Orientações didáticas desta obra

Sugestão de cronograma de aulas

A seguir, é apresentada uma sugestão para os três anos do Ensino Médio de quantidade de aulas para cada Tema quêque constitui essa obra para atender um planejamento semestral, trimestral ou bimestral.

É importante considerar quêque esta proposta é apenas uma sugestão e quêque o cronograma pódepode sêrser adequado às escôlhasescolhas feitas pela comunidade escolar, de acôr-doacordo com a quantidade de aulas estabelecidas no ano letivo para Química.

O planejamento sugerido considerou às seguintes premissas: ano letivo com 40 semanas; duas aulas semanais para Química; duas aulas para avaliação ou eventuais ajustes por bimestre ou trimestre.

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Unidade 1 Química: a Ciência dos materiais e de suas transformações

Síntese da Unidade

BNCC

• Competências gerais: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 9 e 10.

• Competências específicas de Ciências da Natureza e suas Tecnologias: 1 e 3.

• Habilidades de Ciências da Natureza e suas Tecnologias: EM13CNT101, EM13CNT104, EM13CNT106, EM13CNT201, EM13CNT205, EM13CNT206, EM13CNT301, EM13CNT303, EM13CNT304, EM13CNT307, EM13CNT308, EM13CNT309 e EM13CNT310.

Temas Contemporâneos Transversais

• Cidadania e Civismo.

• Ciência e Tecnologia.

• Economia.

• Meio Ambiente.

• Multiculturalismo.

Conteúdos

• Definição de Ciência.

• Definição de Química.

• Propriedades dos materiais.

• Separação de substâncias.

• Transformações da matéria.

• Leis ponderais.

Objetivos da Unidade

• Apresentar elemêntoselementos argumentativos sobre a construção do conhecimento científico.

• Discutir a prática científica e metodologias científicas.

• Entender a importânssiaimportância da Química na área das Ciências da Natureza.

• Entender a construção histórica da Química como Ciência Moderna.

• Analisar os níveis de abordagem da Química.

• Familiarizar-se com as propriedades dos materiais e as grandezas quêque as expressam.

• Caracterizar substâncias e materiais.

• Aplicar as propriedades dos materiais na escolha dos métodos mais adequados para separação de substâncias.

• Distinguir transformações físicas e químicas.

• Compreender e aplicar as leis ponderais em situações-problema envolvendo exemplos do cotidiano.

Orientações gerais

Esta Unidade apresenta o início dos estudos da Química quêque permitirá ao professor desenvolver um trabalho quêque leve os estudantes à construção do conhecimento científico e à constituição da Química como Ciência Moderna, perpassando por algumas práticas e teorias quêque auxiliaram nesse processo, como a alquimia medieval e a teoria do flogisto.

Os Temas desta Unidade exploram também as propriedades de materiais e substâncias, apresentando estratégias para caracterizá-los e propondo métodos adequados para a separação de substâncias.

A linguagem científica e, particularmente, a linguagem química devem sêrser apresentadas, a princípio, de uma maneira mais acessível, como a descrição dos reagentes e produtos por extenso. A representação por meio da simbologia química será apresentada com base no desenvolvimento dos estudos e na premissa da construção gradual do conhecimento químico pêlospelos estudantes. Por fim, são abordadas as leis ponderais, com destaque para o processo científico quêque as levou a sua constituição e suas aplicações em situações-problema.

Abertura de Unidade

A abertura de Unidade procura trazer a Química para a realidade dos estudantes, pontuando quêque o conhecimento propiciado por essa Ciência está relacionado a diversos avanços científicos, até mesmo àqueles quêque passam despercebidos, como nos fogos de artifícios.

De modo geral, as pessoas não costumam usar o conhecimento científico para interpretar fenômenos quêque acontecem no cotidiano. A produção de conhecimento científico parece sêrser abstrata e distante, realizada em universidades públicas e outros centros de pesquisa, de modo quêque as pessoas não veem necessidade de recorrer a conceitos científicos para ler o mundo. Em parte, apesar de alguns esforços investidos na divulgação científica, trata-se de uma falha na comunicação com a ssossiedadesociedade civil, cujo apôioapoio é fundamental, já quêque o financiamento dessas pesquisas, em geral, vêmvem de impostos pagos pela ssossiedadesociedade.

A abertura de Unidade é uma oportunidade para discutir esse assunto, pois apresenta um evento cultural, uma fotografia do Festival Folclórico de Parintins, quêque aparenta não ter qualquer relação com a Ciência, mas é permeado de saberes científicos.

Para começar esse diálogo, quêquestionar os estudantes se eles sabem de que é feito um carro alegórico. Em seguida, explorar as kestõesquestões sugeridas e pedir a eles quêque tentem formular uma explicação para a emissão de luz por fogos de artifício. Com base nesses exemplos apresentados pela imagem de abertura, explorar a segunda quêquestão proposta. As perguntas de levantamento prévio são importantes para relacionar fenômenos do cotidiano com conceitos químicos que serão abordados ao longo dêstedeste livro. Ouvir as respostas dos estudantes auxilia na identificação dos principais fenômenos e processos químicos quêque fazem parte da realidade discente e na utilização deles para contextualizar os conceitos quêque serão apresentados.

A imagem de abertura de Unidade permite a exploração do Tema Contemporâneo Transversal (TCT) Multiculturalismo, já quêque apresenta o Festival Folclórico de Parintins. Apresentar mais informações sobre esse festival folclórico, mostrando quêque ele incorpóraincorpora lendas e rituais das etnias indígenas e da cultura popular da AmazôneaAmazônia nas apresentações quêque realizam.

Ainda nesse aspecto, ao valorizar e fruir essa manifestação artística e cultural, os estudantes podem desenvolver a competência geral 3.

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Sugestão de leitura

• JOKURA, Tiago. Como é feito um carro alegórico de Carnaval?
O texto aborda o processo de construção de um carro alegórico de Carnaval quêque pódepode durar até quatro meses para ficar pronto.
JOKURA, Tiago. Como é feito um carro alegórico de Carnaval? Superinteressante, São Paulo, 22 fev. 2024. Disponível em: https://livro.pw/ycxsq. Acesso em: 3 nov. 2024.

Tema 1 – O quêque é Ciência?

O Tema aborda a evolução do conhecimento científico e como a constituição das áreas do conhecimento auxiliaram no processo de adaptação às diversas situações enfrentadas pelo sêrser humano.

De início, apresentar a pergunta formulada no título do Tema para os estudantes: o quêque é Ciência? Nesse momento, ter acesso às diferentes percepções sobre Ciência pódepode auxiliar na condução dos demais tópicos presentes no Tema.

O estudo dêstedeste Tema também tem como objetivo mostrar aspectos relacionados à prática científica. Um dos maiores desafios é desfazer os estereótipos e os equívocos freqüentementefrequentemente relacionados a cientistas e à Ciência, quêque decorrem, em parte, do modo como são retratados em diferentes meios – como na televisão, em livros, em revistas e na internet – e da dificuldade quêque a própria comunidade científica tem de divulgar, de maneira acessível e ampla, o quêque faz e a relevância do quêque faz para ssossiedadesociedade.

A atividade 7 apresenta o trecho de um artigo científico produzido por uma professora e um grupo de estudantes. Após a leitura, os estudantes são solicitados a realizar uma produção textual com foco na divulgação científica, possibilitando o desenvolvimento da competência geral 5 e a mobilização da habilidade EM13CNT303.

Diferenciando conhecimentos

As perguntas do boxe Reflita auxiliam na identificação das áreas com as quais os estudantes têm mais familiaridade ou nas quais têm mais interêsseinteresse.

Para a primeira pergunta, podem surgir como resposta a tecnologia, a música, a dança, o cinema, as práticas agrícolas, entre outras. A vinculação do conhecimento elencado pêlospelos estudantes com a utilidade para a vida pódepode sêrser relativizada, caso surjam quêquestionamentos sobre a necessidade de o conhecimento ter alguma utilidade. Alguns pódepodem apontar que conhecer algo pode sêrser divertido.

É importante deixar claro para os estudantes quêque as diferentes formas de conhecimento têm seu valor e sua importânssiaimportância. Não se pódepode dizêrdizer quêque um tipo de saber é superior ao outro, pois eles são complementares. A Ciência ajuda a entender fenômenos naturais, enquanto a; ár-tea Arte, por exemplo, permite expressar sentimentos e experiências humanas. Já o conhecimento técnico proporciona habilidades práticas, enquanto o conhecimento filosófico incentiva a reflekçãoreflexão sobre kestõesquestões mais profundas. Cada área tem suas especificidades, atendendo a diferentes necessidades. O importante é reconhecer quêque, juntos, esses saberes constroem uma visão mais completa do mundo.

Talvez uma das ideias mais reiteradas a respeito do conhecimento científico seja a relação dirétadireta entre o método científico e os experimentos. Desde as etapas iniciais do

Ensino Básico, é freqüentefrequente a sugestão de quêque a metodologia científica passa necessariamente por um experimento, o qual, invariavelmente, apresenta-se como um passo a passo quêque deve sêrser seguido para chegar a um resultado cértocerto.

[…]

[…] O método científico não é um procedimento lógico, algorítmico, rígido. Em outras palavras, o método científico não é uma receita, uma sequência linear de passos quêque necessariamente conduz a uma descoberta ou, pelo menos, a uma conclusão ou a um resultado. Na prática, muitas vezes, o cientista procede por tentativas, vai numa direção, volta, médemede novamente, abandona cértascertas hipóteses porque não tem equipamento adequado, faz uso da intuição, dá “chutes”, se deprime, se entusiasma, se apega a uma teoria. Enfim, fazer ciência é uma atividade humana, com todos os defeitos e virtudes quêque o sêrser humano tem, e com muita teoria quêque ele tem na cabeça. Conceber o método científico como uma sequência rigorosa de passos quêque o cientista segue disciplinadamente é conceber de maneira errônea a atividade científica.

[…]

MOREIRA, Marco AntônioAntonio; OSTERMANN, Fernanda. Sobre o ensino do método científico. Caderno Brasileiro de Ensino de Física, Florianópolis, v. 10, n. 2, p. 108-117, ago. 1993. p. 114. Disponível em: https://livro.pw/uplxf. Acesso em: 3 nov. 2024.

Existem algumas estratégias quêque podem sêrser usadas para mostrar aos estudantes a variedade de métodos científicos e desvincular a ideia de quêque há um passo a passo quêque leva a uma resposta ou a um resultado “certo” ou “positivo”, confirmando determinada expectativa.

Organizar visitas a laboratórios ou entrevistas com cientistas de diferentes áreas é sempre uma estratégia bastante interessante e eficiente para mostrar a prática científica concreta. Nesse caso, seria proveitoso escolher cientistas quêque não fazem atividades experimentais ou as fazem pouco – como matemáticos ou físicos quêque estudam kestõesquestões mais abstratas, de caráter mais geral, sem uma aplicação prática aparente – ou cientistas quêque estudam fenômenos e processos das Ciências Humanas e Sociais Aplicadas. Esse tipo de atividade geralmente desperta interêsseinteresse dos estudantes e pódepode sêrser bastante didática para desfazer a percepção de método científico como sinônimo de experimentos.

Os bóksesboxes Espaços de aprendizagem dêêssedesse subtema podem sêrser utilizados para aprofundar as discussões sobre produções filosóficas e práticas científicas.

Como cientistas divulgam seus trabalhos?

A produção científica precisa sêrser divulgada; por esse motivo, o texto traz informações sobre conferências e congressos científicos quêque ocorreram com a presença de diversos cientistas quêque fazem parte da história da Ciência.

Apresentar a pergunta do título e a pergunta do boxe Reflita. É possível quêque reportagens na televisão e notícias na internet sêjamsejam as formas mais indicadas pêlospelos estudantes. Nesse momento, é essencial destacar a importânssiaimportância dos congressos e periódicos científicos. Como exemplo de congresso, citar a Reunião Anual da Sociedade Brasileira de Química (SBQ), quêque, em 2024, realizou sua 47ª edição. Como exemplo de periódicos, explorar os citados nos Espaços de aprendizagem.

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As atividades apresentadas ao final do Tema são oportunidades para engajar os estudantes em discussões sobre a importânssiaimportância de divulgar descobertas não apenas para a comunidade científica mas também para o público geral. O trabalho em conjunto com os professores de Linguagens pódepode sêrser uma oportunidade de aprofundar aspectos relacionados à elaboração de textos para divulgação científica.

Atividade ésstraextra

• Interpretação de textos de divulgação científica
Propor aos estudantes a leitura de outros textos publicados no periódico de divulgação científica voltado para pesquisas e projetos de estudantes do Ensino Médio, a Revista Com Censo Jovem.
REVISTA COM CENSO JOVEM. [S. l.], [2023]. sáitiSite. Disponível em: https://livro.pw/sutjw. Acesso em: 3 nov. 2024.

Tema 2 – Química: Ciência da Natureza

O Tema pontua o desenvolvimento da Química como Ciência. Para tanto, são abordadas algumas kestõesquestões sobre a alquimia medieval quêque contribuíram com a experimentação e manipulação dos materiais.

Antes da apresentação do Tema 2, convém investigar préviamentepreviamente a percepção dos estudantes sobre a Química, quêque pódepode estar relacionada com exemplos de produtos químicos específicos de uso no cotidiano. Esse momento trará elemêntoselementos para discussões futuras, pois nos subtópicos dêstedeste Tema serão abordadas práticas e teorias precursoras da Química.

O tema trabalha o TCT Cidadania e Civismo ao explorar documentos oficiais relativos à educação brasileira.

A competência geral 2 é promovida em função da análise do cientista LavoisiêLavoisier, quêque investigou, elaborou hipóteses e realizou experimentos para comprovar suas ações científicas, enquanto a 7 é trabalhada em atividades quêque solicitam aos estudantes a redação de textos.

Compreender as teorias e as práticas quêque fundamentaram a constituição da Química Moderna auxilia na promoção da habilidade EM13CNT201, quêque está relacionada com teorias e leis propostas em diferentes épocas e com o desenvolvimento e a evolução da vida, da Terra e do Universo, por exemplo, no quêque diz respeito às buscas humanas para entender a origem e a transformação da matéria.

por quêPor que estudar Química?

Os estudantes podem apresentar alguns pensamentos sobre as dificuldades de se aprender Química, já quêque tiveram contato com conceitos químicos no decorrer da sua escolarização. Por isso, é relevante pontuar a importânssiaimportância dessa Ciência para a ssossiedadesociedade.

Realizar o questionamento presente no boxe Reflita. Se forem respondidos exemplos de produtos químicos, convém apresentar exemplos de alguns processos industriais e de fabricação de medicamentos quêque utilizam esses produtos com o objetivo de ampliar as perspectivas dos estudantes.

Utilizar o boxe Algo A+: Um famoso analgésico como exemplo da importânssiaimportância da Química e continuar com o debate sobre a valorização do conhecimento popular.

O texto da seção Formação cidadã: Ciências e cidadania aborda o direito à educação na Constituição Federal e na Lei de Diretrizes e Bases da Educação Nacional. O texto deve sêrser utilizado para quêque os estudantes percêbampercebam a dinâmica necessária para a formação do direito atual.

A origem da Química

Realizar o levantamento sobre conhecimentos dos estudantes em relação à alquimia pódepode trazer informações sobre alguns hábitos de leitura de quadrinhos e mangás dos estudantes e seus gostos sobre cinema, séries e animes.

Explorar os textos abordando a alquimia e a destilação como práticas milenares, reafirmando o processo de construção da Ciência Química. Destaca-se quêque os estudantes podem ficar envolvidos com o assunto sobre a pedra filosofal e relacionar com diversos temas da cultura jovem. É importante fazer um levantamento dêêssesdesses temas para quêque, no decorrer das Unidades, sêjamsejam retomados como pontos de motivassãomotivação e contextualização.

Os bóksesboxes Espaços de aprendizagem podem sêrser utilizados para aprofundar a discussão sobre alquimia, assim como o boxe Algo A+: A destilação: possíveis origens.

Sugestão de leitura

• Destilação: a; ár-tea arte de “extrair virtudes”
O texto aborda aspectos históricos da origem e do desenvolvimento do processo de destilação. São apresentadas algumas concepções acerca dêêssedesse processo elaboradas em diferentes épocas até o século XVI.
BELTRAN, Maria Helena Roxo. Destilação: a; ár-tea arte de “extrair virtudes”. Química Nova na Escola, [s. l.], n. 4, p. 24-27, nov. 1996. Disponível em: https://livro.pw/hksnt. Acesso em: 3 nov. 2024.

Enfim, Química!

O quêque foi abordado até o momento troussetrouxe elemêntoselementos para a compreensão da Química como a Ciência quêque se tem atualmente. Neste tópico, são evidenciadas a teoria do flogisto e as contribuições de LavoisiêLavoisier. Além díssudisso, como o título sugere, também estão presentes os níveis de abordagem da Química, como o nível representacional.

Apresentar os textos do Tema com foco na descrição de como a teoria do flogisto foi refutada por LavoisiêLavoisier. É importante destacar quêque o desenvolvimento de balanças mais precisas possibilitou a análise quantitativa dos experimentos realizados por LavoisiêLavoisier.

A Sugestão de leitura a seguir apresenta os elemêntoselementos quêque motivaram o desenvolvimento de balanças mais precisas e, por consequência, o seu uso na área científica. Esses elemêntoselementos foram motivados pela indústria e pelo comércio.

É importante abordar o nível representacional quêque envolve exemplos do cotidiano dos estudantes, trabalhado na atividade 5.

Sugestão de leitura

• A evolução da balança analítica
O texto aborda a evolução da balança analítica, quêque, inicialmente, foi muito usada para fins comerciais e industriais, mas, depois, começou a sêrser utilizada em pesquisas científicas.
AFONSO, Júlio Carlos; SILVA, Raquel Medeiros da. A evolução da balança analítica. Química Nova, São Paulo, v. 27, n. 6, p. 1021-1027, dez. 2004. Disponível em: https://livro.pw/picro. Acesso em: 3 nov. 2024.

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Sugestão ésstraextra

• Sociedade Brasileira de Ensino de Química
A Sociedade Brasileira de Ensino de Química (SBEnQ) foi fundada em 2018, durante a realização do Encontro Nacional de Ensino de Química (Eneq). Apesar de sêrser uma ssossiedadesociedade jovem, já apresenta diversas propostas quêque corroboram com a formação inicial e permanente de professores quêque ensinam Química no Brasil. Para conhecer mais, acéçiacesse o sáitisite da SBEnQ a seguir.
SOCIEDADE BRASILEIRA DE ENSINO DE QUÍMICA. Brasília, DF, c2023. sáitiSite. Disponível em: https://livro.pw/emhpz. Acesso em: 3 nov. 2024.

Tema 3 – Materiais

Esse Tema apresenta um percurso do uso dos materiais ao longo da história. Os estudantes são incentivados a pensar nas propriedades dos materiais e em grandezas físicas, como o comprimento, o volume, a massa, a densidade, a pressão e a tempera-túratemperatura.

O estudo sobre os materiais promove as competências gerais 1 e 2, no sentido de analisar as propriedades dos materiais para avaliar situações-problema e entender o mundo físico, e 3 e 4, ao trabalhar o uso de expressões utilizadas no meio digital, mais especificamente, na realidade dos gamers, assim como o TCT Multiculturalismo.

A reflekçãoreflexão sobre a utilização de apenas um tipo de material (madeira, ferro, pedra, por exemplo) possibilita discussões sobre o esgotamento dos recursos naturais do planêtaplaneta, explorando, assim, o TCT Meio Ambiente e a habilidade EM13CNT101. A EM13CNT307 é trabalhada durante o estudo com as grandezas.

O uso de materiais

O uso de materiais é um ponto inicial para o levantamento de informações prévias dos estudantes. Identificar os tipos de materiais quêque eles têm acesso no dia a dia possibilita uma forma de apresentar os conceitos de propriedades e grandezas físicas. A pergunta 1 do boxe Reflita pódepode auxiliar nesse processo e dialogar com a importânssiaimportância da Química, a Ciência dos materiais. Ao trabalhá-la, é possível explorar kestõesquestões ambientais relativas ao uso dos recursos naturais para a produção de ferramentas.

Propriedades e grandezas

O estudo das propriedades e grandezas é necessário para quêque os estudantes compreendam a relação delas com as substâncias e os materiais. Como abordagem inicial, pontuar para os estudantes as propriedades intrínsecas e as propriedades extrínsecas. Utilizar os exemplos apresentados ao longo do texto para explicar essas propriedades.

Explorar o boxe Espaços de aprendizagem sobre o Sistema Internacional de Unidades (SI) e, antes de realizar a leitura dêêssedesse texto com os estudantes, fazer um levantamento das unidades de medida quêque eles conhecem e depois comparar com aquelas quêque aparécemaparecem no texto. Os prefixos do SI também são pontos interessantes de análise. pódePode sêrser quêque, com a leitura do texto, eles identifiquem os prefixos mais comuns no cotidiano.

A abordagem do estudo das grandezas deve partir de quêquestionamentos que indiquem os conceitos de tempera-túratemperatura, pressão, massa e outras grandezas de medida. Na discussão sobre massa, o boxe Espaços de aprendizagem quêque discute a atualização da definição de kilograma, ocorrida em 2019, pódepode sêrser utilizado.

As atividades apresentam uma abordagem direcionada ao processo de realização de medidas.

Sugestão ésstraextra

• Medições na vida cotidiana
Vídeo elaborado pelo Instituto Nacional de Metrologia, Qualidade e Tecnologia (Inmetro) quêque destaca a importânssiaimportância das medições em atividades cotidianas.
MEDIÇÕES na vida cotidiana: Inmetro. [S. l.: s. n.], 2013. 1 vídeo (5 min). Publicado pelo canal Inmetro. Disponível em: https://livro.pw/dodce. Acesso em: 3 nov. 2024.

Tema 4 – Caracterizar e separar substâncias

Neste Tema, as propriedades dos materiais e as grandezas físicas serão aplicadas na caracterização de substâncias e nos processos de separação. É muito importante quêque sêjamsejam apresentados exemplos da realidade dos estudantes, para quêque seja possível perceber como as propriedades estudadas são empregadas em situações quêque eles já presenciaram.

A apresentação da linguagem matemática, por meio dos gráficos das curvas de aquecimento dos materiais, pódepode sêrser um desafio. Portanto, é importante o detalhamento do conceito de gráfico por meio de uma explanação inicial sobre plano cartesiano.

Uma proposta interessante para abordar os processos de separação de materiais é apresentar exemplos de materiais homogêneos e heterogêneos e investigar como os estudantes procederiam com a separação, por exemplo, perguntando como podem separar todos os componentes da á guaágua do mar.

A habilidade EM13CNT101 é trabalhada ao explorar-se métodos de separação de misturas. Além díssudisso, as atividades foram construídas com foco na resolução de situações-problema, trabalhando, assim, a EM13CNT301 e a EM13CNT307. A EM13CNT308 é mobilizada pelo estudo das técnicas avançadas de separação de substâncias. Consequentemente, trabalha-se também a competência específica 3.

