudar as/

os alunas/os a perceberem que o volume de água potável no

planeta é extremamente pequeno quando comparado com

o volume total de água disponível no planeta.

• Realizar a atividade da página 129 do Manual.

• Analisar mapas com a distribuição de água potável a nível

mundial, como aquelas cujos sítios estão indicados na

página 67 deste Guia.

• Comparar parâmetros de qualidade e valores paramétricos

para diferentes tipos de águas, como se evidencia na tabela


• Analisar a tabela de problemas e riscos associados a

alguns parâmetros mais importantes para águas potáveis,

apresentada nas páginas 130 e 131 do Manual.


• Analisar o quadro de critérios de qualidade das águas de

irrigação, página 131 do Manual.

• Promover uma discussão sobre:

• Contaminação de águas;

• Necessidade de economizar água;

• Importância do tratamento físico-químico de águas.


A presente secção inicia-se com as designações atribuídas a diferentes tipos de águas. Esta referência destina-se

apenas a clarificar que a utilização da palavra «água» em diferentes contextos está associada a significados diferentes.

Não se pretende fazer uma sistematização profunda, mas distinguir alguns dos diferentes significados desta palavra,

tanto em contextos do quotidiano como em química.

O problema da água no planeta é abordado destacando:

• A pequeníssima fração de água que é potável, face ao volume total de água disponível;

• A assimetria da disponibilidade da água potável no mundo e padrões de consumo. Este é um tema que é

urgente ser debatido por todos e esse debate tem aqui uma oportunidade: a atividade proposta na página 109.

Os parâmetros de qualidade e os valores paramétricos para caracterizar uma água são apresentados e define-se

a qualidade de dois tipos de água:

• Água potável, focando os parâmetros mais importantes para a sua caracterização e apontando os riscos e

perigos associados a um excesso relativamente ao valor paramétrico respetivo;

• Água de irrigação, focando os parâmetros a que deve obedecer para ter qualidade satisfatória.

As/Os alunas/os não precisam de memorizar parâmetros e valores paramétricos, mas devem conhecer os principais

valores paramétricos e interpretar informação sobre eles, para avaliarem a qualidade de águas. Neste contexto,

é importante analisarem e discutirem o acesso a água potável e suas implicações para o desenvolvimento de

Timor-Leste e outros países e regiões do mundo, por exemplo utilizando o mapa, acessível em http://www.unep.

org/dewa/vitalwater/article192.html, especificamente http://www.unep.org/dewa/vitalwater/cache-vignettes/

L520xH399/0215-0-water-tot-EN-5c1a7.jpg


B.3.2 Dissolução de sais e de gases em água

Conteúdos: dissolução; solubilidade; mineralização; salinidade; solução saturada; solução insaturada; solução

sobressaturada.


MetasAtividades


a) Relaciona a existência de determinadas espécies químicas

em água com a dissolução de sais e de dióxido de carbono da

atmosfera.

b) Define mineralização e salinidade em águas.

c) Relaciona a concentração de soluções aquosas saturadas,

não saturadas e sobressaturadas numa determinada substância

com a respetiva solubilidade, a uma determinada temperatura e

pressão.

d) Interpreta solubilidade em termos qualitativos e quantitativos;

diferencia sais pelos valores das solubilidades relativas em água

(muito e pouco solúveis).

e) Distingue fatores que afetam a solubilidade (de sais e de gases)

de fatores que afetam a velocidade de dissolução.

• Familiarizar-se com o termo «águas» para designar soluções

aquosas existentes no ambiente. Resolver a questão da


• Definir solubilidade de uma substância em água e resolver os


• Considerar a classificação de soluções quanto ao grau de

saturação, a uma dada temperatura, como se resume na

tabela 3, página 134 do Manual. Resolver a questão da

mesma página.

• Resolver os exercícios 4 e 5 da página 145 do Manual.

• Interpretar gráficos de solubilidade, como o da página 69

deste Guia.

• Identificar em gráficos de solubilidade soluções saturadas,

insaturadas e sobressaturadas.

• Analisar tabelas de sais com diferentes solubilidades em

água (muito, pouco e medianamente solúveis), incluindo

alguns utilizados em agricultura, como os que se apresentam

nas tabelas 4 e 5, página 135 do Manual. Resolver a questão

da mesma página e o exercício 6 da página 145 do Manual.

• Verificar como varia a solubilidade de alguns sais com a

temperatura, interpretando o gráfico da figura 6 e a tabela


• Verificar como varia a solubilidade de alguns gases com a

pressão, interpretando o gráfico da figura 7.

• Resolver a questão 3 da página 135 do Manual.


Nesta secção, faz-se uma revisão de alguns conceitos aplicáveis à substância água, já abordados no 10º ano.

Destacam-se os necessários para compreender características desta substância, por exemplo ser um bom

solvente de outras substâncias, como a maioria dos sais e de gases.

No ambiente, as águas contêm diversas substâncias dissolvidas, por processos naturais e/ou por ação humana. A

dissolução de substâncias é um dos aspetos que mais influencia a qualidade de águas. As caixas Recursos materiais e

sustentabilidade ambiental evidenciam este aspeto. A da página 137 indica medidas que se devem adotar para reduzir


ou evitar a poluição de águas e solos causada por esgotos. A da página 142 realça a importância do tratamento de

águas residuais e pode ser usada para destacar a importância dos tratamentos físico-químicos de águas.

Retomando os conceitos inerentes a soluções, define-se a grandeza solubilidade e em função dela, classificam-se as

soluções em saturadas, insaturadas e sobressaturadas. A classificação é descrita na tabela 3, página 134 do Manual,

devendo ser complementada com a análise de gráficos em que se possam identificar as zonas correspondentes a

estas situações, como o gráfico seguinte:

Temperatura/ OC

linha de solubilidade

Solu

bilid

ade

g de

KN

O3/

100

g de

águ

a

20

20406080

100120140160180200220240260

806040 100

Região das soluções supersaturadas (instáveis)

Região das soluções não

saturadas (estáveis)

Tipos de soluções quanto ao grau de saturação para uma dada temperatura.

Estas diferentes possibilidades podem ser observadas num gráfico de solubilidade, o qual traduz a variação

da solubilidade com a temperatura, como se ilustra com o gráfico anterior, respeitante ao nitrato de potássio.

A linha negra, a cheio, linha de solubilidade, une os pontos que representam a solubilidade deste sal a cada

temperatura.

Segue-se a distinção entre sais muito e pouco solúveis. Não se pretende que as/os alunas/os memorizem a lista dos

sais mais conhecidos que são pouco ou muito solúveis, embora devam saber apontar alguns exemplos de sais muito

solúveis e de sais pouco solúveis. A tabela 5 da página 135 do Manual, pode ser consultada sempre que for necessário.

