Neste tópico das Orientações para o professor, serão apresentados os objetivos das unidades, bem como as habilidades e competências da BNCC trabalhadas em cada tema. Além disso, serão apresentadas orientações, sugestões de atividades e materiais complementares, assim como estratégias de avaliação para os conteúdos abordados em cada capítulo.

Unidade 1 A Química e a matéria do Universo

Nessa unidade, são abordados conteúdos relacionados ao desenvolvimento da Ciência ao longo do tempo, apresentando as explicações místicas dos fenômenos naturais e ressaltando suas diferenças em relação às explicações científicas, baseadas em observações, investigações e formulação de hipóteses. Outro papel significativo dessa unidade é mostrar aos estudantes que a Ciência é uma construção humana contínua, passível de alterações. Eles também vão perceber a importância da mulher no desenvolvimento científico, conhecendo as contribuições de muitas delas.

Objetivos da unidade

• Entender como são realizadas as investigações científicas.
• Identificar os diferentes tipos de conhecimento.
• Reconhecer que o conhecimento científico é uma construção humana contínua, passível de mudanças.
• Valorizar a participação da mulher no desenvolvimento científico.
• Reconhecer a importância da divulgação científica.
• Apontar os principais conceitos envolvidos no estudo da Química.
• Conhecer o modelo atômico e ver que ele é o resultado do trabalho de diversos cientistas.
• Entender a tabela periódica.
• Diferenciar substâncias e misturas.
• Analisar métodos de separação de misturas.

Justificativas

O tema dessa unidade e os conteúdos discutidos em cada capítulo são essenciais para que os estudantes entendam a importância do conhecimento científico. Isso permitirá a eles compreender os fenômenos naturais do cotidiano, resolver problemas de maneira eficaz e adotar uma postura crítica e consciente frente às questões relevantes da sociedade. O estudo de modelos científicos propostos em diferentes épocas permite a discussão da atividade científica como um empreendimento humano, que passa por constantes transformações, favorecendo o trabalho com a habilidade EM13CNT201.

Durante o estudo do desenvolvimento do conhecimento científico, os estudantes conhecerão importantes contribuições femininas, que os incentivarão a derrubar paradigmas e preconceitos que afastam as mulheres da Ciência, favorecendo o trabalho com a habilidade EM13CNT305.

Abertura da unidade - páginas 12 e 13

Inicie a abordagem dessas páginas solicitando aos estudantes que observem a fotografia e relatem o que pensam a respeito das informações que a análise de um fragmento de meteorito pode trazer sobre a constituição e a formação da matéria do Universo.

Respostas

a ) Resposta pessoal. Espera-se que os estudantes reconheçam a importância desses estudos, pois permitem compreender como os fenômenos da natureza ocorrem.

b ) Resposta pessoal. Conhecer a estrutura da matéria é importante para explicar propriedades e comportamentos dos materiais. Isso ajuda no desenvolvimento de novas tecnologias e na compreensão das reações químicas.

c ) Resposta pessoal. Reconhecer e valorizar as contribuições das mulheres na ciência é fundamental para promover a igualdade de gênero e garantir que talentos e perspectivas diversas sejam incluídos na pesquisa científica. Isso enriquece a ciência com novas ideias e abordagens, além de inspirar futuras gerações de cientistas.

d ) Resposta pessoal. Os estudantes podem dizer que o estudo de substâncias e misturas é essencial para o desenvolvimento de produtos e o tratamento de resíduos.

Capítulo 1 – A ciência moderna - páginas 14 a 27

Objetivos do capítulo

• Valorizar e utilizar os conhecimentos historicamente construídos.
• Conhecer as diversas funções que um químico pode desempenhar.

• Relacionar os conhecimentos químicos com os objetivos da Agenda 2030.
• Valorizar a diversidade de saberes, diferenciando as várias formas como ela se apresenta.
• Reconhecer a Ciência como manifestação sociocultural, sujeita a paradigmas referentes ao momento histórico.
• Contextualizar o desenvolvimento científico em diferentes culturas e sem distinção de gênero.

Após o trabalho com a página 14, oriente os estudantes para que conversem sobre outras maneiras, além de pesquisas em laboratório, de os saberes científicos serem criados e transmitidos. Para isso, realize a estratégia Think-pair-share. Solicite a cada estudante que pense em quais profissões ou atividades estão relacionadas à criação e à transmissão científica e como ocorrem. Após três minutos, peça a eles que se juntem em duplas e discutam suas conclusões. Solicite às duplas que mostrem os exemplos e exponham seus raciocínios. Anote na lousa os pontos principais. Essa atividade permite desenvolver a Competência geral 6 e o tema contemporâneo transversal Trabalho, pois incentiva os estudantes a refletir sobre diferentes profissões, levando-os a valorizar a diversidade de saberes e se apropriarem de conhecimentos que os permitam entender as relações do mundo do trabalho, bem como fazer escolhas alinhadas ao projeto de vida de cada um.

Compartilhe ideias - página 17

O boxe Compartilhe ideias da página 17 está relacionado ao tema contemporâneo transversal Trabalho ao tratar do alto número de publicações científicas e permitir a discussão a respeito de uma das atribuições dos cientistas. Esse boxe tem o objetivo de fazer os estudantes identificarem as dificuldades e os obstáculos relacionados à pesquisa e à publicação científica no Brasil. Se possível, pergunte a eles como acham que funciona o processo de publicação de artigos científicos e, se julgar interessante, proponha-lhes a elaboração de um artigo, nesses moldes, sobre o tema abordado nessa seção.

Resposta

a ) Espera-se que os estudantes citem que as pesquisas ainda enfrentam muitos obstáculos para seu desenvolvimento, como a falta de investimento e de pesquisadores e o processo burocrático para sua realização. Como medidas para melhorar a produção e a qualidade de trabalhos científicos no Brasil, eles podem citar incentivo e valorização das pesquisas científicas por parte da população em geral e ampliação da divulgação dos estudos científicos.

Ligado no tema - página 18

Objetivos

• Diferenciar conhecimento científico, conhecimento tradicional e senso comum.
• Reconhecer a importância da propriedade intelectual.

Orientações

Essa seção favorece o trabalho em conjunto com o professor do componente curricular de Sociologia, ao abordar os diferentes tipos de conhecimento. Questione os estudantes se já ouviram falar sobre esses tipos de conhecimento. Comente que cada um deles possui características específicas, que não podem ser desconsideradas, e que devem ser interpretadas dentro de seus devidos contextos. Explique que alguns conhecimentos populares, como a época adequada de semear e colher determinados tipos de cereais, foram sistematizados e incorporados pela ciência. Entretanto, também existem práticas oriundas do senso comum, transmitidas de geração em geração, que não têm respaldo científico.

Ligado no tema - página 26

Objetivos

• Conhecer a divulgação científica.
• Refletir sobre a confiabilidade de fontes de informação.
• Compreender a importância de divulgar o conhecimento científico.

Orientações

Depois que os estudantes lerem o cartaz da página 26, pergunte se já viram cartazes desse tipo e se conhecem outras formas de fazer uma divulgação científica. Caso mencionem outros exemplos, como por meio de redes sociais, incentive-os a compartilhar essas informações com o restante da turma. Enfatize os diversos formatos pelos quais esse conhecimento circula. Informar-se apenas por meio de posts ou vídeos em redes sociais proporciona uma compreensão diferente do conteúdo em comparação com a leitura de revistas sobre ciências, que por sua vez é diferente de participar de seminários e congressos.

O objetivo das questões b, c e d é fomentar nos estudantes um olhar crítico e criterioso para os conteúdos consumidos na internet. Se necessário, auxilie-os analisando as informações obtidas por eles. Verifique se os conteúdos estão relacionados à divulgação da área das ciências e se as fontes das informações são confiáveis.

Respostas - Páginas 19 e 20

1. a ) Porque o novo modelo rompe com os pensamentos aceitos até o momento, propondo uma nova organização para os astros do Sistema Solar. Observa-se, assim, uma quebra de paradigma: a Terra e os seres humanos deixam de ser destaque no centro do Universo para assumir posição semelhante à de outros astros, orbitando ao redor de uma estrela, o Sol.

b ) O objetivo dessa questão é levar os estudantes a entender que o conhecimento científico não é uma verdade absoluta: pode ser reformulado, complementado ou substituído quando se torna insuficiente para explicar fenômenos observados. Espera-se que eles comentem que algumas previsões do modelo geocêntrico não estavam de acordo com o observado, tornando-o incompatível com algumas constatações.

3. b ) Espera-se que os estudantes respondam que a pesquisa aponta como a infecção por esse vírus pode ser prejudicial à saúde, alertando a população. Assim, o cidadão pode e deve adotar medidas que evitem a proliferação do mosquito e a transmissão da doença, como remover água parada dos ambientes, manter caixas-d'água tampadas e não acumular resíduos nas residências.

6. c ) Uma vez reconhecidas as propriedades intelectuais por meio dos conhecimentos tradicionais, pode-se dar o devido crédito aos verdadeiros detentores do saber, e possíveis recursos econômicos provenientes de patentes podem ajudar a garantir a proteção e sobrevivência desses povos.

Respostas - Página 27

1. a ) Resposta pessoal. Espera-se que os estudantes reflitam e reconheçam que os erros que ocorrem quando o oxímetro é utilizado em pacientes negros podem indicar que, na fase de desenvolvimento do dispositivo, os testes foram feitos principalmente com pessoas de pele clara.

b ) Um resultado equivocado pode interferir no diagnóstico, pois indicará que a pessoa está com oxigenação maior do que a real, atrasando a possível hospitalização e o tratamento de um paciente.

c ) Espera-se que os estudantes respondam que novos aparelhos devem ser desenvolvidos e que pessoas negras devem fazer parte dos testes desses aparelhos. Dessa forma, evita-se a criação de produtos que possam apresentar desigualdades em seus usos e garante-se que todos se beneficiem das inovações científicas.

d ) Resposta pessoal. Espera-se que, com base na pesquisa realizada, os estudantes compreendam que o racismo científico surgiu no século XIX, usando a ciência para justificar e perpetuar preconceitos raciais ao tratar características como a cor da pele como forma de fundamentar uma hierarquia racial. Ao relacionar o tema pesquisado com os erros que ocorrem no uso de oxímetros, os estudantes podem identificar como preconceitos históricos ainda afetam a saúde e o acesso a cuidados médicos da população negra.

e ) Espera-se que os estudantes reconheçam que a ciência pode revelar preconceitos e vieses que tendem a ser reproduzidos por cientistas, mesmo sem intenção, em razão de o desenvolvimento científico se basear historicamente em padrões hegemônicos. Portanto, espera-se que eles reflitam e reconheçam que a diversidade no campo científico é essencial para agregar diferentes perspectivas e enriquecer a ciência.

4. Resposta pessoal. Essa atividade tem o objetivo de levar os estudantes a pesquisar a carreira acadêmica de cientistas mulheres, contribuindo para uma análise da diversidade nas áreas científicas. Tal informação pode revelar fragilidades e vieses dos sistemas de divulgação científica e de reconhecimento acadêmico.

Capítulo 2 – Conceitos iniciais de Química - páginas 28 a 37

Objetivos do capítulo

• Compreender a importância da padronização na Ciência.
• Utilizar corretamente grandezas e unidades de medida.
• Estimar ordem de grandeza.

Ao trabalhar o quadro com as grandezas e unidades de medida, leia com os estudantes todos os itens listados, enfatizando a diferença entre grandeza e unidade e destacando que as grandezas apresentam diferentes unidades.

Explore as ilustrações das páginas 29 e 30 mostrando aos estudantes como, no dia a dia, eles se deparam constantemente com situações em que grandezas físicas (as mesmas usadas em um laboratório de Química) são utilizadas. Inicie a discussão questionando-os sobre outras situações e contextos em que eles devem identificá-las para realizar alguma tarefa (a preparação de um suco, em que se calcula o volume de água a ser usado, a relação entre a massa e a quantidade de pão a ser comprada na padaria etc.). Assim, os estudantes poderão perceber que, na Química, eles devem usar essas grandezas como o fazem no cotidiano.

Nos tópicos sobre massa, peso, volume e densidade, questione os estudantes sobre a semelhança de alguns desses conceitos e como eles utilizam essas grandezas no dia a dia. É importante eles perceberem que, mesmo que o termo peso seja mais utilizado do que massa (geralmente se fala o peso de uma pessoa em quilogramas, por exemplo), ele não se aplica aos padrões científicos – ainda que seja um modo de pensar em situações do senso comum.

Faça uma relação dessa discussão no momento de abordar o volume e a densidade, pois os conceitos de densidade e peso podem ser confundidos pelos estudantes. É importante destacar que a densidade é uma relação entre o volume e a quantidade de matéria (massa). Faça uma comparação simples com a pergunta: "O que ‘pesa' mais: um 1 quilograma$1\text{ kg}$ de chumbo ou 1 quilograma$1\text{ kg}$ de algodão?". Muitos estudantes, intuitivamente, podem responder que o chumbo "pesa" mais, analisando os dois sistemas por meio da natureza do material (no dia a dia, julgamos que chumbo pesa muito mais que algodão). Destaque que a massa (quantidade de matéria) é a mesma (1 quilograma$1\text{ kg}$ para cada), mas as densidades são diferentes, pois 1 quilograma$1\text{ kg}$ de algodão ocupa um volume muito maior do que 1 quilograma$1\text{ kg}$ de chumbo. Dessa forma, mesmo que o chumbo e o algodão tenham a mesma massa, possivelmente, ao jogá-los em um recipiente com água, o chumbo afundará – por ter densidade maior, de 11 gramas por centímetros cúbicos$11\text{ g/}{\text{cm}}^3$ –, enquanto o algodão ficará na superfície da água, pois sua densidade é de 0 vírgula 45 grama por centímetro cúbico$\mathrm{0,45}\text{ g/}{\text{cm}}^3$, menor do que a densidade da água abre parênteses 1 grama por centímetro cúbico fecha parênteses$\left(1\text{ g/}{\text{cm}}^3\right)$.

Outro exemplo que pode despertar o interesse dos estudantes é a comparação entre gordura e músculo no corpo humano. A gordura ocupa mais espaço que o músculo, pois meio quilograma de gordura ocupa aproximadamente 18% mais volume do que meio quilo de músculo. Essa diferença ocorre porque a gordura é menos densa que o músculo, resultando em um maior volume para a mesma quantidade de massa.

Por fim, ao apresentar o conceito de pressão, aponte que, em Química, a compreensão desse conceito é importante, acima de tudo nos estudos sobre os gases e o processamento das reações químicas. A pressão pode influenciar significativamente a maneira como as transformações acontecem, afetando a taxa de ocorrência e a eficiência dos processos. Em uma panela de pressão, por exemplo, a elevada pressão acelera o cozimento dos alimentos. Isso demonstra como essa variável pode alterar as condições e o tempo necessário para completar uma transformação.

Ao abordar o barômetro de Torricelli, nas páginas 32 e 33, explique aos estudantes que o mercúrio é um metal pesado que pode causar danos ao organismo, prejudicando os sistemas nervoso, cardiorrespiratório e imunológico. Oriente-os a investigar as normas e regulamentações legais para o uso do mercúrio em produtos do cotidiano, no meio ambiente, na saúde pública e nas indústrias.

Aproveite para explicar aos estudantes a conexão entre altitude e pressão atmosférica, destacando que a pressão atmosférica diminui à medida que a altitude aumenta.

Para desenvolver a expressão que relaciona a pressão com a altura da coluna de mercúrio, na página 33, se necessário, retome o conceito de densidade e desenvolva a expressão na lousa junto com os estudantes.

Ao abordar temperatura e calor, é importante diferenciar esses dois conceitos por meio da discussão sobre sensações térmicas. Explore a ilustração utilizada na página 33, em que duas pessoas se questionam sobre o uso dos termos calor e quente.

Ao trabalhar os conteúdos da página 36, ressalte que a ordem de grandeza serve para estimar quantidades e, por isso, não representa um valor exato.

Respostas - Página 37

1. a )1.000 metros barra quilômetro vezes 3 quilômetros é igual a 3.000 metros$1.000\text{ m/km}\mathbf{·}3\text{ km}=3.000\text{ m}$

b )1 vezes 10 elevado a 6 milímetros barra quilômetro vezes 2 vírgula 5 quilômetros é igual a 2 vírgula 5 vezes 10 elevado a 6 milímetros$1\mathbf{·}{10}^6\text{ mm/km}\mathbf{·}\mathrm{2,5}\text{ km}=\text{2,5}\mathbf{·}{10}^6\text{ mm}$

c )1 vezes 10 elevado a 5 centímetro barra 1 quilômetro vezes 4 vírgula 5 quilômetros é igual a 4 vírgula 5 vezes 10 elevado a 5 centímetros$1\mathbf{·}{10}^5\text{ cm/}1\text{ km}\mathbf{·}\mathrm{4,5}\text{ km}=\mathrm{4,5}\mathbf{·}{10}^5\text{ cm}$

d )1.000 centímetros quadrados barra metro elevado ao quadrado vezes 3 vírgula 1416 metros quadrados é igual a 31.146 centímetros quadrados$1.000{\text{cm}}^2\text{/}{\text{m}}^2\mathbf{·}\mathrm{3,1416}{\text{m}}^2=31.146{\text{cm}}^2$

e )1 vezes 10 elevado a menos 6 metro quadrado barra milímetro elevado ao quadrado vezes 3 vírgula 5 milímetros quadrados é igual a 3 vírgula 5 vezes 10 elevado a menos 6 metro quadrado$1\mathbf{·}{10}^{-6}{\text{m}}^2\text{/}{\text{mm}}^2\mathbf{·}\mathrm{3,5}{\text{mm}}^2=\mathrm{3,5}\mathbf{·}{10}^{-6}{\text{m}}^2$

f )3 metros cúbicos vezes 1.000 decímetros cúbicos barra metro cúbico é igual a 3.000 decímetros cúbicos$3{\text{m}}^3\mathbf{·}1.000{\text{dm}}^3\text{/}{\text{m}}^3={3.000\text{ dm}}^3$

g )1.000 centímetros cúbicos barra decímetro cúbico vezes 450 vírgula 8 decímetros cúbicos é igual a 450.800 centímetros cúbicos${1.000\text{ cm}}^3\text{/}{\text{dm}}^3\mathbf{·}\text{450,8}{\text{ dm}}^3=450.800{\text{cm}}^3$

h )200 centímetros cúbicos vezes início de fração, numerador: 1 decímetro cúbico, denominador: 1.000 centímetros cúbicos, fim de fração é igual a 0 vírgula 2 decímetro cúbico$200{\text{cm}}^3\mathbf{·}\frac{1{\text{dm}}^3}{{1.000\text{ cm}}^3}=\mathrm{0,2}{\text{dm}}^3$

i )T subscrito K é igual a 100 mais 273 é igual a 373 portanto T subscrito K é igual a 373 Kelvin$T_{\text{K}}=100+273=373\mathbf{\therefore }{T}_{\text{K}}=373\text{ K}$

j )350 é igual a T subscrito C menos 273 portanto T subscrito C é igual a 77 graus Celsius$350=T_{\text{C}}-273\mathbf{\therefore }{T}_{\text{C}}=77°\text{C}$

k )50 minutos vezes início de fração, numerador: 60 segundos, denominador: 1 minuto, fim de fração é igual a 3.000 segundos$50\text{ min}\mathbf{·}\frac{60\text{ s}}{1\text{ min}}=3.000\text{ s}$

l )início de fração, numerador: 1 minuto, denominador: 60 segundos, fim de fração vezes 1.200 segundos é igual a 20 minutos$\frac{1\text{ min}}{60\text{ s}}\mathbf{·}1.200\text{ s}=20\text{ min}$

m )60 minutos barra 1 hora vezes 2 horas é igual a 120 minutos$60\text{ min/}1\text{ h}\mathbf{·}2\text{ h}=120\text{ min}$

n )início de fração, numerador: 1 hora, denominador: 3.600 segundos, fim de fração vezes 14.400 segundos é igual a 4 horas$\frac{1\text{ h}}{3.600\text{ s}}\mathbf{·}14.400\text{ s}=4\text{ h}$

3. A urina humana tem densidade maior do que a da água em razão da presença de compostos dissolvidos, como sais, ureia e proteínas. Esses materiais aumentam a massa da urina para um determinado volume, resultando em uma densidade maior.