O Tema trabalha os TCTs Meio Ambiente, ao abordar filtros de ar em veículos, e Ciência e Tecnologia, ao apresentar equipamentos quêque aperfeiçoam os processos de separação de substâncias.

Substâncias e materiais

São apresentados e discutidos os conceitos de matéria, materiais e substâncias quêque, embora elementares, nem sempre são compreendidos d fórmade forma adequada pêlospelos estudantes.

Explorar diversos exemplos para auxiliar os estudantes na diferenciação do conceito de substâncias e materiais, bem como na classificação dos materiais em homogêneos e heterogêneos. Se possível, realizar algumas combinações de materiais sólidos com a á guaágua para ilustrar os conceitos apresentados, como á guaágua + sal e á guaágua + areia.

Estados físicos da matéria

A discussão e a revisão dos estados físicos são fundamentais para entender posteriores processos de separação de materiais e substâncias. Explorar o texto do boxe Algo A+: O quêque é plasma? como forma de apresentar aos estudantes o estado físico plasma.

Trabalhar o boxe Formação cidadã: Cuidados com o áucôlálcool etílico, quêque aborda importânssiaimportância dessa substância

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para o contrôlecontrole de infekiçõesinfecções e algumas medidas atuáisatuais para minimizar o número de acidentes com fogo, já quêque ela é altamente inflamável.

Enfatizar os modelos representacionais para cada um dos estados físicos e relacionar com as principais características dos sólidos, líquidos e gases. O estudo das mudanças de estados físicos e das curvas de aquecimento é uma forma de mostrar a representação matemática gráfica dos fenômenos abordados.

É importante pontuar quêque os gráficos são representações gerais para o comportamento de substâncias e materiais em cada um dos estados físicos.

Separando substâncias

Os processos de separação estão muito presentes na ssossiedadesociedade, e é a partir deles quêque se consegue, por exemplo, tratar a á guaágua, tornando-a própria para consumo.

Muitos dos processos de separação de materiais podem sêrser exemplificados com situações cotidianas ou com procedimentos utilizados na indústria ou na área médica. Enfatizar esses exemplos com os estudantes. É importante relacionar cada método de separação de materiais com as propriedades das substâncias e com as grandezas físicas. Esse pódepode sêrser um bom momento para complementar a exploração do tema ao abordar aspectos relacionados aos impactos sociais e ambientais da mineração ilegal. Os professores da área de Ciências Humanas e Sociais Aplicadas podem auxiliar na discussão.

Trabalhar o boxe Algo A+: Filtros de ar, quêque aborda um método de separação presente nos veículos automotores. Uma possível ampliação para esse momento é solicitar quêque os estudantes pesquisem a legislação vigente a fim de identificar possíveis infrações em seu cotidiano e preservar o meio ambiente.

Sugestão ésstraextra

• O quêque é Aférese
A aférese é o processo de separação dos componentes do sanguesangue por meio da centrifugação. É possível abordar esse assunto apresentando a importânssiaimportância do processo de doação de sanguesangue. O texto sugerido a seguir pódepode sêrser utilizado para embasar a discussão.
DOAÇÃO por aférese. Ribeirão Preto: Fundação Hemocentro de Ribeirão Preto, [2024]. Disponível em: https://livro.pw/rjncq. Acesso em: 10 nov. 2024.

Tema 5 – Transformações da matéria

êsteEste Tema apresenta as transformações da matéria com uma proposta de identificar esses fenômenos no dia a dia dos estudantes e em processos industriais.

A diferenciação entre os fenômenos físicos e químicos direciona para o conceito de reatividade química e para as equações químicas. Esse percurso é importante para quêque os estudantes consigam perceber o quêque é uma reação química e a linguagem química específica para a sua representação.

O tema promove as competências gerais 6, 7, 9 e 10, ao discutir características da indústria química e como a Química está presente em uma economia global sustentável, solicitando quêque os estudantes dialoguem e argumentem com seus pares, além dos TCTs Meio Ambiente, Ciência e Tecnologia, Economia e Cidadania e Civismo.

A habilidade EM13CNT101 é trabalhada nas discussões sobre transformações e reatividade, enquanto as EM13CNT106, EM13CNT206, EM13CNT304, EM13CNT309 e EM13CNT310 são trabalhadas durante a discussão sobre o Fórum Econômico Mundial, na qual os estudantes são motivados a realizar pesquisas em fontes confiáveis, divulgar esses resultados entre seus pares e decidir, a partir de informações coletadas, qual setor do Fórum Econômico Mundial merécemerece investimento. Consequentemente, trabalha-se também as competências específicas 1 e 3.

Transformações físicas e químicas

Diferenciar fenômenos físicos de fenômenos químicos é uma ação quêque os estudantes realizarão com freqüênciafrequência nos estudos dos conceitos químicos, portanto convém utilizar exemplos cotidianos para apresentar essa diferenciação, como o congelamento e descongelamento da á guaágua e o processo de cocção dos alimentos.

É importante explorar as imagens e os textos dos bóksesboxes apresentados com os estudantes, de maneira quêque as transformações físicas e químicas fiquem evidenciadas, por exemplo, trabalhando o boxe Algo A+: A Ciência para a qualidade do café.

O boxe Espaços de aprendizagem pódepode sêrser utilizado para expandir a discussão do tema. Ele sugere um texto quêque discute a poluição na cidade de Cubatão (SP), quêque já foi considerada a mais poluída do mundo.

Sugere-se quêque a seção Formação cidadã: A Química para uma economia global sustentável seja trabalhada em grupos. É importante incentivar o diálogo entre os estudantes, ensinando-os a respeitar o momento de fala dos côlégascolegas e a argumentar com base em argumentos éticos e científicos.

Reação química e reatividade

Neste subtema, os estudantes terão contato com a linguagem química utilizada para representar as reações químicas. Para evidenciar os fenômenos químicos, são abordadas diferentes reações quêque representam a reatividade dos materiais.

Explorar as imagens apresentadas, ilustrando a oxidação de metais e a reação entre o potássio metálico e a á guaágua, e representar as equações químicas dessas reações.

Tema 6 – Leis ponderais

A Química é a Ciência quêque estuda as substâncias, os materiais e as transformações quêque ocorrem nesse processo. As leis ponderais foram as primeiras leis quêque esclareceram características básicas das reações químicas, permitindo um estudo detalhado e mais aprofundado dêêssedesse tipo de fenômeno.

O estudo das leis ponderais auxilia na compreensão de diversos processos químicos quêque ocorrem no cotidiano, por isso é importante relacionar os conceitos e as reações químicas com exemplos práticos, mas sempre garantindo a cientificidade do processo.

Na organização apresentada, pode-se trabalhar com os professores de Ciências Humanas e Sociais Aplicadas para discutir a influência do Iluminismo no desenvolvimento das leis ponderais, além de realizar cálculos e redações nas atividades propostas, promovendo as competências gerais 1 e 7 e as habilidades EM13CNT101 e EM13CNT205, além do TCT Ciência e Tecnologia.

Lei da conservação das massas

O desenvolvimento de equipamentos cada vez mais precisos proporciona a comprovação ou mesmo a proposição de novas teorias. No caso, o uso de balanças precisas possibilitou quêque LavoisiêLavoisier formulasse a lei da conservação das massas.

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Utilizar os exemplos disponíveis do livro para ilustrar a lei da conservação das massas. É importante quêque os estudantes possam extrapolar os exemplos propostos, fazendo previsões das massas em situações não ilustradas.

Explore o texto Marie-Anne LavoisiêLavoisier e a campanha pela nova Química, enfatizando a importânssiaimportância da participação da tradutora e ilustradora francesa para a difusão de uma nova Química.

Lei das proporções definidas

Seguindo o estudo das leis ponderais, as contribuições de Proust também são apresentadas no Tema. É importante apresentar os caminhos da formulação da lei, assim os estudantes podem compreender as propostas anteriores e as seguintes, fazendo diferenciação entre elas.

Lei das proporções múltiplas

Apresentar as contribuições do cientista DiônJohn Dalton para a Química e antecipar as demais contribuições dêêssedesse pesquisador, as quais serão abordadas nas Unidades seguintes. Neste subtema, apresentar a formulação proposta por Dalton com o objetivo de diferenciar das demais leis apresentadas.

Lei das proporções volumétricas

Utilizar o texto para abordar um pouco sobre o cientista jôsefJoseph Louis Gay-Lussac. Apontar as características da lei proposta por ele.

As leis ponderais são apresentadas por meio de uma perspectiva histórica de suas elaborações. É importante utilizar os exemplos para representar as relações entre as grandezas dos reagentes e dos produtos.

Organizando as ideias

Orientar os estudantes a observar as imagens e ilustrações apresentadas ao longo da unidade e destacar os conceitos químicos estudados. Sugerir quêque, antes de consultar o esquema presente no final da Unidade ou esquemas prontos de côlégascolegas ou da internet, organizem os próprios esquemas no caderno, sintetizando os principais conceitos abordados e acrescentando outros termos e ideias relacionadas ao quêque foi estudado. Incentivar quêque realizem as associações quêque considerarem relevantes entre os conceitos. Orientar a elaboração de um pequeno texto quêque conecte os conceitos e as ideias do esquema, de modo a favorecer a compreensão e retenção dos conteúdos estudados. Para finalizar, orientar quêque comparem o texto autoral com o esquema presente no final da Unidade.

Integrando com Ciências Humanas e Sociais Aplicadas

A guerra dos químicos

O texto apresenta como foi a participação dos cientistas da área da Química na Primeira Guerra Mundial. Esse texto traz momentos de discussão sobre os aspectos éticos e sociais do desenvolvimento científico e tecnológico.

Os estudantes são instigados a buscar em fontes confiáveis informações sobre o uso de armas químicas em confrontos armados entre países e a apresentar uma opinião sobre o assunto. Desse modo, essas ações promóvempromovem a competência geral 10 e as habilidades EM13CNT104 e EM13CNT304.

Atividade ésstraextra

Construção de equipamentos de laboratório utilizando materiais reciclados

A realidade das escolas brasileiras é muito diversa. Assim, considera-se importante a busca por alternativas para a abordagem de conceitos científicos, contornando a falta de equipamentos e recursos por meio de propostas mais acessíveis.

O texto “Construindo aparelhagens de laboratório com materiais alternativos: PIBID/IFPB” apresenta formas alternativas e com custo acessível para a construção de equipamentos quêque podem sêrser utilizados no trabalho pedagójikôpedagógico dos conceitos apresentados nos temas da Unidade 1.

• Proposta de atividade
Leia o texto com os estudantes, especialmente a descrição dos procedimentos para a montagem dos equipamentos: balança, aparelho de destilação e aparelho de titulação.
Após a leitura, discuta com os estudantes uma forma de construir a balança quêque foi apresentada no texto, buscando alternativas para aquela apresentada pêlospelos autores. Os estudantes podem sêrser separados em grupos e cada um dêêssesdesses grupos apresentar um protótipo de uma balança.
É possível quêque seja indicada a construção de uma balança por meio de arames sem a necessidade do uso da madeira, conforme indicado no texto. Destacam-se os cuidados quêque precisam sêrser tomados com a manipulação de qualquer material.
LORENZO, Jorge G. F. éti áuet al. Construindo aparelhagens de laboratório com materiais alternativos: PIBID/IFPB. In: CONGRESSO NORTE NORDESTE DE PESQUISA E INOVAÇÃO, 11., 2010. Maceió. Anais […]. Maceió: Ifal, 2010. Disponível em: https://livro.pw/fngvx. Acesso em: 3 nov. 2024.

Possibilidades e alternativas para a avaliação

A Unidade 1 abordou temas introdutórios sobre o quêque é Ciência, a origem da Química, substâncias e materiais, transformações físicas e químicas e as leis ponderais. Ao longo dêêssesdesses temas, são propostas atividades sobre os conceitos abordados quêque podem servir de avaliação da aprendizagem dos estudantes. É possível também avaliar se os estudantes atingiram os objetivos além dos conceitos químicos, como a capacidade de elaborar um texto de divulgação científica, conforme propôstoproposto na atividade 7 do Tema 1.

No final de cada Unidade, na seção Organizando as ideias, há uma síntese dos principais conceitos trabalhados, quêque sérveserve tanto para proporcionar uma visão geral dos assuntos abordados e possibilitar a elaboração de avaliações quanto para o estudante realizar uma auto avaliação e saber quais são os pontos relevantes dêêssedesse aprendizado. O texto propôstoproposto ao final da seção pódepode sêrser utilizado para avaliar a aprendizagem e esclarecer dúvidas remanescentes após o fechamento da Unidade. Constitui-se, igualmente, como um roteiro de estudo antes de iniciar os próximos Temas.

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Unidade 2 Constituição química da matéria

Síntese da Unidade

BNCC

• Competências gerais: 1, 2, 3, 4, 5, 7, 8 e 9.

• Competências específicas de Ciências da Natureza e suas Tecnologias: 2 e 3.

• Habilidades de Ciências da Natureza e suas Tecnologias: EM13CNT104, EM13CNT105, EM13CNT201, EM13CNT205, EM13CNT207, EM13CNT209, EM13CNT301, EM13CNT302, EM13CNT303, EM13CNT305, EM13CNT306 e EM13CNT308.

Temas Contemporâneos Transversais

• Ciência e Tecnologia.

• Economia.

• Meio Ambiente.

• Multiculturalismo.

• Saúde.

Conteúdos

• Modelos atômicos.

• tabélaTabela periódica.

• Ligações químicas.

• Polaridade e interações moleculares.

Objetivos da Unidade

• Compreender como o conhecimento científico evoluiu ao longo do tempo com o estudo dos modelos atômicos propostos.

• Reconhecer o processo de construção da tabélatabela periódica com base nas contribuições de diversos cientistas para o formato atual.

• Localizar as informações da tabélatabela periódica atual e aplicá-las em situações-problema do cotidiano.

• Entender e aplicar as concepções sobre ligações químicas e polaridade das moléculas para prever mudanças de estado físico.

Orientações gerais

Na Unidade 2, são abordados conceitos primordiais para a compreensão da Química: modelos atômicos, classificação periódica dos elemêntoselementos, ligações químicas, polaridade e interações. Considerando a construção coletiva do conhecimento científico, o estudo das diferentes teorias científicas desenvolvidas ao longo do tempo permite aos estudantes quêque entendam a Ciência como uma atividade humana quêque, com base em evidências, promove o pensamento crítico e a aplicação prática dos conhecimentos adquiridos.

Os conceitos abordados na Unidade apresentam modelos e proposições de cientistas quêque se concentraram na análise de fenômenos no nível microscópico. Ao compreenderem esses modelos, os estudantes são motivados a aplicar esse conhecimento para explicar fenômenos em situações do dia a dia.

Partindo da teoria dos quatro elemêntoselementos, seguida de Demócrito e Leucipo, reconhecidos historicamente por proporem o termo átomo, a abordagem prossegue com os modelos atômicos de Dalton, thômsomThomson, Rutherford e Bohr. O modelo atômico quântico é apresentado, mas só será aprofundado na Unidade 6, ao longo dos estudos sobre radioatividade.

Em seguida, são apontadas as contribuições científicas para a classificação periódica dos elemêntoselementos, contexto em quêque é apresentado um trabalho importante, mas pouco divulgado, do engenheiro agrônomo brasileiro Alcindo Cabral.

Para o estudo do conceito de ligação química, abordam-se fundamentos teóricos relevantes, como o conceito de valência e a regra do octeto. Os tipos de ligação (iônica, covalente e metálica) são apresentados e aprofundados em seus respectivos contextos. Por fim, trata-se do conceito de polaridade e de seu papel determinante nas interações moleculares.

Abertura de Unidade

A abertura de Unidade apresenta uma fotografia com o fenômeno da fluorescência quêque deve sêrser explorada com os estudantes. Utilizar as perguntas da abertura para fazer um levantamento do conhecimento prévio deles a respeito do fenômeno. A partir das respostas, pode-se apresentar, brevemente, o conceito de emissão de luz, informando quêque se trata de um fenômeno físico quêque ocorre devido à estrutura do átomo. Em seguida, mencionar quêque o estudo dessa estrutura é feito com base em modelos, cujas características serão detalhadas ao longo do Tema.

Para aprofundar o assunto sobre bioluminescência, explore as respostas dos estudantes à pesquisa solicitada na atividade 2. Dependendo da fonte de pesquisa, é possível quêque eles encontrem informações de quêque a bioluminescência é a produção de luz por sêresseres vivos a partir de reações químicas. Apesar do efeito observado sêrser parecido, esclarecer quêque são fenômenos fundamentalmente diferentes. Assim, aproveitar a atividade para enfatizar a importânssiaimportância da realização de pesquisas em fontes confiáveis, de modo a contribuir para a mobilização das competências gerais 5 e 7, além da habilidade EM13CNT303.

Se considerar pêrtinêntipertinente, o vídeo a seguir pódepode sêrser apresentado como abordagem complementar.

Sugestão ésstraextra

• A luminescência na higiene das mãos
O vídeo indicado apresenta uma ação de conscientização relacionada ao Dia Mundial de Higienização das Mãos, celebrado no dia 5 de maio.
AÇÃO com luz negra conscientiza população sobre higiene das mãos: Unifor Notícias 31/05/24, 2024. 1 vídeo (4 min). Publicado pelo canal TevêTV Unifor. Disponível em: https://livro.pw/wdeeo. Acesso em: 7 nov. 2024.

Tema 7 – Modelando os hátomusátomos

O Tema apresenta algumas das contribuições científicas iniciais sobre a constituição da matéria, com os modelos de Dalton e thômsomThomson. Durante a abordagem dos conceitos é importante quêque os estudantes assimilem corretamente as principais teorias sobre o modelo atômico para quêque sêjamsejam capazes de identificá-las.

A compreensão do quêque são modelos científicos e de quêque eles são construídos coletivamente é imprescindível para uma formação integral dos estudantes. Nesse sentido, é essencial a valorização de conhecimentos científicos quêque, historicamente, foram considerados irrelevantes. A imagem do planêtaplaneta Saturno pódepode sêrser explorada visando a tal objetivo e pódepode sêrser utilizada como ponto de partida

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de uma proposta de discussão sobre multiculturalismo na Ciência. Durante a dinâmica, convém enfatizar quêque, além do físico japonês Hantaro Nagaoka, cientistas de outras nacionalidades estiveram envolvidos na construção de modelos explicativos para a constituição do átomo. Assim, os TCTs são contemplados nas macroáreas Multiculturalismo e Ciência e Tecnologia.

Esse momento de aprendizagem possibilita a mobilização das competências gerais 1, ao valorizar os conhecimentos historicamente construídos sobre os modelos atômicos; 2, ao incentivar os estudantes a exercitar a curiosidade intelectual e, nos momentos de discussão, recorrer à abordagem própria das Ciências; e 4, ao propor quêque partilhem informações, experiências e ideias, principalmente nas atividades, e utilizem diferentes linguagens para se expressarem.

Ao longo de todo o Tema, o conteúdo viabiliza momentos de discussão sobre modelos, teorias e leis propostos em diferentes épocas, possibilitando o trabalho com a habilidade EM13CNT201. Nas atividades, os estudantes são solicitados a interpretar resultados e realizar previsões sobre processos quêque envolvem modelos atômicos, mobilizando a habilidade EM13CNT205. Por fim, as perguntas dos bóksesboxes Reflita oportunizam a construção de kestõesquestões e a elaboração de hipóteses pêlospelos estudantes, mobilizando a habilidade EM13CNT301. Já a exposição dos trechos de textos e ilustrações originais viabiliza o trabalho com a habilidade EM13CNT303. Com o trabalho dessas habilidades, consequentemente, trabalha-se também as competências específicas 2 e 3.

Sugestões de leitura

• Hantaro Nagaoka e o modelo saturniano
O texto publicado na revista Química Nova na Escola descreve o modelo atômico saturniano propôstoproposto pelo físico Hantaro Nagaoka.
BENEDETTI FILHO, Edemar; MATSUMOTO, Marcio Y. Hantaro Nagaoka e o modelo saturniano. Química Nova na Escola, São Paulo, v. 44, n. 1, p. 9-16, fev. 2022. Disponível em: https://livro.pw/hfhnf. Acesso em: 7 nov. 2024.

• O modelo atômico saturniano de Nagaoka
Texto quêque aborda aspectos de um modelo atômico pouco conhecido, propôstoproposto pelo físico japonês Hantaro Nagaoka.
FIOLHAIS, Manuel; RUIVO, Maria da Conceição. O modelo atômico saturniano de Nagaoka. Gazeta de Física, Lisboa, v. 19, fasc. 1, p. 6-10, 1996. Disponível em: https://livro.pw/wdahf. Acesso em: 7 nov. 2024.

O quêque são modelos

• Iniciar o subtema com a seção Oficina científica: Como é possível descrever o quêque não pódepode sêrser observado?. A realização dessa atividade tem o intuito de desenvolver o conceito de modelo e, na sequência, de modelo atômico. A pergunta do boxe Reflita contribui para quêque os estudantes desenvolvam a capacidade de comunicação do conhecimento científico ao compartilharem suas ideias com os côlégascolegas por meio de textos, dêzê-nhôsdesenhos e esquemas.

Ideias iniciais sobre a constituição da matéria

Por não se ter acesso direto a hátomusátomos, moléculas e outros constituintes, é preciso encontrar formas de compreendêê-loscompreendê-los. Para isso, usam-se modelos quêque permitem entendê-los.

Neste subtópico, são apresentadas algumas ideias de pensadores gregos, bem como proposições iniciais sobre o conceito de átomo. A teoria dos quatro elemêntoselementos pódepode sêrser abordada por meio da pergunta apresentada no boxe Reflita. É possível quêque alguns estudantes já conheçam a teoria, mas é importante reforçar o conceito central de quêque a á guaágua, a térraterra, o fogo e o ar eram considerados os formadores de toda a matéria no universo. Incentivar a argumentação dos estudantes, questionando-os se essa teoria tem fundamentos e como eles a refutariam.

Os conteúdos sugeridos nos bóksesboxes Espaços de aprendizagem podem sêrser utilizados para aprofundar a discussão dêêssedesse subtema. Pode-se solicitar, por exemplo, quêque os estudantes elaborem um texto resumindo o artigo O período das artes práticas: a química ancestral africana, como forma de abordar o eurocentrismo na educação de Química do Brasil. Esse momento pódepode sêrser enriquecido com o trabalho em conjunto com professores de Ciências Humanas e Sociais Aplicadas.

Um outro atomismo

As contribuições de DiônJohn Dalton para a Química foram exponenciais. O quêque deve sêrser destacado neste subtema é a cientificidade da proposição do modelo atômico de Dalton, uma vez quêque ele propôs a ideia de pesos atômicos relativos e a explicação das reações químicas com base nas combinações de hátomusátomos.

Nessa exposição, enfatizar o empirismo adotado pelo cientista e utilizar as imagens das publicações de Dalton para abordar os principais pontos da sua teoria.

