ELIANA TEREZINHA HAWTHORNE COSTA PROFESSORA – PDE

PRODUÇÃO DIDÁTICO-PEDAGÓGICA – UNIDADE DIDÁTICA

UMA PROPOSTA DIFERENCIADA DE ENSINO PARA O

ESTUDO DA ESTEQUIOMETRIA

MARINGÁ

2008

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FICHA DE IDENTIFICAÇÃO DA PRODUÇÃO DIDÁTICO-PEDAGÓG ICA

PROFESSOR PDE

Nome do(a) Professor(a) PDE: ELIANA TEREZINHA HAWTHORNE COSTA Disciplina/Área: QUÍMICA IES: UNIVERSIDADE ESTADUAL DE MARINGÁ Orientador(a): MARILDE BEATRIZ ZORZI SÁ Título da Produção Didático-Pedagógica: UMA PROPOSTA DIFERENCIADA

DE ENSINO PARA O ESTUDO DA ESTEQUIOMETRIA

Justificativa da Produção: O ensino de Química tem sido motivo de muitas

discussões e debates, em relação à forma de apresentar e trabalhar conteúdos, com a

intenção de possibilitar a compreensão da Química e a sua relação como meio social

das pessoas.

Como encontramos na proposta das Diretrizes Curriculares, de acordo com

MALDANER (2003,p.144), acredita-se que o Ensino de Química deve ser voltado para

construção e reconstrução dos conceitos científicos nas atividades de sala de aula.

Isto implica em compreender o conhecimento científico e tecnológico para além do

domínio estrito dos conceitos de Química.

Ainda encontramos também nas Diretrizes Curriculares que, de acordo com

OLIVEIRA (2001), os conceitos científicos devem contribuir para a formação de

sujeitos que compreendam a ciência do seu tempo, tornando-se agentes de

transformação da sociedade em que estão inseridos.

Durante os anos dedicados ao exercício do magistério, lecionando a disciplina

de Química, foi possível observar que, os alunos encontram uma grande dificuldade

na interpretação e resolução de problemas que envolvem cálculos estequiométricos,

além de não associarem tal assunto com o seu cotidiano. Esta observação foi

confirmada por várias pesquisas e, em uma delas, MIGLIATO(2005) em sua

3

dissertação de mestrado afirma: “A falta de materiais didáticos interfere especialmente

no ensino da estequiometria, uma vez que diversos autores apontam este tópico como

sendo dos mais difíceis de serem compreendidos pelos estudantes”.

No estado do Paraná, em uma pesquisa realizada pela CRTE junto às Escolas

Estaduais do Núcleo de Ensino de Maringá em 2005, foi observado que a

estequiometria representa o conteúdo de maior dificuldade de assimilação pelos

alunos, quando em resposta a esta pesquisa, os professores da área elencaram este

tópico como o mais difícil de aprendizagem.

Considerando as pesquisas realizadas e o problema observado, este material

didático apresenta uma proposta diferenciada de ensino para o estudo de

estequiometria.

Objetivo geral da Produção: Utilizar de diferentes estratégias e recursos para

proporcionar ao estudante condições para que ele construa aprendizagens

significativas referentes ao tema trabalhado, compreendendo sua importância

relacionada ao componente curricular Química, bem como sua relação com as demais

áreas do conhecimento e com o cotidiano das pessoas.

Tipo de Produção Didático-Pedagógica: UNIDADE DIDÁTICA Público-alvo: ALUNOS DA 2ª E 3ª SÉRIES DO ENSINO MÉDIO

Maringá, 12/ 12 / 2008 .