Na análise dos fatores que afetam a solubilidade, considera-se a variação da solubilidade de sais com a

temperatura, já que a pressão não é aqui um fator determinante, contrariamente ao que acontece com gases.

Deve prestar-se bastante atenção à interpretação dos gráficos das figuras 6 e 7, fazendo notar que, no que

respeita a sais:

• A solubilidade aumenta com a temperatura, em muitos casos mas não em todos;

• A variação da solubilidade com a temperatura é muito reduzida para alguns, como NaCl;

• Embora não esteja representado nenhum exemplo, há casos em que a solubilidade diminui com a temperatura.


No que respeita gases:

• A solubilidade diminui sempre com a temperatura;

• A solubilidade aumenta sempre com a pressão.

É este último facto que permite explicar a manutenção das bebidas fortemente gaseificadas dentro das latas ou

das garrafas, sob grande pressão.

B.3.3 Equilíbrios heterogéneos de solubilidadeConteúdos: equilíbrios de solubilidade; constante de produto de solubilidade; precipitação de sais.


MetasAtividades


a) Associa equilíbrios de solubilidade a estados de equilíbrio

químico heterogéneo entre água e um sal pouco solúvel em água.

b) Escreve a expressão da constante de produto de solubilidade,

Ks, e indica o seu significado.

c) Interpreta a precipitação de sais em função da concentração

dos iões presentes na solução e do valor de Ks.

d) Interpreta diferentes composições químicas de águas naturais

em função da composição dos solos que atravessam.

e) Interpreta esquemas explicativos de pH da água do mar,

referindo que depende de múltiplas reações reversíveis e

equilíbrios que se podem estabelecer entre água, sedimentos e

atmosfera.

• Interpretar o equilíbrio de solubilidade recorrendo à figura

8, página 138 do Manual, e resolvendo a atividade proposta

na página 139.

• Escrever equações químicas relativas a estados de equilíbrio

heterogéneo e respetivas constantes de produto de

solubilidade, Ks. Resolver a questão da página 139 do Manual.

• Resolver os exercícios 7, 8, e 9 da página 145 do Manual.

• Interpretar a precipitação de sais com recurso à atividade

proposta na página 141 do Manual.

• Prever a ocorrência de precipitado com base em relações

entre Q e Ks e utilizando o exemplo da tabela 9, página 141

do Manual. Resolver a questão proposta na mesma página.

• Resolver exercícios de previsão de formação de precipitados

com base no valor de Ks, como os 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16,

17 e 18 de «Mais Questões», páginas 145 e 146 do Manual;

alguns devem ser propostos como trabalho de casa.

• Identificar diferentes composições de solos de Timor-Leste

e relacioná-las com a composição química das águas que os

atravessam. Analisar a tabela 10 da página 143 do Manual,

para os minerais de cálcio presentes nos terrenos de calcário,

predominantes em Timor-Leste.

• Interpretar esquemas e gráficos que ajudem a relacionar

composições de sedimentos, águas e atmosfera com valores

de pH de águas dos oceanos. Utilizar a figura 10, página 144

do Manual, para interpretar as interações entre as águas de

mares e oceanos, os sedimentos e a atmosfera.

Nesta secção volta a utilizar-se os conhecimentos de equilíbrio químico, desta vez relativos a equilíbrios

heterogéneos envolvendo um sal pouco solúvel e os seus iões dispersos numa solução aquosa.


Nesta situação, embora macroscopicamente pareça que nenhum sal se dissolve existe sempre troca de iões entre a rede cristalina e a solução. Sempre que possível, recorrer a imagens como a da figura 8, página 138 do Manual, ou aceder à Internet para ver animações sobre este assunto, como se propõe na atividade da página 139.

De novo se escreve a expressão da constante de equilíbrio, neste caso designada por constante de produto de solubilidade Ks, não figurando nela a concentração do sólido puro. Por este facto, é necessário ter muito cuidado na aplicação do princípio de Le Châtelier na previsão da evolução de um sistema destes para novos estados de equilíbrio. As previsões só podem ser feitas sobre variações de concentração que figurem na expressão de Ks. Por exemplo:

AgCl(s) ⇌ Ag+(aq) + Cl-(aq)

O que acontecerá a um sistema num estado de equilíbrio representado por esta equação, se lhe for adicionado mais AgCl(s), mantendo a temperatura? As/Os alunas/os têm a tendência a responder que o sistema evolui no sentido da solubilização, mas isso não pode acontecer pois a solução está saturada. Por isso, não faz sentido pensar que da adição de mais AgCl(s), mantendo a temperatura, resulta destruição do estado de equilíbrio que existia – o sistema estava em equilíbrio e assim permanecerá após a referida adição.

Além dos valores de Ks da tabela 8, no Manual encontra-se uma tabela mais completa, em Anexo.

A interpretação da precipitação de sais com base no estudo das concentrações dos iões em solução, é importante em sistemas ambientais mais complexos. Nestes, reconhece-se que os iões presentes em solução podem ter diferentes origens e de uma forma simplificada admite-se que são válidas as expressões de Ks.

Propõe-se, na página 141 do Manual, uma atividade de demonstração de formação de precipitados. Os reagentes utilizados são fáceis de obter e o impacto ambiental desta atividade é reduzido, especialmente se houver a preocupação de apenas utilizar as quantidades de reagentes necessárias.

QuestãoÀ temperatura de 25 °C, misturaram-se:

40,0 cm3 de solução aquosa 0,200 mol dm-3 em nitrato de chumbo, Pb(NO3)2;

10,0 cm3 de solução aquosa 0,050 mol dm–3 em brometo de sódio, NaBr.

Terá havido formação de precipitado?

Dado: Ks(PbBr2) = 3,9 × 10–5

Resposta: Dissolução do nitrato de chumbo: Pb(NO3)2 (s) → Pb2+(aq) + 2 NO3-(aq)

Dissolução do brometo de sódio: NaBr(s) → Na+(aq) + Br-(aq)Os iões presentes podem recombinar-se para formar: nitrato de sódio, NaNO3, o que não acontece, pois é um sal muito solúvel; brometo de sódio, PbBr2, o que poderá acontecer, visto tratar-se de um sal pouco solúvel (Ks= 3,9 × 10-5), através da reação de precipitação traduzida por: Pb2+(aq) + 2 Br-(aq) → PbBr2(s)

Cálculo da concentração de iões Pb2+(aq) e Br-(aq): Pb2+!"

#$ =

40,0×10−3 × 0,200(40,0 +10,0)×10−3

⇔ Pb2+!"