4. Para determinar a massa da solução, primeiro, deve-se determinar a massa da água por meio da equação da densidade: d é igual a 'm' barra V implica em 'm' é igual a 1 vezes 380 é igual a 380 portanto 'm' é igual a 380 gramas$d=m\text{/}V\Rightarrow m=1\mathbf{·}380=380\mathbf{\therefore }m=380\text{g}$. A massa de hidróxido de sódio fornecida no enunciado é de 80 gramas$80\text{ g}$, portanto a massa da solução será: 'm' é igual a 80 gramas mais 380 gramas é igual a 460 gramas$m=80\text{ g}+380\text{ g}=460\text{ g}$. Já o volume da solução deve ser determinado por meio da equação da densidade utilizando a densidade da solução fornecida no enunciado: d é igual a 'm' barra V implica em V é igual a 460 barra 575 é igual a 0 vírgula 8 portanto V é igual a 800 mililitros$d=m\text{/}V\Rightarrow V=460\text{/}575=\mathrm{0,8}\mathbf{\therefore }V=800\text{ mL}$.

6. a ) A massa de um objeto é uma propriedade intrínseca que não depende da localização. Portanto, a massa da amostra é a mesma tanto na Terra quanto na Lua, 500 gramas$500\text{ g}$.

b ) O peso de um objeto é a força com que ele é atraído pela gravidade e depende tanto da massa do objeto quanto da aceleração da gravidade do local onde ele se encontra. Calculando-se, portanto, temos que o peso da amostra na Terra é 0 vírgula 5 quilograma vezes 9 vírgula 8 metros por segundo elevado ao quadrado é igual a 4 vírgula 9 newtons$\mathrm{0,5}\text{ kg}\mathbf{·}\mathrm{9,8}\text{ m/}{\text{s}}^2=\mathrm{4,9}\text{ N}$ e na Lua 0 vírgula 5 quilograma vezes 1 vírgula 6 metro por segundo elevado ao quadrado é igual a 0 vírgula 8 newton$\mathrm{0,5}\text{ kg}\mathbf{·}\mathrm{1,6}\text{ m/}{\text{s}}^2=\mathrm{0,8}\text{ N}$.

7. a ) O calor é transferido do chá quente para o ar ao seu redor principalmente por convecção. O ar próximo à superfície do chá aquece, torna-se menos denso e sobe, enquanto o ar mais frio desce para ocupar seu lugar, criando correntes de convecção que distribuem o calor.

b ) O aquecedor elétrico aquece o ambiente por meio de condução, convecção e irradiação. O resistor elétrico dentro do aquecedor converte energia elétrica em calor (condução). O ar ao redor do aquecedor aquece e circula pela sala (convecção). Além disso, o aquecedor emite radiação infravermelha, que aquece diretamente os objetos e as pessoas no ambiente (irradiação).

c ) O calor é sentido ao tocar a xícara de chá em razão da condução. O calor é transferido diretamente da superfície quente da xícara para a mão de uma pessoa por causa do contato direto entre os dois corpos.

Capítulo 3 – A matéria - páginas 38 a 56

Objetivos do capítulo

• Compreender o que é matéria e a sua constituição.
• Associar a evolução estelar à distribuição dos elementos químicos no Universo.
• Compreender a elaboração, os limites e as potencialidades dos modelos atômicos.
• Relacionar conhecimentos filosóficos e químicos.
• Descrever a estrutura de um átomo com base nos modelos atômicos atuais.

Para levantar os conhecimentos prévios dos estudantes a respeito do que a matéria é constituída, discuta com eles as questões propostas na página. Conduza a discussão de modo a introduzir o assunto dizendo que entender a constituição da matéria foi algo que sempre intrigou a humanidade, e mostre a representação de um modelo atômico na ilustração da página 38. Mostre-lhes também a estrutura dos átomos, indicando as partículas e as regiões que os constituem.

Incentive os estudantes a responder à questão inicial do texto, na página 39, sobre como surgiram os elementos químicos. Conduza a explicação da origem desses elementos relacionando-a à teoria de origem do Universo.

Por questões didáticas, foram suprimidas algumas partículas e antipartículas envolvidas na formação dos primeiros átomos. Se julgar conveniente, comente com os estudantes que os cientistas acreditam que os átomos de hélio e de hidrogênio se combinaram, formando a primeira molécula do Universo, conhecida como hidreto de hélio.

O estudo de modelos nas Ciências é fundamental para compreender a realidade. A Química está baseada em diversos modelos, como os atômicos, os moleculares, os matemáticos etc. Conheça o artigo Dificuldades de ensino e aprendizagem dos modelos atômicos em Química para obter mais informações sobre aprendizagem desses modelos na Química. Disponível em: https://s.livro.pro/gmx8ej. Acesso em: 22 set. 2024.

Para mais informações sobre a importância dos níveis representacionais no ensino da Química, leia o artigo: Os três níveis do conhecimento químico: dificuldades dos alunos na transição entre o macro, o submicro e o representacional. Disponível em: https://s.livro.pro/s8ddyv. Acesso em: 22 set. 2024.

Conexões com… - página 45

Objetivos

• Reconhecer a importância da historicidade nas Ciências.
• Perspectivar a teoria atômica em seu contexto histórico.

Orientações

Ao tratar desse assunto com os estudantes, mostre a eles que a busca pelo conhecimento da estrutura da matéria, dos movimentos dos corpos, da origem e da diversidade da vida, entre tantos outros temas aos quais nos dedicamos atualmente, já estava presente na humanidade desde os primeiros estudos da Filosofia.

Para orientar a resposta a essa questão, retome com os estudantes a ideia de Demócrito de que, dividindo a matéria em pedaços cada vez menores, as partículas seriam imperceptíveis ao olho humano, até o ponto que se tornassem indivisíveis. Questione-os sobre a plausibilidade dessa teoria, evidenciando que o atomismo grego buscava não apenas resolver questões sobre os fenômenos da natureza, mas também fornecer explicações para fenômenos específicos, ao passo que a teoria atômica moderna se concentra na relação entre as propriedades dos átomos e o comportamento que estes exibem em diversos fenômenos nos quais estão envolvidos.

Compartilhe ideias - página 50

O boxe Compartilhe ideias da página 50 está relacionado com a educação midiática, além de contribuir para desenvolver a Competência específica de Ciências da Natureza e suas Tecnologias 3, pois incentiva o envolvimento em processos de leitura, comunicação e divulgação do conhecimento científico relacionado à energia nuclear. Isso permite aos estudantes mais autonomia em discussões, analisando, argumentando e posicionando-se criticamente em relação ao tema. Veja mais dicas sobre como orientá-los em um Debate nas páginas XI e XII destas Orientações para o professor.

Oriente os estudantes a obter informações em fontes confiáveis, como livros ou outros recursos digitais. Solicite-lhes que proponham algumas ações e maneiras de levar o aprendizado dessa atividade para o dia a dia – tomar decisões éticas e responsáveis em situações do cotidiano, refletir antes de agir e avaliar os malefícios originados do uso indevido de informações.

As informações obtidas pelos estudantes podem ser apresentadas utilizando recursos digitais, pois eles próprios podem produzir/gravar um vídeo, elaborar um podcast, entre outras possibilidades. Esse tipo de abordagem possibilita-lhes criar maneiras próprias de divulgar suas opiniões e o conhecimento científico por meio de ferramentas que fazem parte das culturas juvenis.

Modelo de camadas nucleares - página 52

Ao ler o boxe complementar, comente com os estudantes que o fato de os núcleos com certo número de nêutrons e prótons serem especialmente estáveis já havia sido notado, mas que a física polonesa Maria Goeppert Mayer (1906 - 1972) foi a cientista que estudou essa estabilidade e propôs um modelo para explicá-la, denominado modelo de camadas nucleares.

Os cálculos para a determinação dos orbitais da teoria atômica atual são complexos e não fazem parte do escopo do Ensino Médio, por isso foram suprimidos. Cite o princípio da incerteza de Heisenberg, enunciado em 1927 pelo físico alemão Werner Heisenberg (1901-1976), que afirma que a posição e a velocidade dos elétrons em um átomo não podem ser conhecidas simultaneamente com total precisão.

Respostas - Página 43

1. a ) Foi a partir do Big Bang que se formaram os primeiros elementos químicos no Universo: o hélio e o hidrogênio. Já a formação das estrelas envolve uma série de eventos que possibilitaram e ainda possibilitam a diversificação dos elementos químicos.

b ) Em determinado momento da história da Terra, a combinação entre átomos de diferentes elementos químicos deu origem a moléculas orgânicas, que, por sua vez, originaram compostos mais complexos e essenciais à vida, como carboidratos, proteínas e ácidos nucleicos.

c ) Espera-se que os estudantes comentem que foi a partir de uma nuvem de gases e poeira, resultante da morte de uma estrela, que se formou a Terra. Os elementos químicos presentes nessa poeira foram incorporados ao planeta, originando moléculas orgânicas, que foram fundamentais para o desenvolvimento da vida terrestre, inclusive dos seres humanos.

Respostas - Páginas 55 e 56

2. a ) Alternativa V. De acordo com o modelo atômico proposto por Bohr, quando o elétron absorve energia suficiente, ele se desloca de um nível de menor energia para um de maior energia. Quando retorna ao nível original, o elétron emite, na forma de fóton, a mesma quantidade de energia antes absorvida.

b ) Espera-se que os estudantes comentem que os elétrons estão distribuídos na eletrosfera e se movimentam em torno do núcleo seguindo órbitas circulares, as chamadas camadas de energia. Eles podem se mover entre essas camadas, absorvendo ou emitindo energia. Sendo assim, a exposição dos adesivos à luz ambiente faz que eles absorvam essa energia, passando para camadas de energia mais afastadas do núcleo. No escuro, os elétrons excitados liberam, sob a forma de fóton, a energia previamente absorvida, resultando no brilho esverdeado característico desses objetos.

c ) Espera-se que os estudantes elaborem uma animação que inclua a representação de um átomo, com seu núcleo, diferentes níveis de energia e um elétron. Eles devem demonstrar que a absorção de energia (luz ambiente, no caso do exemplo) faz o elétron passar para camadas mais afastadas do núcleo, tornando-se excitado. No escuro, a energia que foi previamente absorvida é liberada sob a forma de um fóton, resultando no brilho característico desses objetos. Essa animação pode ser publicada no site da escola ou nas redes sociais.

d ) Espera-se que os estudantes comentem que sim, pois, ao serem mantidos no escuro, os elétrons do sulfeto de zinco não seriam excitados, impossibilitando a liberação de energia sob a forma de luz quando retornassem à camada de energia do estado estacionário.

e ) Resposta pessoal. Os estudantes podem citar interruptores de lâmpadas elétricas e placas de segurança.

Capítulo 4 – Organização dos elementos químicos - páginas 57 a 69

Objetivos do capítulo

• Compreender as informações presentes na tabela periódica.
• Conhecer o desenvolvimento da tabela periódica.
• Diferenciar elementos químicos naturais e sintéticos.

Antes de iniciar o trabalho com esse capítulo, se possível, leia o artigo a seguir, que apresenta a análise de diferentes estratégias para o ensino da tabela periódica.

FERREIRA, L. H.; CORREA, K. C. S.; DUTRA, J. L. Análise das estratégias de ensino utilizadas para o ensino da tabela periódica. Química Nova na Escola, v. 38, n. 4, p. 349-359, nov. 2016. Disponível em: https://s.livro.pro/uwgd31. Acesso em: 10 set. 2024.

Se julgar pertinente, faça pausas estratégicas durante a leitura das primeiras tabelas periódicas, desenvolvidas por diferentes cientistas ao longo da história, e pergunte aos estudantes sobre a contribuição dessa classificação para a construção do conhecimento a respeito da organização dos elementos químicos. Peça a cada um que responda a essa questão para o colega mais próximo. Essa atividade permite o trabalho com a metodologia ativa Turn and talk.

Nas páginas 58 e 59, são expostos modelos ultrapassados de organização da tabela periódica, mas que são muito importantes para os estudantes entenderem como foi tecida e aprimorada sua lógica de organização. Ressalte como os cientistas buscavam ordenar os elementos químicos de acordo com seus números atômicos e suas propriedades periódicas. Porém, muitos desses elementos ainda não eram conhecidos, e as propriedades específicas de alguns ainda não haviam sido determinadas, em razão da dificuldade de isolá-los e realizar experimentos.

Inicie o trabalho da página 61 solicitando aos estudantes que façam uma leitura da tabela periódica e comentem como os elementos químicos estão dispostos nela. Verifique se eles identificam a disposição em ordem crescente de seus números atômicos, distribuídos em períodos (linhas) e em grupos (colunas).

Oriente os estudantes a elaborar um texto sobre a importância da organização da tabela periódica para a compreensão do conhecimento a respeito dos elementos químicos. Incentive-os a refletir sobre como procedimentos e estratégias de leitura adequados podem favorecer essa compreensão.

Enfatize que os elementos químicos podem tanto ser encontrados na natureza quanto ser produzidos em laboratório e que alguns dos mais pesados são exclusivamente sintéticos. Esses átomos são muito instáveis, durando apenas alguns segundos ou frações de segundo. Mostre à turma como a Química é uma Ciência dinâmica ao comentar que os quatro elementos mais pesados foram inseridos na tabela apenas recentemente, em 2016.

Ao explorar a massa atômica dos elementos químicos, dê exemplos de alguns isótopos e informe como se calcula a massa atômica por intermédio de sua distribuição natural. Mencione o carbono abre parênteses C fecha parênteses$\left(\text{C}\right)$, que tem três isótopos naturais: sobrescrito 12${}^{12}\text{C}$, sobrescrito 13${}^{13}\text{C}$ e sobrescrito 14 C${}^{14}\text{C}$. O isótopo sobrescrito 12${}^{12}\text{C}$ tem massa igual a 12 u$12\text{ u}$ (6 prótons e 6 nêutrons) e distribuição natural de aproximadamente 99,0%. O isótopo sobrescrito 13${}^{13}\text{C}$ tem massa igual a 13 unidades$13\text{ u}$ (6 prótons e 7 nêutrons) e distribuição natural de aproximadamente 1,0%. O isótopo sobrescrito 14 C${}^{14}\text{C}$ tem massa igual a 13 unidades$13\text{ u}$ (6 prótons e 8 nêutrons) e distribuição natural desprezível. A massa atômica do carbono é calculada fazendo-se a média ponderada: abre parênteses 12 unidades vezes 0 vírgula 99 fecha parênteses mais abre parênteses 13 unidades vezes 0 vírgula 0 1 fecha parênteses é igual a 12 vírgula 0 1 unidades$\left(12\text{ u}\mathbf{·}\mathrm{0,99}\right)+(13\text{ u}\mathbf{·}\mathrm{0,01})=\mathrm{12,01}\text{ u}$.

Explique que os elementos químicos podem ter isótopos naturais e artificiais (sintetizados em laboratório). Para a determinação da massa atômica, leva-se em consideração apenas a distribuição dos isótopos naturais.

Ressalte que isótopos possuem sempre o mesmo número de prótons, os quais, por sua vez, determinam o número atômico do elemento químico em questão. Desse modo, isótopos sempre são de um mesmo elemento químico.

Ao tratar de grupos, na página 63, será abordado o conceito de distribuição e configuração eletrônica do nível de valência. Mostre aos estudantes que essa configuração é facilmente obtida observando-se a posição do elemento na tabela periódica.

Elementos químicos dos grupos 1 e 2 apresentam apenas a subcamada s na camada de valência. Assim, sua configuração eletrônica será n s elevado a 1$\text{n}{\text{s}}^1$ ou n s elevado ao quadrado${\text{ns}}^2$, sendo n o período do elemento. O elemento berílio, por exemplo, está no 2º período e no 2º grupo da tabela. Assim, sua configuração eletrônica de valência é 2 s elevado ao quadrado$2{\text{ s}}^2$.

Elementos químicos dos grupos 13 ao 18 apresentam a subcamada s completa e a subcamada p em processo de preenchimento (ou completamente preenchida para os elementos do grupo 18). Portanto, sua configuração eletrônica será do tipo n s elevado ao quadrado n p elevado a início expoente, 1 menos 6, fim expoente${\text{ns}}^2\text{ n}{\text{p}}^{1-6}$, sendo que o número atribuído à subcamada p será 1 para o grupo 13, 2 para o 14, e assim por diante, até 6 para o grupo 18. O estanho abre parênteses S n fecha parênteses$\left(\text{Sn}\right)$, por exemplo, localiza-se no 5º período e no 14º grupo da tabela. Assim, sua configuração eletrônica de valência é 5 s elevado ao quadrado 5 p elevado ao quadrado$5{\text{s}}^{2}5{\text{p}}^2$.

Elementos dos grupos 3 ao 12, excluindo-se os lantanídios e os actinídios, apresentam as subcamadas s e p da camada de valência completas e a subcamada d em processo de preenchimento (ou completamente preenchida para os elementos do grupo 12). Além disso, a subcamada de valência d se encontra em um nível inferior à camada mais externa no átomo. Portanto, sua configuração eletrônica será do tipo abre parênteses n menos 1 fecha parênteses d elevado a início expoente, 1 menos 10, fim expoente$\left(\text{n}-1\right){\text{d}}^{1-10}$, sendo que o número atribuído à subcamada d será 1 para o grupo 3, 2 para o 4, e assim por diante, até 10 para o grupo 12. O cobalto abre parênteses C o fecha parênteses$\left(\text{Co}\right)$, por exemplo, localiza-se no 4º período e no 9º grupo da tabela. Assim, sua configuração eletrônica de valência é 3 d elevado a 7$3{\text{d}}^7$.

Os elementos dos períodos 6 e 7, grupo 3, subdividem-se nas séries dos lantanídios e dos actinídios, respectivamente. Esses elementos apresentam as subcamadas n, p e d da camada de valência completas e a subcamada f em processo de preenchimento – ou completamente preenchida para os elementos lutécio abre parênteses L u fecha parênteses$\left(\text{Lu}\right)$ e laurêncio abre parênteses L r fecha parênteses$\left(\text{Lr}\right)$. Além disso, a subcamada f se encontra em dois níveis inferiores à camada mais externa do átomo. Portanto, sua configuração eletrônica será do tipo abre parênteses n menos 2 fecha parênteses f elevado a início expoente, 1 menos 14, fim expoente$\left(\text{n}-2\right){\text{f}}^{1-14}$. O urânio abre parênteses U fecha parênteses$\left(\text{U}\right)$, por exemplo, localiza-se no 7º período e no 4º grupo da série dos actinídios. Assim, sua configuração de valência é 5 f elevado a 4$5{\text{f}}^4$.

Explicite que o hélio abre parênteses He fecha parênteses$\left(\text{He}\right)$ é o único gás nobre que apresenta configuração eletrônica n s elevado ao quadrado${\text{ns}}^2$. Isso porque possui apenas dois elétrons, ambos na subcamada s do primeiro nível.

Cite a ocorrência e a formação de cátions ao explicar os metais e de ânions ao explicar os não metais. Nesse momento, não será necessário abordar a formação de ligações iônicas, mas é interessante trabalhar brevemente a regra do octeto, a fim de que os estudantes entendam por que alguns elementos perdem e outros ganham elétrons.