ELIANA TEREZINHA HAWTHORNE COSTA

Professor PDE

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SUMÁRIO

MÓDULO I

1 - INTRODUÇÃO AO CONCEITO DE PROPORÇÕES CONSTANTES :

Experimentação Investigativa e Pesquisa Virtual .... ................................................5

Experimento nº1: Reação do Magnésio com Ácido Clorí drico 1mol/L ...................7

Experimento nº 2: Reação do Iodeto de Potássio com Nitrato de Chumbo (II) ......8

2 - OS COEFICIENTES DE UMA REAÇÃO QUÍMICA: Utilizaç ão de Modelos

Moleculares Pesquisa, Leitura e Interpretação ...... ................................................ 10

MÓDULO II

O PRINCIPIO DA CONSERVAÇÃO DA MATÉRIA.............. ...................................... 12

Experimento nº 3: Observação da Combustão de Alguns Materiais .................... 13

MÓDULO III

PESQUISANDO, APLICANDO E EXPERIMENTANDO ESTEQUIOMET RIA............ 15

Experimento nº4: Um Experimento Envolvendo Estequio metria.......................... 17

MÓDULO IV

APLICANDO OS CONHECIMENTOS ADQUIRIDOS .............. .................................. 19

REFERÊNCIAS .......................................................................................................... 21

- 5 -

MÓDULO - I

1- INTRODUÇÃO AO CONCEITO DE PROPORÇÕES CONSTANTES:

Experimentação Investigativa e Pesquisa Virtual

Como preparamos um bolo? Um pão? E pudim de “Leite Condensado”? Bem

sabemos que existem várias “receitas e segredos”, mas a receita básica é a mesma

para todos. Vamos considerar uma receita básica de um pudim:

Receita Básica de Pud im de Leite Condensado

Imagem:

Arquivo pessoal Eliana T. H. Costa

As unidades que utilizamos para os ingredientes são: a "lata" de leite

condensado e de leite, que possui uma massa ( 396g e 300g respectivamente), a

massa de um ovo (ovos pesam perto de 65g).

Quando vamos fazer uma receita, ao lemos os ingredientes necessários para a

mesma, precisamos ter o cuidado de manter as proporções.

O que aconteceria se fosse usado pouco leite condensado? E se

colocássemos leite condensado em excesso? E se usássemos mais ovos do que

manda a receita?

Ao "dobrarmos" ou “triplicarmos” uma receita, as proporções entre os

ingredientes “dobram” ou “triplicam”?

• 1 lata de leite condensado(LC) • 1 lata de leite (LL) • 3 ovos (Ov)

- 6 -

Responda as questões abaixo, fazendo os cálculos ne cessários:

1. Se usarmos duas dúzias de ovos, quantos pudins poderão ser feitos?

2. Quantos litros de leite são usados por mês, para fazer pudins, por uma padaria

que vende dois pudins por dia?

3. Quantos ovos são necessários para fazer pudins utilizando de 10 latas de leite

condensado?

Como os químicos escreveriam esta receita de pudim?

Vamos tentar escrever esta receita na forma em que os químicos gostam de

escrever? Para isto, vamos simplificar as palavras utilizando as inicias dos nomes dos

ingredientes (assim como está colocado na receita).

1 LC + 1 LL + 3 Ov = 1 Pudim

395g 300g 195g 890g

Essas quantidades que aparecem na representação, são equivalentes as

massas dos ingredientes utilizados na receita.

Na química os cálculos são bastante semelhantes. Isto é o que os químicos

fazem quando estudam Estequiometria, só que aqui, até o momento, não foram

utilizadas expressões características da linguagem química.

Quantidades 1 C + 2 H2 + 1/ 2 O2 → 1 C H3OH Pudim Farinha Ovos Leite

Na química ao invés de usarmos a palavra receita, usamos experimento. A

palavra quantidade, é semelhante a palavra mol.

Será que em um experimento químico as proporções são importantes? Vamos

descobrir?

- 7 -

EXPERIMENTO Nº1

REAÇÃO DO MAGNÉSIO (Mg) COM ÁCIDO

CLORÍDRICO (HCl) 1Mol/L

Imagem: Arquivo pessoal Eliana T. H. Costa

Materiais

Erlenmeyer, balão de borracha, fita de magnésio, solução de ácido clorídrico

1mol/L.