#$ = 0,16mol/dm3

Br−"#

$% =

0,050×10,0(×10−3

(40,0 +10,0)×10−3⇔ Br−"#

$% = 0,010mol/dm3

Cálculo de Q = [Pb2+] x [Br-]2 ⇔ Q = 0,16 x 0,0102 ⇔ Q = 1,6 x 10-5 < 3,9 × 10–5 pelo que não haverá formação de precipitado de PbBr2.



Atividade pág. 129

1. A, C e E.

2. Alguns argumentos:

• Se a água for muito barata, não é devidamente valorizada e provavelmente será utilizada sem preocupações de

reduzir ao mínimo o seu consumo, ou seja, de a poupar.

• Água muito barata tanto é usada para beber (o que é essencial), como para lavar o carro (que não é tão importante).

• Os gastos excessivos podem levar, principalmente, à escassez e, em algumas situações, ao esgotamento de água

potencialmente utilizável (ver figuras 3 e 4 do Manual).

• Se uma família deixar de ter dinheiro para pagar a água de que necessita, a sua qualidade de vida diminui

enormemente podendo mesmo comprometer a sobrevivência de alguns dos seus membros.

• Não é justo ter que pagar por um bem que é tão essencial para a sobrevivência humana (para beber, cozinhar,

higiene pessoal, higiene das habitações, lavagem de roupa…)

• As pessoas que não têm acesso a água podem ter problemas de saúde, por beberem água imprópria, ou por não

terem hábitos de higiene adequados.

Atividade pág. 130As/Os alunas/os deverão elaborar uma tabela com os resultados obtidos para amostras de água com proveniências diferentes e com a respetiva classificação da dureza, baseada nos seguintes critérios:

• Formação de muita espuma – água muito macia;

• Formação de alguma espuma – água macia;

• Formação de pouca espuma – água dura;

• Ausência de espuma – água muito dura.

Atividade pág. 137

1. Nas condições padrão de pressão e temperatura o cloro é um gás e, como qualquer gás, a sua solubilidade em água diminui

com o aumento da temperatura. Então, aquecendo água tratada com cloro, o cloro dissolvido liberta-se, o que não acontece

com as substâncias sólidas dissolvidas, as quais permanecem na solução (que é a água tratada) quando esta é aquecida.

2. As águas naturais (fontes, ribeiros, poços) são muitas vezes contaminadas com dejetos humanos e animais ou podem conter

pesticidas e fertilizantes usados na agricultura.



3.2.4.SubtemaB4–Aquímicadaatmosfera

Neste subtema apresenta-se um quadro geral das problemáticas associadas à atmosfera. Estas problemáticas

relacionam-se com atividades humanas, em particular com hábitos e padrões de consumo. Por vezes, como

ponto de partida, usa-se a descrição de fenómenos naturais que ocorrem na atmosfera.

É importante relacionar algumas problemáticas da atmosfera com opções individuais e coletivas que as

influenciam e determinam a forma como ela influencia a nossa qualidade de vida.


O subtema B4, inclui três secções, cada uma associada a uma problemática diferente:

B.4.1 O efeito de estufa;

B.4.2 A camada de ozono;

B.4.3 Chuvas ácidas;

B.4.4 Poluição atmosférica;

B.4.5 Qualidade do ar interior.

B.4.1 O efeito de estufaConteúdos: efeito de estufa; gases com efeito de estufa; aquecimento global; alterações climáticas.


MetasAtividades


a) Interpreta a composição média do ar atmosférico indicando os gases mais abundantes e alguns constituintes minoritários.

b) Explica o efeito de estufa tal como ocorre naturalmente na atmosfera.

c) Enumera alguns gases com efeito de estufa.

d) Associa alterações climáticas ao aquecimento global e este ao aumento de concentração de gases com efeito de estufa, particularmente de dióxido de carbono.

e) Interpreta soluções a nível mundial e a nível local e medidas legais para diminuir o aquecimento global.

• Analisar o gráfico da figura 1 da página 148 do Manual,

com a composição média do ar atmosférico na ausência de

humidade e de poluentes.

• Analisar e interpretar esquemas explicativos do efeito de

estufa, como o da figura 2 da página 148 do Manual.

• Identificar os gases com efeito de estufa de origem antrópica

e de origem natural, como se descreve na tabela 1, da página

149 do Manual, assim como o contributo de cada um para o

aquecimento global, como se mostra no gráfico da figura 3

da mesma página.

• Resolver a questão da página 150 do Manual.

• Resolver os exercícios 1, 2 e 3 de «Mais Questões», da


• Analisar e interpretar gráficos que apresentem relações entre

temperatura média da Terra e concentração de CO2 atmosférico,

como o apresentado na figura 5 da página 151 do Manual.

• Analisar o gráfico da figura 6, página 151 do Manual, com o

contributo de diversas atividades humanas para a emissão

total de gases com efeito de estufa.

• Analisar o conteúdo da tabela 2, página 151 do Manual, sobre

os modos de diminuir emissões de gases com efeito e estufa.

• Discutir medidas propostas a nível mundial e a nível local

para reduzir o aquecimento global, aproveitando a análise

feita anteriormente.

• Resolver problemas de estequiometria que permitam calcular

emissões de gases com efeito de estufa, como os exercícios 4,

5 e 6, de «Mais Questões», página 170 do Manual.


Nesta secção aborda-se um dos mais importantes problemas ambientais da atualidade: o aumento do efeito de

estufa e alterações climáticas.

De início, faz-se uma breve descrição da atmosfera terrestre, o que é importante para todas as secções tratadas

neste subtema.

É importante distinguir entre:

• Efeito de estufa ─ fenómeno natural sem o qual a vida na Terra não seria possível;

• Aquecimento global – aumento do efeito de estufa, em grande parte causado por ação humana;

• Alterações climáticas – modificações do clima na generalidade das regiões da Terra, devidas ao aquecimento

global e associadas a inúmeros problemas, como secas e inundações.

Realça-se, nesta abordagem, medidas para reduzir o aquecimento global e as consequentes alterações climáticas.

De uma forma geral procurou-se apresentar informação de forma esquemática, por exemplo na tabela 2. Algumas

medidas de caráter individual são explicitadas na caixa Recursos materiais e sustentabilidade ambiental.

Não se pretende que as/os alunas/os memorizem simplesmente estas medidas, mas devem ser capazes de dar

exemplos concretos de algumas e de as interpretar.

Esta secção pode e deve ser aproveitada para aprofundar competências relacionadas com cálculos

estequiométricos, uma vez que é com base neles que se produz uma parte importante da informação quantitativa

disponível sobre este tema. Veja-se, por exemplo, a questão resolvida da página 150 do Manual.