Sugestão de leitura

• A niuNew System ÓFof Chemical Philosophy
Neste texto (em inglês), é apresentada a descrição da teoria atômica proposta por DiônJohn Dalton. A referência indicada traz excertos do famoso livro de Dalton.
JOHN Dalton (1766-1844). [Syracuse]: Le Moyne, [2024]. Disponível em: https://livro.pw/egcep. Acesso em: 7 nov. 2024.

O átomo é indivisível?

Ao apresentar a pergunta do título sobre a indivisibilidade do átomo, a depender do nível de conhecimento prévio dos estudantes, pode-se abordar o conceito de partículas subatômicas (prótons, nêutrons e elétrons) já no início do subtema. Nesse contexto, convém enfatizar quêque a evolução do modelo atômico só foi possível por causa dêêssedesse e de outros questionamentos feitos sobre propostas anteriormente consideradas cértascertas.

Tema 8 – Do modelo de Rutherford ao modelo quântico

Entender como o modelo atômico historicamente evoluiu facilita a compreensão do conceito de átomo, além de evidenciar o aspecto coletivo da construção do conhecimento científico. Dessa forma, o Tema 8 dá continuidade ao conteúdo do Tema anterior e apresenta os trabalhos científicos de Rutherford e Bohr, quêque contribuíram para a evolução do modelo atômico.

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Embora o atual modelo atômico quântico seja citado, ele não é aprofundado neste momento devido à sua complexidade, respeitando a progressão no processo de abstração dos estudantes. Além díssudisso, os arranjos experimentais realizados por esses cientistas são ilustrados de modo a sintetizar as conclusões obtidas por eles a respeito das partículas subatômicas, visando facilitar a construção de modelos mentais claros aos estudantes.

O Tema oportuniza a retomada do assunto apresentado na abertura de Unidade, contemplando o TCT Ciência e Tecnologia.

O desenvolvimento do conteúdo possibilita a mobilização das competências gerais 1, pois valoriza os conhecimentos historicamente construídos sobre os modelos atômicos, e 4, ao propor quêque os estudantes utilizem diferentes linguagens para se expressar e partilhar informações, experiências e ideias, em particular nas atividades.

Ao longo de todo o Tema, é possível promover momentos de discussão sobre modelos, teorias e leis propostos em diferentes épocas, viabilizando o trabalho com a habilidade EM13CNT201. Nas atividades, os estudantes são incentivados a interpretar resultados e a prever processos envolvendo modelos atômicos, mobilizando a habilidade EM13CNT205. Por fim, as perguntas dos bóksesboxes Reflita oportunizam a formulação de outras kestõesquestões e a elaboração de hipóteses pêlospelos estudantes, mobilizando a habilidade EM13CNT301. Já o conteúdo apresentado, incluindo imagens e representações, viabiliza o trabalho com a habilidade EM13CNT303. Com o trabalho dessas habilidades, consequentemente, trabalha-se também as competências específicas 2 e 3.

O trabalho de Rutherford

Iniciar a abordagem dêstedeste subtema destacando o modelo atômico propôstoproposto por thômsomThomson. Para fazer o levantamento do conhecimento prévio dos estudantes para além dêêssedesse modelo, utilizar a pergunta do boxe Reflita.

Apresentar detalhadamente os experimentos propostos por Rutherford, explorando as representações do Livro do estudante. A atividade ésstraextra proposta a seguir pódepode auxiliar na abordagem. Esse percurso é necessário para quêque os estudantes consigam compreender as conclusões do experimento e como elas modificaram o modelo atômico propôstoproposto por thômsomThomson.

Atividade ésstraextra

• Descrevendo o experimento de Rutherford
O vídeo a seguir ilustra o experimento realizado por Rutherford. Uma possível abordagem é reproduzi-lo em sala de aula, sem som, e solicitar aos estudantes quêque descrevam o experimento apresentado na simulação. Em seguida, reproduzir o vídeo com som e solicitar aos estudantes quêque comparem a descrição construída por eles com a apresentada na narração do vídeo. EXPERIMENTO de Rutherford: a descoberta do núcleo do átomo. [S. l.: s. n.], 2022. 1 vídeo (1 min). Publicado pelo canal souradiologia. Disponível em: https://livro.pw/pavlw. Acesso em: 7 nov. 2024.

O átomo quântico

Ao abordar êsteeste subtema, destacar quêque a construção do conhecimento científico possui uma metodologia própria. Na prática de pesquisa científica, nem sempre se alcançam

as respostas para as perguntas feitas em determinado momento, mas é importante registrar os resultados obtidos, mesmo aqueles quêque possam parecer insignificantes. Esse registro permite quêque outros pesquisadores, com os mesmos quêquestionamentos, usufruam dos resultados anotados e encontrem uma resposta mais satisfatória. Foi o que aconteceu com a construção dos modelos atômicos. O modelo propôstoproposto por Rutherford apresentava algumas lacunas, e ele mesmo considerou quêque deveria existir algo quêque permitisse a estabilização do átomo, mas não chegou a conclusões quêque o satisfizessem. Posteriormente, Niels Bohr apresentou uma resposta adequada para essas lacunas, com base nas pesquisas de ambos.

Ao abordar o conceito de transição eletrônica, propôstoproposto por Bohr, convém retomar a temática da abertura da Unidade e convidar os estudantes a relacionar o conceito apresentado com o fenômeno mostrado na imagem.

A composição do núcleo atômico

Ao iniciar êsteeste subtema, quêque encerra o Tema 8, é importante incentivar os estudantes a refletir sobre a estabilidade do núcleo atômico, partindo da pergunta do boxe Reflita. Essa reflekçãoreflexão proporciona uma transição fluida para a apresentação do contexto histórico envolvido na descoberta dos nêutrons e da atualização das nomenclaturas utilizadas pela comunidade científica atual. Na sequência, o conceito de isótopos pódepode sêrser explorado com a representação da estrutura atômica.

Durante a abordagem, convém ressaltar quêque o termo elemento químico se refere a hátomusátomos com a mesma identidade atômica, isto é, com igual número de prótons (Z). Ressaltar quêque o termo isótopo, embora também relacionado à identidade atômica, indica a diversidade nuclear presente em um mesmo elemento e se refere ao número de massa (A), dado pela soma de prótons e nêutrons.

Essas informações e representações são exploradas nas atividades do Tema, para reforçar o entendimento e incentivar o compartilhamento entre os estudantes.

Tema 9 – tabélaTabela periódica

A tabélatabela periódica é uma ferramenta fundamental para a pesquisa e o estudo dos elemêntoselementos químicos. O Tema apresenta as primeiras tentativas de organização dos elemêntoselementos e a previsão de elemêntoselementos a serem identificados, quêque ainda eram desconhecidos à época das propostas. O boxe Espaços de aprendizagem presente na abertura do Tema pódepode sêrser utilizado como uma maneira de iniciar os estudos.

Na presente abordagem pedagógica, é orientado aos estudantes quêque desenvolvam o hábito de consultar a tabélatabela periódica, em detrimento da memorização, para encontrar as informações necessárias à resolução de situações-problema. Assim, desestimulam-se práticas de fixação mecânica e incentiva-se o uso da tabélatabela como uma ferramenta de consulta, finalidade para a qual ela foi criada.

A estratégia pedagógica do Tema explora os TCTs Ciência e Tecnologia e Multiculturalismo, quêque podem sêrser trabalhados por meio das contribuições do autor italiano Primo Levi e do engenheiro brasileiro Alcindo Cabral, ambos mencionados no Tema.

A competência geral 1 é mobilizada ao valorizar os conhecimentos historicamente construídos sobre as propriedades dos elemêntoselementos químicos; as competências

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gerais 3 e 9, durante as atividades na seção Formação cidadã, ao valorizar e participar de produções artístico-culturais e ao exercitar a empatia, promovendo o respeito aos direitos humanos; a competência geral 4, ao propor quêque os estudantes utilizem diferentes linguagens para se expressar e partilhar informações, experiências e ideias, em particular nas atividades.

Ao longo de todo o Tema, o conteúdo viabiliza momentos de discussão a respeito de modelos, teorias e leis propostos em diferentes épocas, possibilitando o trabalho com a habilidade EM13CNT201. Na proposta de abertura do Tema, quêque apresenta a associação entre os modelos de origem e distribuição dos elemêntoselementos químicos no Universo e a teoria de sua evolução, a EM13CNT209 pódepode sêrser trabalhada. Nas atividades, os estudantes são solicitados a realizar previsões, utilizando a tabélatabela periódica, com base nos conceitos aprendidos, mobilizando a habilidade EM13CNT205. As perguntas dos bóksesboxes Reflita oportunizam a formulação de outras kestõesquestões e a elaboração de hipóteses pêlospelos estudantes, mobilizando a habilidade EM13CNT301. Com relação ao conteúdo apresentado, incluindo imagens e representações, é propôstoproposto um trabalho com a habilidade EM13CNT303. Por fim, a seção Formação cidadã oportuniza o trabalho com a habilidade EM13CNT305, caso seja de interêsseinteresse promover uma discussão sobre o uso indevido de conhecimentos das Ciências da Natureza ao justificar processos de discriminação, segregação e privação de direitos individuais e coletivos, no contexto do Holocausto. Com o trabalho dessas habilidades, consequentemente, trabalha-se também as competências específicas 2 e 3.

Breve histórico do conceito de elemento químico

Ao explorar a representação das etapas de desenvolvimento do Universo, questionar os estudantes sobre quais seriam os elemêntoselementos mais leves e quais seriam os elemêntoselementos mais pesados. Para isso, solicitar a eles quêque consultem a tabélatabela periódica presente na página 109. Como sugestão de abordagem, pode-se pedir a eles quêque comparem as informações dos elemêntoselementos chumbo e ouro ao explorar a pergunta do boxe Reflita.

Organização dos elemêntoselementos

Iniciar o subtema questionando os estudantes sobre a necessidade de organização dos elemêntoselementos químicos, destacando o padrão de escrita e a simbologia utilizada, para quêque as informações sêjamsejam acessíveis por todas as pessoas de diferentes contextos culturais.

Ao apresentar o boxe Algo A+: Alcindo Cabral e a classificação periódica dos elemêntoselementos, destacar a importânssiaimportância da contribuição brasileira para o conhecimento científico.

A sugestão presente no boxe Espaços de aprendizagem pódepode sêrser utilizada para aprofundar ou embasar as discussões a respeito do cientista Mendeleev e a concepção das primeiras tabélastabelas periódicas.

Explorar as diversas propostas apresentadas no texto, dialogando com os estudantes sobre outros formatos de tabélatabela periódica, inclusive digitais. A sugestão indicada a seguir (em inglês) pódepode sêrser útil durante essa abordagem.

Sugestão ésstraextra

• tabélaTabela periódica e realidade aumentada

A tabélatabela periódica indicada pódepode sêrser acessada por meio de um dispositivo com câmera. Assim, é possível projetar a representação de cada elemento químico no ambiente, tecnologia conhecida como realidade aumentada.

3D PERIODIC Table. [S. l.]: gúgouGoogle Arts & Culture Experiments, [2024]. Disponível em: https://livro.pw/rkbdz. Acesso em: 7 nov. 2024.

Entendendo e utilizando a tabélatabela periódica

Na maioria dos vestibulares e provas oficiais, os estudantes têm acesso a dados disponíveis da tabélatabela periódica. No entanto, é comum quêque sêjamsejam fornecidas informações excedentes, irrelevantes para a solução de uma situação-problema, como parte da avaliação. Portanto, é essencial quêque os estudantes compreendam as variáveis quêque podem sêrser extraídas da tabélatabela e o quêque elas representam.

Como abordagem para esse objetivo, sugere-se solicitar aos estudantes quêque obissérvemobservem a tabélatabela periódica presente no livro e reflitam sobre quais informações eles consideram necessário memorizar. Reforçar quêque os estudantes precisam compreender a tabélatabela periódica para consultar as informações corretamente.

O trabalho com a seção Formação cidadã: A tabélatabela periódica e a literatura aborda as experiências do escritor italiano Primo Levi em Auschwitz por meio de uma metáfora envolvendo os elemêntoselementos químicos. Explorar as respostas dos estudantes, se possível, solicitando quêque compartilhem suas opiniões.

Sugestão de leitura

• Dossiê: Primo Levi
A revista Literatura e Sociedade publicou um dossiê sobre as obras do autor Primo Levi, em especial o artigo “Figurações de sobrevivência em Primo Levi: diálogos com Norbert Elias”, quêque aborda a obra A tabélatabela periódica.
PRIMO Levi. Literatura e Sociedade: Revista do Departamento de Teoria Literária e Literatura Comparada, São Paulo, v. 25, n. 32, jul./dez. 2020. Disponível em: https://livro.pw/soyjh. Acesso em: 7 nov. 2024.

Tema 10 – Fundamentos da ligação química

Compreender como ocorrem as ligações químicas e de quêque forma os tipos de ligações podem explicar as características físicas e químicas das substâncias é uma capacidade quêque se espera dos estudantes do Ensino Médio. Para esse estudo, é importante enfatizar as contribuições históricas dos cientistas e como suas pesquisas colaboraram para o desenvolvimento do conceito de ligação química.

O Tema traz uma abordagem pedagógica diversificada cujo conteúdo viabiliza momentos de discussão sobre modelos, teorias e leis propostos em diferentes épocas, possibilitando o trabalho com a habilidade EM13CNT201. Nas atividades, os estudantes são solicitados a realizar previsões sobre

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a tendência de ligações químicas em determinados hátomusátomos, mobilizando a habilidade EM13CNT205. As perguntas nos bóksesboxes Reflita oportunizam a formulação de outras kestõesquestões e a elaboração de hipóteses pêlospelos estudantes, mobilizando a habilidade EM13CNT301.

A competência geral 1 é mobilizada ao valorizar os conhecimentos historicamente construídos sobre o conceito de ligação química. As competências gerais 2 e 4 são aplicadas ao incentivar os estudantes a exercitar a curiosidade intelectual e a recorrer à abordagem e linguagem própria das Ciências e a outras linguagens para se expressar e partilhar informações, experiências e ideias.

A seção Formação cidadã apresenta uma abordagem metodológica quêque contempla a macroárea Saúde dos TCTs e as competências gerais 7 e 8, ao convidar os estudantes a utilizar diferentes linguagens e a argumentar com base em dados e informações confiáveis, para defender decisões quêque promovam o consumo responsável com posicionamento ético em relação ao cuidado de si, de modo a apreciar-se e cuidar de sua saúde física. Ao avaliar os riscos à saúde pelo alto consumo de sódio, um hábito comum, e identificar a própria vulnerabilidade vinculada a essa vivência, ocorre a mobilização das habilidades EM13CNT104, EM13CNT207 e EM13CNT306. Na atividade proposta, os estudantes são convidados a interpretar os dados fornecidos para construir suas conclusões no enfrentamento da situação-problema de uma perspectiva científica. Em seguida, são convidados a comunicar tais conclusões para um público variado, visando promover o debate em torno de um tema científico quêque envolve a saúde pública, com base na interpretação de textos de divulgação científica, selecionados quanto à confiabilidade das fontes. Assim, são promovidas as habilidades EM13CNT301, EM13CNT302 e EM13CNT303.

Com o trabalho dessas habilidades, consequentemente, trabalha-se também as competências específicas 2 e 3.

As substâncias e os seus constituintes

O percurso para a construção do conhecimento químico propôstoproposto nesta obra possibilita aos estudantes a compreensão de quêque as substâncias e materiais são constituídos por hátomusátomos. Nesse momento, é importante fazê-los refletir sobre o motivo de hátomusátomos iguais formarem substâncias diferentes.

Apresentar as fórmulas moleculares e estruturais da á guaágua, da á guaágua oxigenada, do propanol e da acetona e destacar quêque as propriedades das substâncias não são definidas apenas pêlospelos tipos de átomo quêque as compõem mas também pela forma como esses hátomusátomos estão ligados entre si. Com base nas respostas dos estudantes e nas fórmulas apresentadas, convém mencionar quêque o entendimento das ligações químicas permite compreender as propriedades físicas e químicas das substâncias.

Breve histórico do conceito de ligação química

Apresentar o histórico das teorias de ligação química e associá-lo ao histórico da construção de modelos atômicos pódepode facilitar a compreensão dos conceitos apresentados, em especial, da representação de ligações utilizando as estruturas de líuisLewis. Além dos exemplos apresentados no Livro do estudante, é interessante trazer outros para quêque os estudantes se familiarizem com a linguagem química e aprimorem a capacidade de abstrair o conceito de valência. O boxe Algo A+: Elétrons de valência são observados pela primeira vez pódepode sêrser trabalhado nesse sentido.

Ligações químicas nos sais

Apresentar o conceito de ligação iônica usando sais como exemplo permite quêque os estudantes associem o conteúdo ao cotidiano. Assim, sugere-se iniciar o subtema com a pergunta do boxe Reflita para explorar as substâncias classificadas como sais. Destacar quêque essa classificação será aprofundada na Unidade 6.

Nesse contexto, torna-se relevante abordar a regra do octeto, suas aplicações e limitações na explicação de ligações químicas, bem como a polaridade das ligações e sua influência nas propriedades das substâncias. Esse assunto será aprofundado no Tema 12.

O sal de cuzinhacozinha (cloreto de sódio) é um exemplo comum quêque pódepode sêrser apresentado pêlospelos estudantes. Recomenda-se direcionar, nesse momento, a seção Formação cidadã: Sais de sódio na alimentação, quêque apresenta informações sobre o assunto. Como proposta de atividade prática, a Oficina científica: Cristais de sal apresenta um experimento quêque mostra a dissolução de sal de cuzinhacozinha em á guaágua e a formação de cristais.

Se possível, solicitar quêque os estudantes vejam os vídeos sugeridos no boxe Espaços de aprendizagem, quêque apresentam os processos de cristalização e de dissolução do retículo cristalino do cloreto de sódio.

Tema 11 – Ligações covalentes e metálicas

Para êsteeste Tema, a proposta pedagógica tem base na contextualização para continuar explorando os modelos de ligação química, apresentando as ligações covalentes e as ligações metálicas. Nesse percurso, é importante apresentar exemplos do cotidiano dos estudantes, além daqueles presentes no Livro do estudante. O Tema traz uma seção Oficina científica, quêque auxilia no entendimento do conceito de geometria molecular, permitindo o trabalho com os TCTs, em particular a macroárea Ciência e Tecnologia, e a abordagem contextualizada sobre os metais pódepode oferecer caminhos para contemplar a macroárea Economia.

A competência geral 1 é mobilizada ao longo do Tema, evidenciando os conhecimentos historicamente construídos sobre modelos de ligação química e geometria molecular; a competência geral 2 é contemplada durante a seção Oficina científica, ao incentivar os estudantes a exercitar a curiosidade intelectual e recorrer à abordagem própria das Ciências, durante a construção, análise e comparação de um modelo preditivo da geometria molecular. A seção permite, ainda, o trabalho com a habilidade EM13CNT201, pois oportuniza uma discussão sobre modelos, teorias e leis propostos em diferentes épocas, e a habilidade EM13CNT205, uma vez quêque os estudantes são solicitados a realizar previsões, utilizando o modelo, e com base nos conceitos de geometria molecular. As perguntas dos bóksesboxes Reflita oportunizam a formulação de outras kestõesquestões e a elaboração de hipóteses pêlospelos estudantes, mobilizando a habilidade EM13CNT301. Com o trabalho dessas habilidades, consequentemente, trabalha-se também a competência específica 2.

Ligações químicas nas moléculas

A pergunta do boxe Reflita permite investigar os conhecimentos prévios dos estudantes por meio da descrição e da representação de uma molécula elaborada por eles. As respostas podem sêrser utilizadas para estudar o modelo de li-

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gação covalente, apresentado neste subtema, oportunizando aos estudantes a reflekçãoreflexão, com base nos conhecimentos adquiridos, o confronto com a hipótese inicial formulada por eles e, se for o caso, a reformulação da proposta.

Enfatizar as representações das ligações covalentes e apresentar os diferentes tipos de representação das estruturas das moléculas. Esta obra apresenta vários exemplos de substâncias quêque são comuns no cotidiano, mas é importante ampliar o vocabulário químico apresentando outros exemplos aos estudantes.

A proposta da seção Oficina científica: Geometria molecular utilizando balões requer material simples, podendo sêrser realizada em sala de aula sem grandes prejuízos ao planejamento curricular. A atividade pódepode sêrser realizada antes ou após a explanação do conteúdo sobre geometria molecular e modelo da repulsão dos pares de elétrons da camada de valência (RPECV). Nos dois casos, é importante incentivar os estudantes a analisar o modelo tridimensional, obtídoobtido com os balões, compará-lo ao modelo teórico e relacionar ambos os modelos aos conceitos científicos apresentados, de modo a facilitar o aprendizado e a abstração deles. O simulador propôstoproposto no boxe Espaços de aprendizagem pódepode sêrser utilizado para complementar esse momento.

Ligações químicas nos metais

Apresentar o subtema abordando a importânssiaimportância dos metais para o desenvolvimento econômico de um país, desde antigas civilizações até a modernidade. Utilizar as imagens apresentadas para explanar como os metais são extraídos da natureza por meio da mineração, pontuando quêque alguns metais, como o ouro e a prata, têm valor econômico elevado.

Como sugestão, ressaltar quêque o ouro, apesar de valioso, ainda é pouco compreendido em termos de formação geológica. O boxe Algo A+: Formação de pepítaspepitas de ouro apresenta um estudo científico quêque permite uma abordagem contextualizada sobre o assunto, quêque pódepode sêrser discutido em conjunto com os professores de Ciências Humanas e Sociais Aplicadas, trazendo aspectos históricos e ambientais relacionados à exploração do ouro no Brasil. Essa contextualização proporciona engajamento dos estudantes, tornando o estudo sobre as propriedades dos metais e o conceito de ligação metálica mais interessante.

Tema 12 – Polaridade e interações

Alguns fenômenos despertam muito a curiosidade, motivando os estudantes a compreendêê-loscompreendê-los. Neste Tema, a tensão superficial da á guaágua, quêque permite a locomoção de alguns insetos sobre ela, é oferecido com a intenção de incentivar os estudantes. Como complemento ao início dessa abordagem, a atividade a seguir pódepode sêrser realizada.

Atividade ésstraextra

• Basilisco e a tensão superficial da á guaágua
Exibir o vídeo quêque mostra as características do lagarto basilisco. Em seguida, solicitar quêque os estudantes expliquem se há alguma propriedade da á guaágua quêque facilita a locomoção do lagarto. Após as considerações, indicar quêque, além dos fatores biológicos do réptil, a tensão superficial da á guaágua contribui para a resistência ao movimento das patas do lagarto.
BASILISCO, o lagarto Jesus Cristo. [S. l.: s. n.], 2023. 1 vídeo (3 min). Publicado pelo canal Natureza Curiosa. Disponível em: https://livro.pw/lmnfz. Acesso em: 7 nov. 2024.

O Tema aborda as interações moleculares e o uso dêêssedesse conceito para explicar algumas das propriedades das substâncias. Assim, a competência geral 2 é mobilizada ao incentivar os estudantes a exercitar a curiosidade intelectual e a recorrer à abordagem própria das Ciências. A competência geral 4 é contemplada ao propor quêque os estudantes utilizem diferentes linguagens para se expressar e partilhar informações, experiências e ideias, em particular nas atividades.