Procedimento

1 - Medir três quantidades iguais a 50mL de solução de ácido clorídrico (HCl)

1mol/L e adicionar em três erlenmeyers respectivamente.

2 - Preparar previamente três partes de fitas de magnésio, medindo suas

massas de forma que contenham 0,24g, 0,12g e 0,6g de magnésio.

3- Adicionar o magnésio dentro de cada balão respectivamente, e em seguida

tampar a boca do erlenmeyer com o balão.

Questões para discussão

1. Todas as reações apresentaram o mesmo comportamento?

2. Em qual erlenmeyer a reação foi mais rápida? Por que será que isso aconteceu?

3. Seria importante marcar o tempo de cada reação para poder responder a questão 1?

4. Que outros fatores poderiam influenciar na reação? A concentração da solução de

HCl? O tamanho da fita de magnésio? O tamanho do erlenmeyer?

5. A proporção entre os reagentes na reação é importante?

6. Qual seria a proporção ideal para a reação entre o magnésio e o ácido clorídrico?

7. Procure escrever a reação química que ocorre entre o Magnésio (Mg) e o Ácido

Clorídrico (HCl).

8. Quantas gramas de magnésio reagem com ácido clorídrico de acordo com a reação?

Será que conseguimos saber?

- 8 -

EXPERIMENTO Nº 2

REAÇÃO DO IODETO DE POTÁSSIO (KI) COM

NITRATO DE CHUMBO (II) [Pb(NO 3)2]

Imagem: Arquivo pessoal

Eliana T. H. Costa

Materiais

Tubos de ensaio, estante para tubos, pipetas de 10 mL, soluções 0,5 mol/l de

KI e [Pb(NO3)2].

Procedimento

1 - Preparar cinco tubos de ensaio com soluções de KI e [Pb(NO3)2] em

diferentes proporções, conforme indicado na tabela1.

2 - Responder as questões colocadas no quadro “antes do experimento”.

3 - Misture as soluções, uma por vez, observando e anotando os resultados.

4 - Responder as questões colocadas no quadro “após o experimento”.

Tabela 1- Reação entre Iodeto de Potássio (KI) e Nitrato de C humbo

[Pb(NO 3)2]

Tubo

Volume da Solução

de KI

(em mL)

Volume da Solução

de [Pb(NO 3)2]

(em mL)

Altura do

precipitado

1 10 2

2 8 4

3 6 6

4 4 8

5 2 10

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Questões para discussão: Antes do experimento

1. Qual a massa molar dos reagentes KI (iodeto de potássio) e [Pb(NO3)2] (nitrato de

chumbo (II))? (Verifique no frasco dos reagentes)

2. Qual a cor das duas soluções reagentes?

3. Qual o estado físico das duas soluções reagentes?

4. O que você acha que irá acontecer quando elas forem colocadas em contato? Por

quê?

5. Procure esquematizar a reação química entre estes reagentes.

Questões para discussão: Após o experimento

1. Quantas fases se formaram após a reação?

2. Qual a diferença entre as duas fases?

3. Qual a cor da fase inferior?

4. Todos os tubos obtiveram a mesma quantidade de produtos?

5. O que vocês sugerem que ocorreu no experimento?.

6. Calcule a relação iodeto/nitrato, (para isto, divida os volumes de cada tubo pelo

menor valor, p.ex 10:2 = 5/1 relação 5 por 1)

7. Faça um gráfico, em papel milimetrado ou quadriculado, da altura do precipitado

obtido em centímetros (ordenadas) em função da relação iodeto/nitrato (abscissas).

Baseando-se nos dados do quadro e no gráfico construído, que relação iodeto/nitrato

possibilitou a formação da maior quantidade de precipitado amarelo?