B.4.2 A camada de ozono

Conteúdos: camada de ozono; depletores da camada de ozono; destruição da camada de ozono.


MetasAtividades


a) Indica o significado de «camada do ozono»; explica a

importância da camada do ozono para a vida na Terra

b) Indica o significado de «buraco da camada do ozono»; explica

as consequências da diminuição da quantidade de ozono

estratosférico para a vida na Terra.

c) Identifica episódios históricos decisivos na génese da

problemática do «buraco na camada do ozono», com realce para

o contributo da ciência e tecnologia.

d) Explica o balanço O2/O3 na atmosfera em termos da

fotodissociação de O2 e de O3; descreve o efeito da camada de

ozono como filtro de radiação.

e) *Caracteriza o balanço O2/O3 em estados estacionários

associando-os a reações reversíveis em sistemas abertos em que,

macroscopicamente, não se registam variações de propriedades

físico-químicas ao longo do tempo.

f) Indica alguns dos agentes (naturais e antrópicos) que podem

provocar a destruição da camada de ozono; indica o significado

da sigla CFC, identificando compostos a que ela se refere.

g) Atribui nomes IUPAC e escreve fórmulas de estrutura a partir

de nomes IUPAC de CFC e de outros haloalcanos.

h) Explica por que razão os CFC foram produzidos em larga escala,

referindo as suas propriedades e aplicações.

i) Descreve o efeito dos CFC na camada de ozono usando equações de

reações químicas e explicitando a ocorrência de reações em cadeia.

j) Indica alguns dos substitutos dos CFC e suas limitações.

k) Identifica momentos históricos decisivos no desenrolar da

problemática do «buraco na camada do ozono», com realce para

as consequências sociais e ambientais.

• Interpretar o papel do ozono na estratosfera e o fenómeno

da depleção da camada de ozono, utilizando a representação

das reações em cadeia que ocorrem com o ozono, página

154 do Manual.

• Resolver o exercício 7 de «Mais Questões», página 170 do

Manual.

• Analisar e interpretar documentos sobre:

• A descoberta do «buraco da camada de ozono»,

realizando a atividade proposta na página 155 do Manual;

• A produção e aplicações de CFC e suas propriedades,

incluindo as de agentes depletores da camada de ozono,

como se descreve em 4.2.4, páginas 155 e 156 do Manual.

• Atribuir nomes IUPAC e escrever fórmulas de CFC, resolvendo

a questão da página 156 do Manual e o exercício 8 de «Mais

Questões», página 170 do Manual.

• Identificar as medidas a nível mundial para diminuição do

«buraco da camada de ozono», as aplicações e limitações

dos substituintes dos CFC, analisando a figura 7 e a tabela 4,


• Interpretar os efeitos da degradação da camada de ozono

para os seres humanos e para o ambiente, como os que se

apresentam em 4.2.3, página 155 do Manual.

• Escrever e interpretar reações de formação do ozono

estratosférico e reações em cadeia de depleção por ação de

CFC, como o exercício 10, de «Mais Questões», página 171 do

Manual.


O problema da depleção da camada de ozono é um bom exemplo de como a conjugação de esforços e vontades

pode permitir resolver problemas à escala global.

Na atividade da página 155 do Manual, faz-se uma abordagem histórica de alguns aspetos desta problemática, o

que permite realçar circunstâncias e contextos de construção e utilização de conhecimentos científicos. Também

o esquema da figura 7, página 158 do Manual, pode ser utilizado com esta finalidade.

Nesta secção podem reforçar-se aprendizagens relacionadas com nomenclatura de compostos orgânicos, neste

caso aplicada à nomenclatura de haloalcanos. Veja-se, por exemplo a questão da página 156.

É ainda uma oportunidade para recordar e consolidar o conceito de radical livre, já tratado no 10º ano.

B.4.3 Chuvas ácidasConteúdos: óxidos de azoto (NOx); óxidos de enxofre (SOx); acidez de água de chuvas; chuvas ácidas.


MetasAtividades


a) Interpreta a acidez da chuva normal com base na dissolução de

dióxido de carbono e reação com água;* indica o valor 5,6 de pH

da água da chuva como o valor de pH mínimo na chuva normal.

b) Relaciona chuva ácida com a presença, na atmosfera, de

poluentes (SOx, NOx e outros).

c) Interpreta a formação de ácidos a partir de óxidos de enxofre

e de azoto, na atmosfera, explicitando as correspondentes

equações químicas.

d) Identifica a origem dos óxidos de enxofre e dos óxidos de azoto

envolvidos na acidificação da chuva.

e) Explicita algumas das principais consequências das chuvas

ácidas nos ecossistemas e no património.

f) Relaciona o aumento de chuvas ácidas com a industrialização,

aumento da mobilidade e hábitos de consumo.

g) Indica formas de minimizar a chuva ácida, a nível pessoal,

social e industrial.

• Interpretar a acidez natural da chuva, analisando as reações

de CO2 atmosférico na água, página 159 do Manual.

• Identificar os óxidos envolvidos na acidificação da água da

chuva, utilizando a tabela 5 e a figura 8, páginas 159 e 160

do Manual, respetivamente.

• Interpretar a formação de NOx e SOx. Resolver a questão da


• Calcular o valor de pH de chuva normal, tendo como referência

pH = 5,6 (limite inferior e atual), à temperatura de 25 °C.

• Identificar as consequências e os prejuízos das chuvas

ácidas, como se refere em 4.3.3, «Consequências e prejuízos

das chuvas ácidas», página 161 do Manual.

• Identificar medidas para evitar chuvas ácidas, como se refere em

4.3.4, «medidas para evitar chuvas ácidas», página 162 do Manual.

• Realizar um trabalho de pesquisa sobre a origem e as

consequências da presença de óxidos de enxofre e de azoto

na atmosfera (em alternativa – ver sugestões metodológicas).

• Analisar um mapa de ocorrência de agentes poluentes no

mundo, como o da figura 12, página 164 do Manual.

• Resolver exercícios sobre chuvas ácidas, como os 11, 12, 13

e 14, de «Mais Questões», página 171 do Manual; alguns

devem ser propostos como trabalho de casa.


Nesta secção começa por se explicar a acidez da chuva «normal». São referidas as principais fontes de gases

poluentes que provocam chuvas ácidas, tentando sempre indicar-se as reações químicas envolvidas na formação

destes poluentes.

As consequências e prejuízos das chuvas ácidas são, tanto quanto possível, indicados de forma esquemática, não

se pretendendo que as/os alunas/os as memorizem de uma forma sistemática. No entanto, devem ser capazes

de indicar alguns exemplos e de os explicar.