Ao analisar os grupos de elementos da tabela periódica, ressalte que não é preciso que os estudantes memorizem as posições dos elementos químicos. Sempre que necessário, enfatize que a tabela não deve ser memorizada, pois se trata de uma ferramenta de estudo e consulta. Nesse momento, é importante que associem os grupos às principais características dos elementos que os compõem.

Após abordar todas as classificações da tabela periódica, na página 64, apresente um resumo das principais classificações. Para os metais, destaque que, em sua maioria, são sólidos em condições ambiente e sua reatividade varia, sendo que muitos deles são encontrados na natureza somente formando outros compostos químicos. Para os ametais, mencione que eles estão nos grupos 14 (do carbono), 15 (do nitrogênio), 16 (calcogênios) e 17 (halogênios) e que as propriedades físicas e químicas podem diferir bastante entre os elementos. Sobre os gases nobres (elementos do grupo 18, com exceção do oganessônio), comente que, em geral, são muito estáveis e pouco reativos.

Contribuição de mulheres para a tabela periódica - página 65

Ao trabalhar o boxe Contribuição de mulheres para a tabela periódica, enfatize a importância das cientistas na descoberta de novos elementos químicos ao longo da história. Essa reflexão é importante, pois ainda é comum que as mulheres sejam sub-representadas enquanto produtoras de conhecimento científico. Incentive-os a refletir sobre os fatores que dificultam o acesso das mulheres à educação formal, bem como os motivos pelos quais muitas vezes suas contribuições são apagadas da história.

Conexões com… - páginas 66 e 67

Objetivos

• Compreender o processo de criação de elementos químicos sintéticos.
• Desenvolver o pensamento crítico e analítico sobre a representação da Ciência em filmes e outras mídias.

Orientações

Ao longo da leitura do texto, ressalte que o filme e o personagem mencionados nessa seção são produtos de uma obra ficcional. Ao mencionar os objetivos e resultados do acelerador de partículas desenvolvido pelo personagem e o acelerador de partículas presente no Laboratório Nacional de Luz Síncroton, em Campinas (SP), os estudantes podem perceber os limites da Ciência na história do personagem. Além disso, ao se depararem com alguns resultados comprovados que já foram obtidos por meio desses instrumentos, os estudantes compreendem a importância das pesquisas científicas no estudo da matéria. Destaque que os aceleradores de partículas são instrumentos importantes principalmente na área da Física.

Respostas - Página 60

1. c ) Para analisar quais elementos formam tríades, é preciso que os estudantes calculem a média aritmética entre a maior e a menor massa e verifiquem se corresponde à massa do elemento central.

I ) Massa prevista de P é igual a início de fração, numerador: 14 mais 75, denominador: 2, fim de fração é igual a 44 vírgula 5$\text{P}=\frac{14+75}{2}=\mathrm{44,5}$. Como 44 vírgula 5 é diferente de 31$\mathrm{44,5}\ne 31$, não é uma tríade.

II ) Massa prevista de S é igual a início de fração, numerador: 16 mais 79, denominador: 2, fim de fração é igual a 47 vírgula 5$\text{S}=\frac{16+79}{2}=\mathrm{47,5}$. Como 47 vírgula 5 é diferente de 32$\mathrm{47,5}\ne 32$, não é uma tríade.

III ) Massa prevista de T i é igual a início de fração, numerador: 45 mais 51, denominador: 2, fim de fração é igual a 48$\text{Ti}=\frac{45+51}{2}=48$. Como a massa prevista corresponde à massa do titânio, trata-se de uma tríade.

IV ) Massa prevista de L i é igual a início de fração, numerador: 7 mais 39, denominador: 2, fim de fração é igual a 23$\text{Li}=\frac{7+39}{2}=23$. Como a massa prevista corresponde à massa do lítio, trata-se de uma tríade.

Capítulo 5 – Substâncias e misturas - páginas 70 a 101

Objetivos do capítulo

• Conhecer a definição, a classificação e as propriedades das substâncias e misturas.
• Conhecer os principais métodos de separação de misturas.
• Entender a importância do saneamento básico para a garantia da saúde da população.

Ressalte as vantagens e desvantagens do uso do gás hidrogênio como combustível. Um exemplo de vantagem é o fato de sua combustão liberar apenas água abre parênteses H subscrito 2 O fecha parênteses$\left({\text{H}}_2\text{O}\right)$. Entre as desvantagens está o fato de ser um gás altamente reativo, que pode causar explosão se mal manipulado.

Ao abordar as propriedades das substâncias, comente que a densidade depende da temperatura do sistema. Por exemplo, a 0 grau Celsius$0°\text{C}$, a densidade da água é 0 vírgula 9998410 grama por mililitro$\mathrm{0,9998410}\text{ g}\text{/}\mathrm{\text{mL}}$, e a 100 graus Celsius$100°\text{C}$, é 0 vírgula 95837 grama por mililitro$\mathrm{0,95837}\text{ g/mL}$.

Para formular as hipóteses sobre o fenômeno ilustrado na página 82, é importante que os estudantes articulem o conhecimento sobre os tipos de solução, relacionando a formação dos cristais às soluções supersaturadas.

Aproveite para conversar com a turma sobre como, muitas vezes, as produções midiáticas, principalmente os vídeos curtos, utilizam termos sem rigor científico apenas para chamar a atenção do espectador. É o caso dos vídeos que mostram o "gelo" instantâneo.

Debata com os estudantes a importância do tratamento da água, relacionando-o com os conceitos de substância pura e mistura. Pergunte a eles se conhecem a qualidade da água que consomem e solicite uma pesquisa para investigar isso. Nessa etapa inicial, é fundamental que os estudantes reconheçam a relevância dos conhecimentos da Química e como esses conhecimentos podem ajudá-los a agir criticamente na sociedade, promovendo reflexões e mudanças.

Ligado no tema - páginas 96 e 97

Objetivos

• Compreender a importância do tratamento de água e esgoto.
• Analisar as principais informações contidas em uma fatura de água.

Orientações

Para conduzir essa seção, é possível pedir a cada estudante que observe o consumo de água mensal em uma fatura de sua casa (em metros cúbicos) e compartilhe essa informação para que a análise possa ser feita em sala de aula. Em ambos os casos, o foco não deve ser somente a análise individual, mas também a reflexão sobre os aspectos sociais que envolvem o consumo de água. Assim, são trabalhados simultaneamente os temas contemporâneos transversais Educação financeira e Educação ambiental.

Na questão a dessa seção, incentive os estudantes a associar os riscos com as doenças transmitidas por água contaminada estudadas no componente curricular de Biologia. Se necessário, consulte o professor desse componente para discutir possíveis articulações entre os conteúdos. Na questão b, leve os estudantes a refletir sobre o motivo pelo qual alguns cidadãos não têm acesso a direitos como previstos na Constituição. Para responder à questão c, mesmo que os estudantes não conheçam pessoalmente um bairro que vivencie essa situação, eles podem citar locais mencionados em jornais, na internet ou em outros meios de comunicação. Caso o estudante não tenha acesso a uma fatura de água individualizada para responder à questão d, oriente-o a obter a informação na fatura de água de outros familiares. Caso haja dúvidas na questão e, com base na mesma fatura do item anterior, mostre onde está o volume de água total consumido.

Prática científica - páginas 98 e 99

Objetivos

• Realizar a separação de misturas.
• Identificar os materiais separados na prática.
• Representar as etapas de separação em um fluxograma.

Orientações

Ao elaborarem suas hipóteses e conclusões sobre os fenômenos observados no experimento, os estudantes trabalham a habilidade EM13CNT301.

Os materiais usados nessa prática, bem como os processos envolvidos, não são perigosos. As pedras de construção podem ser substituídas por outras pedras, assim como os clipes podem ser substituídos por pequenos pregos ou parafusos. No lugar do papel-filtro, pode ser usado um filtro de pano, como os de coar café. Os materiais que não podem ser reutilizados ao final da prática podem ser descartados no lixo doméstico.

Verifique com antecedência os materiais que serão usados na prática. A serragem de madeira deve ter tamanho suficiente para não passar na peneira, por isso não use serragem de madeira em pó. A areia deve ser a mais fina, então sugerimos que a peneire com antecedência, pois pode ser que contenha outros materiais. Teste se o ímã está atraindo os clipes.

Na etapa H, o tempo varia de acordo com a temperatura, a incidência do sol, a umidade relativa do ar e a concentração do sal.

Respostas

1. Possível resposta:

É possível que os estudantes montem o fluxograma de forma diferente, colocando mais informações ou sendo mais sucintos. A representação também pode variar, apresentando as informações dentro ou fora de formas de retângulo e/ou losango com setas ou fios. Se julgar necessário, antes da resolução dessa questão, incentive os estudantes a pesquisar na internet os termos fluxograma de separação de misturas e fluxograma com imagens. Outra opção é pesquisar e selecionar alguns exemplos para mostrar a eles. Com a pesquisa, os estudantes têm mais referência de como elaborar o fluxograma.

2. Copo 1 – areia; copo 2 – serragem de madeira; copo 3 – clipes metálicos; copo 4 – pedras; copo 5 – sal.

3. Espera-se que eles identifiquem que as misturas homogêneas são as que apresentam uma fase, como a mistura de água e sal. As misturas heterogêneas são as misturas que apresentam duas fases ou mais; por exemplo, a mistura de areia, água e sal, que apresenta duas fases.

4. Sim. Possíveis respostas: Imantação, catação, peneiração, dissolução, filtração e evaporação; catação, peneiração, imantação, dissolução, filtração e evaporação.

5. Resposta pessoal. Espera-se que os estudantes citem: substituir a evaporação por destilação simples; substituir peneiração por levigação para separar materiais mais densos, como areia, pedra e clipes; incluir abanação/ventilação para separar a serragem, caso a utilizada seja a do tipo mais leve.

6. Resposta pessoal. Oriente os estudantes sobre o tipo de recurso que eles podem utilizar para produzir as publicações. Reforce as principais informações que eles devem apresentar, como imagens dos procedimentos e explicações, e quais devem evitar compartilhar, como fotografias ou detalhes pessoais dos envolvidos.

Respostas - Página 77

1. Alternativa c. Apenas dois elementos químicos estão representados na imagem: um representado pelas esferas vermelhas e outro pelas esferas pretas.

2. O objeto é feito de alumínio abre parênteses A l fecha parênteses$\left(\text{A}\mathcal{\text{l}}\right)$. Considere V subscrito inicial é igual a 7 mililitros$V_{\text{inicial}}=7\text{ mL}$ e V subscrito final é igual a 21 mililitros$V_{\text{final}}=21\text{ mL}$.

delta V é igual a V subscrito final menos V subscrito inicial implica em 21 mililitros menos 7 mililitros é igual a 14 mililitros$\text{Δ}V=V_{\text{final}}-V_{\text{inicial}}\Rightarrow 21\text{ mL}-7\text{ mL}=14\text{ mL}$

d é igual a 'm' sobre V implica em d é igual a início de fração, numerador: 37 vírgula 8, denominador: 14, fim de fração portanto d é igual a 2 vírgula 7 gramas vezes mL elevado a menos 1$d=\frac{m}{V}\Rightarrow d=\frac{\mathrm{37,8}}{14}\mathbf{\therefore }d=\mathrm{2,7}\text{ g}\mathbf{·}{\text{mL}}^{-1}$ ou 2 vírgula 7 gramas vezes centímetro elevado a menos 3$\mathrm{2,7}\text{ g}\mathbf{·}{\text{cm}}^{-3}$

4. A atividade também pode ser conduzida em sala de aula. Leve uma caixa de leite para que toda a turma analise e responda às questões, individualmente ou em grupos.

8. As massas molares dos elementos se referem a 1 mol$1\mathrm{\text{mol}}$ de átomos. Assim, dividindo as massas pelo número de Avogadro abre parênteses 6 vírgula 0 2 vezes 10 elevado a 23 fecha parênteses$\left(\mathrm{6,02}\cdot {10}^{23}\right)$, obtemos a massa de um único átomo.

'm' subscrito C é igual a início de fração, numerador: 12 gramas barra mol, denominador: 6 vírgula 0 2 vezes 10 elevado a 23 mol elevado a menos 1, fim de fração é igual a 1 vírgula 99 vezes 10 elevado a menos 23 grama$m_{\text{C}}=\frac{12\text{ g/mol}}{\mathrm{6,02}\mathbf{·}{10}^{23}{\text{mol}}^{-1}}=\mathrm{1,99}\mathbf{·}{10}^{-23}\text{ g}$

'm' subscrito O é igual a início de fração, numerador: 16 gramas barra mol, denominador: 6 vírgula 0 2 vezes 10 elevado a 23 mol elevado a menos 1, fim de fração é igual a 2 vírgula 66 vezes 10 elevado a menos 23 grama$m_{\text{O}}=\frac{16\text{ g/mol}}{\mathrm{6,02}\mathbf{·}{10}^{23}{\text{mol}}^{-1}}=\mathrm{2,66}\mathbf{·}{10}^{-23}\text{ g}$

'm' subscrito H é igual a início de fração, numerador: 1 grama barra mol, denominador: 6 vírgula 0 2 vezes 10 elevado a 23 mol elevado a menos 1, fim de fração é igual a 1 vírgula 66 vezes 10 elevado a menos 24 grama$m_{\text{H}}=\frac{1\text{ g/mol}}{\mathrm{6,02}\mathbf{·}{10}^{23}{\text{mol}}^{-1}}=\mathrm{1,66}\mathbf{·}{10}^{-24}\text{ g}$

Portanto, para as moléculas representadas, temos:

'm' início subscrito, C O subscrito 2, fim subscrito é igual a abre colchetes abre parênteses 1 vírgula 99 vezes 10 elevado a menos 23 fecha parênteses mais 2 vezes abre parênteses 2 vírgula 66 vezes 10 elevado a menos 23 fecha parênteses fecha colchetes grama é igual a$m_{\text{C}{\text{O}}_2}=\left[\left(\mathrm{1,99}\mathbf{·}{10}^{-23}\right)+2\mathbf{·}\left(\mathrm{2,66}\mathbf{·}{10}^{-23}\right)\right]\text{ g}=$

é igual a 7 vírgula 31 vezes 10 elevado a menos 23 grama$=\mathrm{7,31}\mathbf{·}{10}^{-23}\text{g}$

'm' início subscrito, H subscrito 2, fim subscrito é igual a 2 vezes abre parênteses 1 vírgula 66 vezes 10 elevado a menos 24 fecha parênteses grama é igual a 3 vírgula 32 vezes 10 elevado a menos 24 grama$m_{{\text{H}}_2}=2\mathbf{·}\left(\mathrm{1,66}\mathbf{·}{10}^{-24}\right)\text{ g}=\mathrm{3,32}\mathbf{·}{10}^{-24}\text{ g}$

'm' início subscrito, O subscrito 2, fim subscrito é igual a 2 vezes abre parênteses 2 vírgula 66 vezes 10 elevado a menos 23 fecha parênteses grama é igual a 5 vírgula 32 vezes 10 elevado a menos 23 grama$m_{{\text{O}}_2}=2\mathbf{·}\left(\mathrm{2,66}\mathbf{·}{10}^{-23}\right)\text{ g}=\mathrm{5,32}\mathbf{·}{10}^{-23}\text{ g}$

9. Inicialmente, calcula-se a massa correspondente ao volume do copo:

d é igual a 'm' sobre V implica em 'm' é igual a 1 vírgula 0 grama vezes centímetro elevado a menos 3 vezes 36 centímetros cúbicos é igual a 36 gramas$d=\frac{m}{V}\Rightarrow m=\mathrm{1,0}\text{ g}\cdot {\text{cm}}^{-3}\cdot 36{\text{cm}}^3=36\text{ g}$

Sabendo a massa molar da água, calcula-se a quantidade de matéria em mols:

M é igual a 'm' sobre n implica em n é igual a início de fração, numerador: 36 gramas, denominador: 18 gramas vezes mol elevado a menos 1, fim de fração é igual a 2 mol$M=\frac{m}{n}\Rightarrow n=\frac{36\text{ g}}{18\text{ g}\cdot {\text{mol}}^{-1}}=2\text{ mol}$

Considerando o número de Avogadro, tem-se:

Quantidade de moléculas é igual a 2 mol vezes 6 vírgula 0 2 vezes 10 elevado a 23 moléculas vezes mol elevado a menos 1 é igual a 12 vírgula 0 4 vezes 10 elevado a 23 moléculas$\begin{array}{l}\text{Quantidade de moléculas}=2\text{ mol}\cdot \mathrm{6,02}\cdot {10}^{23}\text{ moléculas}\cdot {\text{mol}}^{-1}=\\ \mathrm{12,04}\cdot {10}^{23}\text{ moléculas}\end{array}$.

Respostas - Páginas 86 e 87

1. a ) A soda cáustica reage com o óleo, formando produtos solúveis em água e gordura.

b ) Sem a adição da soda cáustica, formaria-se um sistema heterogêneo com duas fases (óleo e água), pois o óleo não se dissolve na água.

c ) Espera-se que os estudantes comentem que o descarte inadequado de óleo de cozinha é altamente prejudicial ao meio ambiente. Ao ser destinado a uma cooperativa, garante-se que o óleo não seja descartado de forma inadequada. Além disso, o próprio processo de reciclagem reduz o descarte de lixo e resíduos. Do ponto de vista econômico e social, evitam-se gastos extras com o tratamento de esgoto e possíveis problemas em razão do entupimento de tubulações. Outro fator positivo é a produção de sabão incentivar a produção e o comércio locais, além de gerar empregos para a comunidade.

3. Espera-se que os estudantes apontem que o soro caseiro é composto de água, açzcar e sal de cozinha, sendo a água o solvente, e os outros componentes, os solutos. No corpo humano, ele evita a desidratação e ajuda na reposição de sais minerais.

4. A torre é construída colocando-se primeiro os líquidos mais densos e depois os menos densos. Entretanto, também é preciso verificar a solubilidade entre os líquidos para que eles não se misturem. Assim, a torre é preparada com a adição das substâncias na ordem: água, óleo, álcool e querosene.

6. a ) A identificação de uma solução coloidal pode ser feita passando um feixe de luz pela solução, pois, caso seja, evidenciará o efeito Tyndall.

b ) Espera-se que os estudantes digam que Venâncio agiu adequadamente, pois desconfiou de uma informação recebida sem fontes confiáveis e decidiu pesquisar, checando o que pesquisadores falam sobre o assunto. Verifique se eles percebem que Fernando agiu inadequadamente, pois confiou em informações que recebeu em um vídeo, sem checar sua veracidade; da mesma forma, Gilmar acreditou em supostas experiências independentes de terceiros, sem buscar informações validadas cientificamente.

Respostas - Páginas 100 e 101

1. f ) Os estudantes podem comentar que os primeiros métodos de tratamento de água, como o relatado no texto, incluíam apenas a filtração em caixas de areia. Em seguida, foi adicionado o tratamento com cloro (desinfecção). Atualmente, a água passa por diferentes etapas em uma estação de tratamento, como floculação, decantação, filtração, desinfecção e fluoração. Além disso, é indicado o tratamento caseiro da água tratada nas ETA antes de ser consumida pelo ser humano.

2. Nesse caso, é possível utilizar o método de separação magnética, uma vez que a agulha metálica seria atraída pelo ímã. Outra possibilidade é utilizar a catação, método no qual se separa um dos componentes sólidos com as mãos. Nessa situação, por ser um objeto perfurante, a catação deve ser feita com equipamento de proteção adequado, como luvas antiperfurantes.

4. Os estudantes devem associar a extração ao fato de alguns componentes do chá serem separados após sua dissolução em água, produzindo o extrato. Como os galhos ou as folhas do chá estão dentro do papel que compõe o sachê, esse objeto funciona como um sistema de filtração, uma vez que os componentes sólidos são retidos.