Vamos agora, através da atividade de leitura e interpretação, pesquisar o que a

teoria diz sobre o assunto que foi observamos experimentalmente até o momento.

Nossa atividade terá início através do Portal Dia-a-dia Educação como fonte de

referência. O acesso e a navegação neste Portal serão ser feitos através do endereço

eletrônico: http://www.diaadiaeducacao.pr.gov.br/diadia/alunos

No Portal Dia-a-dia, vocês encontrarão o item “Pesquisa escolar”, onde então,

irão acessar o endereço: http://pt.wikipedia.org/wiki/Wikipedia: Boas-vindas . Neste

site poderão ser feitas várias pesquisas, mas o nosso objetivo no momento é que

vocês acessem os endereços nos quais poderão encontrar os temas relacionados ao

assunto em questão.

- 10 -

Tema 1 - http://pt.wikipedia.org/wiki/Mol

Tema 2 - http://pt.wikipedia.org/wiki/Lei_de_Proust

Vocês deverão pesquisar cada um dos itens que o índice apresenta sobre Mol e Lei de

Proust, na seqüência. Primeiramente faremos a leitura em equipes e depois,

juntamente com os demais colegas, discutiremos em grupo o assunto.

2 - OS COEFICIENTES DE UMA REAÇÃO QUÍMICA: Utilizaç ão de Modelos

Moleculares, Pesquisa, Leitura e Interpretação

O uso de modelos moleculares no ensino da química é de grande valia para

este propósito, pois apóia a visualização das ligações químicas existentes entre os

núcleos atômicos que compõem uma molécula, o modo como alguns temas

específicos são abordados em sala de aula: ligações químicas, estruturas

moleculares, balanceamento de reações, leva o estudante a imaginar a química como

uma ciência abstrata, pois muitas vezes este não consegue conceber estas idéias no

espaço tridimensional, dificultando consideravelmente o aprendizado, além de

transmitir o conceito errôneo de que o estudo da química é meramente decorativo

(LIMA-NETO,1999).

Em grupos de 4 (quatro) integrantes, utilizando modelos moleculares ( o que

poderá ser feito também com modelos em EVA), iremos verificar a relação

estequiométrica entre os reagentes e produtos das reações, montando as reações a

partir das fórmulas estruturais de cada uma das substâncias. Montaremos duas

reações:

1ª) Síntese da água 2ª) Síntese da amônia.

2H2(g) + 1O2(g) → 2H2O(l) 3H2(g) + 1N2(g) → 2NH3(g)

Imagens: Arquivo pessoal Eliana T. H. Costa

- 11 -

Dando continuidade, vamos fazer uma pesquisa sobre o assunto, no site

http://www.cdcc.sc.usp.br/quimica/fundamentos.html. Neste site vocês lerão sobre

equação química, reação química e balanceamento e com alguns exercícios de

aprendizagem na seqüência.

Fazendo uso ainda do computador, vocês irão resolver os exercícios online que

são propostos logo em seguida ao término da leitura,

http://www.cdcc.sc.usp.br/quimica/vamosexercitar.html, para testarem sua

aprendizagem.

A seguir temos alguns exemplos dos exercícios que vocês encontrarão.

1 - Balanceamento

1S8 + 12

O2 ==> 8SO3

Resposta correta! Parabéns!

2 - Analisar as alternativas e assinalar a alterna tiva correta.

2 ZnS + 3 O2 ==> 2 ZnO + 2 SO2

1. A equação não está balanceada

2. ZnS e SO2 são os reagentes desta reação

3. A equação está balanceada.

4. O2 e ZnO são os produtos desta reação

Resposta correta! Parabéns!

- 12 -

MÓDULO II

O PRINCIPIO DA CONSERVAÇÃO DA MATÉRIA

“Na natureza nada se perde nada se cria, tudo se

transforma”. Esta frase é muito conhecida, mas quem foi que

falou isto, você sabe? O que esta frase quer dizer

realmente?