Nas atividades, os estudantes são solicitados a realizar previsões, utilizando a tabélatabela periódica, com base nos conceitos aprendidos, mobilizando a habilidade EM13CNT205. As perguntas dos bóksesboxes Reflita oportunizam a formulação de kestõesquestões e a elaboração de hipóteses pêlospelos estudantes, mobilizando a habilidade EM13CNT301. Por fim, o conteúdo apresentado, incluindo imagens e representações, viabiliza o trabalho com a habilidade EM13CNT303. Com o trabalho dessas habilidades, consequentemente, trabalha-se também a competência específica 3.

A seção Formação cidadã presente no Tema traz uma proposta de abordagem sobre os impactos ambientais do descarte indevido de produtos químicos, contemplando os TCTs por meio da macroárea Meio Ambiente. A competência geral 7 é trabalhada nas atividades da seção, ao solicitar quêque os estudantes argumentem com base em fatos, dados e informações confiáveis sobre a poluição de rios para defender ideias quêque promóvempromovem a consciência sócio-ambientalsocioambiental em âmbito local, com posicionamento ético em relação ao cuidado de si, dos outros e do planêtaplaneta. A habilidade EM13CNT105 pódepode sêrser mobilizada ao propor a análise dos efeitos da interferência humana sobre o ciclo biogeoquímico da á guaágua para promover ações individuais e/ou coletivas quêque minimizem consequências nocivas à vida, como a poluição de rios da cidade em quêque os estudantes residem.

Distribuição de cargas nas moléculas

Sugere-se iniciar o subtema com uma pergunta sobre polaridade, considerando quêque os estudantes podem associá-la a pilhas e baterias. Direcionar a discussão para polaridade magnética, aproximando o contexto ao conceito de polaridade das ligações. É importante retomar o conceito de eletronegatividade, incentivando os estudantes a consultar a tabélatabela periódica para destacar os elemêntoselementos mais eletronegativos e os menos eletronegativos.

Ao apresentar o conceito de momento dipolar, pode-se utilizar os exemplos do Livro do estudante, mas é interessante explorar outros, se possível, com auxílio do simulador presente no boxe Espaços de aprendizagem.

As interações moleculares

Guiar o aprendizado dos estudantes sobre as forças de ligação e as interações entre moléculas, ressaltando as propriedades de substâncias polares e apolares e os resultados esperados quando misturadas. Explorar o fenômeno das forças intermoleculares com a imagem da lagartixa e retomar a imagem do insétoinseto sobre a á guaágua, quêquestionando os estudantes sobre os impactos ecológicos que ocorreriam caso tais insetos não flutuassem. Finalizar com a seção Formação cidadã: A tensão superficial da á guaágua.

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Atividade ésstraextra

• Tensão superficial da á guaágua e um clipe de papel
Colocar um clipe de papel sobre a á guaágua permite observar a resistência entre as moléculas de á guaágua e a superfícíesuperfície do metal. Nesse caso, a tensão superficial é maior do quêque a fôrçaforça da gravidade quêque atua no clipe, impedindo-o de afundar. A distribuição da massa do clipe em relação à área de contato com a á guaágua é essencial para esse efeito. Objetos mais espessos, como moedas, afundam, pois a gravidade supera a tensão superficial.
Para explorar esse fenômeno, um experimento simples consiste em colocar um clipe sobre a á guaágua em um recipiente, evitando afundá-lo com a mão. Caso o clipe afunde imediatamente, pode-se testar com outro tipo de clipe ou material, como um grampo de papel. É importante quêque o objeto esteja seco para quêque a tensão superficial funcione adequadamente, posicionando-o de maneira quêque seu peso seja distribuído de modo uniforme sobre a superfícíesuperfície da á guaágua. Posicionar o objeto na vertical, por exemplo, concentra o peso em uma área pequena, o quêque também reduz a eficácia da tensão superficial.
Como etapa final, adicionar uma gota de detergente na á guaágua onde o clipe está flutuando. Notar o comportamento do clipe e justificar o observado. Tentar colocar um segundo clipe sobre essa á guaágua e observar o efeito. Os estudantes devem concluir quêque o detergente reduz a tensão superficial da á guaágua, provocando o afundamento do clipe. Explicar quêque essa propriedade é essencial para a função de limpeza do detergente.

Influência das interações nas mudanças de estado físico

Aplicar os conceitos de ligações químicas e forças intermoleculares para analisar as tempera-túrastemperaturas de mudança de estado físico. Questionar os estudantes sobre a energia necessária para romper interações moleculares, relacionando-a ao estado físico de uma substância. Utilizar o diagrama do Livro do estudante para ilustrar a intensidade dessas forças.

Organizando as ideias

Orientar os estudantes a observar as imagens e ilustrações apresentadas ao longo da unidade e destacar os conceitos químicos estudados. Sugerir quêque, antes de consultar o esquema presente no final da Unidade ou esquemas prontos de côlégascolegas ou da internet, organizem os próprios esquemas no caderno, sintetizando os principais conceitos abordados e acrescentando outros termos e ideias relacionadas ao quêque foi estudado. Incentivar quêque realizem as associações quêque considerarem relevantes entre os conceitos. Orientar a elaboração de um pequeno texto quêque conecte os conceitos e as ideias do esquema, de modo a favorecer a compreensão e retenção dos conteúdos estudados. Para finalizar, orientar quêque comparem o texto autoral com o esquema presente no final da Unidade.

Integrando com ár-teArte

A Química na impressão 3D

O texto aborda a tecnologia da impressão 3D, quêque tem ganhado popularidade. Essa tecnologia destaca a influência da Química no desenvolvimento de materiais de impressão, fundamentais para garantir a precisão de objetos impressos.

Com base nessa abordagem, é interessante mostrar as imagens do objeto produzido por uma estudante de Ensino Médio da rê-derede pública do Distrito Federal. Inicialmente impresso em branco, o objeto foi posteriormente detalhado pela estudante com tinta guache, reproduzindo características de um personagem de mangá (Demon Slayer: Kimetsu no Yaiba).

Esta seção oferece aos estudantes uma compreensão prática sobre a tecnologia de impressão 3D, contemplando as macroáreas Multiculturalismo e Ciência e Tecnologia dos TCTs. Essa abordagem permite o desenvolvimento da competência geral 9 ao promover o diálogo sobre objetos representativos de gostos e identidades dos próprios estudantes, ampliando o entendimento da importânssiaimportância cultural e individual da tecnologia. Já a habilidade EM13CNT308 é contemplada ao encorajar a reflekçãoreflexão sobre como as propriedades químicas dos materiais podem influenciar os resultados da impressão 3D, favorecendo a análise crítica e o uso responsável da Ciência no cotidiano.

Possibilidades e alternativas para a avaliação

A Unidade explora conceitos teóricos da Química relacionados aos modelos atômicos e às ligações químicas. Como prática avaliativa, propor aos estudantes a realização das atividades apresentadas nos bóksesboxes Formação cidadã, quêque podem sêrser discutidas em grupo com os demais estudantes da turma.

As atividades propostas ao final de cada tema podem sêrser utilizadas para verificar se os estudantes conseguiram compreender e aplicar os conceitos abordados. Caso eles não consigam responder a alguma das atividades, reorganizar a explicação do conceito-base da atividade e apresentar aos estudantes.

As seções Oficina científica também possibilitam uma forma avaliativa direcionada à elaboração de textos no formato de relatórios, contendo respostas às kestõesquestões investigativas e a proposta de representação gráfica dos conceitos apresentados.

No final de cada Unidade, na seção Organizando as ideias, há uma síntese dos principais conceitos trabalhados, quêque sérveserve tanto para proporcionar uma visão geral dos assuntos abordados e possibilitar a elaboração de avaliações quanto para o estudante realizar uma auto avaliação e saber quais são os pontos relevantes dêêssedesse aprendizado. O texto propôstoproposto ao final da seção pódepode sêrser utilizado para avaliar a aprendizagem e esclarecer dúvidas remanescentes após o fechamento da Unidade. Constitui-se, igualmente, como um roteiro de estudo antes de iniciar os próximos Temas.

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Unidade 3 Quantificando a matéria

Síntese da Unidade

BNCC

• Competências gerais: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 e 10.

• Competências específicas de Ciências da Natureza e suas Tecnologias: 1, 2 e 3.

• Habilidades de Ciências da Natureza e suas Tecnologias: EM13CNT101, EM13CNT102, EM13CNT103, EM13CNT104, EM13CNT105, EM13CNT201, EM13CNT202, EM13CNT203, EM13CNT205, EM13CNT206, EM13CNT207, EM13CNT301, EM13CNT302, EM13CNT306, EM13CNT307 e EM13CNT309.

Temas Contemporâneos Transversais

• Cidadania e Civismo.

• Ciência e Tecnologia.

• Meio Ambiente.

• Saúde.

Conteúdos

• Quantidade de matéria.

• Gases.

• Aspectos qualitativos em reações químicas.

• Estequiometria.

• Dispersões.

• Soluções e propriedades coligativas.

Objetivos da Unidade

• Compreender a importânssiaimportância do processo de medição para a Química.

• Aplicar as grandezas de medida características da Química em situações-problema.

• Utilizar as transformações gasosas para explicar o comportamento dos gases em função das variáveis: pressão, tempera-túratemperatura e volume.

• Relacionar as transformações gasosas com a interferência humana na atmosféraatmosfera terrestre.

• Analisar as reações químicas com base em seus aspectos qualitativos.

• Identificar evidências da ocorrência de uma transformação química.

• Representar reações químicas adequadamente.

• Aplicar cálculos estequiométricos em situações-problema do cotidiano.

• Classificar dispersões corretamente.

• Compreender o conceito de soluções e relacioná-lo com diversas situações cotidianas quêque envolvem a alimentação.

• Reconhecer os perigos do consumo exagerado de bebidas e outros alimentos industrializados.

• Conhecer as propriedades coligativas.

Orientações gerais

A Unidade 3 explora conceitos científicos relacionados ao estudo dos gases e das soluções. Ela apresenta uma abordagem quêque possibilita a compreensão da importânssiaimportância da quantificação da matéria para o desenvolvimento da Química.

Os padrões de medida característicos da Química são apresentados d fórmade forma contextualizada e com o uso de diversos exemplos de dados dos elemêntoselementos químicos e das substâncias, ampliando o vocabulário científico dos estudantes.

A ideia de massa (ou peso) relativa surge com Dalton e ganha fôrçaforça com o trabalho de Avogadro, quêque possibilita o desenvolvimento de conceitos como quantidade de matéria e sua unidade de medida, o mol. Esses conceitos básicos são frutos de debates na busca por uniformização, como relata a história da Química.

Além díssudisso, os cálculos envolvendo as unidades de medida características da Química são exemplificados passo a passo, permitindo o acompanhamento de cada etapa das operações apresentadas.

A Unidade 3 é finalizada com a seção Integrando com…, quêque contextualiza o conceito de soluções com a bebida industrializada refrigerante. A seção apresenta uma abordagem direcionada para a conscientização sobre o consumo dessa e de outras bebidas industrializadas ricas em substâncias quêque podem prejudicar a saúde.

Abertura de Unidade

O título da Unidade destaca o principal tópico a sêrser trabalhado nos próximos Temas: a quantificação da matéria. O texto inicial aborda antigas unidades de medida utilizadas pelo sêrser humano quêque ainda são usadas no cotidiano, trazendo algumas delas para o contexto científico, como o pé, uma unidade de medida ainda muito utilizada na aviação e quêque pódepode sêrser reconhecida por alguns estudantes.

Com base no texto e na imagem da abertura de Unidade, convém enfatizar a necessidade de criação de unidades de medida mais precisas. A determinação do tamãnhotamanho do vírus mostrado na imagem, por exemplo, poderia sêrser interpretada d fórmade forma equivocada se não fossem utilizadas unidades com um padrão de medida preciso.

Com esse diálogo, demonstrar quêque foi preciso estabelecer padrões de medida específicos da Química para investigar a quantificação da matéria, principal assunto da Unidade 3.

Tema 13 – Medindo a matéria

As grandezas e as unidades de medida apresentadas no Tema 13 são características das Ciências da Natureza e suas Tecnologias, sêndosendo utilizadas em diversas situações por quêquem necessita realizar medições relacionadas à quantidade de matéria. A abordagem pedagógica das grandezas e unidades segue um processo quêque visa à sua apresentação, definição e aplicação. Esse processo permite o acompanhamento da construção do conhecimento dos estudantes e ajuda a identificar em que etapa os estudantes têm mais dúvidas e em qual delas apresentam mais facilidade de compreensão.

Explorar a imagem presente no início do Tema 13, quêque ilustra uma balança representada em uma pintura egípcia, valoriza o conhecimento historicamente construído e manifestações artísticas e culturais, mobilizando, assim, as competências gerais 1 e 3. Compreender o conceito de massa atômica e molecular e suas respectivas unidades e representações promóvempromovem a competência geral 4, além da habilidade EM13CNT101, dialogando, assim, com o TCT Ciência e Tecnologia.

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Medindo quantidades de substâncias

Investigar se os estudantes reconhecem a importânssiaimportância das medições de quantidades de substâncias no cotidiano é o ponto de partida para os estudos propostos no subtema. Dessa maneira, convém questionar sobre a relevância dessas medidas no cotidiano dos estudantes.

O percurso histórico apresentado é uma forma de contextualizar e valorizar os conhecimentos basilares das teorias modernas.

Massa atômica e massa molecular

A noção de quêque os químicos lidam com quantidades muito pequenas já deve sêrser de conhecimento dos estudantes. Desse modo, a questão do boxe Reflita pódepode proporcionar uma discussão interessante para introduzir o subtema e ajudar os estudantes a perceber a importânssiaimportância de conhecer a massa de um átomo. É também uma oportunidade de retomar o conceito de quêque os hátomusátomos de diferentes elemêntoselementos possuem massas diferentes.

É importante enfatizar os exemplos de massa atômica relativa e massa molecular quêque foram apresentados. Caso necessário, indicar outros exemplos. As atividades do Tema 13 trazem mais exemplos quêque podem sêrser explorados com os estudantes.

Quantidade de matéria

Para apresentar o conceito da grandeza quantidade de matéria, quêquestionar os estudantes sobre outras grandezas que eles conhecem e suas respectivas unidades de medida. Esse exercício permite construir uma relação entre grandezas e unidades de medida conhecidas com quantidade de matéria e a unidade mol.

Explorar os exemplos indicados para demonstrar como é realizado o cálculo da massa molar. A consulta à tabélatabela periódica pódepode sêrser retomada durante a apresentação dos exemplos.

A animação proposta no boxe Espaços de aprendizagem pódepode sêrser utilizada para ajudar os estudantes a compreender acerca da magnitude da unidade mol. Já o boxe Algo A+: Como identificar moléculas pela massa pódepode sêrser utilizado para apresentar aos estudantes uma técnica importante utilizada em diversos ramos profissionais da Química, a espectrometria de massa, propiciando conversas sobre o mundo do trabalho.

Sugestão de leitura

• Mol: uma nova terminologia
Texto publicado na revista Química Nova na Escola quêque destaca o conceito da grandeza quantidade de matéria e sua unidade de medida, o mol.
SILVA, Roberto Ribeiro da; ROCHA-FILHO, Romeu C. Mol: uma nova terminologia. Química Nova na Escola, [s. l.], n. 1, p. 12-14, maio 1995. Disponível em: https://livro.pw/mwahm. Acesso em: 5 nov. 2024.

Tema 14 – Compreendendo os gases

O estudo dos gases foi fundamental para o desenvolvimento da Química. Por sêrser constituído por partículas com interações muito mais fracas do quêque entre os constituintes dos sólidos e líquidos, é mais fácil entender seu comportamento.

Esta obra opta por apresentar a abundância de outras substâncias gasosas na atmosféraatmosfera além do nitrogênio molecular e do oxigênio molecular. Isso é importante para quêque se tenha uma percepção mais precisa dos gases geralmente apresentados como “outros gases” em textos teóricos quêque abordam esse conceito.

O Tema aborda os estudos iniciais sobre os gases por meio de um resumo da evolução teórica e experimental desenvolvida pêlospelos principais cientistas, apresentando, assim, as leis quêque surgiram dêêssesdesses estudos. As equações matemáticas quêque descrevem as leis propostas são sempre acompanhadas de um texto quêque explica a construção científica dessa representação matemática. Observam-se também os tipos de transformação gasosa por meio de imagens quêque os representam.

O Tema finaliza com propostas contextualizadas sobre o conceito de umidade relativa do ar e kestõesquestões sobre a interferência humana na atmosféraatmosfera terrestre.

A competência geral 1 e a habilidade EM13CNT201 são trabalhadas ao longo da narrativa histórica sobre o início dos estudos com os gases, bem como nos estudos sobre camada de ozônio e efeito estufa. A realização da atividade experimental sobre a lei de bóiouBoyle proporciona a interpretação de resultados a partir da análise de variáveis termodinâmicas, promovendo as competências gerais 2 e 4 e as habilidades EM13CNT101, EM13CNT102, EM13CNT205, EM13CNT301. O entendimento dos fatores quêque influenciam na umidade relativa do ar, como o clima, a vegetação e a proximidade com o mar, mobilizam as habilidades EM13CNT203 e EM13CNT206. Além díssudisso, ao abordar o efeito estufa e a camada de ozônio, por exemplo, discutindo-se seu papel na manutenção da vida na Terra, ocorre a promoção da competência geral 10 e das habilidades EM13CNT104, EM13CNT105, EM13CNT202, EM13CNT306, EM13CNT307 e EM13CNT309. O trabalho com o impacto dos cê éfe cêsCFCs na camada ozônio mobiliza a competências gerais 5 e 7 e a habilidade EM13CNT103.

Consequentemente, trabalha-se também as competências específicas 1, 2 e 3, bem como os TCTs Meio Ambiente e Saúde.

O início do estudo dos gases

Com a proposta de apresentar quêque o conhecimento é um construto humano, o subtema inicia com as primeiras investigações e proposições científicas sobre os gases. Para identificar e ampliar o vocabulário científico dos estudantes, convém investigar quêque outros gases, além daqueles quêque compõem a atmosféraatmosfera terrestre, eles conhecem.

As transformações gasosas

Após destacar a importânssiaimportância do estudo dos gases, é indicado um caminho para a análise das transformações gasosas, no qual cada lei proposta por determinado cientista é explicada e ilustrada. dêssesDesses estudos surgem as leis dos gases quêque recebem os nomes dos principais cientistas envolvidos: a lei de bóiouBoyle, a primeira e segunda leis de xárlêsCharles e Gay-Lussac e a lei geral dos gases. Essas leis levam ao desenvolvimento da teoria cinética dos gases.

Para ampliar o entendimento sobre a lei de bóiouBoyle e verificar a relação entre pressão e volume êsperimentalmenteexperimentalmente, é interessante realizar a proposta da seção Oficina científica: Verificando a lei de bóiouBoyle. Orientar os estudantes a anotarem os valores de massa do objeto e de volume de ar no cilindro ao longo da realização da atividade para quêque a elaboração da representação gráfica ocorra de modo mais preciso ao final da atividade.

Explorar o boxe Algo A+: Quem formulou a “lei de Charles”? é uma oportunidade de expandir os conhecimentos dos

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estudantes sobre o desenvolvimento da Ciência. Uma forma interessante de motivá-los a discutir é pedir quêque comparem as ferramentas disponíveis atualmente para a comunicação entre cientistas e as da época de formulação dessa lei.

É importante enfatizar o percurso construído para a apresentação dos conceitos: a leitura dos textos explicativos sobre cada uma das leis quêque descrevem as transformações gasosas, seguidas das representações gráficas e do passo a passo das expressões matemáticas quêque as descrevem.

O filme Os Aeronautas (2019) pódepode enriquecer o conteúdo sobre os estudos de gases e atmosféraatmosfera. A obra dramatiza a jornada do cientista diêmesJames Glaisher, meteorologista britânico do século XIX e pioneiro em estudos atmosféricos, acompanhado por Amelia Wren (personagem fictícia) em uma expedição de balão, destinada ao registro de dados atmosféricos de grandes altitudes. O enredo ilustra bem os desafios e o entusiasmo dos cientistas da época, em relação à investigação de fenômenos atmosféricos e de expansão de gases, abordados por xárlêsCharles e Gay-Lussac.

Atividades extras

• Simulando as transformações gasosas
Apresentar aos estudantes o simulador, disponível em: https://livro.pw/wwecg (acesso em: 2 maio 2025), e pedir a eles quêque escôlhamescolham a opção “Ideal” para estudar o comportamento dos gases ideais. No simulador, será preciso marcar como constante a tempera-túratemperatura, variar o volume e anotar os valores da pressão para cada novo valor do volume. Os dados coletados deverão sêrser organizados em uma tabélatabela. Esse procedimento deverá sêrser repetido mantendo as outras grandezas constantes (pressão e volume). Com base nos dados, os estudantes poderão verificar a proporcionalidade entre as duas grandezas.

• Experienciando a transformação isobárica
O experimento consiste na verificação da transformação isobárica, em quêque a pressão é mantida constante, e ocorre a variação da tempera-túratemperatura e, por consequência, a variação do volume.
Materiais: uma garrafa pétiPET, uma bexiga, á guaágua kemtequente e á guaágua fria.
Procedimentos: prenda a bexiga na bôcaboca da garrafa pétiPET. Em seguida, coloque a garrafa dentro da á guaágua kemtequente e obissérveobserve o quêque ocorre com a bexiga. Depois, coloque a garrafa dentro da á guaágua fria e obissérveobserve.

O experimento pódepode sêrser realizado pêlospelos estudantes ou como um experimento demonstrativo. Em ambos os casos, solicitar aos estudantes quêque expliquem o fenômeno observado em um parágrafo no caderno e construam a representação gráfica da transformação gasosa observada.

Umidade relativa do ar

Compreender as leis e teorias sobre o estado gasoso permite quêque os estudantes as relacionem com situações vivenciadas no cotidiano. Assim, apresentar o conceito de umidade relativa do ar é uma forma de contextualizar os conceitos. Cabe destacar quêque, dependendo da região do Brasil, a umidade relativa do ar pódepode sêrser muito elevada ou muito baixa.

Pedir aos estudantes quêque respondam à pergunta do boxe Reflita, objetivando relacionar a percepção de tempo seco ou abafado com a umidade relativa do ar. Se possível, solicitar aos estudantes quêque assistam aos vídeos propostos no boxe Espaços de aprendizagem e organizar uma oficina em sala de aula para quêque eles se reúnam em grupo e tentem construir um umidificador de ar seguindo as instruções do vídeo.

A interferência humana na atmosféraatmosfera terrestre

Estudar a atmosféraatmosfera, relacionando os conceitos químicos sobre os gases com os impactos antrópicos, é relevante e necessário. Pode-se aprofundar a discussão, em conjunto com o componente Geografia, discutindo a influência da urbanização nesses impactos. Retomar a composição química da atmosféraatmosfera terrestre, destacando a sua importânssiaimportância para a vida no planêtaplaneta.