São indicadas e explicadas as principais medidas para evitar chuvas ácidas, reforçando-se aquelas que estão

relacionadas com comportamentos pessoais, por exemplo, na caixa Recursos materiais e sustentabilidade

ambiental, página 163 do Manual.

Esta secção também é útil para recordar e consolidar conceitos relacionados com ácido-base.

B.4.4 Poluição atmosféricaConteúdos: poluentes primários e secundários; matéria particulada; ozono troposférico; óxidos de azoto, de

enxofre e de carbono; COV.


MetasAtividades


a) Identifica e caracteriza poluentes atmosféricos envolvidos na degradação da qualidade do ar a nível local (SOx; NOx, COx, COV, ozono troposférico, material particulado); identifica as principais fontes e relaciona-as com padrões de consumo.

b) Dá exemplos de poluentes de origem natural e antrópica.

c) Indica alguns efeitos dos poluentes atmosféricos nos seres humanos e nos ecossistemas.

d) Distingue poluentes primários de poluentes secundários.

e) Interpreta reações químicas respeitantes à formação de smog fotoquímico.

f) Interpreta soluções a nível global e a nível local e medidas legais para controlo de poluentes.

g) Identifica problemas ambientais de poluição atmosférica, nomeadamente relacionados com alterações climáticas e reações químicas que originam poluentes, como matéria particulada, COx, SOx e NOx.

• Definir poluente e poluição atmosférica e identificar os

principais poluentes e suas fontes, utilizando a tabela 7,


• Elaborar uma lista de problemas de poluição atmosférica,

nomeadamente provocados pela indústria petrolífera e pela

queima de combustíveis: matéria particulada, emissões de

COx SOx e NOx. Utilizar a tabela 8, página 165 do Manual.

• Interpretar a formação do smog fotoquímico, utilizando a

informação apresentada em 4.4.2, páginas 165 e 166 do Manual.

• Identificar processos de controlo de poluição atmosférica,

descritos em 4.4.3, página 166 do Manual.

• Resolver exercícios e problemas sobre:

• Poluentes e suas fontes;

• Reações químicas de formação de poluentes;

• Reações químicas de eliminação de poluentes, como os


• Utilizar os exercícios de «Questões adicionais para o

subtema B4», página 80 deste Guia, para avaliação e/ou

como trabalho de casa.


Nesta secção define-se poluição atmosférica e distinguem-se poluentes primários de poluentes secundários.

Descrevem-se alguns dos principais poluentes atmosféricos, as suas fontes naturais e antrópicas e os principais

efeitos na saúde humana. Esta informação é sintetizada em tabelas (7 e 8) que as/os alunas/os não precisam de

memorizar. No entanto, com base nesta informação, devem ser capazes de dar alguns exemplos e de interpretar

questões e problemas.

A caixa Recursos materiais e sustentabilidade ambiental indica alguns comportamentos individuais que permitem

prevenir poluição atmosférica.

Explica-se, de uma forma muito breve, o que é o smog fotoquímico, um problema localizado de poluição

atmosférica e que afeta muitas cidades, algumas na Ásia.

São também tratados aspetos relacionados com a prevenção e mitigação da poluição atmosférica. Destacam-se

as limitações no uso de máscaras faciais para proteção em ambientes poluídos.

B.4.5 Qualidade do ar interior

Conteúdos: poluentes; parâmetros de qualidade do ar; o tabagismo.


MetasAtividades


a) Cita fontes de poluição do ar interior.

b) Identifica algumas substâncias poluentes do ar interior.

c) Interpreta a necessidade de definir parâmetros de qualidade

do ar interior.

d) Identifica o tabagismo como uma das mais importantes

atividades geradoras de poluição do ar interior, bem como de

doenças para fumadores (ativos e passivos).

e) Descreve medidas de combate e minoração de poluição do ar

interior, a nível legislativo, da arquitetura de edifícios e de hábitos

pessoais.

• Identificar fatores de degradação da qualidade do ar interior,

como os descritos em 4.5.1, página 167 do Manual.

• Identificar poluentes e suas fontes, que afetam a qualidade

do ar interior, analisando a tabela 10, página 168 do Manual.

• Analisar e interpretar documentos sobre:

• Qualidade do ar interior;

• Agentes que degradam a qualidade do ar interior;

• Medidas legislativas, a nível pessoal e arquitetónico

para melhorar a qualidade do ar interior.

• Observar filmes e analisar documentos sobre os malefícios do

tabaco, como os que se propõem na página 80 deste Guia.

• Promover uma campanha sobre a necessidade de erradicação

do hábito tabágico, envolvendo toda a comunidade escolar.

Este tema, raramente tratado a este nível de ensino, assume particular relevância devido à influência que a

qualidade do ar interior, e comportamentos que a determinam, pode ter na vida das pessoas.


Nesta secção é fornecida informação sobre poluentes, suas fontes e efeitos. Pretende-se que esta informação

seja usada para sensibilizar as/os alunas/os, procurando melhorar os seus comportamentos.

Nesta perspetiva, é relevante apontar o fumo do tabaco como uma das principais causas da degradação do ar

interior. A atividade seguinte sugere a visualização de vídeos informativos sobre esta problemática, podendo

ajudar as/os alunas/os a tomar consciência de problemas associados a hábitos de fumar.

AtividadeObserva os seguintes vídeos sobre tabagismo.http://www.youtube.com/watch?v=q1dIxr3Lc_A - Vídeo informativo sobre consequências do tabagismo.http://www.youtube.com/watch?v=fPEk7Lsyat8 - Vídeo de campanha antitabágica.http://www.youtube.com/watch?v=DXEd7mjh2ZM&feature=related - Experiência química com os produtos da combustão de cigarros.

Também o uso de lenha, para aquecer e cozinhar, no interior de habitações, é uma realidade que atualmente

diz respeito à maioria dos timorenses. A este propósito, a caixa Recursos materiais e sustentabilidade ambiental

descreve algumas características de fogões e da sua construção que podem melhorar a qualidade do ar interior.


Questões adicionais para o subtema B4

1. Seleciona a alternativa incorreta.

(A) Os GEE filtram radiação infravermelha proveniente do sol.

(B) Os GEE filtram radiação infravermelha emitida pela Terra.

(C) A radiação reemitida para o exterior da Terra contribui para o efeito de estufa.

(D) A quantidade total de água na atmosfera sofre grandes variações.

2. Seleciona a única alternativa incorreta.

(A) Está provado que há alterações climáticas no nosso planeta.

(B) Está provado que há um aquecimento global do nosso planeta.

(C) Está provado que o aquecimento global se deve a ciclos climáticos e à atividade solar.