Através dos experimentos e leituras a seguir, vocês poderão

encontrar as respostas para estas perguntas. A

estequiometria compreende as informações quantitativas

relacionadas a fórmulas e equações químicas.

Ela está fundamentada nas leis ponderais, principalmente na lei da

conservação das massas e na lei das proporções fixas. A lei da conservação das

massas segundo o Tratado elementar de química, escrito por Lavoisier e publicado

1789, pode ser enunciada: ”existe uma quantidade igual de matéria antes e depois do

experimento; a qualidade e a quantidade dos elementos permanece precisamente a

mesma e nada acontece além de mudanças e modificações nas combinações desses

elementos”. Já a lei das proporções fixas (Proust, 1799) pode ser enunciada como

“uma substância, qualquer que seja sua origem, apresenta sempre a mesma

composição em massa”. As leis ponderais, importantes para o estabelecimento da

química como ciência, estão subjacentes à teoria atômica de Dalton, que é à base da

explicação das relações ponderais nas reações químicas (VANIN,2005). Por meio de

cálculos estequiométricos, se podem calcular as quantidades de substâncias que

participam de uma reação química a partir das quantidades de outras substâncias. A

estequiometria abrange todo ensino das reações químicas.

O experimento que investigaremos será sobre a observação da combustão de

alguns materiais. Mas antes do experimento você precisa responder duas questões

importantes:

1. O que é combustão?

2. Quais os componentes necessários para que ocorra uma combustão?

Imagem : Arquivo pessoal

Eliana T. H. Costa

- 13 -

EXPERIMENTO Nº 3

OBSERVAÇÃO DA COMBUSTÃO DE ALGUNS

MATERIAIS

IImagem: Arquivo pessoal

Eliana T. H. Costa

Materiais

Vidro relógio, folha de papel, palha de aço, fósforo e balança.

Procedimento

Parte A

1. Pesar um vidro de relógio

2. Pesar um pedaço de uma folha de

papel e anotar a massa.

3. Colocar fogo no papel.

4. Observar a combustão e anotar o

que aconteceu com o papel.

5. Pesar novamente o papel e anotar

a massa.

Parte B

1. Pesar um vidro de relógio

2. Pesar um pedaço de palha de aço

e anotar a massa.

3. Colocar fogo na palha de aço.

4. Observar a combustão e anotar o

que aconteceu com a palha de aço.

5. Pesar novamente a palha de aço e

anotar a massa.

Questões: Antes do experimento

1. Do que é feito o papel? Qual sua constituição?

2. Do que é composta a palha de aço? Como é conhecida?

3. O que será que vai acontecer com a massa do produto após a queima do

papel? Será maior, menor ou permanecerá igual a massa antes da queima?

4. E a da palha de aço? Será que sofrerá modificações? Quais ?

5. Por que será que esses fatos ocorrem? Será que o aumento ou diminuição da

massa durante a combustão acontece igualmente com todas as substâncias?

Questões: Após o experimento

1. O que aconteceu com a massa do papel?

2. O que vocês sugerem que levou a este resultado?

3. O que aconteceu com a palha de aço?

4. Qual a sugestão para tal resultado?

14

Após o desenvolvimento e discussão do experimento sobre combustão, em

equipes, vocês pesquisarão dois temas dando continuidade a atividade de pesquisa,

leitura e interpretação.

Tema 3 - http://pt.wikipedia.org/wiki/Lei_de_Lavoisier

Tema 4 - http://pt.wikipedia.org/wiki/John_Dalton

Nestas páginas existe um texto com o histórico de cada um destes cientistas e

as leis que eles formularam. Cada equipe então fará a leitura e interpretação do texto

e depois em um grande grupo, faremos a discussão geral e a relação das leituras com

os experimentos realizados.