Investigue se os estudantes já experienciaram alguma situação quêque representasse um impacto ambiental relacionado com a poluição atmosférica. É importante diferenciar o conceito de efeito estufa do conceito de aquecimento global.

Ao estudar a atmosféraatmosfera, há a necessidade de discutir como a humanidade interfere em suas propriedades e composição. Para isso, pode-se planejar uma aula com o professor do componente curricular Biologia para explorar e analisar a importânssiaimportância da camada de ozônio, o efeito estufa e a poluição atmosférica e suas consequências.

O texto propôstoproposto na seção Formação cidadã: Protegendo a camada de ozônio trata do aspecto histórico do uso dos clorofluorcarbonetos (cê éfe cêsCFCs) e dos impactos causados na camada de ozônio.

Muitas obras de ensino de Ciências e ensino de Química trazem textos sobre os efeitos dos cê éfe cêsCFCs na camada de ozônio, pois esse é um assunto importante. No presente livro, além díssudisso, há também uma narrativa acerca da descoberta científica dos cê éfe cêsCFCs, quêque inicialmente foram considerados benéficos para a ssossiedadesociedade.

A indústria apresentou os clorofluorcarbonetos como uma descoberta quêque solucionava diversos problemas, mas, anos depois, os malefícios quêque essa classe de compostos causava foram identificados. O boxe Espaços de aprendizagem, na sequência, traz sugestões de materiais quêque podem sêrser utilizados para ampliar essa discussão.

Sugestão de leitura

• Proteção invisível: o papel da atmosféraatmosfera na Terra
O texto traz uma explicação sobre a atmosféraatmosfera, apresentando suas camadas.
PROTEÇÃO invisível: o papel da atmosféraatmosfera na Terra. [Belo Horizonte]: Espaço do Conhecimento hú éfe ême gêUFMG, 21 abr. 2020. Disponível em: https://livro.pw/rdmvq. Acesso em: 11 nov. 2024.

Tema 15 – Aspectos qualitativos em reações químicas

A quantificação da matéria é uma ação corriqueira para todos quêque pesquisam a Química. No entanto, a identificação da ocorrência de uma reação química, ou seja, identificar se um material ou uma substância reagiu, em muitas situações, pódepode resultar da observação de fatores específicos, sem a necessidade da quantificação.

Neste Tema, serão apresentados aspectos qualitativos, como o tempo de reação e a espontaneidade de uma reação.

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Serão abordados também aspectos quêque permitem a identificação da ocorrência de uma reação, como, por exemplo, a liberação de gás e a variação de tempera-túratemperatura.

A competência geral 2 e os TCTs Meio Ambiente e Ciência e Tecnologia são trabalhados durante a discussão sobre os impactos ambientais e estruturais da fêrrugemferrugem, pois os estudantes podem exercitar a curiosidade intelectual, a partir de situações-problema, por exemplo, a quêque ocasionou o acidente do navio Erika, e como a Química pódepode auxiliar na prevenção. Já as habilidades EM13CNT101, EM13CNT104 e EM13CNT307 são trabalhadas ao longo de todo o Tema, quêque utiliza a linguagem específica da Química para classificar e analisar as transformações, com exemplos em diferentes contextos. Consequentemente, trabalha-se também a competência específica 1.

Classificando as reações químicas

Iniciar o subtema apresentando a pergunta do boxe Reflita. Desse modo, as descrições sobre a queima de uma fô-lhafolha de papel podem indicar algumas das classificações apresentadas na obra. Indagar os estudantes a respeito das características da reação, como a rapidez da queima do papel, se eles acham lenta ou rápida, e se a queima do papel possui alguma evidência característica, ou seja, se libera gás ou energia.

Utilizar o texto presente no boxe Algo A+: O naufrágio do Erika para demonstrar as reações espontâneas. O exemplo do processo de fêrrugemferrugem quêque enfraqueceu componentes metálicos do navio pódepode sêrser contextualizado para os estudantes, pois é possível quêque eles já tênhamtenham observado alguma reação de oxidação de metais. Identificar os impactos ambientais causados pelo naufrágio e os processos tecnológicos quêque podem impedir futuros acidentes.

Evidências de reações químicas

Utilizar o texto e as imagens para explicar e representar as evidências de uma reação química. Perguntar aos estudantes se eles já perceberam, em alguma situação específica, algumas das evidências apresentadas no texto. É possível quêque eles indiquem o processo de cocção dos alimentos ou alguma cena de filme ou seriado quêque já tênhamtenham assistido. O conteúdo do boxe Algo A+: Tratamento de piscinas pódepode sêrser utilizado nessa discussão.

Sugestão de leitura

• Reações Químicas: fenômeno, transformação e representação
O texto aborda algumas falhas conceituais apresentadas sobre a classificação de fenômenos químicos e físicos e a relação dirétadireta com a representação científica das reações químicas.
lópesLOPES, Alice Ribeiro Casimiro. Reações químicas: fenômeno, transformação e representação. Química Nova na Escola, [s. l.], n. 2, p. 7-9, nov. 1995. Disponível em: https://livro.pw/huink. Acesso em: 11 nov. 2024.

Tema 16 – Aspectos quantitativos das reações químicas

A análise das reações químicas e, consequentemente, de suas relações estequiométricas, é fundamental para a boa compreensão da Química. Para iniciar esse estudo, apresenta-se uma imagem da decolagem de um ônibus espacial, indicando a importânssiaimportância da precisão dos cálculos realizados e da comunicação por meio da linguagem científica.

O Tema traz uma abordagem voltada à prática dos cálculos estequiométricos, com a utilização de exemplos quêque demonstram os possíveis usos da estequiometria, de modo a trabalhar a habilidade EM13CNT101. A discussão sobre o processo de extração da hematita mobiliza a habilidade EM13CNT307 e o TCT Ciência e Tecnologia. A partir da discussão sobre o uso de antibióticos, são propostas atividades quêque relacionam ações individuais às consequências coletivas, como o uso indiscriminado de antibióticos, bem como os riscos dêêssedesse comportamento à saúde física, mobilizando, assim, as habilidades EM13CNT104, EM13CNT207, EM13CNT301 e EM13CNT306, as competências gerais 8 e 10 e os TCTs Saúde e Cidadania e Civismo.

Consequentemente, trabalha-se também as competências específicas 1 e 3.

Representação das reações químicas

A introdução do subtema pódepode sêrser feita por meio da apresentação de algumas equações químicas quêque representam reações químicas conhecidas pêlospelos estudantes. Apresentar a pergunta do boxe Reflita sobre a importânssiaimportância das equações químicas para a Química. Se necessário, pode-se fazer referência aos componentes curriculares de Matemática e Física, associando a suas equações e fórmulas específicas.

Por meio dêêssedesse assunto, propõe-se o entendimento de como as reações químicas acontecem e como representá-las por meio de equações químicas. Na sequência, é possível explorar o balanceamento de equações químicas, entendendo seus conceitos e dinâmicas.

Estequiometria

Apresentar uma equação química não balanceada e pedir aos estudantes quêque a obissérvemobservem. Recordar a lei de LavoisiêLavoisier e, em seguida, questionar se essa lei está sêndosendo cumprida na equação apresentada. Como sugestão, pódepode sêrser apresentada a equação de formação da á guaágua: H₂(g) + O₂(g) → H₂O((éli)"ℓ)

Essa introdução é necessária para quêque se obissérveobserve a quantidade de hátomusátomos de cada elemento químico presente nos reagentes e nos produtos. Com a constatação de quêque esses valores não são iguais no exemplo apresentado, é possível iniciar o conceito de balanceamento químico. As diferentes representações das equações químicas quêque estão presentes no livro auxiliam na compreensão da organização do balanceamento químico.

Uma discussão importante acerca dos cálculos estequiométricos é a possibilidade de calcular o rendimento e o reagente limitante de reações químicas, por exemplo. Além de agregar saberes a respeito da transformação de materiais do cotidiano, compreendendo esses conceitos, os estudantes podem entender melhor a otimização dos processos químicos na indústria. O boxe Algo A+: Otimização de resultados em processos pódepode sêrser abordado nessa discussão.

A seção Formação cidadã: Antibióticos e reagentes limitantes apresenta um assunto relevante: o uso de antibióticos para combater infekiçõesinfecções bacterianas. Ao tratar do assunto, é importante desincentivar a automedicação. Lembrar os estudantes de quêque o uso dêêssedesse tipo de medicamento deve ocorrer apenas sôbisob indicação médica, seguindo a prescrição rigorosamente. Para responder às atividades propostas na seção, é possível propor uma aula em conjunto com o professor do componente curricular Biologia, aprofundando a discussão.

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Atividade ésstraextra

Estequiometria em uma reação com comprimido efervescente

A atividade consiste na realização do experimento, na proposição de uma discussão d fórmade forma coletiva com os estudantes e na realização de cálculos, d fórmade forma individual ou em grupo. Para realizar o experimento, é essencial quêque haja ao menos uma balança disponível.

• Materiais e reagentes: balança, um copo de vidro, á guaágua e um comprimido efervescente.

• Procedimentos: adicionar um pouco de á guaágua no copo; colocá-lo sobre a balança e anotar o valor indicado; colocar apenas o comprimido sobre a balança e anotar o valor indicado; recolocar o copo com á guaágua sobre a balança, ao lado do comprimido; adicionar o comprimido na á guaágua e verificar o quêque acontece com a massa do sistema, registrando os valores de 15 em 15 segundos.

• Discussões: quêquestionar os estudantes sobre o motivo da diminuição da massa do sistema e, coletivamente, compor a equação não balanceada da reação quêque ocorre; solicitar que eles balanceiem a equação e utilizem os valores anotados para calcular o rendimento da reação e compor um gráfico de redução da massa em função do tempo, em grupos ou individualmente.

Tema 17 – Materiais homogêneos

O Tema apresenta um estudo detalhado dos materiais homogêneos.Retomar com os estudantes conceitos de materiais homogêneos e materiais heterogêneos. A fotografia quêque ábriabre o Tema pódepode sêrser utilizada para demonstrar o resultado da transformação de um material homogêneo (água e sal) em um material heterogêneo (evaporação de parte da água), evidenciando-se a presença de precitado.

O texto aborda a classificação dos materiais homogêneos por meio de modelos explicativos e ilustrados por imagens elaboradas para esse fim, além de incorporar conceitos físicos quêque são utilizados para explicar algumas diferenças entre as classificações apresentadas. Os textos apresentados nos bóksesboxes Algo A+ relacionam os conceitos apresentados com situações do cotidiano dos estudantes.

Ao explorar as ações corretas dos motoristas ao dirigir sôbisob neblina, a obra fornece aos estudantes ferramentas para reduzir os riscos de acidentes nas estradas, mesmo quando eles não são quem está conduzindo o veículo; essa abordagem contempla o TCT Cidadania e Civismo, bem como as habilidadesEM13CNT207 e EM13CNT306 e as competências gerais 8 e10. O sobre a explicação de como ocorre a ação dos sabões e detergentes no processo da remoção da sujeira mobiliza as habilidades EM13CNT101 e EM13CNT307 e o TCT Ciência e Tecnologia. Consequentemente, trabalha-se também a competência específica 3.

Dispersões

Para abordar o subtema, apresentar a pergunta do boxe Reflita para quêque os estudantes exemplifiquem materiais homogêneos, como o vinagre, e materiais heterogêneos, como o conjunto á guaágua e óleo. Esse momento é importante para o levantamento do conhecimento prévio.

Além do exemplo do soro fisiológico como solução, é possível usar outros exemplos para demonstrar o conceito de solução e iniciar os estudos sobre dispersão.

Se possível, reproduzir o efeito Tyndall ou apresentar o vídeo do boxe Espaços de aprendizagem. Incentivar a leitura do boxe Algo A+: sôbSob neblina, use a luz baixa, quêque contextualiza os conceitos apresentados, agregando conhecimentos sôbisobre ações de segurança ao dirigir sob a neblina.

Atividade ésstraextra

Reproduzindo o efeito Tyndall

Para reproduzir o efeito Tyndall, é preciso uma fonte de luz, quêque pódepode sêrser um apontador laser ou uma lanterna.

• Materiais: á guaágua, leite, copo transparente e uma fonte de luz.

• Procedimentos: posicionar os dois copos transparentes um em frente ao outro; adicionar á guaágua nos dois copos; no segundo, adicionar algumas gotas de leite e misturar bem; direcionar o feixe de luz e observar.

É possível tornar a atividade mais investigava fornecendo apenas os materiais aos estudantes e solicitando quêque os procedimentos sêjamsejam construídos por eles. Pode-se utilizar a questão norteadora “com esses materiais, como vocês fariam para reproduzir o efeito Tyndall?”, por exemplo.

Soluções

O conceito de soluções pódepode sêrser explorado com base em exemplos do cotidiano. Assim, iniciar com a pergunta do boxe Reflita sobre o quêque ocorre quando se adiciona pó de suco em excéssoexcesso na á guaágua. Outros exemplos podem sêrser utilizados, como adicionar açúcar ao café.

O boxe Espaços de aprendizagem sugere vídeos com curiosidades sobre duas soluções, a á guaágua régia e a á guaágua do mar. Se possível, solicitar aos estudantes quêque assistam ao conteúdo e discutam o quêque aprenderam.

A importante relação entre a polaridade das moléculas e a solubilidade é abordada no boxe Algo A+: Polaridade e solubilidade, quêque pódepode sêrser utilizado para aprofundar o entendimento dos estudantes acerca dêêssesdesses conceitos.

Na sequência, apresentar os conceitos de soluções e de solução saturada. É importante utilizar as representações como uma forma de ilustrar os conceitos abordados. O vídeo do boxe Espaços de aprendizagem sobre o processo de cristalização pódepode sêrser utilizado para apresentar uma solução supersaturada aos estudantes. Isso pódepode ocorrer antes da apresentação do conceito, como forma de instigá-los a investigar o quêque acontece, ou depois, como forma de demonstrar o conceito aprendido, ou, ainda, em ambos os momentos, propiciando uma oportunidade de revisão das hipóteses levantadas no momento de investigação.

Tema 18 – Concentração das soluções e propriedades coligativas

Para aprofundar o estudo das soluções, é fundamental entender o conceito de solubilidade e as diferentes formas de expressar suas concentrações, principalmente em massa por volume e em quantidade de matéria por volume.

O Tema apresenta os conceitos e cálculos de concentrações e diluições de soluções e suas propriedades coligativas, contextualizando-os por meio de exemplos, além de explorar as expressões matemáticas quêque descrevem cada um dos subtemas apresentados.

Explorar diversas bebidas em termos de quantidade de fruta, representação da graduação alcoólica e li-

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mite regulamentado de chumbo, além das propriedades coligativas do leite e sua relação com a qualidade do produto, a fim de relacionar conceitos químicos à comportamentos de segurança quêque visem a promoção da saúde física, mobiliza as competências gerais 2, 4, 8 e 10, os TCTs Cidadania e Civismo e Saúde e as habilidades EM13CNT101, EM13CNT104, EM13CNT207, EM13CNT306 e EM13CNT307. Além díssudisso, a pesquisa a respeito das agências de fiscalização quêque é solicitada aos estudantes possibilita quêque eles tênhamtenham contato com uma das áreas de atuação da pessoa formada em Química no mundo do trabalho, o contrôlecontrole de qualidade, mobilizando, assim, a competência geral 6.

Consequentemente, trabalha-se também as competências específicas 1 e 3.

O conceito de concentração

O estudo do conceito de concentração e seu uso no cotidiano, especialmente na alimentação por meio dos sucos naturais e de bebidas industrializadas, é explorado no Tema. A análise do texto sobre os tipos de bebida fornece uma ideia inicial sobre a quantidade de suco da fruta presente na quantidade total da bebida.

Esse contexto inicial permite compreender o conceito de concentração por meio dos tipos de bebidas industrializadas. Em sala de aula, convém comparar a porcentagem de suco da fruta em dois tipos de bebidas diferentes, por exemplo, o néctar e o refresco.

Os bóksesboxes Algo A+: Graduação alcoólica e Legislação brasileira sobre o limite de chumbo em bebidas podem sêrser utilizados para contextualizar as fórmulas e os conceitos apresentados, auxiliando, assim, a compreensão dos estudantes.

Diluição

Para continuar com a proposta de contextualizar os conceitos apresentados por meio de exemplos de bebidas produzidas, apresentar o questionamento do boxe Reflita aos estudantes. Explorar a adição de mais á guaágua em uma bebida já considerada no sabor ideal possibilita abordar o conceito de diluição. Destacar também o processo contrário, em quêque a retirada de parte da á guaágua (via evaporação, por exemplo) torna a solução mais concentrada.

Propriedades coligativas

Apresentar a pergunta quêque consta no boxe Reflita. A indicação de quêque pódepode ter ocorrido um aumento de tempera-túratemperatura da solução pódepode sêrser uma das respostas dos estudantes, mas, caso não ocorra, convém apresentá-la para a turma.

Explorar as imagens quêque ilustram os fenômenos e as representações gráficas. Tanto o boxe Algo A+: Efeito crioscópico na produção de sorvetes quanto a indicação presente no boxe Espaços de aprendizagem podem sêrser utilizados para contextualizar algumas das propriedades coligativas.

O texto da seção Formação cidadã: Como as propriedades coligativas do leite atestam sua qualidade? apresenta o uso da crioscopia no processo de contrôlecontrole de qualidade do leite, bem como algumas kestõesquestões sobre os órgãos governamentais de fiscalização. Essa é uma boa oportunidade para dialogar com a turma sobre uma das áreas de atuação da pessoa formada em Química, o contrôlecontrole de qualidade. Pode-se, por exemplo, solicitar uma pesquisa adicional sobre essa área.

Se pêrtinêntipertinente, o conceito de osmose pódepode sêrser trabalhado em conjunto com o componente curricular Biologia.

Sugestão ésstraextra

• por quêPor que o sal derrete o gêlogelo?

Vídeo quêque ilustra o efeito da adição de sal ao gêlogelo. POR quêque o sal derrete o gêlogelo?. [S. l.: s. n.], 7 ago. 2021. 1 vídeo (2 min). Publicado pelo canal LACUT UFPA. Disponível em: https://livro.pw/dclmo. Acesso em: 11 nov. 2024.

Organizando as ideias

Orientar os estudantes a observar as imagens e ilustrações apresentadas ao longo da unidade e destacar os conceitos químicos estudados. Sugerir quêque, antes de consultar o esquema presente no final da Unidade ou esquemas prontos de côlégascolegas ou da internet, organizem os próprios esquemas no caderno, sintetizando os principais conceitos abordados e acrescentando outros termos e ideias relacionadas ao quêque foi estudado. Incentivar quêque realizem as associações quêque considerarem relevantes entre os conceitos. Orientar a elaboração de um pequeno texto quêque conecte os conceitos e as ideias do esquema, de modo a favorecer a compreensão e retenção dos conteúdos estudados. Para finalizar, orientar quêque comparem o texto autoral com o esquema presente no final da Unidade.

Integrando com Biologia

Como os refrigerantes afetam a saúde?

O consumo excessivo de bebidas industrializadas pódepode causar diversos problemas de saúde devido à composição dessas bebidas com concentrações altas de substâncias com potencial maléfico. O texto propõe uma discussão importante sobre o consumo de refrigerantes e de outras bebidas quêque possuem um elevado teor de açúcares.

Essa interdisciplinaridade com a Biologia possibilita identificar como o conceito de solução pódepode sêrser aplicado para compreender o teor de açúcar em um refrigerante específico, por exemplo, e relacioná-lo com a manutenção adequada da saúde física, contemplando assim os TCTs Saúde e Ciência e Tecnologia.

O assunto sobre consumo de refrigerante, ou seja, a compreensão da influência de uma alimentação inadequada para a saúde do corpo humano, mobiliza as habilidades EM13CNT104 e EM13CNT207, pois os jovens são levados a avaliar os potenciais prejuízos dos refrigerantes para a saúde e identificar como o estilo de alimentação rápida e rica em açucares pódepode estar presente em seu cotidiano.

As atividades propostas para esta seção fazem com quêque os estudantes interpretem resultados, elaborem hipóteses, estruturem textos científicos a partir de observações cotidianas e das propriedades dos materiais, e divulguem suas descobertas para os diferentes públicos, resultando, assim, na promoção das competências gerais 4, 5, 7 e 8 e das habilidade EM13CNT205, EM13CNT301, EM13CNT302, EM13CNT306 e EM13CNT307.

Consequentemente, trabalha-se também as competências específicas 2 e 3.

Possibilidades e alternativas para a avaliação

A Unidade 3 aborda um tema central para a Química: a quanticação da matéria. Por meio das atividades apresentadas ao final de cada Tema, é possível identificar pontos de dúvidas e conceitos quêque os estudantes já compreenderam.

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Em alguns momentos de trabalho, é possível propor a realização de atividades em duplas ou grupo, por exemplo, no trabalho com as seções Formação cidadã. Outra ação interessante é solicitar quêque os estudantes elaborem perguntas sobre o tema quêque estão estudando e as tróquemtroquem entre si, promovendo a autoavaliação sobre conceitos ainda não completamente compreendidos e incentivando o diálogo e a troca entre pares.

No final de cada Unidade, na seção Organizando as ideias, há uma síntese dos principais conceitos trabalha dos, quêque sérveserve tanto para proporcionar uma visão geral dos assuntos abordados e possibilitar a elaboração de avaliações quanto para o estudante realizar uma auto avaliação e saber quais são os pontos relevantes dêêssedesse aprendizado. O texto propôstoproposto ao final da seção pódepode sêrser utilizado para avaliar a aprendizagem e esclarecer dúvidas remanescentes após o fechamento da Unidade. Constitui-se, igualmente, como um roteiro de estudo antes de iniciar os próximos Temas.

Unidade 4 Moléculas em movimento

Síntese da Unidade

BNCC

• Competências gerais: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 e 10.

• Competências específicas de Ciências da Natureza e suas Tecnologias: 1, 2 e 3.

• Habilidades de Ciências da Natureza e suas Tecnologias: EM13CNT101, EM13CNT102, EM13CNT104, EM13CNT201, EM13CNT202, EM13CNT205, EM13CNT206, EM13CNT301, EM13CNT303, EM13CNT306 e EM13CNT307.

Temas Contemporâneos Transversais

• Ciência e Tecnologia.

• Economia.

• Meio Ambiente.

• Saúde.

Conteúdos

• Termoquímica.

• Cinética.

• Catálise.

• Equilíbrios químicos.

Objetivos da Unidade

• Utilizar os conceitos de transformação exotérmica e endotérmica para explicar fenômenos observados no cotidiano.

• Analisar diferentes materiais e suas respectivas capacidades térmicas específicas.

• Compreender valores e representações gráficas derivados de cálculos matemáticos para a determinação da quantidade de energia envolvida nos processos químicos.

• Compreender as teorias quêque descrevem a ocorrência de transformações químicas.