(D) Está provado que as emissões antrópicas aumentam a concentração de CO2.

3. Os CFC são os principais depletores da camada de ozono. A partir deles, por exemplo do CFC-12 (CCl2F2), podem formar-se

radicais Cl• por ação de radiação ultravioleta. Estes, uma vez em contacto com o ozono, podem levar à sua decomposição.

a) Mostra que Cl• é um radical livre.

b) Escreve a equação da reação de dissociação do CFC-12 referida.

c) Escreve as equações das reações em cadeia com o ozono, que se seguem à reação de dissociação do CFC-12.

d) Qual é o resultado destas reações em cadeia?

4. A atmosfera terrestre tem vindo a ser contaminada por diversos gases poluentes, como CO2, CH4, NOx, SO2, etc., intervindo

alguns deles na formação das chuvas ácidas.

a) Uma das reações que está na origem das chuvas ácidas envolve como reagentes o dióxido de enxofre, SO2(g) e o oxigénio da

atmosfera, O2(g), originando trióxido de enxofre, SO3(g), traduzida por: 2 SO2(g) + O2(g) ⇌ 2 SO3(g)

O gráfico da figura representa uma das possíveis evoluções das concentrações dos

componentes da mistura reacional em função do tempo, em recipiente fechado

contendo inicialmente uma mistura de SO2(g) e O2(g).

Seleciona a alternativa que contém a sequência que refere a evolução das

concentrações de SO2(g), O2(g) e SO3(g), respetivamente.

(A) III, II e I. (B) II, III e I. (C) III, I e I. (D) II, I e III.

b) A chuva normal tem pH cerca de 5,6. Indica o gás que, ao dissolver-se e reagir

com água, é responsável por este valor.

Teste Intermédio, Portugal - Adaptado

5. A cada um dos números da coluna A associa uma letra da coluna B:A B

1. Óxidos de azoto, NOx

2. Óxidos de enxofre, SOx

3. Óxidos de carbono, COx

A. x = 0 e 1

B. x = 1 e 2

C. x = 2 e 3

D. x = 3 e 4

Resposta: 1. (B) 2. (D)

3. a) O radical cloro, Cl· tem um número ímpar de eletrões (17), sendo portanto um deles desemparelhado, o que confere ao radical uma grande reatividade.b) CCl2F2 → CClF2

• + Cl• c) Cl• +O3 → ClO• + O2 ClO• +O• → Cl• +O2 Cl• +O3 → ClO• +O2 ClO• + O• → ...d) A diminuição da concentração do ozono.4. a) (B) b) CO5. 1 - B; 2 - C; 3 - B

I

II

III

Tempo

Concentração


Respostas às atividades propostas no Manual do Aluno:

Atividade Pág. 155

1. «O chefe da expedição, Joe Farman, ao obter valores muito mais baixos do que era comum, ficou de tal

modo surpreendido que não publicou os resultados, mas esperou que um novo instrumento chegasse de

Inglaterra.»

2. Dimensão tecnológica

Uso de equipamentos de medição: «após medições efectuadas com o novo equipamento, a equipa estava

plenamente segura»; «Desde 1978 que o satélite meteorológico Nimbus 7 fazia medições da concentração

de ozono sobre a Antárctica, utilizando equipamento sofisticado».

Uso de Computadores para tratamento de dados: «as medições efectuadas pelo satélite eram processadas

automaticamente»; «o computador tinha sido programado para rejeitar valores de concentração de ozono

abaixo de um determinado limite».

Dimensão científica

Trabalho em equipa: «As medições da concentração de ozono feitas na Antárctica, em 1982, por uma

equipa de cientistas ingleses... ».

Recolha e interpretação de dados: «o computador tinha sido programado para rejeitar valores de

concentração de ozono abaixo de determinado limite»; «os dados rejeitados pelo computador puderam

ser recuperados, confirmando inteiramente aquilo que hoje sabemos».

Comunicação de resultados: «Estes resultados foram publicados e, a partir daí, desenvolveram-se grandes

esforços para conhecer a causa de tal diminuição».

3. Na verdade não se trata de um buraco, mas antes de uma diminuição da concentração de ozono na

estratosfera.


4. Glossários*

I. Glossário de educação em ciênciasAbstração – ato de considerar mentalmente apenas uma ou mais partes de um todo complexo, não pensando nas restantes.

Ambiente – conjunto de componentes físicos, químicos, biológicos e sociais capazes de causar efeitos diretos ou

indiretos, num prazo curto ou longo, sobre os seres vivos e as atividades humanas.

Ambiente de aprendizagem – o clima geral e as estruturas de sala de aula que influenciam a forma como as/os

alunas/os respondem e se mantêm envolvidos nas tarefas de aprendizagem; o contexto em que se realizam as

atividades educativas.

Aprender a aprender – competência no domínio de estratégias que possibilitam novas aprendizagens.

Aprendizagemativa– conjunto de processos em que a pessoa se envolve, individualmente ou com outros,

de modo a construir conhecimentos e aplicá-los em situações concretas; em escolas, normalmente refere-se a

alunas/os e requer que leiam, ouçam, façam perguntas, discutam com colegas e professor/a, se envolvam em

atividades diversificadas, cuja realização depende de competências que já têm ou devem desenvolver.

Aprendizagem experiencial – resultante de experiências da pessoa e de posteriores reflexões.

Aprendizagem vicariante – forma comum pela qual as pessoas adquirem comportamentos através da observação

e imitação de outras pessoas.

Aquisiçãoconceptual– obtenção de conhecimentos por acumulação, em que se considera que diferentes alunas/os

recebem a mesma informação, que é idêntica à transmitida, e adquirem conceções idênticas; uma abordagem indutiva

ao ensino de conceitos em que os alunas/os, a partir de exemplos e não exemplos do conceito dado pela/o professor/a,

derivam os seus atributos e significado, ou significados.

Articulaçõeshorizontais– ligações entre diferentes disciplinas do mesmo ano de escolaridade, por exemplo

ligações entre assuntos abordados em Química e Biologia no 11º ano.

Articulaçõesverticais– ligações entre diferentes anos de escolaridade numa mesma disciplina, por exemplo

ligações entre assuntos abordados em Química no 10º ano e no 11º ano.

Atitudes– conjunto relativamente estável de sentimentos ou intenções de comportamento relativamente a

alguma coisa ou acontecimento; componentes das competências que se referem à predisposição e à forma de

atuar de uma pessoa perante uma situação específica; reações de avaliação, normalmente contrastadas com

simples crenças, devido às suas ligações mais diretas com a motivação e o comportamento.