5. Estações de tratamento de água não utilizam o método de destilação, pois nesse caso seria produzida água destilada (livre de sais minerais), a qual não é própria para consumo humano.

7. Os estudantes podem comentar que, primeiro, é necessário deixar o sistema em repouso. Por decantação, é preciso remover antes o óleo, que, por ser menos denso, ocupará a superfície do sistema na panela. Em seguida, o macarrão no fundo da panela pode ser separado por meio de peneiração ou filtração, com remoção da porção aquosa. Para a separação do sal dissolvido na água, é possível utilizar a vaporização por meio do aquecimento da solução.

8. Se necessário, escreva na lousa as fórmulas moleculares dos componentes de cada fase mencionada ou, ainda, seu peso molecular aproximado para auxiliar os estudantes na identificação.

9. Ao comporem a esquematização, os estudantes devem considerar que no sistema microscópico deve haver uma substância com bolinhas de ao menos duas cores e duas substâncias com bolinhas da mesma cor, diferentes entre si. Por ser uma solução homogênea, a representação macroscópica deve ser de um sistema com somente uma fase contínua.

Retome o que estudou - página 101

Respostas

1. Espera-se que os estudantes comentem a importância de um método para a Ciência, o método científico, algo que não está presente no senso comum, que advém apenas da observação.

2. Espera-se que os estudantes dissertem sobre o nascimento do laboratório como espaço de testes e estudo e a criação de instrumentos de laboratório e desenvolvimento de técnicas.

3. Espera-se que os estudantes comentem que a balança não apresentaria o dado mencionado pelo cliente, pois peso é uma medida de força, e o visor da balança apresenta um valor de massa. Portanto, a utilização do termo massa seria mais adequada na fala do cliente.

4. Espera-se que os estudantes indiquem que a irradiação é o que permite a chegada do calor até o planeta e que parte dessa energia é retida pelos gases na atmosfera, de modo que, quanto maior a concentração de gases do efeito estufa na atmosfera, maior a temperatura do planeta.

5. Espera-se que os estudantes relacionem a frase com o processo de nucleossíntese (fusão nuclear), que ocorreu e ocorre nas estrelas e origina os elementos químicos que compõem a matéria e formam, inclusive, o corpo humano.

6. Espera-se que os estudantes comentem que Rutherford e seus colaboradores, ao bombardearem uma lâmina de ouro com partículas alfa$\text{α}$, perceberam que a maioria atravessou a lâmina, mas que algumas sofreram desvios e outras foram repelidas, retornando à fonte, levando-os a entender a existência de um centro positivo e que concentra quase toda a massa do átomo – o núcleo.

7. Espera-se que os estudantes respondam que, em geral, os metais são bons condutores de eletricidade e de calor, sendo dúcteis e maleáveis, e apresentam brilho metálico. Já os ametais são maus condutores de eletricidade e de calor, com tendência à opacidade, e, quando sólidos, fragmentam-se com certa facilidade e apresentam baixa temperatura de fusão. O hidrogênio tem a propriedade de se combinar com metais e ametais, e seu comportamento químico é semelhante ao dos ametais. Por fim, os gases nobres, nas CATP, apresentam-se no estado gasoso, e sua principal característica química é a alta estabilidade.

8. Resposta pessoal. Espera-se que os estudantes reconheçam que a Ciência é uma construção coletiva, baseada em experimentação e em constante alteração, e que possam notar relações do tipo: períodos da tabela e as camadas K, L, M, N, O, P e Q; organização das famílias; e distribuição eletrônica.

9. Resposta pessoal. Espera-se que os estudantes mencionem que a maionese pode ser identificada como uma mistura coloidal porque ela apresenta aspecto homogêneo a olho nu, não sofre nenhum tipo de separação por ação da gravidade e poderia ter partículas observadas sob um microscópio. Tanto a fase dispersa quanto o dispersante são líquidos.

Unidade 2 A Química e a vida na Terra

Nessa unidade, são abordados conteúdos relacionados às ligações químicas e suas características, com destaque para a compreensão dos diferentes tipos de ligação entre os átomos – iônica, covalente e metálica – e as propriedades dos compostos resultantes de cada ligação interatômica e suas observações na vida cotidiana. Discutem-se a polaridade dos compostos, a geometria das moléculas e as interações que ocorrem entre elas. Analisam-se também as estruturas das diferentes funções orgânicas que contêm o oxigênio abre parênteses O fecha parênteses$\left(\text{O}\right)$ e o nitrogênio N$\left(\text{N}\right)$.

Objetivos da unidade

• Compreender de que maneira os átomos dos elementos químicos se unem para formar as substâncias e suas propriedades.
• Compreender como ocorrem as interações intermoleculares do tipo dipolo induzido-dipolo induzido, dipolo permanente-dipolo permanente, íon-dipolo e as ligações de hidrogênio abre parênteses H fecha parênteses$\left(\text{H}\right)$.
• Relacionar algumas propriedades das substâncias às suas interações intermoleculares.
• Classificar as moléculas em polares ou apolares com base no conceito de momento de dipolo.
• Explicar a tensão superficial da água.
• Diferenciar as funções orgânicas oxigenadas e nitrogenadas.

Justificativas

O tema dessa unidade e os conteúdos abordados em cada capítulo são relevantes para o entendimento da formação e aplicação das substâncias, bem como das aplicações de diversos compostos inorgânicos ou orgânicos no cotidiano, contribuindo para desenvolver a habilidade EM13CNT307. A análise das propriedades dos materiais, com base nos tipos de ligações químicas e nas interações intermoleculares, também possibilita o trabalho com essa habilidade.

Abertura da unidade - páginas 106 e 107

Inicie a abordagem dessas páginas perguntando aos estudantes se já conheciam o modelo representado na imagem. Explique que o modelo representa apenas uma parte pequena de uma molécula de ácido desoxirribonucleico (DNA) e questione o que eles sabem a respeito dela. Pergunte sobre sua composição, quais átomos estão em sua constituição e como sua estrutura consegue se manter no formato representado pelo modelo.

Respostas

a ) Resposta pessoal. Os estudantes podem responder que, por meio do estudo das interações, é possível compreender como as moléculas essenciais à vida são formadas, como a molécula de DNA e as proteínas produzidas por intermediação dela.

b ) Resposta pessoal. Espera-se que os estudantes reflitam sobre as contribuições da Química para a sociedade, pois, além de permitir analisar e descrever as interações presentes nos materiais, esses estudos podem colaborar para o desenvolvimento de novos materiais.

c ) Resposta pessoal. Espera-se que os estudantes mencionem que, por meio dos modelos representacionais, é possível prever e compreender o comportamento da matéria.

Capítulo 6 - A união dos átomos - páginas 108 a 121

Objetivos do capítulo

• Analisar as propriedades e características dos materiais, relacionando-as às ligações químicas entre seus átomos.
• Conhecer a ligação iônica.
• Conhecer a ligação covalente.
• Conhecer a ligação metálica.
• Elencar as condições necessárias para a condução de corrente elétrica.
• Representar as ligações químicas por meio da fórmula de Lewis e as estruturas de linhas.
• Reconhecer as diversas aplicações dos compostos de naturezas distintas no cotidiano.

Peça aos estudantes que elaborem, em duplas, hipóteses sobre a questão oral proposta no início da página 108. Proponha, então, um debate coletivo a respeito das hipóteses formuladas, levando-os a perceber que os elementos químicos podem se ligar de diversas formas e em diferentes proporções.

Ligado no tema - página 109

Objetivos

• Reconhecer ações que incentivam o consumismo.
• Discutir a importância do consumo consciente.
• Conhecer os impactos causados pela produção de materiais e objetos.

Orientações

Essa seção permite o trabalho com o tema contemporâneo transversal Educação ambiental. Ao reconhecer que na sociedade atual há o consumo desnecessário de bens materiais e que essa prática tem sido promovida por pessoas nas mídias, os estudantes são levados a refletir sobre suas práticas de consumo, entendendo que suas ações podem impactar o ambiente de forma negativa.

No momento que eles apresentarem suas respostas para a questão dessa seção, enfatize que o Objetivo 12 da Agenda 2030, ligado ao consumo e à produção responsáveis, deve ser um propósito para todos os cidadãos. Isso envolve mudanças de atitude e o reconhecimento de que todas as pessoas, apesar de serem capazes de prejudicar o ambiente, também são capazes de protegê-lo. Espera-se que, por meio dessa seção, os estudantes reconheçam que não são apenas as pessoas envolvidas diretamente em atividades de extração de materiais que são responsáveis pela degradação do meio ambiente.

Na página 110, retome com os estudantes o modelo atômico de Bohr e a distribuição eletrônica em camadas. Com base nessas informações, eles estarão aptos a reconhecer e identificar a tendência dos elementos de se tornarem cátions ou ânions.

Para reforçar os itens mais importantes a respeito das ligações iônicas, proponha aos estudantes algumas perguntas usando a estratégia de metodologia ativa Quick writing. Confira mais informações sobre essa estratégia nas páginas XI e XII destas Orientações para o professor.

Na página 113, inicie a explicação comentando que a diferença entre os valores da eletronegatividade dos elementos que participam de uma ligação química define se essa ligação será iônica ou covalente. No entanto, para efeitos didáticos, consideramos nessa coleção que a ligação iônica ocorre entre um elemento metálico e um elemento não metálico ou entre um elemento metálico e hidrogênio, enquanto a ligação covalente ocorre entre elementos não metálicos, não metálicos e hidrogênio ou entre hidrogênio e hidrogênio.

Mostre aos estudantes exemplos de ligações covalentes simples, como nas moléculas de hidrogênio abre parênteses H subscrito 2 fecha parênteses$\left({\text{H}}_2\right)$ e de água abre parênteses H subscrito 2 O fecha parênteses$\left({\text{H}}_2\text{O}\right)$. Lembre-se de ressaltar que o hidrogênio é uma exceção à regra do octeto. Por ter apenas uma camada de elétrons, ele se estabiliza com dois elétrons. Faça na lousa as fórmulas eletrônica e estrutural para os compostos citados.

Ao abordar a ligação metálica, explique como se dá a ligação entre os átomos dos metais. Comente que, de forma diferente do que ocorre nas ligações iônicas e covalentes, na ligação metálica não ocorre transferência ou compartilhamento de elétrons, não sendo necessário, nesse caso, observar a regra do octeto. Explique como funciona o modelo de elétrons deslocalizados na ligação metálica.

Após abordar a ligação metálica, acesse com os estudantes o simulador indicado na página 114. Os simuladores digitais são ferramentas das culturas juvenis que podem auxiliar na compreensão do conhecimento científico.

Materiais inteligentes - página 115

A leitura desse boxe contribui para o desenvolvimento da habilidade EM13CNT307, pois permite analisar as propriedades dos materiais para avaliar a adequação de seu uso em diferentes aplicações. A cada dia, a Ciência dos materiais se mostra cada vez mais promissora. Ela envolve conhecimentos das áreas de Física, Química e Engenharia, necessários para compreender e explicar as propriedades dos materiais e permitir o desenvolvimento de materiais com novas características.

Lembre os estudantes que, embora a classificação das ligações químicas possa ser feita com base nos grupos da tabela periódica aos quais os elementos pertencem – como na ligação iônica, que ocorre, geralmente, entre metais e não metais –, isso não é uma regra definitiva. Explore com a turma o diagrama da página 116, destacando que os compostos no topo do diagrama apresentam maior caráter iônico; aqueles do lado direito, covalente, e do lado esquerdo, metálico.

Com relação à representação das estruturas químicas, enfatize como elas são importantes para entender a organização dos átomos em diferentes tipos de ligação. Se possível, retome as estruturas do capítulo apresentadas até a página 117, destacando o tipo de ligação e a representação utilizada.

Prática científica - páginas 118 e 119

Objetivos

• Avaliar as condições necessárias para a condução de corrente elétrica, relacionando-as às ligações químicas dos compostos.
• Reconhecer e diferenciar materiais condutores e isolantes.

Orientações

Leia com os estudantes a contextualização inicial e pergunte se eles já passaram por uma situação similar à descrita, o que foi dito a eles como justificativa do perigo e se eles julgaram a explicação coerente. Em seguida, peça-lhes que compartilhem com os demais estudantes suas opiniões e a resposta do levantamento de hipóteses inicial.

Prossiga dizendo que eles farão testes de condutividade elétrica de alguns materiais, a fim de classificá-los como condutores ou isolantes. Antes de realizarem os testes e registros, oriente-os a fazer previsões da condução de corrente elétrica para cada material que será testado. Depois, a cada registro dos resultados, solicite a eles que apontem, com base em suas observações, o tipo de ligação presente nos compostos.

Ao final da prática, as soluções preparadas podem ser descartadas na pia, o açúcar e o sal podem ser descartados em lixo comum, e os demais materiais podem ser guardados para experimentos futuros.

Respostas

a ) Essa questão tem o objetivo de levar os estudantes a refletir sobre a química presente na vida de cada um deles e suas vivências. Eles podem comentar que a condução de corrente elétrica ocorre de maneira mais significativa na água do mar, não por causa da água propriamente dita, mas em razão da presença de sais que, em solução aquosa, se dissociam.

1. Os materiais nos quais a lâmpada acendeu: solução salina e placa de cobre. Os materiais em que a lâmpada não acendeu: solução de açúcar, sal, borracha e água destilada.

2. Resposta pessoal. Depende das respostas da questão do início da seção.

3. Água destilada e borracha escolar: ligação covalente; sal: ligação iônica; açúcar: ligação covalente; placa de cobre: ligação metálica. Se possível, escreva na lousa as fórmulas químicas dos compostos que se encontram em cada um dos materiais utilizados e peça aos estudantes que localizem os elementos na tabela periódica e os classifiquem como metal ou não metal.

4. A lâmpada acendeu ao entrar em contato com a solução de N a C l$\text{NaC}\mathcal{\text{l}}$, pois compostos iônicos em solução aquosa formam íons livres, enquanto o sal sólido contém íons imóveis. A placa de cobre conduziu, pois há elétrons livres em sua estrutura, possibilitando a condução de eletricidade.

5. Na etapa I, a lâmpada também acendeu, porém, como havia mais íons livres para conduzir a corrente elétrica, o resultado foi um brilho mais intenso.

6. Resposta pessoal. Espera-se que os estudantes representem os cátions de cobre envoltos por elétrons.

7. Resposta pessoal. Acompanhe a elaboração do podcast pelos estudantes e, caso eles tenham dificuldade em alguma etapa, auxilie-os.

Respostas - Páginas 120 e 121

2. a ) O composto A l subscrito 2 O subscrito 3$\text{A}{\mathcal{\text{l}}}_2{\text{O}}_3$ apresenta ligações iônicas, pois é formado por um metal e um ametal, e o metal alumínio puro abre parênteses A l fecha parênteses$\left(\text{A}\mathcal{\text{l}}\right)$ apresenta ligações metálicas, pois é formado apenas por um elemento químico metálico.

b ) Apenas o alumínio é bom condutor elétrico, pois apresenta ligação química do tipo metálica.

c ) O alumínio é mais maleável por causa da livre movimentação dos elétrons em sua estrutura.

d ) Ocorre primeiro a fusão do alumínio metálico porque as ligações iônicas são mais fortes do que as ligações metálicas. Se os estudantes ficarem em dúvida, cite as temperaturas de fusão dessas duas substâncias: 2.054 graus Celsius$2.054\text{ °C}$ do A l subscrito 2 O subscrito 3$\text{A}{\mathcal{\text{l}}}_2{\text{O}}_3$ e 660 graus Celsius$660\text{ °C}$ do A l$\text{A}\mathcal{\text{l}}$.

3. Alternativa b.

II ) Falsa. As ligações covalentes ocorrem entre os elementos químicos não metálicos; não metálicos e hidrogênio; e entre átomos de hidrogênio, ocorrendo compartilhamento de elétrons. Os compostos com esse tipo de ligação, em geral, não são bons condutores de eletricidade.

4. Alternativa c. Única alternativa que não apresenta elemento pertencente ao grupo dos gases nobres.

5. a )N H subscrito 3${\text{NH}}_3$

b ) Apesar de ter ligações do tipo covalente, a amônia pode formar íons em solução e, portanto, ser um bom condutor elétrico.

c )

d ) Espera-se que os estudantes citem como prevenção: treinamento dos funcionários, plano de emergência, manutenção e conservação dos equipamentos, entre outras ações. Quanto aos procedimentos após o acidente, podem citar: acionar o corpo de bombeiros e evacuar o frigorífico.

11. Iônica. Formação: formação de íons por transferência de elétrons. Propriedades: alta temperatura de fusão, solúvel em água e condutor de eletricidade em solução. Exemplos: N a C l$\text{NaC}\mathcal{\text{l}}$, K B r$\text{KBr}$ e C a F subscrito 2$\text{Ca}{\text{F}}_2$.

Covalente. Formação: compartilhamento de elétrons. Propriedades: baixa temperatura de ebulição, solubilidade variável e não é condutor de eletricidade. Exemplos: H subscrito 2 O${\text{H}}_2\text{O}$ (simples), O subscrito 2${\text{O}}_2$ (dupla) e H subscrito 2${\text{H}}_2$(simples).

Metálica. Formação: elétrons deslocalizados. Propriedades: alta condutividade elétrica, maleável e dúctil. Exemplos: F e$\text{Fe}$, C u$\text{Cu}$ e A l$\text{A}\mathcal{\text{l}}$.

Capítulo 7 - As interações entre as moléculas - páginas 122 a 136

Objetivos do capítulo

• Conhecer a tensão superficial.
• Conhecer o modelo de repulsão dos pares de elétrons da camada de valência (VSEPR) e a geometria molecular.
• Conhecer a polaridade e classificar as moléculas em polares ou apolares.
• Analisar como ocorrem as interações intermoleculares.
• Relacionar o tipo de interação intermolecular com algumas propriedades físicas dos materiais.

Peça aos estudantes que, individualmente, observem a imagem do inseto sobre a água e reflitam sobre os questionamentos do texto inicial. Em seguida, usando a metodologia Think-pair-share, incentive-os a compartilhar o raciocínio individual com um colega. Depois, oriente-os a socializar com um grupo maior os pensamentos e as conclusões a que a dupla chegou.

Prática científica - página 123

Objetivos

• Observar a tensão superficial da água.
• Analisar o efeito da área de contato da agulha na água.

Orientações

Diga aos estudantes que eles vão analisar na prática os efeitos da tensão superficial da água sobre objetos.

Incentive os estudantes a responder à questão no tópico Por dentro do contexto para identificar outros fatores que afetam o comportamento da água além da densidade. Espera-se que respondam que em alguns casos um material mais denso pode flutuar sobre outro, por conta da tensão superficial do líquido.

É preciso orientá-los a ter cuidado ao manipular a agulha a fim de evitar perfurações; se possível, indique o uso de luvas e óculos de segurança. Um recipiente de plástico também diminui as chances de cortes caso o material caia no chão. Após a prática, a água com detergente pode ser descartada em uma pia.

Para avaliar também a influência da área superficial, questione-os: se a agulha fosse colocada sobre a superfície da água na vertical, o resultado seria diferente? Se possível, peça a um estudante que coloque a agulha na vertical sobre a água sem o detergente no recipiente para que todos observem o resultado. Explique os resultados com base na densidade da agulha – já que afunda, ela tem maior densidade do que a água.

Respostas

1. A água é um líquido que apresenta alta tensão superficial. Logo, objetos pequenos podem flutuar sobre ela, mesmo que sejam mais densos.

2. Após a adição do detergente, a agulha afunda na água. Isso ocorre porque o detergente diminui a tensão superficial da água.

Ao abordar o quadro da página 124, que apresenta diversos exemplos de geometrias moleculares, use o simulador indicado no boxe Dica. Se possível, leve os estudantes à sala de informática ou peça a eles que utilizem o smartphone.