Agora, após a leitura vocês deverão repetir o

experimento de combustão, utilizando então como material,

uma vela. Terminado o experimento vocês deverão

responder as questões relacionando o experimento com os

dois anteriores e com os textos discutidos.

Imagem: Arquivo pessoal

Eliana T. H. Costa

Questões para discussão

1. De que material a vela é formada? Como ela é constituída?

2. O que acontece quando a vela sofre combustão

3. Qual a massa da vela após a combustão

4. Qual a sugestão para o resultado do experimento?

5. O comportamento da vela foi o mesmo que os outros materiais?

Após o desenvolvimento dos experimentos e a leitura dos textos, podemos

responder as questões iniciais propostas neste módulo?

“ Na natureza nada se perde nada se cria, tudo se transforma”. Quem foi que falou

isto? O que esta frase quer nos dizer realmente?

De acordo com os procedimentos com que foram realizados os experimentos,

estas leis foram obedecidas?

Qual a diferença entre a teoria e a prática, no caso em questão?

Estas questões são de grande importância para vocês começarem a formar o

conceito de estequiometria.

15

MÓDULO III

PESQUISANDO, APLICANDO E

EXPERIMENTANDO ESTEQUIOMETRIA

Imagem: Arquivo pessoal Eliana T. H. Costa

Vocês estão chegando às etapas finais desta unidade de aprendizagem. Nosso

objetivo principal é construir um conceito e aprendermos estequiometria, então vamos

pesquisar sobre ela.

Tema 5 - http://pt.wikipedia.org/wiki/Estequiometria nesta página vocês encontrarão

conceitos teóricos sobre estequiometria, desde conteúdo histórico até exemplos de

exercícios. Inicialmente farão uma leitura silenciosa e a seguir teremos uma discussão

geral sobre o tema.

Para aplicarmos o conhecimento construído até o presente, vocês terão um

desafio: resolver dois problemas em forma de exercício envolvendo cálculo

estequiométrico.

1 - O hipoclorito de sódio tem propriedades bacteri cidas e alvejantes. Ele é muito

utilizado para cloração de piscinas e também é vend ido no mercado consumidor como

solução 2%, conhecido como Água Sanitária, Q-Boa, C ândida, etc. Sua fabricação é feita

a partir da reação do gás cloro com a soda cáusti ca, conforme a equação abaixo:

Cl2(g) + NaOH(aq) NaCl (aq) + NaClO(aq) + H2O(l)

Com base nas informações dadas e na reação apresent ada responda as questões a

seguir.

a) Qual a massa molar da soda cáustica e do hipoclo rito de sódio (NaClO) ?

b) A reação está balanceada? Caso não esteja faça o balanceamento da mesma.

c) Qual a importância de uma equação devidamente ba lanceada?

d) Qual a massa de soda cáustica ( NaOH), necessári a para obter 149 Kg de

hipoclorito de sódio (NaClO) ?

e) O que você entende por solução 2% de hipoclorito de sódio?

f) Pesquise sobre a utilização e função do hipoclor ito como uma substância

relacionada a prevenção de doenças?

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2 - A obtenção de etanol, a partir da sacarose (açú car) por fermentação, pode ser

representada pela seguinte equação:

C12H22O11(s) + H2O(l) C2H5OH(l) + CO2(g)

Admitindo que o processo tenha rendimento total de 100% e que o etanol obtido

seja anidro (puro), responda os itens abaixo.

a) Qual a massa molar da sacarose (C 12H22O11) e do etanol (C 2H5OH)?

b) Faça o balanceamento da equação.

c) Qual a massa de etanol (em Kg), obtida na fermen tação de uma quantidade de

matéria de açúcar igual a 10 mols?

d) Qual a massa (em Kg) de açúcar necessária para p roduzir um volume de 55

litros de etanol, suficiente para e ncher um tanque de um automóvel? (dado:

Densidade do etanol = 0,80 g/ cm 3 )

A revista Química Nova na Escola apresenta

um experimento muito interessante sobre

estequiometria, vocês poderão ter acesso a ele pelo

endereço no site:

http://qnesc.sbq.org.br/online/qnesc10/exper3.pdf.