Atividade– nome de cada uma das tarefas em que a/o aluna/o está, ou se pretende que esteja envolvida/o,

desempenhando um papel ativo.

Atividadeprática– tarefa realizada pela/o aluna/o, manipulando recursos e materiais diversos, dentro ou fora

da sala de aula.

Atividadepráticaexperimental– atividade prática que envolve controlo e manipulação de variáveis, seja na

forma de experiência guiada, seja na forma investigativa.

Atividadepráticalaboratorial– atividade prática realizada com materiais de laboratório, num laboratório, ou

noutro espaço adequado, individualmente ou em grupo.


Automatização– processo de trabalhar ou de praticar uma tarefa ou de desenvolver uma competência até a

aprender, tornando automático o seu desempenho.

Avaliação – processo de fazer julgamentos, atribuir valor ou decidir acerca de um programa ou trabalho da/o

aluna/o; processo de recolha de informações sobre as/os alunas/os e as aulas para tomar decisões acerca da

instrução.

Avaliaçãodiagnóstica– procedimentos destinados a avaliar o nível de desenvolvimento das competências das/os

alunas/os.

Avaliação do desempenho – procedimentos destinados a avaliar as capacidades das/os alunas/os para realizarem

determinadas tarefas em situações de teste.

Avaliação formativa– conjunto de procedimentos realizados antes e/ou durante a instrução e destinados a

ajudar a planificá-la ou a adaptá-la a situações concretas.

Avaliaçãosumativa– conjunto de procedimentos realizados após a instrução para determinar a eficácia das

atividades ou o valor do trabalho das/os alunas/os.

Ciclos de planificação – intervalos de tempo atribuídos a componentes de planificação: diariamente,

semanalmente, trimestralmente, anualmente, por unidade temática, por subtema.

Cidadania – conjunto de direitos e deveres de um indivíduo na sociedade a que pertence.

Coadunar – harmonizar; conciliar; ajustar.

Competência – capacidade de, perante uma determinada questão, problema, ou situação concreta, selecionar

adequadamente diversos conhecimentos, mobilizá-los e integrá-los; corresponde à intervenção eficaz nos

diferentes âmbitos da vida através de ações em que se mobilizam, ao mesmo tempo e de forma inter-relacionada,

componentes atitudinais, conceptuais e procedimentais; revela o que a/o aluna/o será capaz de fazer com os

seus saberes e que se deve avaliar com base nas competências gerais transversais e específicas e das metas de

aprendizagem definidas no Programa.

Conceçõesalternativas– Ideias perfilhadas por indivíduos, alunas/os ou outros, e que, não consistindo em erros

fortuitos, são mais ou menos diferentes das aceites pelas comunidades científicas, mas fazem sentido e são úteis

para quem as perfilha.

Conceitos – ideias ou representações intelectuais do que caracteriza objetos ou acontecimentos; representam

o que há de permanente, imutável e comum a todos os objetos ou acontecimentos da mesma espécie; tipo de

conteúdo teórico que engloba princípios e cuja aprendizagem requer a sua compreensão.

Confeção – ato de preparar, fazer ou manipular alguma coisa.

Conflitocognitivo– processo de questionamento de ideias envolvido na construção de significados.

Conhecimentos – componentes das competências, de caráter concreto ou abstrato, que se referem a factos,

conceitos, princípios e sistemas conceptuais.

Conteúdos canónicos – conteúdos normalmente tratados numa perspetiva disciplinar tradicional orientada para

prosseguimento de estudos.

Consecução – ato ou efeito de conseguir algo.

Contexto – conjunto de circunstâncias em que ocorre um determinado acontecimento.

Glossários | 83

Dados – em atividades práticas laboratoriais, é a informação que resulta das observações e medições.

Didáticadasciências– a parte da pedagogia que se ocupa dos métodos e técnicas de ensino e de aprendizagem

de ciências.

Dimensão social – refere-se a relações da pessoa com a sociedade em que vive.

Discussão – numa atividade ou relatório, significa confrontar resultados obtidos com referenciais teóricos

(teorias, leis, conceitos, ...) para comentar e avaliar a sua qualidade.

Educação em ciências – componente da formação científica que releva a dimensão conceptual do currículo, o

conhecimento em si (conceitos, leis, princípios e teorias).

Educação para desenvolvimento sustentável – destina-se a contribuir para promover desenvolvimento

sustentável, ou seja, a ter em conta equilíbrios indispensáveis entre processos económicos, sociais e ambientais,

de modo a não pôr em risco a Terra e os seus habitantes; centra-se no desenvolvimento de diversas competências

e deve integrar-se em todas as disciplinas do currículo.

Educação pelas ciências – componente da formação científica que tem como meta a dimensão formativa e cultural

das/os alunas/os através da ciências, revalorizando objetivos da formação pessoal e social (educação do consumidor,

impacto das atividades humanas no ambiente, rigor e honestidade na ponderação de argumentos, ...).

Educação sobre ciências – componente da formação científica centrada na natureza das próprias ciências, ou

seja, nos aspetos que requerem reflexão sobre os processos científicos, por exemplo questionando o estatuto e

os objectivos do conhecimento científico.

Ensino e aprendizagem (ou Ensino/aprendizagem) – refere-se atividades educativas envolvendo alunas/os e

professoras/es, sendo as de ensino centradas nos conteúdos ou objetos de ensino, com destaque para a/o professor/a,

e as de aprendizagem, centradas nos processos e finalidades de aprendizagem com destaque para as/os alunas/os.

Ensinopor investigação (ou ensino por pesquisa) – perspetiva de ensino das ciências em que o papel da/o

professor/a e dos conteúdos de ensino são postos ao serviço da educação e não simplesmente da instrução;

considera-se um meio importante para promover aprendizagens relevantes, tanto do ponto de vista pessoal

como social; as/os alunas/os têm um papel central, envolvendo-se na resolução de problemas apresentados nas

aulas e em problemáticas variadas com origem na sociedade ou que nela se fazem sentir.

Ensino tradicional – designação de perspetivas de ensino comuns, centradas no professor como transmissor de

conhecimentos, nas quais se considera que as/os alunas/os aprendem de forma passiva.

Estequiometria – designação relativa a proporções de combinação de elementos numa espécie química e de

combinação de substâncias envolvidas numa reação química.

Estratégiasdeensino– formas de organizar, estruturar e implementar os currículos escolares.

Estruturacognitiva– modo como o conhecimento se organiza e retém na mente.

Estruturas de conhecimento – a forma como estão organizadas determinadas matérias ou disciplinas; os

principais conceitos, ideias e relações que definem um determinado campo.