Para auxiliar a compreensão dos estudantes sobre as diferentes geometrias das moléculas, se possível, utilize balões amarrados uns aos outros ou monte um modelo tridimensional com esferas de poliestireno e palitos de madeira, permitindo que os estudantes manipulem os modelos construídos.

Conexões com… - página 125

Objetivos

• Compreender a relação entre alguns conteúdos matemáticos e a geometria molecular.
• Conhecer ângulo de ligação.

Orientações

Leia o texto com os estudantes. Represente as ligações de algumas moléculas reais na lousa por meio das fórmulas estruturais, como o B F subscrito 3${\text{BF}}_3$. Utilize uma cor de giz para fazer essa representação e outra cor para a figura geométrica, que nesse caso é o triângulo equilátero. Depois, com outra cor, acrescente os valores dos ângulos. Faça isso com ao menos uma molécula para cada geometria representada. Se possível, reproduza todas as estruturas apresentadas utilizando um modelo molecular e auxilie os estudantes a identificar todos os planos que formam as figuras geométricas.

Para responder à questão final, peça aos estudantes que avaliem, primeiramente, as condições necessárias para que a geometria da molécula seja parecida com um triângulo, o que envolveria a presença de 4 átomos. Assim, eles serão capazes de reconhecer que o cloreto de cianogênio abre parênteses C l C N fecha parênteses$\left(\text{C}\mathcal{l}\text{CN}\right)$ já não pode ser a resposta. Depois, peça-lhes que representem as estruturas do formaldeído abre parênteses C H subscrito 2 O fecha parênteses$\left({\text{CH}}_2\text{O}\right)$ e da amônia abre parênteses N H subscrito 3 fecha parênteses$\left({\text{NH}}_3\right)$ considerando os átomos que têm par de elétrons não ligantes e que se posicionem o mais distante possível uns dos outros, bem como dos pares ligantes.

Faça a distinção entre polaridade das ligações e polaridade das moléculas. Mostre que, se uma ligação covalente ocorre entre elementos diferentes, por terem eletronegatividades diferentes, o mais eletronegativo deles irá atrair mais os elétrons que formam a ligação, sendo polarizado negativamente. Quando os átomos presentes na ligação são do mesmo elemento, não ocorre a polarização. Conclua dizendo que a polaridade das ligações é definida usando esse critério.

Na página 129, comente que os saberes dos povos e comunidades tradicionais foram fundamentais na construção e transformação da sociedade, resultando em experimentações empíricas e conhecimentos que beneficiaram diversas áreas da sociedade. A abordagem sobre a extração de óleo de coco em comunidades quilombolas permite desenvolver o tema Educação para valorização do multiculturalismo nas matrizes históricas culturais brasileiras, pois associa as técnicas de separação de misturas aos conhecimentos tradicionais desses povos.

Comente com os estudantes que não precisam prever as temperaturas de ebulição dos compostos. Eles devem ser capazes de interpretar as informações como a geometria molecular, a polaridade e as interações intermoleculares que ocorrem nas substâncias. Também deverão ser capazes de prever qual substância tem temperatura de fusão ou de ebulição mais alta ou mais baixa quando comparada a outra. É sempre oportuno lembrar os estudantes de que o aprendizado não deve ser baseado em memorização.

Ligado no tema - páginas 132 e 133

Objetivos

• Relacionar o estudo das propriedades das substâncias, como a polaridade, no desenvolvimento de produtos para prevenir acidentes automobilísticos.
• Conscientizar os cuidados no trânsito nos dias de chuva.

Orientações

Leia os textos de forma conjunta e peça aos estudantes que analisem a fotografia do para-brisa, na página 133, para confirmar se ele está repelindo a água. Depois, explique as diferenças entre as ilustrações dessa mesma página, de como é a passagem da luz na superfície com gotas de água e sem elas. O assunto sobre segurança no trânsito está associado ao tema contemporâneo transversal Educação para o trânsito, pois evidencia como os conhecimentos químicos, a exemplo da polaridade, podem ajudar na prevenção de acidentes.

Relembre aos estudantes a polaridade da água (polar) e peça a eles que infiram a polaridade do cristalizador com base no princípio de que substâncias com polaridades iguais tendem a se solubilizar, enquanto as com polaridades distintas não tendem a se misturar.

Respostas - Páginas 134 e 135

4. Espera-se que os estudantes expliquem que o etanol abre parênteses C subscrito 2 H subscrito 6 O fecha parênteses$\left({\text{C}}_2{\text{H}}_6\text{O}\right)$ é uma substância com duas partes em sua estrutura: uma polar e outra apolar. Assim, quando está presente na gasolina há interações do tipo dipolo induzido-dipolo induzido entre as substâncias apolares que a constituem e a parte apolar do etanol, formando assim uma mistura homogênea. Ao adicionar água (substância polar) a esse sistema, a parte polar do etanol forma ligações de hidrogênio abre parênteses H fecha parênteses$\left(\text{H}\right)$ com as moléculas de água. Dessa forma, o sistema passa a ser uma mistura heterogênea, com duas fases. Assim, é possível determinar a quantidade de etanol na gasolina ao comparar seu volume inicial e final. Essa diferença de volume é relativa ao volume de etanol inicialmente presente na gasolina (com etanol), que passa a formar outra fase com a água.

5. a ) Ligações de hidrogênio, por conta da presença de átomos de hidrogênio ligados a átomos muito eletronegativos (F$\text{F}$, O$\text{O}$ e N$\text{N}$).

b ) Espera-se haver interações mais fortes no H F$\text{HF}$, pois o flúor é mais eletronegativo.

6. a ) Todas as substâncias são polares.

b ) Acetona abre parênteses C subscrito 3 H subscrito 6 O fecha parênteses$\left({\text{C}}_3{\text{H}}_6\text{O}\right)$: dipolo permanente-dipolo permanente; água: ligação de hidrogênio; etanol: ligação de hidrogênio.

c ) Porque ela possui um maior número de hidrogênios que podem realizar ligações de hidrogênio quando comparada às outras moléculas (o etanol possui apenas um hidrogênio, e a acetona não possui hidrogênios ligados a átomos bastante eletronegativos).

d ) Acetona e etanol, pois, embora sejam moléculas polares, apresentam regiões apolares, permitindo que sejam solúveis em óleo, um composto apolar.

Capítulo 8 - Funções orgânicas I - páginas 137 a 149

Objetivos do capítulo

• Identificar substâncias orgânicas e relacioná-las a suas estruturas e propriedades.
• Diferenciar substâncias orgânicas e substâncias inorgânicas.
• Diferenciar e classificar cadeias carbônicas.
• Conhecer a nomenclatura das estruturas de hidrocarbonetos de acordo com as regras da União Internacional de Química Pura e Aplicada (IUPAC).

• Reconhecer que os combustíveis fósseis como o petróleo e o gás natural são constituídos por hidrocarbonetos.
• Relacionar os problemas ambientais com o uso de combustíveis fósseis.

As equações químicas são uma linguagem própria da Química para representar reações que ocorrem naturalmente e de maneira artificial. Elas são uma representação universal desses processos, podendo ser entendidas em qualquer lugar do mundo sem alteração alguma. Como exemplo, temos uma reação de combustão do metano:

C H subscrito 4 mais 2 O subscrito 2 seta para a direita C O subscrito 2 mais 2 H subscrito 2 O${\text{CH}}_4+2{\text{O}}_2\to {\text{CO}}_2+{2\text{ H}}_2\text{O}$

Nessa equação, os reagentes são o metano e o gás oxigênio, e os produtos são o gás carbônico e a água.

A página 138 discute formulações de hipóteses para o surgimento da vida ao tratar da síntese de aminoácidos pelos químicos estadunidenses Stanley Miller (1930-2007) e Harold Urey (1893-1981). Nessa abordagem, atente para não entrar na discussão sobre quais teorias são certas ou erradas acerca do surgimento da vida e peça aos estudantes que tentem expressar com palavras a importância desse experimento. Incentive-os a perceber que o experimento permitiu constatar que, em condições apropriadas, a matéria orgânica pode ser criada por fenômenos naturais, como descargas elétricas em uma atmosfera rica em substâncias simples e compostas. Esse conteúdo é trabalhado também no componente curricular de Biologia, quando se estuda a origem do Universo, do Sistema Solar e, consequentemente, da vida.

A representação de compostos orgânicos pode ser desafiante para alguns estudantes, visto que omite a maioria dos átomos e exige compreensão sobre geometria molecular. Por conta disso, utilize um tempo maior da aula para se certificar de que todos compreenderam os conceitos dessa representação e reforce os postulados de Kekulé. Para auxiliá-los, construa na lousa uma fórmula estrutural plana que mostre os átomos de carbono e os átomos de hidrogênio abre parênteses H fecha parênteses$\left(\text{H}\right)$ ligados aos de carbono. Utilize o butan-1-ol como exemplo. Primeiro, desenhe na lousa a fórmula estrutural plana do exemplo; depois, explique aos estudantes que, em compostos orgânicos, os átomos de carbono e de hidrogênio são geralmente ocultados.

Ao lado da fórmula estrutural, escreva na lousa a fórmula estrutural simplificada. Reforce que na cadeia carbônica a ligação entre vários átomos de carbono é representada por traços ligados. Nessa estrutura, cada vértice retrata um átomo de carbono, e todas as ligações demonstradas no desenho se referem a ligações entre átomos de carbono. Aproveite e peça aos estudantes que expressem a fórmula molecular da substância contando todos os átomos presentes: C subscrito 4 H subscrito 10 O${\text{C}}_4{\text{H}}_{10}\text{O}$ ou C subscrito 4 H subscrito 9 O H${\text{C}}_4{\text{H}}_9\text{OH}$.

Se julgar conveniente, peça a eles que a façam no sentido inverso também, ou seja, desenhem a fórmula estrutural simplificada e depois a estrutural plana. Use como exemplos: 2-metilpropano, butano, dietilamina, acetato de etila, benzeno, entre outros. No momento, não é preciso nomeá-las, pois a nomenclatura será estudada posteriormente.

Nas páginas 141 e 142, os estudantes entram em contato com as formas de classificação de cadeias carbônicas. Esse é um assunto bastante técnico e que pode ser assimilado pela prática de exercícios na lousa. Dessa maneira, após terminar a abordagem da página 142, desenhe na lousa diversos exemplos de compostos orgânicos e peça aos estudantes que os classifiquem respondendo em voz alta.

Ao abordar a classificação por disposição dos átomos de carbono na cadeia, reforce que os átomos diferentes do carbono não são levados em consideração, apenas os átomos de carbono. Ou seja, um átomo de carbono ligado a dois átomos de carbono, a um átomo de hidrogênio e a um átomo de oxigênio será secundário, pois está ligado apenas a dois átomos de carbono. Isso pode confundir os estudantes.

Sobre a representação do anel aromático, comente que a representação das duplas ligações intercaladas não é fixa. Elas também podem ser suprimidas e o círculo pode ser representado dentro da estrutura com forma de hexágono. Ao abordar a estrutura do anel aromático em vários compostos orgânicos, destaque a participação da cientista irlandesa Kathleen Lonsdale (1903-1971) no estudo dessa estrutura. Em 1929, usando métodos de difração de raios X, Lonsdale provou que o anel benzênico era plano. Ela foi a primeira mulher no cargo de professora titular na University College London e a primeira mulher presidente da União Internacional de Cristalografia e da Associação Britânica para o Avanço da Ciência.

Os aplicativos para dispositivos móveis como o sugerido no boxe Dica da página 144 são ferramentas das culturas juvenis que contribuem para aproximar o conhecimento científico do cotidiano dos estudantes.

A discussão sobre os compostos conhecidos como BTEX está vinculada ao tema contemporâneo transversal Trabalho, pois expõe a importância do conhecimento sobre esses compostos orgânicos para o cotidiano dos profissionais envolvidos a fim de garantir a saúde e a segurança deles.

Matriz energética brasileira e consumo de petróleo

O conteúdo da página 148 traz a discussão sobre o uso de petróleo como fonte energética primordial e não renovável e a dependência mundial desse material. Esse conteúdo possibilita o trabalho conjunto com os professores da área de Ciências Humanas Sociais e Aplicadas, principalmente os do componente curricular de Geografia. Coordene com esses professores a explicação sobre a extração e a produção de petróleo e suas consequências geopolíticas, incluindo invasão de territórios, guerras travadas pelo controle do petróleo (guerra Irã-Iraque, guerra do golfo Pérsico, invasão dos Estados Unidos no Iraque) e variações drásticas de preço.

Enfatize que o petróleo é uma importante fonte de energia, usado na produção de diversos combustíveis e como matéria-prima na fabricação de produtos do cotidiano.

Do ponto de vista ambiental, o petróleo é um grande poluidor atmosférico, terrestre e marítimo. Por isso, sugere-se que sejam abordados também os resultados geopolíticos de propostas de mitigação dessas consequências, incluindo a Rio-92, o Protocolo de Kyoto, o Acordo de Paris e a venda de créditos de carbono. Para obter mais informações sobre esses assuntos, são sugeridos os seguintes conteúdos:

• BRASIL. Ministério do Meio Ambiente. Acordo de Paris. Disponível em: https://s.livro.pro/0380xs. Acesso em: 26 set. 2024.
• O QUE é e como funciona o mercado de carbono? Ipam Amazônia. Disponível em: https://s.livro.pro/ua2s9y. Acesso em: 26 set. 2024.

Respostas - Página 143

2. a ) O tolueno e o xileno.

b )H subscrito 2 O${\text{H}}_2\text{O}$, C subscrito 7 H subscrito 8${{\text{C}}_7\text{H}}_8$ e C subscrito 8 H subscrito 10${{\text{C}}_8\text{H}}_{10}$.

c ) Espera-se que os estudantes respondam que a água causa menos impactos ambientais. Comente com eles que solventes como o tolueno e o xileno são considerados compostos orgânicos voláteis (COV), sendo seus vapores poluentes irritantes, tóxicos e potencialmente carcinogênicos.

3. A − III; B − II; C − I. O ácido carboxílico tem ligações de hidrogênio entre suas moléculas e interação forte, o que justifica a elevada temperatura de ebulição. A acetona é levemente polar, assim ocorre interação do tipo dipolo permanente-dipolo permanente, de intensidade mediana. O etano é apolar e, por isso, realiza interações do tipo dipolo induzido-dipolo induzido, considerada a mais fraca, por isso tem temperatura de ebulição baixa.

5. a ) Compostos orgânicos são aqueles que apresentam o átomo de carbono em sua composição, geralmente ligado ao hidrogênio abre parênteses H fecha parênteses$\left(\text{H}\right)$. Além de átomos de carbono ligados a átomos de hidrogênio, as moléculas orgânicas podem apresentar outros átomos em sua composição, como oxigênio abre parênteses O fecha parênteses$\left(\text{O}\right)$, nitrogênio N$\left(\text{N}\right)$, enxofre abre parênteses S fecha parênteses$\left(\text{S}\right)$, fósforo abre parênteses P fecha parênteses$\left(\text{P}\right)$ e halogênios. As ligações entre esses átomos e o carbono são predominantemente covalentes. Por outro lado, os compostos inorgânicos costumam conter metais ou hidrogênio combinado a um átomo do grupo dos ametais. Eles podem ser formados por ligações iônicas, como no caso do cloreto de sódio abre parênteses N a C l fecha parênteses$\left(\text{NaC}\mathcal{\text{l}}\right)$, ou covalentes, como o dióxido de carbono abre parênteses C O subscrito 2 fecha parênteses$\left({\text{CO}}_2\right)$.

b ) Miller e Urey realizaram um experimento envolvendo um dispositivo fechado com gases que supostamente existiam na atmosfera primitiva. Esses gases foram aquecidos, resfriados e submetidos a descargas elétricas. Ao final desse período, foi possível observar a formação dos aminoácidos que são compostos orgânicos precursores da vida.

c )C H subscrito 4 mais N H subscrito 3 mais H subscrito 2 O expressão com detalhe acima, início da expressão, seta para a direita, fim da expressão, início do detalhe acima, energia, fim do detalhe acima C subscrito 2 H subscrito 5 N O subscrito 2 mais C subscrito 3 H subscrito 7 N O subscrito 2${\text{CH}}_4+{\text{NH}}_3+{\text{H}}_2\text{O}\stackrel{\text{energia}}{\to }{\text{C}}_2{\text{H}}_5{\text{NO}}_2+{\text{C}}_3{\text{H}}_7{\text{NO}}_2$

Os reagentes são metano abre parênteses C H subscrito 4 fecha parênteses$\left({\text{CH}}_4\right)$, amônia abre parênteses N H subscrito 3 fecha parênteses$\left({\text{NH}}_3\right)$ e água abre parênteses H subscrito 2 O fecha parênteses$\left({\mathrm{\text{H}}}_2\mathrm{\text{O}}\right)$. Os produtos são glicina abre parênteses C subscrito 2 H subscrito 5 N O subscrito 2 fecha parênteses$\left({\text{C}}_2{\text{H}}_5{\text{NO}}_2\right)$ e alanina abre parênteses C subscrito 3 H subscrito 7 N O subscrito 2 fecha parênteses$\left({\text{C}}_3{\text{H}}_7{\text{NO}}_2\right)$. As moléculas orgânicas são: C H subscrito 4${\text{CH}}_4$, alanina e glicina. As moléculas inorgânicas são: N H subscrito 3${\text{NH}}_3$ e H subscrito 2 O${\mathrm{\text{H}}}_2\mathrm{\text{O}}$.

Respostas - Página 149

1. a )

b ) Etano, eteno e etino.

c ) Espera-se que os estudantes respondam que são cadeias abertas, lineares, homogêneas e insaturadas, com exceção do etano, que tem cadeia saturada.

5. a ) As moléculas de feromônios devem ser voláteis, o que está relacionado com sua estrutura molecular, que deve apresentar massa molecular baixa e forças intermoleculares fracas.

b )

Esse composto é insolúvel em água, pois se trata de uma molécula apolar, o que justifica a capacidade de as formigas andarem pela grama na chuva.

6. a )C subscrito 18 H subscrito 29 O subscrito 3 S N a${\text{C}}_{18}{\text{H}}_{29}{\text{O}}_3\text{SNa}$

b ) A molécula representada pode ser classificada como detergente, pois apresenta em sua estrutura uma parte apolar passível de interação com moléculas de gordura e uma parte polar que interagiria bem com moléculas de água.

Capítulo 9 - Funções orgânicas II - páginas 150 a 171

Objetivos do capítulo

• Analisar as características e propriedades dos compostos orgânicos oxigenados das funções álcool, aldeído, cetona, ácido carboxílico, fenol, enol, éter e éster, bem como suas regras de nomenclatura.
• Identificar a presença de alguns compostos orgânicos oxigenados no cotidiano.
• Analisar as características e propriedades dos compostos orgânicos nitrogenados das funções amina e amida, bem como suas regras de nomenclatura.
• Identificar a presença de alguns compostos orgânicos nitrogenados no cotidiano.
• Conhecer o fenômeno da isomeria entre compostos orgânicos e identificar os tipos de isomeria.

Inicie a aula retomando o conceito de hidrocarboneto, destacando que a principal fonte desses compostos é o petróleo.

Usando a estratégia Quick writing, peça aos estudantes que respondam à seguinte questão: por que não existe um composto de nome butan-3-ol? Em seguida, usando a mesma estratégia, escreva na lousa a fórmula estrutural de um enol e de um álcool cíclico e pergunte se as substâncias representadas pertencem à função álcool.

Ao trabalhar a fermentação alcoólica, questione os estudantes sobre a importância dos fungos para a produção industrial e para os ambientes.