Em equipe, vocês procurarão os reagentes e materiais

necessários para a realização do mesmo e, então

realizarão o experimento, procurando sempre

relacioná-lo às atividades anteriormente realizadas.

Imagem: Arquivo Pessoal

Para esta atividade vocês desenvolverão a capacidade trabalhar com

diferentes gêneros textuais, ou seja, como parte da avaliação vocês deverão no final:

1. Elaborar um resumo da pesquisa realizada;

2. Escrever um relatório do experimento desenvolvido;

3. Apresentar os resultados em forma de cartaz para seus colegas.

4. Relatar as conclusões a que chegaram as possíveis interferências no

processo, levantar hipóteses.

Na seqüência vocês encontrarão o procedimento do experimento a ser

trabalhado.

17

EXPERIMENTO Nº4

UM EXPERIMENTO ENVOLVENDO ESTEQUIOMETRIA

Por meio de cálculos estequiométricos, podemos

calcular as quantidades de substâncias que participam de

uma reação química a partir das quantidades de outras

substâncias. Neste experimento será calculado o teor de

bicarbonato de sódio (NaHCO3) em um comprimido efervescente a partir da massa de

dióxido de carbono (CO2) produzido na efervescência.

No ensino médio, estequiometria é um assunto muito pouco trabalhado em

aulas práticas, talvez pelo difícil acesso a balanças analíticas ou mesmo a balanças

comuns com razoável precisão. Esse problema pode ser solucionado aumentando-se

as quantidades dos reagentes (e conseqüentemente as dos produtos) até que se

atinja uma quantidade mensurável e expressiva, tornando assim possível utilizar

balanças mais acessíveis.

Materiais e reagentes Comprimido efervescente que contenha

bicarbonato de sódio (NaHCO3), mas não contenha

carbonato de sódio (Na2CO3), copinho de café

descartável, balança semi-analítica, água.

Imagem: Arquivo pessoal

Eliana T. H. Costa

Procedimento 1 - Coloque água no copinho até aproximadamente um pouco mais da metade

da sua capacidade.

2 - Pese o conjunto copinho, água e comprimido (ainda dentro do envelope) e

anote essa massa, que será posteriormente chamada de massa inicial (mi).

3 - Transfira o comprimido para o copinho de café e certifique-se de que não

restou nem mesmo uma pequena parte no envelope; em seguida, rapidamente cubra

o copinho com o próprio envelope (isso evita perda de material por espirramento).

4 - Aguarde o final da efervescência e pese novamente o conjunto, incluindo o

envelope vazio, e anote essa massa. Esta será posteriormente chamada de massa

final (mf).

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Conceitos fundamentais

A efervescência é causada pelo dióxido de carbono (CO2) produzido na reação

do bicarbonato de sódio (NaHCO3) com algum ácido contido no comprimido,

geralmente o ácido cítrico (H3C6H5O7). Nesse caso, há formação do dihidrogenocitrato

de sódio (NaH2C6H5O7), como mostra a equação balanceada abaixo:

NaHCO3 (aq) + H3C6H5O7(aq) →→→→ NaH2C6H5O7 (aq) + H2O(l) + CO2(g)

Essa reação só ocorre quando os reagentes estão dissolvidos em água. É por

isso que esses comprimidos podem ser guardados por muito tempo em embalagens

bem fechadas.

A massa de dióxido de carbono produzido — m(CO2) — será calculada

subtraindo-se a massa final (mf) da massa inicial (mi):

m(CO2) = mi - mf O cálculo da massa de bicarbonato de sódio contida em cada comprimido

— m(NaHCO3) —, que é o objetivo deste experimento, será efetuado aplicando- se

uma regra de três entre as quantidades estequiométricas da reação do bicarbonato de

sódio com o ácido cítrico e os dados experimentais.