• Utilizar os fatores quêque interferem na rapidez de uma reação para justificar a escolha de um processo químico mais adequado.

• Relacionar o conceito de catálise à energia e à rapidez das reações químicas.

• Compreender a natureza da reversibilidade das reações químicas.

• Verificar fatores quêque influenciam um equilíbrio químico.

• Aplicar os conceitos de equilíbrio químico em reações de ácido e base.

• Reconhecer a importânssiaimportância do equilíbrio químico para o bom funcionamento do corpo humano.

Orientações gerais

O título da Unidade 4 oferece uma oportunidade de análise quêque pódepode sêrser construída com os estudantes d fórmade forma diferenciada.

Pensar no comportamento das moléculas quando elas estão em movimento é uma abordagem importante para compreender a dinâmica das reações químicas.

A relação entre Química e energia é apresentada d fórmade forma contextualizada e relacionada, entre outros exemplos, com a alimentação. São apontadas também algumas concepções comuns equivocadas, como, por exemplo, a ideia de quêque agasalhos e cobertores esquentam, quêque são analisadas d fórmade forma científica com ênfase na descrição de como ocorrem as trocas de calor.

O texto teórico apresenta elemêntoselementos estruturantes para a compreensão das leis da Termodinâmica e das energias envolvidas em uma reação química, possibilitando a previsão, a partir de dados teóricos, da ocorrência de uma reação química e da quantidade de energia liberada em forma de calor.

A rapidez de uma reação química é importante para os processos industriais, e a compreensão dêêssedesse conceito, juntamente com o de catálise e o de equilíbrio químico, proporciona a assimilação de fatos históricos envolvendo processos de produção de substâncias químicas quêque mudaram a realidade econômica de muitos países. Um exemplo interessante é abordado na seção Formação cidadã do Tema 24 quêque aborda o equilíbrio químico na formação da amônia.

Esta Unidade é finalizada com um texto quêque aborda um exemplo de equilíbrio químico no organismo humano em uma abordagem interdisciplinar envolvendo Química, Biologia e Matemática.

Abertura de Unidade

A abertura da Unidade 4 apresenta a reação de combustão da sacarose em procedimento realizado utilizando tubo de ensaio em laboratório. Dialogar com os estudantes para investigar se eles já tiveram contato com a combustão da sacarose em contexto diferente do quêque foi apresentado, por exemplo, em receitas culinárias.

Questionar os estudantes sobre o quêque vai ocorrer com a sacarose após cértocerto tempo de exposição à chama. Caso necessário, apresentar algumas possibilidades, como a mudança de côrcor e a liberação de odor de açúcar queimado.

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Esse percurso é importante para iniciar a construção de uma relação entre Química e energia. Desse modo, essa abordagem pedagógica possibilita a promoção da competência geral 2, ao solicitar quêque os estudantes analisem e reflitam sobre o papel da energia na ocorrência das transformações físicas e químicas, e das habilidades EM13CNT101, ao propor a análise de transformações em sistemas quêque envolvem matéria e energia, EM13CNT205, ao propor interpretações de fenômenos naturais, e EM13CNT301, pois as interpretações compreendem o levantamento de hipóteses sôbisob uma perspectiva científica.

Tema 19 – Química e energia

A relação da Química com a energia em forma de calor é explicada pela Termoquímica, um ramo da Termodinâmica. Para compreendê-la, é fundamental estudar os conceitos de calor, sistema e vizinhança. Esse estudo permite entender o quêque é calorimetria, os processos endotérmicos e exotérmicos, bem como o conceito de entalpia.

A abordagem metodológica proposta para o Tema 19 mobiliza as competências gerais 1, ao utilizar conhecimentos de Termoquímica para explicar a realidade, 2, ao solicitar quêque os estudantes reflitam e analisem kestõesquestões relacionadas ao conceito de calor, 4, por trabalhar textos, equações e gráficos, e 7, em atividades quêque promóvempromovem a argumentação com base nos conceitos estudados durante o Tema.

Essa estratégia pedagógica está de acôr-doacordo com os TCTs Saúde, ao discutir a relação entre o teor calórico dos alimentos e sua digestão, e Ciência e Tecnologia, ao abordar, por exemplo, o funcionamento de calorímetros, agasalhos e cobertores, promovendo as habilidades EM13CNT101, ao trabalhar o conceito calor d fórmade forma teórica e atrelado a situações cotidianas, EM13CNT102, ao propor previsões sobre o comportamento de sistemas térmicos, EM13CNT201, ao compreender quêque o fluxo de energia na forma de calor é essencial para analisar a evolução da Terra e do Universo, EM13CNT205 e EM13CNT301, em atividades quêque propõem a interpretação e a análise de resultados experimentais e fenômenos naturais por meio do levantamento de hipóteses e de interpretações, EM13CNT303, por meio da leitura do texto “A verdade sobre as calorias”, EM13CNT306 e EM13CNT307, ao relacionar conhecimentos de capacidade térmica específica às propriedades de materiais, avaliando seu uso, por exemplo, na confekissãoconfecção de cadeiras de praia.

Consequentemente, trabalha-se também as competências específicas 1, 2 e 3.

Introdução à Termoquímica

Para além do texto principal, o conceito de energia em forma de calor é abordado neste subtema por meio de representações e de imagens quêque permitem compreender o fluxo de calor quêque ocorre em determinadas trocas de energia. Assim como muitas transformações químicas são utilizadas como fontes de energia, tantas outras consomem energia para a obtenção de substâncias e materiais específicos.

Para dar início aos estudos, é importante explorar os modelos apresentados no subtema e os textos quêque abordam situações do dia a dia. A pergunta do boxe Reflita pódepode sêrser utilizada para levantar conhecimentos prévios dos estudantes, como introdução ao boxe Algo A+: Como funcionam agasalhos e cobertores?, quêque oferece uma explicação baseada em argumentos científicos a respeito de como agasalhos e cobertores funcionam. Esse momento pódepode servir para solicitar aos estudantes quêque pesquisem sobre a Campanha do Agasalho e, se possível, organizar uma campanha semelhante na escola.

Representação de transformações exotérmicas e endotérmicas

Associar as representações gráficas dos processos exotérmicos e endotérmicos aos processos de liberação e de absorção de energia e explorar os exemplos presentes na obra para contextualizar os estudantes. O boxe Espaços de aprendizagem quêque aborda o derretimento da geleira Thwaites pódepode sêrser utilizado nesse momento.

Se necessário, retomar a diferença entre transformações físicas e transformações químicas. A imagem do sorvete frito, por se tratar de um prato atípico, pódepode sêrser explorada para cativar os estudantes e aumentar o interêsseinteresse deles pelo Tema.

Os gráficos apresentados no Livro do estudante são de processos genéricos, dessa forma, é importante construir gráficos com os estudantes de exemplos de transformações endotérmicas e exotérmicas. Os exemplos podem sêrser levantados pêlospelos próprios estudantes.

Com a seção Oficina científica: Reações químicas podem sêrser utilizadas para produzir calor?, é possível explorar mais as reações exotérmicas. É importante reforçar aos estudantes quêque não devem tokártocar a palha de aço enquanto a reação com o vinagre ocorre. As atividades sobre a prática experimental abrangem a investigação científica por meio dos fenômenos observados. Incentivar os estudantes a descrever o quêque observaram e a propor explicações. Esse experimento se torna mais significativo se for feito em duplas ou trios, pois proporciona a oportunidade de debate para a proposição das explicações.

Sugestão de leitura

• Processos endotérmicos e exotérmicos: uma visão atômico-molecular
Texto publicado na revista Química Nova na Escola quêque traz uma abordagem atômico-molecular para explicar as reações endotérmicas e exotérmicas.
BARROS, HarôldoHaroldo Lúcio de Castro. Processos endotérmicos e exotérmicos: uma visão atômico-molecular. Química Nova na Escola, v. 31, n. 4, p. 241-245, nov. 2009. Disponível em: https://livro.pw/txrqp. Acesso em: 8 nov. 2024.

Calorimetria

Utilizar o boxe Reflita para introduzir o tema. Questionar se os estudantes já repararam quêque há informações a respeito do valor calórico nos rótulos dos alimentos. Se possível, levar alguns rótulos para a sala de aula ou solicitar aos estudantes quêque o façam, a fim de quêque verifiquem a informação no rótulo.

Determinar a quantidade de calor envolvida em um processo, seja ele físico ou químico, permite compreender como ocorrem as trocas de calor e como esses dados podem auxiliar no aperfeiçoamento do processo. Semelhantemente, conhecer o valor calórico dos alimentos possibilita um melhor acompanhamento nutricional, tanto para quem produz o alimento quanto para quem o consome.

O texto teórico indica como é a representação matemática da quantidade de calor por meio de um exemplo envolvendo barra de chocolate. Se considerar necessário, apresentar outros exemplos para quêque os estudantes consigam acompanhar o desenvolvimento da abordagem matemática quêque explica a quantidade de calor.

O boxe Algo A+: A verdade sobre as calorias traz um momento de interdisciplinaridade com o componente Biologia ao

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relacionar o valor calórico com a digestão dos alimentos. Se possível, leve diferentes rótulos de pães à sala de aula para quêque os estudantes possam compará-los.

Para abordar a capacidade térmica específica, convém solicitar aos estudantes quêque recordem situações em quêque perceberam por conta própria a diferença entre dois materiais, por exemplo, ou se já presenciaram a situação da cadeira de praia descrita no Livro do estudante.

Sugestão ésstraextra

• Determinação experimental do calor específico e da capacidade térmica

O vídeo indicado apresenta um conjunto de práticas experimentais para a determinação do calor específico e da capacidade térmica, organizado pela Universidade Virtual do Estado de São Paulo (Univesp). Caso não haja os materiais à disposição, o vídeo pódepode sêrser apresentado d fórmade forma ilustrativa.

PRÁTICAS para o ensino de física III: aula 06: calor específico e capacidade térmica. [S. l.: s. n.], 2018. 1 vídeo (19 min). Publicado pelo canal Univesp. Disponível em: https:// https://livro.pw/sgcxn. Acesso em: 8 nov. 2024.

Atividades extras

Experienciando a calorimetria

A atividade proposta consiste em um experimento para identificar a quantidade de calor necessária para quêque um material entre em combustão. Recomenda-se quêque o experimento seja realizado d fórmade forma demonstrativa, com a construção de um relatório descritivo pêlospelos estudantes com base na observação.

• Materiais necessários: uma vela, fósforos, dois balões e á guaágua.

• Procedimentos: acender a vela e deixá-la fixa sobre uma mesa ou bancada. Em seguida, encher um dos balões com ar. Antes de aprossimáraproximar o balão da chama da vela, perguntar aos estudantes o quêque vai ocorrer. Repetir o procedimento com o balão cheio de á guaágua.

Para auxiliar na elaboração do relatório sobre o experimento, apresentar as atividades a seguir.

1. Explique o motivo pelo qual o balão com ar estoura. O material do qual o balão é feito é sensível ao calor e se rompe por causa do aumento de tempera-túratemperatura. O ar dentro do balão é isolante térmico e sua absorção de calor é desprezível nesse cenário.

2. Explique o motivo pelo qual o balão com á guaágua não estoura. A á guaágua ABSÓRVEabsorve grande parte do calor, minimizando o aumento de tempera-túratemperatura do material quêque constitui o balão; logo, ele não se rompe.

Tema 20 – Entalpia e lei de Hess

O Tema apresenta o estudo da entalpia e da lei de Hess. Enfatizar quêque o desenvolvimento dêêssesdesses conceitos auxiliou no avanço das indústrias química e farmacêutica, pois, por meio deles, aprofundou-se o conhecimento acerca do contrôlecontrole do calor envolvido nas reações químicas.

Esses conceitos são abordados no Tema por meio de uma proposta contextualizada, utilizando um texto quêque explora a entalpia na produção de alimentos, tabélastabelas de dados da entalpia de formação de diversas substâncias químicas e um passo a passo dos cálculos matemáticos para a determinação da variação da entalpia de uma reação química por meio da lei de Hess.

A organização proposta para o Tema permite o trabalho com os TCTs Meio Ambiente e Ciência e Tecnologia, por exemplo, ao trabalhar a relação entre entalpia e a produção de alimentos, e promove as competências gerais 1, ao narrar o desenvolvimento histórico da lei de Hess, 4, ao utilizar textos científicos e equações matemáticas, e 7, ao exercitar a argumentação dos estudantes ao tratar da relação entre entalpia e produção de alimentos.

A abordagem contextualizada mobiliza as habilidades EM13CNT101, ao trabalhar o conceito de entalpia e os cálculos associados à entalpia por meio da lei de Hess, EM13CNT102 e EM13CNT205, ao solicitar quêque os estudantes realizem cálculos e previsões sobre valores de entalpias em determinados processos, e EM13CNT206 e EM13CNT301, ao discutir e propor o levantamento de hipóteses sobre ações humanas na agricultura familiar.

Consequentemente, trabalha-se também as competências específicas 1 e 2.

Entalpia

Para iniciar o subtema, pedir aos estudantes quêque, na aula anterior, pesquisem a origem da palavra entalpia. A origem da palavra é grega (enthalpo), em quêque en- significa “dentro” e thalpein significa “aquecer”.

Destacar quêque a entalpia está relacionada com a energia interna de um sistema e apresentar a pergunta do boxe Reflita na página de abertura do Tema. Após as ponderações dos estudantes, indicar quêque o conhecimento da quantidade de energia gasta ou gerada por meio de uma reação química possibilita a escolha das melhores formas de condução da reação química.

Reforçar quêque a entalpia é uma ferramenta matemática quêque fornece informações importantes sobre as transformações e questionar os estudantes a respeito da diferença entre o conceito de entalpia e o de calor.

Antes de explorar o boxe Formação Cidadã: A entalpia e a produção de alimentos, questionar se algum estudante tem experiência com a produção de alimentos e incentivar a exposição das experiências pessoais relacionadas a isso. O texto do boxe relaciona a entalpia com a produção de alimentos por meio da criação de um microclima em áreas de sombreamento.

É importante certificar-se de quêque os estudantes compreendem a diferença entre entalpia de formação e entalpia de ligação. Se necessário, comparar, na lousa, a mesma reação utilizando ambos os conceitos, por exemplo, a reação de formação da á guaágua a partir de gás hidrogênio e de gás oxigênio.

Lei de Hess

Para iniciar os estudos sobre a lei de Hess, é importante quêque os estudantes percêbampercebam os fundamentos dessa lei. Assim, apresentar a pergunta do boxe Reflita e, em seguida, seguir com a leitura do texto, apresentando a teoria como um percurso histórico.

Explorar o conceito da lei de Hess destacando quêque, por meio de equações intermediárias, ela possibilita o cálculo da variação de entalpia de uma reação quêque não pódepode sêrser medida diretamente. Explicar quêque essa lei se baseia no fato de quêque a entalpia é uma função de estado, ou seja, sua variação independe do caminho seguido.

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Explorar os cálculos exemplificados no Livro do estudante para quêque os estudantes compreendam a aplicabilidade da lei de Hess em diferentes cenários, incluindo reações quêque ocorrem em várias etapas. Nas atividades, incentivar a comparação das respostas entre os estudantes.

Tema 21 – Cinética química

Uma estratégia para iniciar os estudos do Tema 21 é solicitar aos estudantes quêque classifiquem as reações químicas conhecidas por eles como rápidas ou lentas. Essa atividade pódepode sêrser realizada em discussão com toda a turma, utilizando a lousa, ou em pequenos grupos, utilizando o caderno, com posterior discussão com toda a turma.

A imagem quêque ábriabre o Tema mostra um assunto importante: a lenta degradação das obras de; ár-tede arte por meio de reações de oxidação, que nêmque nem sempre é relacionada à Química. Ela pódepode sêrser utilizada como ponto de partida para a atividade introdutória mencionada no parágrafo anterior.

A proposta pedagógica para o Tema está baseada na leitura dos textos apresentados, no estudo das representações matemáticas e dos gráficos, na análise de imagens quêque relacionam os conceitos com situações cotidianas, na realização de uma atividade prática e na compreensão dos processos de conservação de alimentos.

Desse modo, a proposta apresentada mobiliza as competências gerais 1, ao utilizar teorias historicamente construídas para explicar a rapidez de transformações químicas, 2, ao propor quêque os estudantes investiguem como a tempera-túratemperatura influencíainfluencia na rapidez de decomposição de um comprimido efervescente, 4, ao explorar textos, gráficos e equações matemáticas, 5, ao incentivar pesquisas na internet, e 7, em atividades quêque solicitam aos estudantes argumentarem com base em fatos e dados, além de estar de acôr-doacordo com os TCTs Saúde, ao abordar a conservação de alimentos, e Ciência e Tecnologia, ao explorar os mecanismos quêque regem a rapidez das transformações.

O Tema mobiliza as habilidades EM13CNT101, ao analisar aspectos teóricos e aplicados da rapidez das transformações químicas, EM13CNT102, ao explorar o comportamento de uma transformação em diferentes tempera-túrastemperaturas, EM13CNT104, ao avaliar o funcionamento dos conservantes alimentares, EM13CNT201, considerando quêque as teorias das colisões e do estado de transição são fundamentais para compreender as transformações químicas e, por extensão, a evolução da Terra e do Universo, EM13CNT205 e EM13CNT301, ao prever como alguns fatores influenciam a rapidez das transformações químicas, e EM13CNT306 e EM13CNT307, ao analisar os benefícios e os malefícios associados ao uso e ao consumo de conservantes alimentares.

Consequentemente, trabalha-se também as competências específicas 1, 2 e 3.

Teoria das colisões

A abordagem dêstedeste subtema inicia pelo estudo dos gases, quêque leva à teoria das colisões, modelo desenvolvido para explicar o comportamento macroscópico dos gases a partir do comportamento microscópico de suas partículas atômico-moleculares.

É importante levantar fazer um levantamento das percepções dos estudantes sobre como ocorrem as reações químicas em nível atômico-molecular. Enfatizar quêque deve ocorrer um determinado comportamento das moléculas e hátomusátomos d fórmade forma a tornar possível a ocorrência da reação química. As ilustrações apresentadas no subtema possibilitam a compreensão dessas ideias iniciais.

Teoria do estado de transição

Para dar prosseguimento aos estudos, solicitar aos estudantes quêque respondam à pergunta do boxe Reflita, preferencialmente em duplas ou trios, para incentivar o debate.

Reproduzir a imagem de colisões não efetivas e efetivas na lousa, certificando-se de quêque todos os estudantes a compreenderam. A teoria das colisões e a teoria do estado de transição são fundamentais para a compreensão sólida dos processos químicos, portanto, é recomendável dedicar cértocerto tempo à sua explanação.

As representações gráficas quêque representam uma reação exotérmica e uma reação endotérmica devem sêrser exploradas pêlospelos estudantes de modo quêque compreendam as novas informações presentes nessas representações, isto é, a energia de ativação e o estado de transição.

O conceito de rapidez de reação

Iniciar o subtema quêquestionando os estudantes sobre a diferença entre velocidade e rapidez. É importante destacar quêque esta obra não utiliza o termo velocidade, e sim rapidez, porque o primeiro é definido como distância percorrida por tempo, o que não acontece no caso dos processos químicos.

Questionar aos estudantes como a rapidez pódepode sêrser medida. Em seguida, apresentar a equação de rapidez média. Solicitar a eles quêque analisem o gráfico correspondente à síntese da amônia. Propor uma discussão com a turma para quêque sêjamsejam levantadas características importantes, como o significado de cada eixo, o sentido e a inclinação das curvas.

Antes de explorar os fatores quêque alteram a rapidez de uma reação, solicitar aos próprios estudantes quêque tentem propô-los. Em seguida, listar os fatores na lousa, explicando-os.

Se possível, realizar a atividade prática proposta no boxe Oficina científica: Relógio de reação química, quêque proporciona a análise da influência da tempera-túratemperatura na rapidez de uma reação química. Ela pódepode sêrser feita em classe, d fórmade forma demonstrativa, ou pêlospelos estudantes, em grupos, ou mesmo pódepode sêrser solicitada para quêque os estudantes a realizem em casa. Nesse último caso, é importante certificar-se de quêque todos os estudantes possuem os materiais necessários.

O boxe Reflita pódepode sêrser retomado para introduzir o assunto explorado na seção Formação cidadã: Conservantes alimentares: retardando a degradação dos alimentos, quêque relaciona a cinética química com a conservação de alimentos por meio de agentes químicos. Para esse trabalho, relacionar todos os fatores estudados com os processos de degradação e de conservação dos alimentos. Discutir, em conjunto com os professores de Ciências Humanas e Sociais Aplicadas, a relação entre esses processos, as distâncias percorridas pêlospelos alimentos comercializados e seu impacto econômico no Brasil e no mundo.

Atividades extras

Relógio de Iodo (Reação de Landolt)

As reações relógio são reações químicas quêque demoram a apresentar indicadores visuais de ocorrência, como variação de côrcor. Na Reação de Landolt, conhecida como relógio de iôdoiodo, ocorre o aparecimento de uma coloração azul intensa após cértocerto tempo.

Para realizá-la, será preciso preparar as seguintes três soluções:

Página quatrocentos e noventa e cinco495

1) Solução de vitamina C: 120 ml de á guaágua + pastilha de vitamina C. Dissolver bem a pastilha. Em seguida, colocar 2 a 3mL dessa mistura de vitamina C em 60 ml de á guaágua.

2) Solução de iôdoiodo: 60 ml de á guaágua + tintura de iôdoiodo.

3) Solução de á guaágua oxigenada: 50 ml á guaágua oxigenada + duas colheres2 colheres de mistura de amido. Para fazer a mistura de amido, ferver $\begin{array}{c}1/2\end{array}$ côlhercolher (sopa) de amido de milho em 500 ml de á guaágua.

Caso não seja possível preparar as soluções, há uma sugestão de materiais alternativos na sequência. Se não for possível realizar a experiência, recomenda-se o vídeo disponível em: https://livro.pw/hfzkd (acesso em: 9 nov. 2024), em quêque há uma demonstração da reação ocorrendo d fórmade forma cronológica em função da concentração dos reagentes.

Demonstrar o experimento para os estudantes e solicitar quêque pesquisem sobre outras transformações quêque podem sêrser classificadas como reações relógio. Pedir para quêque eles elaborem uma explicação para o fenômeno observado.

Sugestão ésstraextra

• Materiais de baixo custo e de fácil aquisição para a reação de relógio de iôdoiodo

O texto apresenta uma alternativa para a realização da reação relógio de iôdoiodo com materiais de fácil aquisição.

TEÓFILO, Reinaldo Francisco; BRAATHEN, Per crístianChristian; RUBINGER; Mayura Marques Magalhães. Reação relógio iodeto/iodo com material alternativo de baixo custo e fácil aquisição. Química Nova na Escola, [s. l.], n. 16, p. 41-44, nov. 2002. Disponível em: https://livro.pw/neamv. Acesso em: 12 nov. 2024.