Compartilhe ideias - página 152

O primeiro boxe aborda o tema contemporâneo transversal Ciência e tecnologia e contribui para o desenvolvimento da Competência específica de Ciências da Natureza e suas Tecnologias 1, que envolve analisar processos tecnológicos, a fim de propor ações individuais e coletivas que mitiguem os impactos socioambientais de alguns desses processos.

O segundo boxe está relacionado aos temas contemporâneos transversais Saúde e Vida familiar e social, além de contribuir para o desenvolvimento da habilidade EM13CNT207, que visa desenvolver e divulgar ações de prevenção e promoção da saúde e do bem-estar dos jovens.

Resposta

a ) Resposta pessoal. O objetivo dessa atividade é levar os estudantes a reconhecer que o consumo excessivo de bebidas alcoólicas, além dos problemas de saúde relacionados, causa problemas sociais, como acidentes de trânsito, violência doméstica, vandalismo, acidentes de trabalho, aumento da demanda de atendimentos hospitalares, entre outras situações.

Antes de iniciar a explicação sobre os fenóis, faça uma revisão de compostos aromáticos. Em seguida, lembre os estudantes de que, para uma substância ser classificada como álcool, deve conter uma hidroxila ligada a um átomo de carbono saturado.

Peça aos estudantes que leiam a tirinha e opinem sobre a questão 8 da página 157. Explique que há substâncias artificiais que imitam o aroma de algumas frutas e que essas substâncias pertencem a uma função orgânica chamada éster. Aproveite essa tirinha para incentivá-los a refletir sobre como deve ser o consumo de produtos alimentícios ultraprocessados.

Conexões com… - páginas 158 e 159

Objetivos

• Compreender como o diabetes está relacionado à presença da glicose no sangue.
• Conhecer as causas e os sintomas do diabetes.
• Reconhecer avanços da Ciência que contribuem para o tratamento e a monitoração do diabetes.

Orientações

Ao abordar o diabetes, doença que se estima afligir cerca de 10% da população brasileira, apresentando como ela afeta as pessoas e as contribuições da Ciência para o tratamento e o controle dessa doença, essa seção colabora para o trabalho com os temas contemporâneos transversais Saúde, Educação alimentar e nutricional e Ciência e tecnologia, além de permitir uma abordagem integrada com o componente curricular de Biologia.

Antes de iniciar a leitura da seção, verifique o conhecimento prévio dos estudantes perguntando se já fizeram algum exame de sangue e se eles se recordam dos parâmetros analisados. Caso não mencionem a concentração de glicose, cite-a e questione quais são os possíveis problemas de saúde advindos de alterações nesse parâmetro.

Aproveite o esquema da glicólise e proponha aos estudantes que o analisem com o auxílio do professor de Biologia, destacando que as moléculas de ATP formadas no processo são responsáveis por armazenar e liberar energia.

Ao mencionar a erva-mate, comente que, em 2023, a planta foi tombada como o primeiro patrimônio cultural imaterial do Rio Grande do Sul. Essa abordagem permite realizar uma integração com o componente curricular de História ao mencionar que o tombamento é feito levando em consideração a cultura da população local e o uso relevante desse recurso ao longo do desenvolvimento da região.

Para introduzir o conceito de isomeria, forneça modelos moleculares ou bolas de poliestireno expandido e palitos de madeira de forma que os estudantes possam montar as fórmulas apresentadas na página 165, do etanol e do metoximetano abre parênteses C subscrito 2 H subscrito 6 O fecha parênteses$\left({\text{C}}_2{\text{H}}_6\text{O}\right)$.

Inicie a explicação sobre os diastereoisômeros, na página 166, mostrando a impossibilidade de rotação dos átomos de carbono por causa da presença da ligação dupla. Se possível, use modelos moleculares para os estudantes visualizarem de forma concreta.

Compartilhe ideias - página 167

O boxe incentiva os estudantes a refletir sobre os malefícios do consumo excessivo de alimentos processados e ultraprocessados que contêm gorduras trans, levando-os a tomar medidas saudáveis. Esse tema contribui para desenvolver a Competência geral 8 e o tema contemporâneo transversal Saúde.

Além disso, contribui para o trabalho com o tema contemporâneo transversal Educação alimentar e nutricional e para o desenvolvimento da Competência específica de Ciências da Natureza e suas Tecnologias 3, pois envolve investigar situações-problema, propor soluções e comunicar descobertas e conclusões ao público.

Respostas - Páginas 160 e 161

1. a ) BHA: fenol e éter. BHT: fenol. PG: fenol e éster. TBHQ: fenol.

b ) Fenol.

c ) BHA: butil-hidroxianisol. BHT: butil-hidroxitolueno. PG: galato de propila. TBHQ: terc-butil-hidroquinona.

d ) BHA: 2-terc-butil-4-metoxi-1-hidroxibenzeno; BHT: 2,6-di-terc-butil-4-metil-1-hidroxibenzeno; PG: 3,4,5-trihidroxibenzoato de propila; TBHQ: 2-terc-butil-1,4-dihidroxi-benzeno.

e ) Resposta pessoal. Os estudantes podem citar óleo vegetal, manteiga, ketchup, maionese, entre outros.

Página 170

6. Nessa atividade, oriente os estudantes a acessar e ler o texto na íntegra. Trata-se de uma oportunidade para agregar mais informações sobre a história dos povos guaranis, que eram nômades. Essa abordagem permite realizar uma integração com o componente curricular de Língua Portuguesa ao trabalhar com lendas.

Retome o que estudou - página 171

Respostas

1. Espera-se que os estudantes respondam que as ligações metálicas são típicas de substâncias formadas por átomos de metais, do mesmo elemento ou de elementos diferentes. Eles podem ainda responder que os metais são bons condutores de eletricidade porque os elétrons de valência do metal conseguem transitar livremente entre os átomos.

2. Espera-se que os estudantes respondam que, na molécula de água abre parênteses H subscrito 2 O fecha parênteses$\left({\text{H}}_2\text{O}\right)$, o átomo de oxigênio abre parênteses O fecha parênteses$\left(\text{O}\right)$ é mais eletronegativo do que os átomos de hidrogênio abre parênteses H fecha parênteses$\left(\text{H}\right)$, por isso ele adquire uma carga parcial negativa, enquanto os átomos de hidrogênio adquirem uma carga parcial positiva. Por conta de sua geometria angular, há um vetor resultante do momento de dipolo, indicado pela seta vermelha para cima, revelando que a molécula toda é polar. Já na molécula de dióxido de carbono, a concentração de elétrons é maior nos átomos de oxigênio (mais eletronegativos do que os átomos de carbono), mas como a molécula tem geometria linear, o vetor resultante do momento de dipolo é nulo, indicando que a substância é apolar.

3. Espera-se que os estudantes respondam que a primeira molécula seria o benzeno abre parênteses C subscrito 6 H subscrito 6 fecha parênteses$\left({\text{C}}_6{\text{H}}_6\right)$ ou ciclohex-1,3,5-trieno e que a segunda seria o hex-2,4-diino, podendo variar em relação à localização das ligações triplas.

4. Espera-se que os estudantes respondam que, embora tenham a mesma fórmula química, elas apresentam diferentes fórmulas estruturais e são chamadas de isômeros.

Unidade 3 Matéria, energia e as transformações na Terra

Nessa unidade, exploraremos as transformações da matéria e a energia envolvida nos processos. Vamos diferenciar e enfatizar as evidências que emergem de fenômenos físicos e químicos, permitindo uma compreensão mais profunda das dinâmicas que nos cercam.

Além disso, discutiremos o papel da ciência na sociedade, abordando questões culturais e sociais relacionadas à manipulação da matéria e da energia. Essa reflexão crítica é fundamental para entender não apenas os processos científicos, mas também suas implicações éticas e sociais.

Objetivos da unidade

• Diferenciar transformações físicas e transformações químicas da matéria.
• Conhecer as leis ponderais e aplicá-las ao estudo das transformações da matéria.
• Compreender a importância dos ciclos biogeoquímicos para a ciclagem da matéria e como eles ocorrem no ambiente.
• Investigar a proporção de matéria entre os reagentes e os produtos de uma reação química.
• Conceituar entalpia e analisar sua variação em uma reação química.
• Compreender e aplicar a lei de Hess.

Justificativas

Com o intuito de fornecer à turma embasamento teórico para o estudo do ciclo hidrológico e, na próxima unidade, dos ciclos biogeoquímicos, essa unidade aborda as transformações físicas e químicas da matéria, assim como seus estados de agregação, contribuindo para desenvolver a habilidade EM13CNT105.

Abertura da unidade - páginas 176 e 177

Respostas

a ) Resposta pessoal. O objetivo dessa questão é levantar o conhecimento prévio dos estudantes sobre as transformações químicas. Espera-se que eles mencionem a presença de fumaça e da chama, que são produtos de transformação do combustível do foguete.

b ) Resposta pessoal. O objetivo dessa questão é levantar o conhecimento prévio dos estudantes sobre a quantidade de matéria e a energia envolvida nas transformações químicas. Espera-se que eles respondam que é possível determinar a quantidade de gás consumido e calor gerado.

c ) Resposta pessoal. Os estudantes podem mencionar que essas missões são responsáveis por colocar satélites em órbita para diversos fins, como funcionamento das redes de telecomunicação e monitoramento do planeta Terra.

Capítulo 10 – Transformações da matéria - páginas 178 a 199

Objetivos do capítulo

• Compreender e diferenciar os estados de agregação da matéria.
• Reconhecer a influência da variação de temperatura e pressão nos estados de agregação da matéria.
• Compreender as variações dos estados de agregação.
• Identificar e diferenciar transformações químicas e transformações físicas.
• Compreender as leis ponderais que regem as reações químicas.
• Calcular a quantidade de materiais envolvida em reações químicas com base nas leis ponderais.

Comportamento anômalo da água - página 190

O conteúdo desse boxe apresenta uma discussão sobre o comportamento anômalo da água. Desenhe na lousa o gelo para mostrar aos estudantes que a água no estado líquido e a água no estado sólido têm densidades diferentes e explique que as moléculas de água se estruturam em uma forma hexagonal, em que há grande espaço não preenchido no cristal. No entanto, esse espaço sem matéria é menor quando a água se torna líquida, aumentando seu volume. Porém, o fator mais importante para suas propriedades anômalas são as ligações de hidrogênio que ocorrem por conta de seus átomos de hidrogênio interagindo com átomos de oxigênio de moléculas vizinhas.

Além do exemplo já apresentado de icebergs e de lagos congelados, ressalte que até mesmo o fato de cubos de gelo flutuarem em um copo com água evidencia sua menor densidade.

Ligado no tema - página 192

O estudo da cerâmica das mulheres indígenas da etnia Baniwa oferece uma oportunidade para compreender as transformações químicas e físicas envolvidas na produção desses objetos artísticos, além de fazer uma integração com o componente curricular de Arte. Desde a escolha da argila até a confecção das peças, as mulheres baniwa utilizam processos físicos, como a mistura e a moldagem, que preparam o material para a queima. Essas etapas iniciais são fundamentais para garantir a plasticidade e a homogeneidade da argila, permitindo a criação de formas e designs variados.

Ao abordar pigmentos das cerâmicas, exploram-se a química dos corantes e suas transformações. A interação entre os pigmentos e o calor é crucial para a produção de cores vibrantes e duráveis. Assim, o estudo da cerâmica indígena está vinculado com o tema contemporâneo transversal Educação para valorização do multiculturalismo nas matrizes históricas e culturais brasileiras, pois enriquece o conhecimento sobre transformações químicas e físicas e valoriza as práticas culturais e tradicionais dos povos Baniwa, promovendo uma reflexão que integra ciência, arte e valorização dos povos originários.

Objetivos

• Identificar as transformações químicas e físicas na produção da cerâmica baniwa.
• Valorizar a cerâmica como expressão cultural e artística das mulheres baniwa.
• Explorar a relação entre conhecimentos científicos e saberes tradicionais da etnia Baniwa.

Orientações

Conduza os estudantes a refletir sobre os processos que ocorrem durante a produção da cerâmica. Exercite com eles a capacidade de identificar as evidências ocorridas durante o processo e como a formação de novos materiais é o ponto principal para a diferenciação dos processos físicos e químicos.

Respostas

a ) Sim, o texto descreve o processo de oxidação do pigmento das cerâmicas baniwa, que causa a mudança de cor.

b ) Sim, a transformação física mencionada é a moldagem da argila para formar as peças de cerâmica e depois na secagem, quando ocorre a evaporação da água.

c ) A Ciência, particularmente a Química, está integrada por meio do uso de processos químicos como a oxidação de pigmentos e a moldagem e queima da argila, demonstrando um conhecimento empírico dos materiais e suas transformações.

Respostas - Página 182

1. a ) As plantas liberam vapor de água na atmosfera terrestre principalmente por meio da respiração e da transpiração. Além disso, promovem a movimentação da água do subsolo para a atmosfera ao absorvê-la por meio de suas raízes.

b ) O objetivo dessa questão é levar os estudantes a refletir sobre a importância das florestas. Espera-se que eles comentem que as florestas liberam grande quantidade de vapor de água na atmosfera terrestre. Depois, em condições específicas, precipita-se como chuva. O desmatamento prejudica a liberação de vapor de água na atmosfera e, consequentemente, o abastecimento das cidades.

c ) O objetivo dessa questão é levar os estudantes a divulgar as informações entre os demais membros da comunidade escolar e familiares.

2. Em A, o picolé, que se encontrava inteiramente no estado sólido, tinha suas moléculas muito próximas, de forma organizada e com pouca mobilidade, mantendo seu formato. Em B, à temperatura ambiente, que é superior à do picolé, partes das moléculas começaram a se agitar e a se afastar umas das outras, aumentando sua mobilidade e tornando parte do picolé líquido. Em C, a agitação e a mobilidade das moléculas atingem a quase totalidade do picolé, levando-o a se transformar quase totalmente em líquido. Esse estado de agregação possibilita às moléculas que escorram na superfície, perdendo sua forma definida.

Respostas - Páginas 193 e 194

1. a ) Espera-se que os estudantes respondam que a energia da matéria, nesse caso, da água, aumentou ao longo do experimento. Isso porque parte da radiação infravermelha foi absorvida pelos átomos constituintes. Como resultado, esses átomos se tornaram cada vez mais agitados, enfraquecendo as interações entre as moléculas e aumentando sua mobilidade. A maior energia e agitação das moléculas levou à alteração da estrutura da matéria, fazendo-a mudar de estado de agregação sólido para o líquido.

b ) Espera-se que os estudantes respondam que a matéria vai continuar absorvendo energia, resultando na agitação crescente de suas moléculas, o que, em determinado momento, levará à evaporação dela.

c ) Espera-se que os estudantes respondam que, uma vez que a temperatura mede o grau de agitação das moléculas que constituem a matéria, à medida que ela recebe energia e seus componentes se tornam mais agitados, a temperatura também aumenta.

d ) À medida que a água sólida se transforma em água líquida e gasosa, ela fica disponível no ambiente, mais especificamente na atmosfera terrestre. Em condições específicas, esse vapor pode retornar ao estado líquido ou gasoso, e assim sucessivamente.

2. Ocorrerá evaporação em A e ebulição em B. Isso porque em A o aquecimento está ocorrendo principalmente na superfície do líquido para que a transformação da matéria ocorra de modo mais lento e gradual, sem a formação de bolhas. Já em B, o aquecimento percorre toda a matéria – a água aquecida no fundo do recipiente se torna menos densa e se move para a parte superior. Além disso, a intensidade da energia fornecida à água em B é maior e ocorre de modo mais rápido, sendo geralmente associada à formação de bolhas.

3. Isso ocorreu porque o ar expirado pela jovem contém vapor de água e está a uma temperatura superior à superfície do espelho. Ao entrar em contato com essa superfície, cuja temperatura é inferior à do ar expirado, a água antes gasosa passou para a fase líquida, formando gotículas que embaçaram a superfície.

4. a ) Espera-se que os estudantes respondam que não, pois em A ocorreu uma transformação física que resultou na mudança da estrutura da casca e do formato do conteúdo do ovo. Já em B, houve alteração na coloração, na textura e no sabor dos ovos, evidenciando uma transformação química.

b ) Na situação A, é o impacto e abertura do ovo. Na situação B, o calor.

5. a ) Mar Morto:

T é igual a 100 menos 3 vírgula 24 vezes 'h' implica em T é igual a 100 menos 3 vírgula 24 vezes abre parênteses menos 0 vírgula 43 fecha parênteses implica em$T=100-\mathrm{3,24}\mathbf{·}h\Rightarrow T=100-\mathrm{3,24}\mathbf{·}(-\mathrm{0,43})\Rightarrow$

implica em T é aproximadamente igual a 101 vírgula 39 portanto T é aproximadamente igual a 101 vírgula 39 graus Celsius$\Rightarrow T\simeq \mathrm{101,39}\mathbf{\therefore }T\simeq \mathrm{101,39}°\text{C}$

Rio de Janeiro: localidades ao nível do mar apresentam temperatura de ebulição de 100 graus Celsius$100°\text{C}$. Também aplicando na equação, obtemos o mesmo resultado:

T é igual a 100 menos 3 vírgula 24 vezes 'h' implica em T é igual a 100 menos 3 vírgula 24 vezes abre parênteses 0 fecha parênteses$T=100-\mathrm{3,24}\mathbf{·}h\Rightarrow T=100-\mathrm{3,24}\mathbf{·}\left(0\right)$

portanto T é igual a 100 graus Celsius$\mathbf{\therefore }T=100\mathbf{°}\text{C}$

Brasília:

T é igual a 100 menos 3 vírgula 24 vezes 'h' implica em T é igual a 100 menos 3 vírgula 24 vezes abre parênteses 1 vírgula 1 fecha parênteses implica em$T=100-\mathrm{3,24}\mathbf{·}h\Rightarrow T=100-\mathrm{3,24}\mathbf{·}\left(\mathrm{1,1}\right)\Rightarrow$

implica em T é aproximadamente igual a 96 vírgula 44 portanto T é aproximadamente igual a 96 vírgula 44 graus Celsius$\Rightarrow T\simeq \mathrm{96,44}\mathbf{\therefore }T\simeq \mathrm{96,44}\mathbf{°}\text{C}$

La Paz:

T é igual a 100 menos 3 vírgula 24 vezes 'h' implica em T é igual a 100 menos 3 vírgula 24 vezes abre parênteses 3 vírgula 6 fecha parênteses implica em$T=100-\mathrm{3,24}\mathbf{·}h\Rightarrow T=100-\mathrm{3,24}\mathbf{·}\left(\mathrm{3,6}\right)\Rightarrow$

implica em T é aproximadamente igual a 88 vírgula 34 portanto T é aproximadamente igual a 88 vírgula 34 graus Celsius$\Rightarrow T\simeq \mathrm{88,34}\mathbf{\therefore }T\simeq \mathrm{88,34}\mathbf{°}\text{C}$

Monte Everest:

T é igual a 100 menos 3 vírgula 24 vezes 'h' implica em T é igual a 100 menos 3 vírgula 24 vezes abre parênteses 8 vírgula 85 fecha parênteses implica em$T=100-\mathrm{3,24}\mathbf{·}h\Rightarrow T=100-\mathrm{3,24}\mathbf{·}\left(\mathrm{8,85}\right)\Rightarrow$

implica em T é aproximadamente igual a 71 vírgula 32 portanto T é aproximadamente igual a 71 vírgula 32 graus Celsius$\Rightarrow T\simeq \mathrm{71,32}\mathbf{\therefore }T\simeq \mathrm{71,32}\mathbf{°}\text{C}$

b ) Resposta pessoal. A resposta depende da altitude do município em questão. Oriente os estudantes a realizar uma pesquisa para identificar a altitude em que se encontra o município.