Experimentação – em contextos educativos, significa atividade prática em que se faz variar um fator para

observar qual é o efeito produzido, garantindo que não existem outras ocorrências que possam produzir esse

mesmo efeito; atividade prática em que há controlo de variáveis.


Explicitar – extrair alguma ideia de um todo e expô-la claramente.

Explorar – em contextos educativos, significa usar algo (uma ideia, uma figura, um texto, ...) para criar situações,

por exemplo de reflexão ou discussão, que promovam aprendizagens.

Factos – tipo de conteúdo teórico que integra dados, como factos históricos, nomes, datas, fórmulas, cuja

aprendizagem requer a sua memorização.

Fidedigna – qualidade de algo ou de alguém em que se pode confiar ou acreditar.

Finalidadeseducativas– desígnios e intenções da ação educativa, estabelecidas ao nível mais elevado de um

sistema de educação e definidas a nível legislativo, de planos curriculares e de programas de disciplinas.

Hipótese– ideia que pode ser verificada ou testada.

Interatividade– possibilidade de ação recíproca entre indivíduos ou partes de um sistema (por exemplo um

computador).

Holístico – refere-se a conceber algo como um todo, em vez de o fazer parcelarmente.

Inferir – a partir de alguma ou algumas proposições aceitar outras; concluir; concluir por meio de raciocínio.

Intergeracional – respeitante às relações entre gerações diferentes.

Intrageracional – respeitante às relações dentro da mesma geração.

Investigação (em contextos educativos) – atividades desenvolvidas pelos alunos, que os confrontam com um

problema, exigindo que façam previsões, planifiquem estratégia(s) de resolução, registem observações, recolham

dados e os analisem como via para elaborar uma ou mais respostas a esse problema.

Mapas conceptuais – esquemas em que os conceitos aparecem em caixas unidas por setas com palavras de

ligação.

Metas de aprendizagem – parâmetros que, para cada ano ou ciclo de escolaridade, definem de forma precisa o

que se pretende que as/os alunas/os aprendam.

Modalidade de avaliação (de aprendizagem) – designação dada aos diferentes processos de recolha de

informação que permita verificar o grau de aproximação por parte das/os alunas/os às finalidades e metas de

aprendizagem.

Modelo (científico) – conjunto de hipóteses sobre o comportamento de um sistema, usado para fazer previsões

que possam ser testadas por observação ou experimentação.

Modelo quântico – conjunto de ideias sobre a estrutura e o comportamento de átomos e outras espécies

químicas, de natureza probabilística, e que admite que a energia dos eletrões existentes nelas está quantizada.

Objetivos– traduzem o que a/o aluna/o deve saber sobre determinados conteúdos; resultados pretendidos da

aprendizagem dos conteúdos e que se referem ao que as/os alunas/os ganham (ou podem ganhar) em termos

de aquisições e de desenvolvimento das suas potencialidades.

Pensamentocrítico (reflexivo)– julgamento propositado e ponderado sobre o que acreditar ou o que fazer

em resposta a uma observação, experiência, expressão verbal ou escrita, ou argumento; pode envolver a

determinação do significado do que está a ser observado ou expresso, ou, em relação um dado argumento,

determinar se há justificação adequada para aceitar a conclusão.

Glossários | 85

Persistência (no trabalho) – qualidade de quem não desiste facilmente.

Primordial – que diz respeito ao primeiro, ao princípio, à origem; essencial.

Procedimentos – tipo de conteúdo prático utilizado em processos ou ações cuja aprendizagem requer um

modelo prévio e exercitação.

Processados (materiais) – materiais que resultam de transformações realizadas através de processos em que há

intervenção humana.

Proteção ambiental – conjunto de medidas aplicadas em situações diversas e que tem como objetivos básicos

proteger a diversidade biológica, disciplinar a ocupação dos solos, racionalizar a utilização de água e, em geral,

assegurar a sustentabilidade no uso dos recursos naturais.

Quotidiano– que é habitual, que acontece frequentemente; de todos os dias.

Representação – imagem, desenho ou esquema que expõe um objeto ou uma ideia; imagem mental de alguma

coisa ou de alguém; figuração mental.

Resolução de problemas – processo de encontrar formas de aplicar novas soluções a situações problemáticas

complexas, em vez de agir seguindo regras e receitas feitas.

Resultados – em atividades práticas laboratoriais, é a informação que resulta da interpretação dos dados.

Revisitar – voltar a abordar um tema ou assunto para alargar ou aprofundar conhecimentos, o mesmo que rever

para aprofundar.

Situaçãoproblemática(problema) – situação aberta a que corresponde um problema que pode ter mais do que

uma solução; para a resolver, é necessário emitir hipóteses, recolher dados, discutir as hipóteses à luz dos dados,

confirmar ou infirmar as hipóteses e tirar conclusões.

Tempo previsto – intervalo de tempo mínimo que será necessário para as/os professoras/es abordarem um

determinado conteúdo curricular.

Trabalhoprático– o mesmo que atividade prática.

Transferência – capacidade de aplicar numa situação concreta um determinado conhecimento, processo ou

atitude aprendidos previamente.

Valores – aspetos que se têm em consideração na tomada de decisões, ou que se tende a usar em escolhas e

orientações de cada um/a para si própria/o e para outras/os; o que confere normas à conduta sendo, por isso,

desejado e desejável.

II.GlossáriodetermosespecíficosparaperguntarouquestionarCalcular – determinar uma grandeza fazendo cálculos e usando fórmulas ou equações matemáticas.

Classificar– indicar a classe ou grupo a que pertence; indicar se uma afirmação é verdadeira ou falsa.

Deduzir – estabelecer uma lei ou princípio, com base em raciocínio.

Definir– dizer o significado de um conceito.

Descrever – expor algo detalhadamente.


Determinar – o mesmo que calcular.

Enunciar – indicar o conteúdo, por exemplo de uma lei ou princípio; definir.

Estabelecer – demonstrar; o mesmo que deduzir.

Identificar– reconhecer como idêntico.

Justificar– demonstrar; fundamentar, ou explicar, uma resposta.

Provar – demonstrar com provas; o mesmo que justificar.

Selecionar – fazer uma seleção, ou seja, uma escolha cuidadosa, por exemplo escolher entre várias opções.

* Além de termos referentes a especificidades do 11º ano, contêm também os que integraram os glossários

apresentados no Guia do 10º ano.

Glossários | 87

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Energía en el hogar, contaminación del aire en espácios cerrados y salud http://www.who.int/indoorair/policy/

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Cooperação entre o Ministério da Educação de Timor-Leste, o Instituto Português de Apoio ao Desenvolvimento, a Fundação Calouste Gulbenkian e a Universidade de Aveiro

11 | QU

ÍMICA