Tema 22 – Catálise

A rapidez das transformações químicas pódepode sêrser afetada por diferentes fatores e pelas características dos reagentes. Entre esses fatores está a presença de substâncias ou materiais quêque atuam como catalisadores e quêque, por sua grande importânssiaimportância prática, precisam sêrser estudados.

Para apresentar aos estudantes, o uso dos catalisadores pódepode sêrser contextualizado por meio de processos de fabricação de produtos químicos e de reações observados no cotidiano, como o crescimento de uma massa em decorrência do uso de fermento biológico.

A abordagem pedagógica do Tema 22 mobiliza as competências gerais 1, ao utilizar conhecimentos sobre catalisadores d fórmade forma aplicada, 4, ao utilizar textos, equações matemáticas e gráficos, 5, ao propor pesquisas em meios digitais de informação, 7 e 10, ao solicitar aos estudantes quêque argumentem sobre a relação entre catalisadores automotivos e a poluição ambiental. Essa estratégia pedagógica corrobora com as macroáreas Meio Ambiente, Saúde e Ciência e Tecnologia dos TCTs, ao explorar, por exemplo, como catalisadores automotivos podem sêrser utilizados para reduzir a poluição ambiental causada por veículos e, consequentemente, evitar danos à saúde.

O Tema mobiliza as habilidades EM13CNT101, ao discutir a lei de ação das massas, EM13CNT104, EM13CNT206, EM13CNT301 e EM13CNT306, ao abordar a relação entre catalisadores automotivos e poluição ambiental, incluindo a legislação e a construção de hipóteses para avaliar situações-problema associadas, e EM13CNT307, ao analisar os diferentes tipos de fermento e suas respectivas aplicações.

Consequentemente, trabalha-se também as competências específicas 1 e 3.

As transformações e seus mecanismos

Iniciar o subtema com o questionamento apresentado no boxe Reflita. A analogia apresentada permite quêque os estudantes compreendam algumas das condições necessárias para a ocorrência de uma reação química, ou seja, as etapas quêque cada corredor cumpre seria uma das etapas de uma reação química genérica.

Certificar-se de quêque os estudantes compreendem os conceitos apresentados e conseguem identificá-los na representação gráfica, como a etapa lenta da reação ou se a curva corresponde a uma reação elementar ou não elementar.

Se possível, explorar com os estudantes o simulador indicado no boxe Espaços de aprendizagem, pois, com ele, é possível constatar a energia envolvida no choque entre as moléculas dos reagentes e a energia na formação dos produtos.

Catalisadores

Apresentar aos estudantes a pergunta do boxe Reflita. Ao acolher as respostas dos estudantes, enfatizar quêque o fermento biológico acelera as reações quêque ocorrem na produção do pão. Utilizar esse momento para explicar o conceito de catalisador. Destacar quêque os catalisadores são importantes na fabricação de alimentos e em processos industriais e farmacêuticos.

Explorar a representação gráfica da ação do catalisador em uma reação química, certificando-se de quêque os estudantes compreendem a relação entre a altura da curva e a presença ou ausência de catalisador.

Para apresentar uma relação com o ambiente, trabalhar com os estudantes o boxe Formação cidadã: Catalisadores para a redução da poluição ambiental, quêque traz o uso de catalisadores nos escapamentos dos veículos automotores.

O assunto Biocatalisadores propicíapropicia um momento interdisciplinar com Biologia. Caso seja viável, realizar uma aula com o professor dêêssedesse componente para explorar o conceito de enzima.

Se possível, trabalhar o boxe Algo A+: Fermento químico ou fermento biológico: qual escolher? na prática, propondo aos estudantes quêque preparem receitas utilizando ambos os tipos de fermento para investigar semelhanças e diferenças no processo.

Sugestão de leitura

• Catalisadores: da guerra química à medicina
O texto apresenta a origem e a evolução do termo catálise. Aborda também suas aplicações em períodos de guerra e aplicações relacionadas à saúde do corpo humano, por meio da compreensão das enzimas.
SANTOS, Enzo. Catalisadores: da guerra química à medicina. Exame, São Paulo, 15 abr. 2024. Disponível em: https://livro.pw/bpnkz. Acesso em: 12 nov. 2024.

Tema 23 – Equilíbrio químico

Equilíbrio químico é um tema importante, muitas vezes desprezado quando se escrevem equações químicas e realizam-se cálculos. Entendê-lo possibilita compreender diferentes processos naturais, entre os quais os biológicos. No corpo humano, alterações em diversos equilíbrios podem levar a doenças e até à morte. Pode-se dizêrdizer quêque a vida é um compléksocomplexo sistema em equilíbrio.

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A imagem do início do Tema 23 representa como determinado equilíbrio químico influencíainfluencia no equilíbrio de éco-sistemasecossistemas, como o éco-sistemaecossistema marinho, por exemplo.

A abordagem proposta para êsteeste Tema mobiliza as competências gerais 1, ao abordar a construção histórica do conceito de equilíbrio, 2, 3, 4 e 5, ao solicitar quêque os estudantes desenvolvam um projeto artístico científico sobre espeleologia e Reservas da Biosfera, e 7, ao propor aos estudantes quêque conversem com os pares a respeito da região onde residem.

Essa estratégia pedagógica está de acôr-doacordo com os TCTs Meio Ambiente e Ciência e Tecnologia ao trabalhar a relação entre equilíbrios químicos e corais ou cavernas, por exemplo. As habilidades mobilizadas no Tema são EM13CNT101, EM13CNT102, EM13CNT205 e EM13CNT301, relacionadas à solicitação feita aos estudantes para quêque analisem o comportamento de uma vela e redijam um texto científico sobre o quêque observaram, entre outros momentos.

Consequentemente, trabalha-se também a competência específica 1.

Reversibilidade de reações

Para iniciar o estudo dos equilíbrios químicos, é fundamental a compreensão do significado de reversibilidade de reações químicas. Primeiro, portanto, convém quêquestionar aos estudantes o que sabem sobre o assunto, fazendo um levantamento de seus conhecimentos prévios.

Em seguida, enfatizar quêque determinadas reações químicas são reversíveis e apresentar o questionamento do boxe Reflita. Esse exercício é importante para quêque os estudantes percêbampercebam quêque algumas reações são reversíveis e outras não. Explorar os exemplos presentes no Livro do estudante para demonstrar as reações reversíveis e as reações não reversíveis, como as reações de combustão.

É fundamental quêque os estudantes entendam o equilíbrio químico como um equilíbrio dinâmico e não como algo estático, em quêque não há mais reação química. Para reforçar essa ideia, comparar a representação gráfica das reações reversíveis e das reações irreversíveis.

A seção Formação cidadã: A química no interior das cavernas pódepode sêrser utilizada para de contextualizar os equilíbrios químicos com os processos naturais de formação geológica. Uma alternativa para introduzir esse estudo é questionar se algum estudante já visitou alguma caverna, antecipando a atividade 2 da seção e utilizando-a como introdução.

Os sáitessites sugeridos no boxe Espaços de aprendizagem podem sêrser utilizados para ampliar os estudos sobre espeleologia. Esse campo investiga a formação, a estrutura, os éco-sistemasecossistemas e as características geológicas das cavernas, além de explorar fenômenos biológicos e hidrológicos presentes nesses ambientes.

Constante de equilíbrio

Dialogar com os estudantes e quêquestioná-los se é possível prever a proporção de reagentes e produtos de uma reação que atingiu o equilíbrio. Utilizar as respostas para apresentar os conceitos de quociente da reação e de constante de equilíbrio bem como suas equações matemáticas. Apresentar as representações gráficas para a constante em função da concentração dos produtos e reagentes.

É interessante solicitar aos estudantes quêque interpretem os valores de Q e K_c ,de modo quêque saibam responder, por exemplo, o significado de Q = 1 ou K_c = 1, entre outras possibilidades.

Tema 24 – Sistemas em equilíbrio

Muitos sistemas químicos, naturais ou não, dependem de reações em equilíbrio. Entender essas reações possibilita compreender e conseguir controlar mais eficientemente esses sistemas. Um exemplo são as soluções ácidas e básicas quêque participam de reações de equilíbrio, as denominadas soluções-tampão, quêque permitem controlar a variação da acidez de um sistema, mantendo-o em equilíbrio, apesar da adição de ácidos ou de bases.

O Tema mobiliza as competências gerais 1, ao narrar o desenvolvimento histórico e possíveis aplicações do princípio de Le Châtelier, 2 e 6, em momentos de reflekçãoreflexão sobre os desafios e dilemas enfrentados no desenvolvimento do processo Haber-Bosch e como eles representam situações reais do mundo do trabalho, seja na indústria ou na pesquisa acadêmica, 4, ao explorar representações gráficas, equações matemáticas e narrativas textuais, e 7, ao solicitar quêque os estudantes elaborem um texto sobre o princípio de Le Châtelier e a indústria.

Esse percurso está de acôr-doacordo com os TCTs Economia e Ciência e Tecnologia ao propor, por exemplo, quêque os estudantes façam uma relação entre o desenvolvimento de uma nova rota de síntese de amônia (o processo Haber-Bosch) e o consequente impacto no preêçopreço comercial da amônia. O Tema trabalha as habilidades EM13CNT101, EM13CNT102 e EM13CNT205 ao abordar o princípio de Le Châtelier e ao propor uma análise do processo Haber-Bosch para produção de amônia.

Consequentemente, trabalha-se também a competência específica 1.

Princípio de Le Châtelier

O estudo do conceito da constante de equilíbrio no Tema anterior possibilita abordar vários fatores quêque interferem matematicamente no equilíbrio. Assim, as interpretações teóricas são refletidas nas equações apresentadas ao longo dêstedeste subtema.

É fundamental ressaltar o caráter empírico do princípio de Le Châtelier, esclarecendo quêque ele apresenta limitações e é válido apenas nas condições experimentais em quêque foi observado. Embora ele seja considerado uma boa ferramenta preditora, esse princípio não deve sêrser tomado como uma lei natural, e sim como uma regra prática quêque se aplica a diversas situações, mas não a todas.

Outro ponto de atenção importante é evitar o uso de expressões como “desloca para a direita” ou “desloca para a esquerda”, pois elas podem confundir os estudantes. Convém priorizar a nomenclatura técnica, por exemplo, “desloca o equilíbrio no sentido de consumo de reagentes” ou “desloca o equilíbrio no sentido de formação de produtos”.

Equilíbrio ácido-base

O estudo do equilíbrio químico possibilita igualmente entender os equilíbrios ácido-base e outros equilíbrios em meio aquoso. Assim, é possível compreender muitas das características dos ácidos, bases e sais, entre outras substâncias quêque também participam de processos de equilíbrio.

Iniciar o subtema trabalhando o boxe Reflita e definindo brevemente os conceitos de ácido e de base. Esses conceitos serão aprofundados na Unidade 6. Neste momento, convém utilizar a definição de Arrhenius, frisando quêque ela é válida apenas para o comportamento de substâncias em solução aquosa.

Caso haja oportunidade para aprofundamento, pode-se mencionar quêque existem outras classificações mais abrangentes, como a de Brönsted-Lowry e a de líuisLewis, e quêque a classifi-

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cação ácido-base dêrívaderiva do comportamento das substâncias em condições específicas. Uma substância pódepode sêrser ácida em determinado contexto e básica em outro, por exemplo.

Contextualizar o assunto pedindo para quêque os estudantes apresentem exemplos de substâncias ácidas e básicas quêque eles conhecem. É provável quêque haja mais exemplos de substâncias ácidas, pois estão mais presentes na alimentação, sêndosendo necessário acrescentar exemplos de substâncias básicas.

O conceito de constante de equilíbrio deve sêrser retomado neste momento, favorecendo a compreensão do conceito de constante de ionização dos ácidos. Partindo da equação química quêque representa o equilíbrio químico ácido e base, apresentar o caminho para chegar às equações matemáticas quêque descrevem esses conceitos.

Ao apresentar as escalas de pH e de pOH, ressaltar quêque elas varíamvariam com a tempera-túratemperatura. Além díssudisso, é interessante não colorir as escalas ao desenhá-las na lousa, a fim de evitar quêque os estudantes associem equivocadamente cores ao ácido e ao básico.

O boxe Espaços de aprendizagem traz ampliações do conteúdo estudado neste Tema, por meio de um vídeo sobre titulação e um artigo sobre os sistemas-tampão, e pódepode sêrser utilizado caso seja necessário.

A seção Formação cidadã: O equilíbrio químico na formação da amônia aborda o processo Haber-Bosch e possibilita um momento interdisciplinar com os componentes curriculares de História e Geografia. É interessante, se possível, enriquecer a discussão das atividades dessa seção com a presença dos professores dêêssesdesses componentes.

Sugestão ésstraextra

• Reação de Neutralização
O vídeo apresenta reações entre ácidos e bases na presença de um indicador, demonstrando a mudança de côrcor quêque possibilita a identificação da reação.
MINIEXPERIMENTO 4: reação de neutralização (ácido + base). [S. l.: s. n.], 2018. 1 vídeo (2 min). Publicado pelo canal QuiCiência – IQB/UFAL. Disponível em: https://livro.pw/atnej. Acesso em: 12 nov. 2024.

Atividade ésstraextra

Indicador ácido-base natural

É comum encontrarmos atividades experimentais quêque requerem reagentes difíceis de obtêrobter. Esta proposta utiliza repolho roxo e pétalas de hibisco para produzir indicadores de ácido e base.

Materiais: repolho roxo, pétalas de hibisco, á guaágua, papel de filtro e liquidificador.

Procedimentos: Triturar o repolho em um litro de á guaágua e filtrar o líquido para uso como indicador. Repetir com as pétalas de hibisco (cerca de 12 flores) e um copo de á guaágua.

A atividade propõe quêque os estudantes testem produtos e alimentos ácidos ou básicos usando os indicadores preparados. Como finalização, pode-se pedir um relatório ou uma apresentação em seminário.

Além díssudisso, para tornar a atividade mais investigativa, é possível adicionar uma etapa introdutória na qual os estudantes precisam pressupor o quêque acontecerá na experiência com base em seus conhecimentos prévios, e uma etapa final, na qual eles comparam o quêque previram com o quêque de fato aconteceu. Outra possibilidade é omitir as orientações procedimentais e solicitar quêque eles formulem uma rota experimental com base apenas nos materiais e nos resultados esperados.

Organizando as ideias

Orientar os estudantes a observar as imagens e ilustrações apresentadas ao longo da unidade e destacar os conceitos químicos estudados. Sugerir quêque, antes de consultar o esquema presente no final da Unidade ou esquemas prontos de côlégascolegas ou da internet, organizem os próprios esquemas no caderno, sintetizando os principais conceitos abordados e acrescentando outros termos e ideias relacionadas ao quêque foi estudado. Incentivar quêque realizem as associações quêque considerarem relevantes entre os conceitos. Orientar a elaboração de um pequeno texto quêque conecte os conceitos e as ideias do esquema, de modo a favorecer a compreensão e retenção dos conteúdos estudados. Para finalizar, orientar quêque comparem o texto autoral com o esquema presente no final da Unidade.

Integrando com Biologia e Matemática

Homeostase ácido-base

Finaliza-se a Unidade 4 com um texto quêque intégraintegra o conceito de equilíbrio ácido-base com a Biologia e a Matemática, abordando as contribuições da Química para entender o funcionamento do corpo humano, mais precisamente a relação do equilíbrio químico ácido-base com a homeostase do corpo humano. Se possível, é interessante realizar essa discussão na presença dos professores dêêssesdesses dois componentes curriculares.

O texto aborda o estudo de soluções ácido-base, como as soluções-tampão, quêque regulam o funcionamento do organismo humano. Alterações no pH normal do sanguesangue podem acarretar problemas na saúde de uma pessoa e, por isso, o sanguesangue regula rapidamente o pH quando íons H⁺ ou OH⁻ estão em excéssoexcesso.

O conteúdo do boxe Espaços de aprendizagem pódepode sêrser trabalhado para desconstruir uma fêikfake news comum, relacionada à ingestão de á guaágua alcalina e seus supostos benefícios.

Esses conteúdos e a proposta de atividades mobilizam as habilidades EM13CNT101, ao realizar cálculos sobre a faixa de concentração de íons hidrogeniônicos, EM13CNT104, ao sugerir informações sobre os efeitos da á guaágua alcalina no corpo, EM13CNT201 e EM13CNT202, ao trabalhar o conceito de homeostase, fundamental para a manutenção da vida humana, e EM13CNT301 e EM13CNT306, ao avaliar como o dióxido de carbono pódepode provocar a acidez ou a alcalinidade do sanguesangue.

Consequentemente, trabalha-se também as competências específicas 1, 2 e 3.

Possibilidades e alternativas para a avaliação

A Unidade 4 aborda conceitos sobre Química e energia. São propostos textos extras e atividades experimentais quêque podem compor uma avaliação. Por exemplo, os estudantes podem sêrser avaliados pela realização das atividades da seção Oficina científica, como as oficinas “Reações químicas podem sêrser utilizadas para produzir calor?” e “Relógio de reação química”, nas quais se pódepode solicitar um relatório descritivo dos fenômenos observados.

A seção Formação cidadã permite abordagens avaliativas diversas, como produções de textos, imagens, vídeos e podcasts, quêque podem sêrser compartilhados para promover a avaliação por pares. Esse processo deve sêrser conduzido para quêque as críticas sêjamsejam construtivas, visando aprimorar o quêque foi produzido.

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As atividades em cada tema propôstoproposto também podem servir como avaliação coletiva. Durante a correção, será possível identificar dúvidas quêque os estudantes possam ter.

No final de cada Unidade, na seção Organizando as ideias, há uma síntese dos principais conceitos trabalhados, quêque sérveserve tanto para proporcionar uma visão geral dos assuntos abordados e possibilitar a elaboração de avaliações quanto para o estudante realizar uma auto avaliação e saber quais são os pontos relevantes dêêssedesse aprendizado. O texto propôstoproposto ao final da seção pódepode sêrser utilizado para avaliar a aprendizagem e esclarecer dúvidas remanescentes após o fechamento da Unidade. Constitui-se, igualmente, como um roteiro de estudo antes de iniciar os próximos Temas.

Unidade 5 Química Orgânica

Síntese da Unidade

BNCC

• Competências gerais: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 e 10.

• Competências específicas de Ciências da Natureza e suas Tecnologias: 1, 2 e 3.

• Habilidades de Ciências da Natureza e suas Tecnologias: EM13CNT101, EM13CNT104, EM13CNT201, EM13CNT203, EM13CNT205, EM13CNT206, EM13CNT207, EM13CNT301, EM13CNT302, EM13CNT306, EM13CNT307 e EM13CNT309.

• Temas Contemporâneos Transversais

• Cidadania e Civismo.

• Ciência e Tecnologia.

• Meio Ambiente.

• Multiculturalismo.

• Saúde.

• Conteúdos

• Cadeias carbônicas.

• Funções orgânicas.

• isômeríaIsomeria.

• Polímeros.

Objetivos da Unidade

• Compreender o percurso histórico e científico da constituição da Química Orgânica.

• Interpretar diferentes representações de cadeias carbônicas.

• Reconhecer a importânssiaimportância econômica dos hidrocarbonetos em função das suas propriedades.

• Relacionar as estruturas dos hidrocarbonetos com a quantidade de ligações entre os hátomusátomos de carbono.

• Identificar substâncias pertencentes aos principais grupos funcionais orgânicos.

• Conhecer a estrutura de substâncias presentes no cotidiano.

• Aplicar o conceito de isômeríaisomeria para explicar a estrutura de substâncias apresentadas em situações-problema.

• Compreender o papel da isômeríaisomeria na relação entre gorduras e alimentação saudável.

• Reconhecer kestõesquestões sociais e econômicas envolvendo extração de matéria-prima, como o látex, por exemplo.

• Identificar os processos de formação de polímeros relacionados a reações de polimerização específicas.

Orientações gerais

A Unidade 5 disponibiliza aos estudantes o percurso histórico da constituição da Química Orgânica, iniciando em propriedades do átomo de carbono e finalizando com um estudo sobre os polímeros. É importante enfatizar a construção do conhecimento científico em função das proposições teóricas realizadas por cientistas, como a teoria da fôrçaforça vital, quêque, de certa forma, acarretou um período sem avanços nos estudos dessa área por indicar quêque não seria possível a síntese de compostos orgânicos.

A abordagem do Tema quêque estuda os hidrocarbonetos é feita d fórmade forma contextualizada, relacionando-os, por exemplo, com combustíveis, assim como o estudo das demais funções orgânicas, presentes em substâncias como o vinagre e o formol.

Os diferentes tipos de isômeríaisomeria são apresentados por meio de um texto explicativo e de ilustrações criadas para essa finalidade. Com relação ao Tema quêque fecha a Unidade, é valorizada a aplicação dos polímeros em diversos produtos do cotidiano, como vestimentas e equipamentos, quêque os torna de extrema importânssiaimportância para a Ciência Química e para a ssossiedadesociedade.

Para abordar a falta de saneamento básico no Brasil, é apresentado um texto sobre o tratamento de efluentes. Nele, explora-se como a Química, integrada à Biologia, proporciona maneiras alternativas de lidar com esse problema social. Esses estudos ocorrem de maneira contextualizada, com exemplos e situações quêque demonstram como a Química Orgânica está presente no cotidiano das pessoas.

Abertura de Unidade

O texto da abertura de Unidade 5 aborda a importânssiaimportância da Química Orgânica para o meio ambiente, na criação de materiais e no entendimento de fenômenos naturais e estruturas biológicas. Em destaque, está a relação de substâncias orgânicas com os sêresseres vivos, exemplificada pelas substâncias exaladas pelas formigas, chamadas de feromônios, quêque possuem diversas funções, entre elas a de localização.

O quêquestionamento apresentado na abertura da Unidade tem como objetivo demonstrar que os conceitos químicos abordados até o momento se aplicam também à Química Orgânica. Reforçar esse fato com os estudantes. Essa abertura trabalha a competência geral 2 e a habilidade EM13CNT301 ao propor aos estudantes quêque reflitam sobre a Química Orgânica.

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Tema 25 – Introdução à Química Orgânica

O Tema traz o percurso histórico dos estudos quêque originaram a Química Orgânica e seu vínculo com o átomo de carbono, elemento de grande importânssiaimportância para os sêresseres vivos. Além díssudisso, destacam-se as propriedades do carbono, apresentadas para facilitar a compreensão dos estudantes, e as principais representações das cadeias carbônicas utilizadas no meio científico.

São mobilizadas as competências gerais 1 e 6, através da narrativa histórica apresentada, quêque possibilita quêque os estudantes se familiarizem com práticas comuns da pesquisa científica, como o diálogo e o embate de ideias, 3, ao abordar o urucum e seu uso como pigmento natural, 4, ao explorar as representações de cadeias orgânicas, e 5, ao solicitar aos estudantes quêque realizem pesquisas na internet.

Além díssudisso, são trabalhadas as habilidades EM13CNT201, durante a abordagem da teoria da fôrçaforça vital, e EM13CNT307, ao explorar as propriedades do carbono, além de os TCTs Multiculturalismo, no boxe quêque discute o uso do urucum, e Ciência e Tecnologia, durante a narrativa histórica.