10. a ) O gelo flutua porque é menos denso do que a água líquida. Isso cria uma camada isolante que permite que a água abaixo mantenha uma temperatura adequada, protegendo os organismos aquáticos durante o inverno.

b ) Sem o comportamento anômalo: se a água não tivesse esse comportamento, o gelo afundaria, o que faria todo o lago congelar. Isso poderia resultar na morte de peixes e outras formas de vida aquática, desestabilizando os ecossistemas e afetando a biodiversidade.

Respostas - Página 199

1. Primeiro, deve-se escrever a equação química balanceada para esta reação:

C mais O subscrito 2 seta para a direita C O subscrito 2$\mathrm{\text{C }}+{\mathrm{\text{O}}}_2\to \text{C}{\mathrm{\text{O}}}_2$

No experimento A, temos: 12 gramas$12\mathrm{\text{g}}$ de C mais 32 gramas$\text{C}+32\text{g}$ de O subscrito 2${\text{O}}_2$ resultando em X g$\mathrm{\text{Xg}}$ de C O subscrito 2$\mathrm{\text{C}}{\mathrm{\text{O}}}_2$. Pela lei da conservação da massa, a massa dos reagentes deve ser igual à massa dos produtos. Então:

12 gramas mais 32 gramas é igual a X grama portanto X é igual a 44 gramas$12\text{ g }+32\text{ g }=\text{ X g}\mathbf{\therefore }\mathrm{\text{X }}=44\text{ g}$ de C O subscrito 2$\text{C}{\mathrm{\text{O}}}_2$

Agora que sabemos as massas de todas as substâncias no experimento A, podemos usar essa informação para encontrar Y e Z no experimento B. No experimento B, temos 88 gramas$88\text{ g}$ de C O subscrito 2${\mathrm{\text{CO}}}_2$. Estabelecendo uma proporção com o experimento A:

Similarmente para o oxigênio:

Capítulo 11 − Soluções e propriedades coligativas - páginas 200 a 231

Objetivos do capítulo

• Compreender o conceito de concentração.
• Conhecer as etapas de preparação de uma solução.
• Calcular diferentes tipos de concentração: em massa, porcentagem em massa de soluto, título em massa, partes por milhão e partes por bilhão, em quantidade de matéria, em molalidade e de íons em molaridade.
• Compreender o que é fração em quantidade de matéria.
• Relacionar algumas concentrações de soluções.
• Compreender o conceito de diluição.
• Conhecer as etapas de uma diluição.
• Desenvolver cálculos de concentração de soluções envolvendo diluições.

Explore as fotografias da página 200 para comparar as diferentes concentrações ou mostre essa diluição na sala de aula. Você pode usar uma xícara com metade de sua capacidade com café bem concentrado e pedir aos estudantes que observem os aspectos dessa solução. Em seguida, complete o restante da capacidade da xícara com água morna, para que o referido café se torne mais diluído, e solicite a eles que observem seu aspecto. O café mais concentrado é o que tem uma coloração mais intensa.

Como se deve preparar uma solução com soluto sólido - página 201

Explore as ilustrações do boxe, na página 201, para explicar o processo de preparação de soluções em laboratório. Caso haja à sua disposição os materiais necessários para preparo de uma solução, realize com os estudantes as etapas do procedimento apresentado nas ilustrações, demonstrando detalhadamente cada uma delas. Para exemplificar o processo, não é necessário o uso de uma balança de alta precisão.

A partir da página 201, o texto aborda os tipos de concentração e como calculá-los. É importante que os estudantes compreendam que um cálculo de concentração representa uma relação de quantidade entre soluto e solvente. Por exemplo, na concentração em massa, também conhecida como concentração comum, a relação está entre a massa de soluto e o volume da solução. Essa relação é expressa na unidade. Informe-lhes que, quando afirmamos que determinada solução tem concentração de 2 gramas por mililitro$2\text{ g/mL}$, estamos dizendo que a cada 1 mililitro$1\text{ mL}$ de solução há 2 gramas$2\text{ g}$ de soluto.

Enfatize aos estudantes que a porcentagem em massa apresentada nas páginas 202 e 203 é uma relação adimensional, pois as unidades de soluto e solução são as mesmas. Explique-lhes que o cancelamento da unidade simplesmente representa uma divisão das unidades: grama dividido por grama é igual a 1.

Assim como se sugere nas páginas 204 e 205, resolva os exemplos de diferentes formas: expressão numérica e por regra de três. É importante demonstrar aos estudantes que não há apenas uma única forma de resolver os problemas e alcançar o resultado.

Na página 210, explore as demonstrações das relações entre os tipos de concentração, desenvolvendo com os estudantes os cálculos na lousa.

Ao abordar as propriedades coligativas, diga aos estudantes que podemos percebê-las em algumas situações do cotidiano. Usando os exemplos iniciais da página 217 (a água com sal no congelador e a adição de sal na água fervendo), faça um levantamento inicial de concepções prévias, levando-os a refletir sobre esses fenômenos.

Comente com os estudantes que as propriedades coligativas dependem da quantidade de soluto, pois ocorre um impedimento físico na movimentação das moléculas. Isso significa que, por exemplo, quando a água entra em ebulição e adicionamos sal abre parênteses N a C l fecha parênteses$\left(\text{NaC}\mathcal{\text{l}}\right)$, os íons disponíveis (N a sobrescrito mais${\text{Na}}^{+}$ e C l elevado a início expoente, menos, fim expoente$\text{C}{\mathcal{\text{l}}}^{-}$) impedem as moléculas de água de se "desprenderem" umas das outras, havendo uma diminuição da energia cinética delas.

É possível trabalhar o tema osmose de maneira interativa, dialogando com o meio digital e com as culturas juvenis ao acessar com os estudantes o simulador de osmose disponível em: https://s.livro.pro/o8j15r. Acesso em: 27 set. 2024. Explore a hipermídia com eles, para que visualizem uma representação do processo de osmose.

Osmose nos vegetais - página 226

Esse boxe permite fazer uma relação com o componente curricular de Biologia. Comente a respeito da importância da osmose nos organismos vivos. Graças a esse processo, os nutrientes são transportados para as células e os resíduos são removidos. A pressão dentro e fora de cada célula é equilibrada por conta da osmose, que controla a passagem de líquidos do meio interno para o externo.

Propriedades coligativas na alimentação - página 228

Faça uma leitura coletiva desse boxe com os estudantes, especificamente sobre a cocção de alimentos na panela de pressão. Proponha a eles que respondam quais propriedades coligativas estão envolvidas no funcionamento dessa panela e verifique se identificam a tonoscopia e a ebulioscopia.

Respostas - Página 208

1. a )'C' é igual a início de fração, numerador: 'm' subscrito 1, denominador: V, fim de fração é igual a início de fração, numerador: 205 gramas, denominador: 500 mililitros, fim de fração é igual a 0 vírgula 41 grama por mililitro$C=\frac{m_1}{V}=\frac{205\text{ g}}{500\text{ mL}}=\mathrm{0,41}\text{ g/mL}$

b )'C' é igual a início de fração, numerador: 0 vírgula 41 grama, denominador: mililitro, fim de fração vezes início de fração, numerador: 1.000 mililitros, denominador: litro, fim de fração é igual a 410 gramas por litro$C=\frac{\mathrm{0,41}\text{ g}}{\mathrm{\text{mL}}}\mathbf{·}\frac{1.000\text{ mL}}{\text{L}}=410\text{ g}\text{/}\text{L}$

c )d é igual a 'm' sobre V é igual a início de fração, numerador: abre parênteses 205 mais 430 vírgula 5 fecha parênteses grama, denominador: 500 mililitros , fim de fração é igual a 1 vírgula 271 grama por mililitro$d=\frac{m}{V}=\frac{\left(205+\mathrm{430,5}\right)\text{ g}}{500\text{ mL}}=\mathrm{1,271}\text{ g/mL}$

d )d é igual a 1 vírgula 271 grama por mililitro vezes 1.000 mililitros por litro é igual a 1.271 gramas por litro$d=\mathrm{1,271}\text{ g/mL}\mathbf{·}1.000\text{ mL/L}=1.271\text{ g/L}$

2.'m' subscrito N a O H é igual a início de fração, numerador: 40 gramas, denominador: 1 mol, fim de fração vezes início de fração, numerador: 3 vírgula 2 mol, denominador: 1 litro, fim de fração vezes 0 vírgula 9 litro é igual a 115 vírgula 2 gramas$m_{\text{NaOH}}=\frac{40\text{ g}}{1\text{ mol}}\mathbf{·}\frac{\mathrm{3,2}\text{ mol}}{1\text{ L}}\mathbf{·}\mathrm{0,9}\text{ L}=\mathrm{115,2}\text{ g}$ de N a O H$\text{NaOH}$

4. a )tau é igual a início de fração, numerador: 'm' subscrito 1, denominador: 'm' subscrito 2 mais 'm' subscrito 1, fim de fração é igual a início de fração, numerador: 50, denominador: 50 mais 950, fim de fração é igual a 0 vírgula 0 5$\text{τ}=\frac{m_1}{m_2{+m}_1}=\frac{50}{50+950}=\mathrm{0,05}$

b )por cento 'm' barra 'm' é igual a 100 vezes início de fração, numerador: 'm' subscrito 1, denominador: 'm' subscrito 2 mais 'm' subscrito 1, fim de fração é igual a 100 vezes 0 vírgula 0 5 é igual a 5 por cento$\mathrm{\%}m\text{/}m=100\mathbf{·}\frac{m_1}{m_2{+m}_1}=100\mathbf{·}\mathrm{0,05}=5\mathrm{\%}$ de soluto

c )100 por cento menos 5 por cento é igual a 95 por cento$100\mathrm{\%}-5\mathrm{\%}=95\mathrm{\%}$ de solvente

6. a )p p m$\text{ppm}$ de N a é igual a início de fração, numerador: 1 vírgula 5 grama vezes 10 elevado a 6 grama, denominador: 100 gramas, fim de fração é igual a 15.000 p p m$\text{Na}=\frac{\mathrm{1,5}\text{ g }\mathbf{·}{10}^6\text{ g}}{100\text{ g}}=15.000\text{ ppm}$

b )'m' subscrito N a é igual a início de fração, numerador: 1.500 miligramas , denominador: 100 gramas, fim de fração vezes 30 gramas é igual a 450 miligramas$m_{\text{Na}}=\frac{1.500\text{ mg}}{100\text{ g}}\mathbf{·}30\text{ g}=450\text{ mg}$

Respostas - Página 216

1.n início subscrito, C a C l subscrito 2, fim subscrito é igual a início de fração, numerador: 'm' subscrito 1, denominador: M subscrito 1, fim de fração é igual a início de fração, numerador: 36 vírgula 10 gramas, denominador: 111 gramas por mol, fim de fração é igual a 0 vírgula 325 mol$n_{\text{CaC}{\mathcal{\text{l}}}_2}=\frac{m_1}{M_1}=\frac{\mathrm{36,10}\text{ g}}{111\text{ g/mol}}=\mathrm{0,325}\text{ mol}$

n início subscrito, H subscrito 2 O, fim subscrito é igual a início de fração, numerador: 'm' subscrito 1, denominador: M subscrito 1, fim de fração é igual a início de fração, numerador: 42 vírgula 75 gramas, denominador: 18 gramas por mol, fim de fração é igual a 2 vírgula 375 mol$n_{{\text{H}}_2\text{O}}=\frac{m_1}{M_1}=\frac{\mathrm{42,75}\text{ g}}{\text{18 g/mol}}=\mathrm{2,375}\text{ mol}$

n é igual a n subscrito 1 mais n subscrito 2 é igual a abre parênteses 0 vírgula 325 mais 2 vírgula 375 fecha parênteses mol é igual a 2 vírgula 7 mol abre parênteses solução fecha parênteses$n=n_1+n_2=(0,325+2,375)\text{ mol}=\mathrm{2,7}\text{ mol (solução)}$

A fração do soluto será:

x subscrito 1 é igual a início de fração, numerador: n subscrito 1, denominador: n, fim de fração é igual a início de fração, numerador: 0 vírgula 325, denominador: 2 vírgula 7, fim de fração é igual a 0 vírgula 12$x_1=\frac{n_1}{n}=\frac{\mathrm{0,325}}{\mathrm{2,7}}=\mathrm{0,12}$

2. Quantidades de matéria das soluções:

'C' é igual a início de fração, numerador: n subscrito 1, denominador: V subscrito 1, fim de fração implica em n subscrito 1 é igual a 0 vírgula 20 mol por litro vezes 0 vírgula 150 litro é igual a 0 vírgula 0 3 mol$C=\frac{n_1}{V_1}\Rightarrow n_1=\mathrm{0,20}\text{ mol/L}\mathbf{·}\mathrm{0,150}\text{ L}=\mathrm{0,03}\text{ mol }$

'C' é igual a início de fração, numerador: n subscrito 2, denominador: V subscrito 2, fim de fração implica em n subscrito 2 é igual a 0 vírgula 50 mol por litro vezes 0 vírgula 450 litro é igual a 0 vírgula 225 mol$C=\frac{n_2}{V_2}\Rightarrow n_2=\mathrm{0,50}\text{ mol/L}\mathbf{·}\mathrm{0,450}\text{ L}=0,225\text{ mol}$

Na solução final, haverá n subscrito 1 mais n subscrito 2 é igual a 0 vírgula 255 mol$n_1+n_2=\mathrm{0,255}\text{ mol}$ de soluto, em um volume de 600 mililitros$600\text{ mL}$. Logo:

'C' subscrito f é igual a início de fração, numerador: n subscrito 1, denominador: V subscrito 1, fim de fração é igual a início de fração, numerador: 0 vírgula 255 mol, denominador: 0 vírgula 6 litro, fim de fração implica em 'C' subscrito f é igual a 0 vírgula 425 mol por litro$C_{\text{f}}=\frac{n_1}{V_1}=\frac{\mathrm{0,255}\text{ mol}}{\mathrm{0,6}\text{ L}}\Rightarrow C_{\text{f}}=\mathrm{0,425}\text{ mol/L}$

3.'C' subscrito f vezes V subscrito f é igual a 'C' subscrito I vezes V subscrito I mais 'C' subscrito I I vezes V subscrito I I implica em$C_f\mathbf{·}{V}_f=C_{\text{I}}\mathbf{·}{V}_{\text{I}}+C_{\text{II}}\mathbf{·}{V}_{\text{II}}\Rightarrow$

implica em 'C' subscrito f é igual a início de fração, numerador: 160 vezes 200 mais 40 vezes 100, denominador: 300, fim de fração é igual a 120 portanto 'C' subscrito f é igual a 120 gramas por litro$\Rightarrow C_{\text{f}}=\frac{160\mathbf{·}200+40\mathbf{·}100}{300}=120\mathbf{\therefore }{C}_{\text{f}}=120\text{ g/L}$

c subscrito f vezes 0 vírgula 3 é igual a início de fração, numerador: 4 vírgula 0 vezes 0 vírgula 2 mais 1 vírgula 0 vezes 0 vírgula 1, denominador: 0 vírgula 3, fim de fração é igual a 3 portanto c subscrito f é igual a 3 mol por litro$c_f\mathbf{·}\mathrm{0,3}=\frac{\mathrm{4,0}\mathbf{·}0,2+\mathrm{1,0}\mathbf{·}\mathrm{0,1}}{\mathrm{0,3}}=3\mathbf{\therefore }{c}_{\text{f}}=3\text{ mol/L}$

4.x subscrito água é igual a início de fração, numerador: n subscrito 1, denominador: n subscrito 1 mais n subscrito 2, fim de fração é igual a início de fração, numerador: 40, denominador: 40 mais 10, fim de fração é igual a 0 vírgula 8$x_{\mathrm{\text{água}}}=\frac{n_1}{n_1+n_2}=\frac{40}{40+10}=\mathrm{0,8}$

x subscrito água mais x subscrito álcool é igual a 1 implica em 0 vírgula 8 mais x subscrito álcool é igual a 1 implica em x subscrito álcool é igual a 0 vírgula 2$x_{\mathrm{\text{água}}}+x_{\mathrm{\text{álcool}}}=1\Rightarrow \mathrm{0,8}+x_{\mathrm{\text{álcool}}}=1\Rightarrow x_{\mathrm{\text{álcool}}}=\mathrm{0,2}$

5. Massa de C a C l subscrito 2$\text{CaC}{\mathcal{\text{l}}}_2$ da solução X:

'm' é igual a 60 gramas por litro vezes 0 vírgula 2 litro é igual a 12 gramas$m=60\text{ g/L}\mathbf{·}\mathrm{0,2}\text{ L}=12\text{ g}$

Massa de C a C l subscrito 2$\text{CaC}{\mathcal{\text{l}}}_2$ da solução Z:

'm' é igual a 80 gramas por litro vezes 0 vírgula 6 litro é igual a 48 gramas$m=80\text{ g/L}\mathbf{·}\mathrm{0,6}\text{ L}=48\text{ g}$

Portanto, a massa de C a C l subscrito 2$\text{CaC}{\mathcal{\text{l}}}_2$ acrescentada pela solução Y é de 48 gramas menos 12 gramas é igual a 36 gramas$48\text{ g}-12\text{ g}=36\text{ g}$ e sua concentração é 36 gramas por 0 vírgula 4 litro é igual a 90 gramas por litro$36\text{ g/}\mathrm{0,4}\text{ L}=90\text{ g/L}$.

Respostas - Páginas 229 a 231

1. a ) Com o aquecimento nas condições físicas apresentadas, a água do béquer 1 entrará primeiro em ebulição por ter temperatura de ebulição menor que a do líquido em solução (béquer 2). Isso ocorrerá porque no béquer 2 houve a dissolução de um soluto não volátil, assim a sua temperatura de ebulição será maior que a da água do béquer 1.

b ) Com o resfriamento das amostras líquidas contidas nos dois béqueres, submetidas às condições físicas apresentadas, o béquer 1, que tem apenas água, vai congelar primeiro. O líquido do béquer 2 congelará a uma temperatura menor que a do béquer 1.

c ) As propriedades coligativas relatadas nesses itens são a ebulioscopia e a crioscopia.

2. a ) Quando a salmoura é colocada em contato com o gelo, essa mistura não se solidifica, mas fica mais fria do que o gelo. Assim, a salmoura fica tão fria que consegue congelar rapidamente o sorvete.

b ) Esse experimento evidencia a propriedade coligativa denominada crioscopia.

4. Resposta pessoal. Espera-se que os estudantes pesquisem a respeito da hemodiálise e a relacionem com a osmose, pois esse procedimento utiliza água altamente pura, obtida por meio desse processo.

5. a ) Por meio da indicação "(aq)" no rótulo, é possível concluir que se trata de uma solução de H N O subscrito 3${\text{HNO}}_3$ em água, e não de uma substância pura.

b ) A indicação "(aq)" se refere ao solvente, que é a água, e a fórmula H N O subscrito 3$\text{HN}{\text{O}}_3$ se refere ao soluto, que é o ácido nítrico.

c ) De acordo com a densidade da solução, em cada 1 centímetro cúbico$1{\text{cm}}^3$ há 1 vírgula 51 grama$\mathrm{1,51}\text{ g}$ de solução. Assim, em 1 vírgula 0 litro$\mathrm{1,0}\text{ L}$ abre parênteses 1.000 centímetros cúbicos fecha parênteses$\left(1.000{\text{cm}}^3\right)$ há 1.510 gramas$1.510\text{ g}$ de solução, ou seja, 1 vírgula 51 quilograma$\mathrm{1,51}\text{ kg}$.

d ) De acordo com a concentração no rótulo, para cada 1 litro de solução há 220 gramas$220\text{ g}$ de soluto.