De onde resulta:

m(NaHCO3) = m(CO2). M(NaHCO3)

M(CO2)

onde M(NaHCO3) e M(CO2) são as

massas molares do NaHCO3 e do CO2.

Questões para discussão • De que maneira a perda de material poderia influe nciar o resultado? • Por que o comprimido não pode conter carbonato de sódio (Na 2CO3)?

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MÓDULO IV

APLICANDO OS CONHECIMENTOS

ADQUIRIDOS

Neste último módulo vocês farão uma

pesquisa virtual e em seguida um exercício de

aplicação com uma questão contextualizada

envolvendo o assunto, estequiometria. Vocês

resolverão então a questão, utilizando os

conhecimentos adquiridos.

Imagem: Livro Didático Público SEED

Química p.218

Pesquisa

1. Qual a principal fonte de obtenção de etanol no Brasil? Quais suas vantagens

e desvantagens?

2. Quais as outras fontes de obtenção do etanol? Qu ais as vantagens e

desvantagens destas fontes?

3. Atualmente ouve-se falar muito sobre o plantio d e cana-de-açúcar no Brasil.

Pesquise sobre a produção atual do etanol e as impl icações ambientais, sociais e

políticas que tem ocasionado no Brasil.

4. Fora do Brasil, como por exemplo nos EUA, na Eur opa, Japão e outros países,

qual a importância econômica e social na utilização do etanol?

5. O que está levando alguns países a criticar a pr odução de etanol no Brasil?

Qual a sua opinião?

6. Pesquise outros tipos de combustíveis, suas vant agens e desvantagens.

20

Resolva a questão a seguir utilizando os conhecimen tos construídos sobre

estequiometria.

O consumo de um automóvel movido a álcool etílico ( etanol) é de 10 km/Kg de álcool.

Quando este álcool sofre combustão (queima), a quan tidade de energia que ele libera é

aproximadamente 1,4 x 10 3 Kj/mol (1400 quilojoules por mol), conforme a reaçã o:

1C2H5OH(l) + 3O2(g) 2CO2(g) + 3H2O(l) ∆H = - 103 Kj/mol

a) A quantidade de etanol contida em um tanque de c ombustível de um automóvel

corresponde a 55 litros. Quando este automóvel quei mar todoeste combustível, qual a

quantidade de energia (calor) que ele terá liberado ? (Dado: Densidade do etanol = 0,80 g/

cm 3 )

b) Considerando a reação de combustão, qual a quant idade de gás carbônico

(CO2) emitida para atmosfera na queima de 44 Kg de etan ol?

c) Que implicações ambientais e sociais a combustão do etanol, e

conseqüentemente, a emissão de gás carbônico, pode ocasionar? Justifique sua

resposta.

21

REFERÊNCIAS

CARDOSO S.P., e COLINVAUX D., Explorando a Motivação para Estudar Química

Química Nova, 23(2) p.401-404, 2000.

CARVALHO A.M.P., et al., Termodinâmica: Um Ensino por Ação (Demonstrações

Experimentais Investigativas) , São Paulo: Fe/USP, p. 40-49, 1999.

CARVALHO, A.M.P , GIL-PEREZ, D. Formação de Professores de Ciências , 5ª ed.,

São Paulo: Cortez, 2001.

CAZZARO F., Um Experimento Envolvendo Estequiometria, QNEsc. Vol.n°10, Nov.

1999, disponível: http://qnesc.sbq.org.br/online/qnesc10/exper3.pdf

_______Estequiometria, Wikipédia, a enciclopédia livre. Disponível em:

http://pt.wikipedia.org/wiki/Estequiometria , acesso em 10 de Junho de 2008.

GALIAZZI, M. do C., ET al., Objetivos das Atividades Experimentais no Ensino

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