O início da Química Orgânica

O estudo sobre Química Orgânica inicia-se com a narrativa de fatos históricos, abordando, por exemplo, a origem da separação entre Química Orgânica e Química Inorgânica. Apesar de mantida até hoje, incluindo em livros didáticos, essa separação tem função apenas organizacional, já quêque as moléculas e os fenômenos estudados por ambas as áreas são regidos pelas mesmas leis naturais.

Entender o desenvolvimento histórico de uma Ciência permite compreender melhor sua organização e complexidade. Um conceito quêque pódepode parecer muito simples atualmente foi desenvolvido com base em muito trabalho e dedicação a seu estudo. Um exemplo quêque se pódepode citar é a estrutura do benzeno, proposta por Kekulé. Foi também esse cientista quêque apresentou postulados – válidos até hoje − quêque permitiram entender melhor a estrutura das substâncias orgânicas.

Trabalhar o boxe Reflita, quêque propõe indagar aos estudantes quais substâncias contém carbono, para levantar conhecimentos prévios. Esse momento é importante para apresentar a enorme quantidade e variedade de substâncias quêque contêm carbono.

Utilizar alguns dos exemplos citados e as imagens presentes no Livro do estudante para representar a variedade das substâncias compostas de carbono, por exemplo, o diamante e o grafite.

Propriedades do átomo de carbono

Representar o átomo de carbono na lousa, relembrando sua composição subatômica, e apresentar suas propriedades.

Explorar o boxe Algo A+: O urucum, quêque aborda a cultura dos povos originários e os conceitos químicos, quêquestionando os estudantes se alguém já teve contato com o urucum. Em caso de resposta afirmativa, pedir ao(s) estudante(s) que faça(m) um breve relato para a turma. O conteúdo apresentado no boxe Espaços de aprendizagem pódepode sêrser utilizado para aprofundar esse assunto.

Investigar, por meio do boxe Reflita, se os estudantes conhecem outros elemêntoselementos quêque podem formárformar cadeias e utilizar as respostas para apresentar as propriedades do carbono. Mencionar quêque, embora outros elemêntoselementos, como o silício, tam bém possam formárformar cadeias, eles são menos estáveis e diversificados em condições comuns na Terra. Além díssudisso, o carbono forma uma enorme diversidade de compostos estáveis nas mesmas condições ambientais quêque permitem a existência de á guaágua líquida, o quêque não ocorre com outros elemêntoselementos.

Ao abordar as representações das cadeias carbônicas, é fundamental certificar-se de quêque todos os estudantes as compreenderam adequadamente, pois a compreensão inadequada dêêssedesse conteúdo compromete o entendimento de grande parte do quêque será estudado na Unidade. Dedicar atenção especial às representações C e D, quêque são mais compléksascomplexas e podem gerar mais dúvidas.

Uma atividade complementar interessante para esse momento é solicitar aos estudantes quêque escôlhamescolham algumas das estruturas representadas no final do Tema e tentem escrevê-las de acôr-doacordo com a representação B.

Sugestão ésstraextra

• O ensino do conceito de alotropia do carbono por meio do anime Fullmetal Alchemist
No episódio 34 do anime Fullmetal Alchemist, é possível abordar o tema sobre a alotropia do carbono. No episódio intitulado “A teoria da avareza”, em tradução livre, o protagonista consegue alcançar seus objetivos percebendo quêque os hátomusátomos de carbono se combinam de formas distintas, ou seja, do grafite até o diamante.

Sugestão de leitura

• O mangá como uma ferramenta pedagógica: Fullmetal Alchemist
O texto aborda o uso do mangá como uma ferramenta para abordar diversos conceitos químicos em sala de aula.
SOUSA, Dineibergue Viana de éti áuet al. O mangá como uma ferramenta pedagógica: Fullmetal Alchemist. Infinitum: Revista Multidisciplinar, São Bernardo, v. 4, n. 6, p. 43-68, jan./jun. 2021. Disponível em: https://livro.pw/ixcuw. Acesso em: 9 nov. 2024.

Tema 26 – Os hidrocarbonetos

O petróleo é uma mistura compléksacomplexa de substâncias orgânicas de grande importânssiaimportância para a ssossiedadesociedade mundial. É dele quêque são obtidos a gasolina e o dízeldiesel, quêque, junto com outros combustíveis não derivados do petróleo, movimentam os veículos automotores, por exemplo. Como essa matéria-prima não é renovável, têm-se buscado alternativas, como o biodiesel, um combustível similar ao dízeldiesel, mas produzido a partir de recursos rêno-váveisrenováveis, como mamona, castanhas e óleos.

Para iniciar o trabalho dêêssedesse Tema, pode-se quêquestionar aos estudantes quais utilizações do petróleo e seus derivados eles conhecem. Exemplos que podem sêrser citados são a parafina e a vaselina, utilizadas na produção de cosméticos por causa das suas características hidratantes, plásticos de modo geral, borracha, asfalto, tintas, solventes, entre outros.

Em seguida, explicar o significado da palavra hidrocarboneto, quêque representa moléculas formadas apenas por hátomusátomos de carbono e hidrogênio, e comentar quêque as substâncias quêque compõem o petróleo são hidrocarbonetos.

É fundamental o estudo detalhado das substâncias pertencentes a essa função OR GÂNICAorgânica, porque, além de elas terem ampla aplicação em diversos setores da ssossiedadesociedade, também sérvemservem de base para a compreensão de substâncias mais compléksascomplexas, como, por exemplo, as proteínas e outras biomoléculas.

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A organização proposta para o Tema permite o trabalho com a macroárea Saúde dos TCTs, ao serem discutidas as características do benzeno, e Ciência e Tecnologia, ao explorar as propriedades dos hidrocarbonetos. São também abordadas as competências gerais 1, por meio da narrativa do sonho de Kekulé, 4, pelas representações de moléculas orgânicas, 5, ao propor uma pesquisa presente nas atividades, e 7, ao solicitar aos estudantes quêque justifiquem as propriedades dos alcinos.

A organização da construção do conhecimento neste Tema mobiliza as habilidades EM13CNT104, ao explorar a toxicidade do benzeno, EM13CNT301, ao avaliar a estrutura dos alcinos para explicar suas propriedades, e EM13CNT307, por meio dos exemplos quêque contextualizam os compostos orgânicos e suas aplicações.

Consequentemente, trabalha-se também a competência específica 3.

Alcanos, Alcenos, Alcinos e Alcadienos

A abordagem inicial está centrada nos hidrocarbonetos, substâncias orgânicas mais simples e das quais, do ponto de vista estrutural, derivam as demais. Os quatro subtemas iniciais apresentam os alcanos, os alcenos, os alcinos e os alcadienos, quatro dos principais grupos de hidrocarbonetos.

Iniciar a abordagem dêêssesdesses grupos com o primeiro boxe Reflita, indagando aos estudantes se eles conhecem substâncias quêque só contenham hátomusátomos de carbono e hidrogênio na sua fórmula. Apresentar a fórmula molecular das respostas citadas. Os demais bóksesboxes Reflita podem sêrser utilizados para contextualizar cada grupo de hidrocarboneto.

Para cada um dos grupos, explorar os diferentes tipos de representação e abordar exemplos de uso dêêssesdesses compostos. É importante apresentar as propriedades físico-químicas dos hidrocarbonetos comparando uns com os outros. Desse modo, ocorre a percepção da variação dessas propriedades em função da presença de ligações simples, duplas e triplas.

Convém comentar com os estudantes quêque o nome geral de cada grupo, alcanos, alcenos e alcinos, também segue uma das regras de nomenclatura dos hidrocarbonetos: -an- representa compostos saturados, -en- representa compostos com ligação dupla e -in- representa compostos com ligação tripla. Logo, alcanos é o nome genérico para compostos saturados; alcenos, para compostos com ligação dupla; e alcinos, para compostos com ligação tripla. Os alcadienos, por sua vez, são compostos com duas ligações duplas, -di-en-.

Os bóksesboxes Algo A+: Nomenclatura preferencial e Espaços de aprendizagem podem sêrser utilizados para ampliar os conteúdos do Tema. Enquanto o primeiro discute a existência de diferentes nomenclaturas oficiais para uma mesma molécula, o segundo indica um texto quêque discute a produção de metano em biodigestores.

Hidrocarbonetos de cadeia fechada

Diferenciar moléculas de cadeias abertas das moléculas de cadeias fechadas é uma das ações quêque os estudantes vão conseguir fazer com êsteeste subtema. Apresentar o questionamento do boxe Reflita, sobre o quêque diferencia uma molécula de cadeia aberta de uma molécula de cadeia fechada, e ouvir as hipóteses dos estudantes. Se julgar interessante, convidar um estudante para ir à lousa e tentar propor uma molécula de cadeia fechada, incluindo sua fórmula molecular e nomenclatura.

Comentar quêque os anéis de três carbonos são instáveis por causa da tensão angular quêque ocorre em sua estrutura. O ângulo ideal de ligação entre os hátomusátomos de carbono em uma cadeia linear de alcanos é de aproximadamente 109,5°. No entanto, em um ciclo de três carbonos, os hátomusátomos de carbono precisam formárformar um ângulo de aproximadamente 60°, o quêque cria uma grande tensão devido à proximidade das nuvens eletrônicas, gerando instabilidade no ciclo.

Hidrocarbonetos aromáticos

Neste subtema, o benzeno recebe destaque por sêrser uma substância precursora de uma grande variedade de outras substâncias, além de sêrser modelo para o entendimento de uma classe de substâncias denominadas aromáticas.

Após trabalhar as propriedades do benzeno, como sua toxicidade e a ressonância quêque o estabiliza, explorar o texto do boxe Algo A+: Kekulé e a estrutura do benzeno, quêque traz uma narrativa de como o cientista August Kekulé idealizou a estrutura do benzeno.

Tema 27 – Grupos funcionais, funções nitrogenadas e haletos orgânicos

As funções nitrogenadas apresentam grupos funcionais orgânicos quêque possuem hátomusátomos de nitrogênio ligados a estruturas de carbono. Esses compostos são muito importantes para a Química Orgânica e para a Bioquímica. Além delas, o Tema também aborda os haletos orgânicos, quêque têm um papel importante na Química Industrial.

A abertura do Tema traz uma das aplicações dêêssesdesses compostos e a imagem representa o uso de protetor solar, produto quêque geralmente apresenta moléculas orgânicas nitrogenadas como princípio ativo. Pode-se realizar questionamentos para iniciar os estudos dêêssedesse conteúdo, como “Alguém já usou protetor solar? Vocês sabem o quêque tem na composição dele?”.

O caminho pedagójikôpedagógico do Tema articula as competências gerais 4, por meio das representações de moléculas orgânicas, 5 e 7, ao solicitar quêque os estudantes realizem pesquisas na internet e elaborem textos a respeito delas, 6, ao narrar a descoberta da penicilina, demonstrando a importânssiaimportância da análise crítica de resultados experimentais inesperados na rotina de um pesquisador, e 8, ao discutir a influência do iôdoiodo na saúde humana.

A proposta pedagógica do Tema corrobora com os TCTs Saúde, ao discutir o funcionamento da tireoide, e Ciência e Tecnologia, ao apresentar as funções orgânicas, e mobiliza as habilidades EM13CNT104 e EM13CNT307, ao abordar o iôdoiodo e sua relação com a tireoide, bem como outros exemplos de aplicações ao longo do Tema, e EM13CNT301, ao propor atividades quêque requerem o levantamento de hipóteses e a avaliação de situações-problema.

Consequentemente, trabalha-se também a competência específica 3.

Grupos funcionais

Compreender o quêque são os grupos funcionais é importante para a entender os demais conceitos quêque serão abordados na Unidade. Como a diversidade de substâncias orgânicas é grande, os estudos foram centrados nas funções nitrogenadas, nos haletos orgânicos, nas funções oxigenadas e em algumas outras substâncias orgânicas de maior relevância.

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Após explicar o conceito de grupo funcional, utilizar o questionamento do boxe Reflita. Convém contextualizar quimicamente a pergunta, apresentando uma molécula de hidrocarboneto e, em seguida, indagar aos estudantes quêque mudanças ocorrem com a inserção de um átomo de nitrogênio, por exemplo. Se necessário, retomar os conceitos de eletronegatividade e de polaridade.

Para quêque os estudantes compreendam o conceito de grupo funcional, é importante apresentar as principais funções orgânicas, incluindo seus grupos funcionais e exemplos de uso dessas substâncias, d fórmade forma introdutória, pois elas serão exploradas no decorrer da Unidade.

Funções nitrogenadas

As funções nitrogenadas são importantes para os organismos vivos porque estão envolvidas em diversos processos biológicos, por exemplo, no metabolismo e na estrutura dos tecídostecidos.

Abordar esses conceitos d fórmade forma contextualizada por meio do boxe Reflita, quêque pódepode sêrser utilizado como introdução ao boxe Algo A+: As aminas e os maus odores. Outro exemplo quêque pódepode sêrser explorado é o da penicilina, uma amida. Ao abordá-la, enfatizar os aspectos sociais relativos à saúde do sêrser humano e os avanços promovidos pela descoberta da penicilina.

Uma atividade de ampliação para esse momento, quêque permite um aprofundamento com o componente curricular Biologia, é investigar o impacto da descoberta dos antibióticos na saúde geral da população.

Sugestão de leitura

• aleksander flêmimAlexander Fleming e a descoberta da penicilina
Pequeno texto quêque apresenta a história da descoberta da penicilina.
ALEXANDER FleminFleming e a descoberta da penicilina. Jornal Brasileiro de Patologia e Medicina Laboratorial, Rio de Janeiro, v. 45, n. 5, out. 2009. Capa. Disponível em: https://livro.pw/irnrf. Acesso em: 9 nov. 2024.

Haletos orgânicos

Para facilitar a compreensão dos estudantes sobre o tipo de compôztocomposto quêque vão estudar, iniciar a abordagem dêêssedesse tópico retomando o significado de haletos. Se necessário, apresentar a tabélatabela periódica, destacando o grupo 17, dos halogênios.

Para trazer contexto ao conteúdo abordado, explorar o boxe Algo A+: Iodo e tireoide, quêque traz kestõesquestões sobre a alimentação e o hormônio produzido na tireoide, e o texto indicado no boxe Espaços de aprendizagem, quêque trata de corantes naturais compostos por haletos orgânicos.

Outra forma de ampliação dêêssedesse conteúdo está no boxe Reflita, quêque questiona os estudantes sobre os cê éfe cêsCFCs. Esse assunto já foi apresentado na página 190 do Tema 14 e, se necessário, pódepode sêrser retomado. Trabalhar com os estudantes a estrutura dessa classe de moléculas e como elas afetam o equilíbrio da formação do gás ozônio.

Tema 28 – Funções oxigenadas

Substâncias orgânicas oxigenadas são encontradas com facilidade em diversos materiais e produtos comerciais quêque fazem parte do dia a dia dos estudantes. Antes de explorar o texto de abertura, propor uma pesquisa inicial sobre as funções oxigenadas para fazer um levantamento dessas substâncias. Caso não seja possível realizar essa pesquisa, apresentar a estrutura do etanol e compará-la à do propano, utilizado no gás de cuzinhacozinha, a fim de demonstrar a presença do átomo de oxigênio.

Os álcoois, enóis, fenóis, éteres, aldeídos, cetonas, ácidos carboxílicos e ésteres são abordados no subtema por meio de uma abordagem quêque apresenta as principais características dessas funções oxigenadas em conjunto com a descrição das aplicações, como, por exemplo, na fabricação de determinados produtos.

Essa abordagem metodológica promove as competências gerais 2, ao questionar os estudantes sobre as vantagens de adicionar etanol em outros combustíveis, 4, por meio das representações de moléculas orgânicas, 5 e 7, ao solicitar quêque os estudantes realizem pesquisas na internet e elaborem textos sobre elas, e 10, no trabalho sobre sabões e detergentes biodegradáveis.

O Tema mobiliza as habilidades EM13CNT104, EM13CNT203, EM13CNT206 e EM13CNT307, ao abordar a sustentabilidade de sabões e detergentes, incluindo impactos ambientais do descarte inadequado e a legislação vigente sobre o seu uso, EM13CNT306, ao trabalhar os problemas do uso de formol em procedimentos estéticos, e EM13CNT309, ao abordar os efeitos do etanol quando adicionado a outros combustíveis. São mobilizados os TCTs Meio Ambiente, no trabalho com sabões e detergentes, Saúde, na abordagem do formol, e Ciência e Tecnologia, ao apresentar as funções orgânicas oxigenadas e suas aplicações.

Consequentemente, trabalha-se também as competências específicas 2 e 3.

As principais funções oxigenadas

A presença do átomo de oxigênio nas funções oxigenadas ajuda a compreender as principais características dessas substâncias, quêque estão relacionadas com a eletronegatividade do oxigênio.

Para iniciar o subtema, apresentar a pergunta do boxe Reflita, quêque investiga a relação da polaridade de uma molécula com a presença do átomo de oxigênio. Comparar moléculas semelhantes, com e sem a presença de oxigênio, como etanol e propano, por exemplo, e discutir a polaridade envolvida. Se necessário, retomar o conceito de forças intermoleculares, já quêque esse momento permite entender a dinâmica das forças intermoleculares em uma molécula em decorrência da presença do oxigênio.

Ao apresentar cada uma das funções oxigenadas, inicialmente indicar onde essas substâncias são encontradas no cotidiano. Quando iniciar a função oxigenada álcoois, por exemplo, dialogar para identificar outros exemplos dessas substâncias. Utilizar esse momento para apresentar algumas características das substâncias em estudo e seguir para a próxima função oxigenada a sêrser explorada.

Seguindo com os conceitos, explorar as imagens e as substâncias quêque podem sêrser facilmente reconhecidas pêlospelos estudantes, como a manteiga, o vinagre e o sabão. Em relação a êsteeste último, investigar e explorar se eles já tiveram contato com alguma pessoa quêque produz sabão em casa.

Sobre esse assunto, o boxe Formação cidadã: Sabões biodegradáveis apresenta a questão dos impactos ambientais causados pelo uso de sabões e detergentes não biodegradáveis. Explicar aos estudantes quêque, até os anos 1980, a indústria de produtos químicos para uso doméstico foi vista

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apenas como uma contribuição benéfica para quem realizava tarefas domésticas. Sabões, amaciantes, alvejantes, desinfetantes e diversos outros produtos tí-nhãotinham um forte apelo comercial. Com o tempo, percebeu-se quêque o uso dêêssesdesses produtos tem consequências ambientais graves. Nesse sentido, é preciso pensar em produção industrial de tais substâncias considerando seus impactos ecológicos.

Há dois bóksesboxes Espaços de aprendizagem nesse Tema quêque podem sêrser utilizados para aprofundar o debate sobre as funções orgânicas. O primeiro deles, referente à função áucôlálcool, aborda a produção de etanol e de biodiesel no país, e o segundo, referente aos fenóis, discute o consumo de alimentos ricos em polifenóis e a atividade física.

Sugestão de leitura

• Sabões e detergentes
O seguinte artigo apresenta um experimento quêque envolve sabões e detergentes, contextualizando o conteúdo estudado no tema com uma atividade cotidiana.
VERANI, Cláudio Nazari; GONÇALVES, Débora Regina; NASCIMENTO, Maria dah-GraçaMaria da Graça. Sabões e detergentes como tema organizador de aprendizagens no ensino médio. Química Nova na Escola, [s. l.], n. 12, p. 15-19, nov. 2000. Disponível em: https://livro.pw/tvlpg. Acesso em: 9 nov. 2024.

Tema 29 – isômeríaIsomeria

Para o ensino de isômeríaisomeria, é importante apresentar aos estudantes o conceito de moléculas com mesma fórmula molecular, mas com diferentes arranjos estruturais, o quêque resulta em propriedades físicas e químicas distintas. O tema é fundamental na Química Orgânica e proporciona uma compreensão mais profunda sobre a diversidade de compostos e suas aplicações. Para facilitar o aprendizado, recomenda-se abordar primeiro os principais tipos de isômeríaisomeria – estrutural e espacial –, explorando exemplos práticos e relacionando-os a substâncias do cotidiano. A introdução de atividades e exercícios reflexivos é também uma boa estratégia para auxiliar os estudantes a diferenciar os tipos de isômero e a interpretar as consequências dessas diferenças.

O Tema promove as competências gerais 1, 7 e 10, ao abordar o caso da talidomida, 2, ao solicitar quêque os estudantes analisem a relação entre ácido lático e atividade física, 4, ao explorar diferentes representações moleculares, 5, ao solicitar quêque os estudantes realizem pesquisas na internet, 6, 8 e 9, na discussão sobre alimentação saudável, quêque envolve, por exemplo, explorar a produção de alimentos orgânicos e dialogar, com consciência crítica e responsabilidade, com familiares ou responsáveis sobre a possibilidade de realizarem mudanças nos hábitos alimentares.

Os TCTs mobilizados são Meio Ambiente e Saúde, durante a discussão de gordura trans e alimentação saudável, Ciência e Tecnologia, ao abordar os conceitos de isômeríaisomeria e suas aplicações, e Cidadania e Civismo, ao propor quêque os estudantes analisem o caso talidomida por um ponto de vista ético e científico.

Essa organização da construção do conhecimento mobiliza as habilidades EM13CNT101, ao analisar diferentes estruturas isoméricas, EM13CNT104, EM13CNT301 e EM13CNT307, ao propor quêque os estudantes investiguem os efeitos da talidomida, EM13CNT205, em atividade quêque solicita previsões acerca do comportamento da luz polarizada, EM13CNT206 e EM13CNT302, ao explorar a alimentação OR GÂNICAorgânica e os seus benefícios ao corpo e ao ambiente, bem como os prejuízos causados pelas gorduras trans, EM13CNT207 e EM13CNT306, ao propor aos estudantes quêque pesquisem por quêpor que a prática de musculação pódepode levar à formação de ácido lático no organismo.

Consequentemente, trabalha-se também as competências específicas 1, 2 e 3.

isômeríaIsomeria plana

Iniciar o subtema quêquestionando os estudantes se é possível que duas moléculas compostas pêlospelos mesmos hátomusátomos sêjamsejam diferentes. Após ouvi-los, apresentar as estruturas de duas substâncias diferentes de mesma fórmula molecular, como os exemplos mostrados no Livro do estudante. Se necessário, utilizar o boxe Reflita para complementar a discussão. Esse caminho é importante para a compreensão dos estudantes sobre o conceito de isômeríaisomeria. Em seguida, abordar o conceito de isômeríaisomeria e o significado da palavra: “mesma composição” (iso) e “partes” (meros).

Para cada tipo de isômeríaisomeria plana, com toda a turma e utilizando a lousa, apresentar uma molécula e o quêque deve variar nela para quêque se forme um isômero (por exemplo, em isômeríaisomeria de cadeia, deve-se variar o tamãnhotamanho da cadeia carbônica) e solicitar aos estudantes quêque proponham possíveis isômeros. Se possível, evitar utilizar os mesmos exemplos do Livro do estudante para aumentar o repertório dos estudantes.