10. Alternativa d.

n subscrito glicose é igual a início de fração, numerador: 6 gramas, denominador: 180 gramas por mol, fim de fração é aproximadamente igual a 3 vírgula 3 vezes 10 elevado a menos 2 mol$n_{\text{glicose}}=\frac{6\text{ g}}{180\text{ g/mol}}\simeq \mathrm{3,3}\mathbf{·}{10}^{-2}\text{mol}$

'C' subscrito glicose é igual a início de fração, numerador: 3 vírgula 3 vezes 10 elevado a menos 2 mol, denominador: 0 vírgula 5 litro, fim de fração é aproximadamente igual a 6 vírgula 6 vezes 10 elevado a menos 2 mol por L$C_{\text{glicose}}=\frac{\mathrm{3,3}\mathbf{·}{10}^{-2}\text{ mol}}{\mathrm{0,5}\text{ L}}\simeq \mathrm{6,6}\mathbf{·}{10}^{-2}\text{ mol/L}$

n subscrito sódio é igual a início de fração, numerador: 0 vírgula 11 grama, denominador: 23 gramas barra mol, fim de fração é aproximadamente igual a 4 vírgula 8 vezes 10 elevado a menos 3 mol$n_{\text{sódio}}=\frac{\mathrm{0,11}\text{ g}}{23\text{ g/mol}}\simeq \mathrm{4,8}\mathbf{·}{10}^{-3}\text{mol}$

'C' subscrito sódio é igual a início de fração, numerador: 4 vírgula 8 vezes 10 elevado a menos 3 mol, denominador: 0 vírgula 5 litro, fim de fração é aproximadamente igual a 9 vírgula 6 vezes 10 elevado a menos 3 mol por litro$C_{\text{sódio}}=\frac{\mathrm{4,8}\mathbf{·}{10}^{-3}\text{ mol}}{\mathrm{0,5}\text{ L}}\simeq \mathrm{9,6}\mathbf{·}{10}^{-3}\text{ mol/L}$

11. Espera-se que os estudantes representem as partículas de glicerina entre as partículas de água, explicando que a adição de glicerina, um soluto não volátil, diminui a pressão de vapor da solução água-glicerina e eleva sua temperatura de ebulição acima de 100 graus Celsius$100°\text{C}$. Enquanto a água pura entra em ebulição a 100 graus Celsius$100°\text{C}$, a mistura água-glicerina e a glicerina pura não atingem a ebulição nessa temperatura, pois a presença das partículas do soluto não volátil dificulta a ebulição do solvente.

12. Espera-se que os estudantes respondam que o cozimento em panela de pressão é mais rápido porque, sob maior pressão, a temperatura de ebulição da água aumenta, cozinhando os alimentos em tempo menor do que o gasto em panelas comuns, que estão submetidas à pressão ambiente.

13. a )V é igual a início de fração, numerador: 630 gramas vezes 1 litro, denominador: 50 gramas, fim de fração é igual a 12 vírgula 6 litros$V=\frac{630\text{ g }\mathbf{·}1\text{ L}}{50\text{ g}}=\mathrm{12,6}\text{ L}$

b )c é igual a início de fração, numerador: início de fração, numerador: 630 gramas, denominador: 58 vírgula 44 gramas por mol, fim de fração, denominador: 12 vírgula 6 litros, fim de fração é aproximadamente igual a 0 vírgula 86 mol por litro$c=\frac{\frac{630\text{ g}}{\mathrm{58,44}\text{ g/mol}}}{\mathrm{12,6}\text{ L}}\simeq \mathrm{0,86}\text{ mol/L }$

c )'C' é igual a início de fração, numerador: 630 gramas, denominador: 12 vírgula 6 litros, fim de fração é igual a 50 gramas por litro$C=\frac{630\text{ g}}{\mathrm{12,6}\text{ L}}=50\text{ g/L}$

d )c subscrito i vezes V subscrito i é igual a c subscrito f vezes V subscrito f$c_{\text{i}}\mathbf{·}{V}_{\text{i}}=c_{\text{f}}\mathbf{·}{V}_{\text{f}}$

0 vírgula 86 mol por litro vezes 12 vírgula 6 litros é igual a 0 vírgula 5 mol por litro vezes V subscrito f implica em V subscrito f é aproximadamente igual a 21 vírgula 67 litros$\mathrm{0,86}\text{ mol/L}\mathbf{·}\mathrm{12,6}\text{ L}=\mathrm{0,5}\text{ mol/L}\mathbf{·}{V}_{\text{f}}\Rightarrow V_{\text{f}}\simeq \mathrm{21,67}\text{ L}$

V subscrito adicionado é igual a V subscrito f menos V subscrito i é igual a 21 vírgula 7 litros menos 12 vírgula 6 litros é aproximadamente igual a 9 vírgula 1 litros$V_{\text{adicionado}}=V_{\text{f}}-V_{\text{i}}=\mathrm{21,7}\text{ L}-\mathrm{12,6}\text{ L}\simeq \mathrm{9,1}\text{ L}$

14. a )70 mililitros vezes abre parênteses início de fração, numerador: 30 por cento, denominador: 100 por cento, fim de fração fecha parênteses é igual a 21 mililitros$70\text{ mL}\mathbf{·}\left(\frac{30\mathrm{\%}}{100\mathrm{\%}}\right)=21\text{ mL}$

b )abre parênteses início de fração, numerador: 2 vírgula 6 mililitros , denominador: 50 mililitros , fim de fração fecha parênteses vezes 100 por cento é igual a 5 vírgula 2 por cento$\left(\frac{\mathrm{2,6}\text{ mL}}{50\text{ mL}}\right)\mathbf{·}100\mathrm{\%}=\mathrm{5,2}\mathrm{\%}$. Portanto, o produto é o Eau de Toilette, que está na faixa de 5 a 15%.

15.início de fração, numerador: 19 gramas, denominador: mol, fim de fração vezes início de fração, numerador: 5 vírgula 0 vezes 10 elevado a menos 5 mol, denominador: litro, fim de fração vezes 3 litros é igual a 0 vírgula 0 0 285 grama$\frac{19\text{ g}}{\text{mol}}\mathbf{·}\frac{\mathrm{5,0}\mathbf{·}{10}^{-5}\text{ mol}}{\text{L}}\mathbf{·}3\text{ L }=\mathrm{0,00285}\text{ g}$ ou 2 vírgula 85 miligramas$\mathrm{2,85}\text{ mg}$

17.início de fração, numerador: 2 gramas de F vezes 1.000 gramas de amostra, denominador: 10 elevado a 6 gramas de amostra, fim de fração é igual a 2 vezes 10 elevado a menos 3 grama$\frac{2\text{ g de F }\mathbf{·}1.000\text{ g de amostra}}{{10}^6\text{ g de amostra}}=2\mathbf{·}{10}^{-3}\text{ g}$ de F$\text{F}$

início de fração, numerador: 2 vezes 10 elevado a menos 3 grama de F, denominador: 1.000 gramas de amostra, fim de fração vezes início de fração, numerador: 1.000 gramas de amostra, denominador: 1 litro de amostra, fim de fração é igual a início de fração, numerador: 2 vezes 10 elevado a menos 3 grama de F, denominador: litro de amostra, fim de fração$\frac{2\mathbf{·}{10}^{-3}\text{ g de F}}{1.000\text{ g de amostra}}\mathbf{·}\frac{1.000\text{ g de amostra}}{1\text{ L de amostra}}=\frac{2\mathbf{·}{10}^{-3}\text{ g de F}}{\text{L de amostra}}$

portanto início de fração, numerador: 2 miligramas de F, denominador: L de amostra, fim de fração$\mathbf{\therefore }\frac{2\text{ mg de F}}{\text{L de amostra}}$

18. Espera-se que os estudantes façam representações diferentes das células vegetais em diferentes soluções. Em uma solução hipotônica, a célula vegetal se apresenta túrgida por conta da absorção de água, com o vacúolo expandido. Na solução isotônica, a célula mantém seu tamanho normal, com equilíbrio na entrada e na saída de água. Já na solução hipertônica, perde água, o vacúolo encolhe e a célula murcha. Além disso, os estudantes devem pesquisar como esses processos ocorrem na natureza, discutindo as consequências para a planta, como a importância da turgescência para o suporte estrutural e os efeitos negativos do murchamento em condições de seca.

Capítulo 12 - Quantidade e proporção de matéria - páginas 232 a 246

Objetivos do capítulo

• Compreender e aplicar cálculos estequiométricos, conceitos de mol e massa molar.
• Balancear equações químicas.
• Compreender o conceito de volume molar e realizar cálculos estequiométricos envolvendo substâncias gasosas.
• Compreender os conceitos e calcular a pureza de reagente, rendimento da reação e reagentes em excesso.

O balanceamento das equações químicas, iniciado na página 233, contribui para desenvolver o pensamento computacional. Em cada atividade relacionada a esse assunto, incentive os estudantes a decompor os procedimentos em etapas, procurando identificar as semelhanças entre os exemplos.

Compartilhe ideias - página 233

O boxe Compartilhe ideias e a questão da página 233 têm por objetivo incentivar os estudantes a refletir sobre a possibilidade de produzir água a partir da reação representada e propor medidas que contribuam com o uso consciente desse recurso. Organize a turma em duplas e oriente-as a pesquisar em fontes confiáveis e a conversar a respeito disso.

Compartilhe ideias - páginas 240 e 241

A abordagem do boxe Compartilhe ideias da página 240 favorece o trabalho com o tema contemporâneo transversal Ciência e tecnologia, pois apresenta aos estudantes a possibilidade do uso de células de hidrogênio para obter energia elétrica, além de permitir o trabalho com a Competência geral 9.

O boxe Compartilhe ideias da página 241 tem como objetivo levar os estudantes a compreender a importância do uso de materiais que apresentam alto grau de pureza para a fabricação de medicamentos. Solicite a eles que formem duplas para realizar a atividade e os oriente a anotar a que conclusão chegaram. Peça a algumas duplas que, voluntariamente, leiam suas respostas para os colegas.

Conexões com… - página 242

Objetivos

• Compreender as interconexões entre Ciência, política e sociedade, utilizando a história de Haber como exemplo.
• Desenvolver uma visão crítica sobre as aplicações da Química na agricultura e na indústria bélica.

Orientações

Para a condução da atividade, leia com os estudantes o texto e fale sobre a trajetória do químico alemão Fritz Haber (1868-1934), enfatizando tanto suas contribuições para a Química quanto as questões éticas relacionadas ao seu trabalho.

Se julgar oportuno, promova uma discussão em grupo, incentivando os estudantes a compartilhar suas impressões sobre as dualidades da Ciência.

O trabalho com esses assuntos desenvolve a Competência geral 1 e a habilidade EM13CNT305, pois conhecer e discutir essas histórias possibilita refletir sobre a responsabilidade dos cientistas em suas descobertas e aplicações. Discutir suas contribuições em sala de aula promove um aprendizado interdisciplinar com o componente curricular de História, permitindo aos estudantes que explorem não apenas os aspectos científicos, mas também as repercussões históricas, sociais e éticas de descobertas e inovações.

Respostas

a ) Espera-se que os estudantes comentem que a Ciência é um produto humano, portanto seu uso está diretamente ligado à intencionalidade das pessoas. Dessa forma, não podemos dizer que ela é intrinsecamente boa ou ruim, pois isso depende da maneira como será usada.

b ) Espera-se que os estudantes comentem que toda descoberta científica ou tecnológica deve ter seu uso respaldado pela ética e o objetivo final de produzir bem-estar aos seres humanos de forma sustentável para o planeta. Do contrário, podemos ver seu uso ligado a guerras, genocídios e destruição do meio ambiente, como foi o caso da história de Haber.

c ) As descobertas científicas e tecnológicas estão diretamente associadas às necessidades da sociedade da época em que foram criadas. Por exemplo, no início do século XX, a necessidade de aumentar a produção agrícola impulsionou a busca por métodos mais eficientes para produzir amônia. No entanto, essa descoberta também impactou profundamente a sociedade na medida em que propiciou o desenvolvimento de armas químicas.

Prática científica - páginas 244 e 245

Objetivos

• Determinar a massa de dióxido de carbono produzida na prática.
• Analisar e compreender a estequiometria das reações e reagentes limitantes durante uma reação química.

Orientações

Incentive os estudantes a discutir as questões iniciais sugeridas em Por dentro do contexto. Verifique se eles compreenderam o conceito de conservação da massa durante uma reação química em um sistema fechado. O objetivo de formular a hipótese proposta é levá-los a refletir sobre a importância do desenvolvimento da Ciência em todos os momentos históricos, ou seja, enxergá-la como um processo, e não como uma resolução que acontece da noite para o dia. Os estudantes podem comentar que em indústrias de cosméticos, por exemplo, a medição das quantidades de reagentes está diretamente relacionada à qualidade dos produtos.

O funil, a garrafa e o copo medidor devem ser lavados e depois reutilizados. O balão pode ser descartado no lixo doméstico e os resíduos líquidos na pia.

Respostas

1. Dentro da garrafa, é possível observar o fenômeno da efervescência, isto é, da produção de gás.

2.C H subscrito 3 C O O H abre parênteses a q fecha parênteses mais N a H C O subscrito 3 abre parênteses s fecha parênteses seta para a direita C H subscrito 3 C O O N a abre parênteses a q fecha parênteses mais H subscrito 2 O abre parênteses l fecha parênteses mais C O subscrito 2 abre parênteses g fecha parênteses${\text{CH}}_3\text{COOH}\left(\text{aq}\right)+{\text{NaHCO}}_3\left(\text{s}\right)\to {\text{CH}}_3\text{COONa}\left(\text{aq}\right)+{\text{H}}_2\text{O}\left(\mathcal{\text{l}}\right)+{\text{CO}}_2\left(\text{g}\right)$

3. Não. Como o sistema se encontra aberto, o gás produzido pela reação escapa para a atmosfera. Por isso, tal valor não é registrado pela balança.

4. O balão se enche de gás.

5. Os valores registrados são os mesmos. Isso acontece porque o gás fica aprisionado pelo balão. Dessa forma, o sistema pode ser considerado fechado, assim as massas se conservam.

6. Considerando a proporção de 1 dois-pontos por 1$1:1$ de N a H C O subscrito 3${\text{NaHCO}}_3$ e CO subscrito 2${\text{CO}}_2$, podemos fazer a seguinte relação:

'm' início subscrito, C O subscrito 2, fim subscrito é igual a início de fração, numerador: 44 gramas, denominador: 84 gramas, fim de fração vezes 5 gramas é aproximadamente igual a 2 vírgula 62 gramas$m_{{\text{CO}}_2}\text{ =}\frac{44\text{ g}}{84\text{ g}}\mathbf{·}5\text{ g }\simeq \mathrm{2,62}\text{ g}$ de C O subscrito 2${\text{CO}}_2$

n início subscrito, C O subscrito 2, fim subscrito é igual a início de fração, numerador: 1 mol, denominador: 44 gramas, fim de fração vezes 2 vírgula 62 gramas é aproximadamente igual a 0 vírgula 0 6 mol$n_{{\text{CO}}_2}\text{ =}\frac{1\text{ mol}}{44\text{ g}}\mathbf{·}\mathrm{2,62}\text{ g }\simeq \mathrm{0,06}\text{ mol}$ de C O subscrito 2${\text{CO}}_2$

7. Fazendo as considerações do item anterior para 10 gramas$10\text{ g}$.

'm' início subscrito, C O subscrito 2, fim subscrito é igual a início de fração, numerador: 44 gramas, denominador: 84 gramas, fim de fração vezes 10 gramas é aproximadamente igual a 5 vírgula 24 gramas$m_{{\text{CO}}_2}\text{ =}\frac{44\text{ g}}{84\text{ g}}\mathbf{·}10\text{ g }\simeq \mathrm{5,24}\text{ g}$ de C O subscrito 2${\text{CO}}_2$

n início subscrito, C O subscrito 2, fim subscrito é igual a início de fração, numerador: 1 mol, denominador: 44 gramas, fim de fração vezes 5 vírgula 24 gramas é aproximadamente igual a 0 vírgula 12 mol$n_{{\text{CO}}_2}\text{ =}\frac{1\text{ mol}}{44\text{ g}}\mathbf{·}\mathrm{5,24}\text{ g }\simeq \mathrm{0,12}\text{ mol}$ de C O subscrito 2${\text{CO}}_2$

8. Resposta pessoal. Oriente os estudantes a como produzir e publicar o tipo de recurso a ser desenvolvido. Reforce as principais informações que eles devem apresentar, como imagens dos procedimentos e explicações, e quais devem evitar compartilhar, como fotografias ou detalhes pessoais dos envolvidos.

Respostas - Página 236

6. Considere que M início subscrito, C a C O subscrito 3, fim subscrito é igual a 100 gramas por mol${\mathrm{\text{M}}}_{{\text{CaCO}}_3}=100\text{ g}\text{/}\text{mol}$, então: n é igual a 1 mol por 100 gramas vezes 450 gramas é igual a 4 vírgula 5 mol$n=1\text{mol/}100\text{ g}\mathbf{·}450\text{ g}=\mathrm{4,5}\text{mol}$. A proporção entre C a C O subscrito 3${\text{CaCO}}_3$ e CO subscrito 2${\text{CO}}_2$ é 1 dois-pontos por 1$1:1$; logo, 4 vírgula 5 mol$\mathrm{4,5}\text{mol}$ de C a C O subscrito 3${\text{CaCO}}_3$ produz 4 vírgula 5 mol$\mathrm{4,5}\text{mol}$ de CO subscrito 2${\text{CO}}_2$. O volume molar é 22 vírgula 4 litros$\mathrm{22,4}\text{ L}$. Assim: V é igual a 22 vírgula 4 litros vezes mol elevado a menos 1 vezes 4 vírgula 5 mol é igual a 100 vírgula 8 litros$V=\mathrm{22,4}\text{ L}\mathbf{·}{\text{mol}}^{-1}\mathbf{·}\mathrm{4,5}\text{ mol}=10\mathrm{0,8}\text{ L}$ de C O subscrito 2${\text{CO}}_2$.

Respostas - Página 237

3. a ) Resposta: O vulcanismo é um fenômeno geológico que ocorre quando magma, gases e fumaça são expelidos do interior da Terra para a superfície. Essa é uma oportunidade de integração com o componente curricular de Geografia. Assim, se julgar necessário, peça auxílio ao professor desse componente para que explique aos estudantes diferentes tipos de vulcanismo.

b )S O subscrito 2 é igual a abre parênteses 32 fecha parênteses vezes 1 mais abre parênteses 16 fecha parênteses vezes 2 é igual a 64 unidades$\text{S}{\text{O}}_2=\left(32\right)\mathbf{·}1+\left(16\right)\mathbf{·}2=64\text{ u}$

c ) Se a massa molecular do S O subscrito 2$\text{S}{\text{O}}_2$ é 64 unidades$64\text{ u}$, sua massa molar é 64 gramas por mol$64\text{ g/mol}$.

d )n é igual a início de fração, numerador: 1 mol, denominador: 64 gramas, fim de fração vezes 256 gramas é igual a 4 mol$n=\frac{1\text{ mol}}{64\text{ g}}\mathbf{·}256\text{ g}=4\text{ mol}$ de S O subscrito 2$\text{S}{\text{O}}_2$

e )V é igual a início de fração, numerador: 22 vírgula 4 litros, denominador: 1 mol, fim de fração vezes 4 mol é igual a 89 vírgula 6 litros$V=\frac{\mathrm{22,4}\text{ L}}{1\text{ mol}}\mathbf{·}\text{ 4 mol}=\mathrm{89,6}\text{ L}$ de S O subscrito 2${\text{SO}}_2$

6. a ) 2 xícaras de café equivaleriam a 200 miligramas$200\text{ mg}$ de cafeína; logo, ainda restam 200 miligramas$200\text{ mg}$.

'm' subscrito chocolate é igual a início de fração, numerador: 28 gramas de chocolate, denominador: 12 miligramas de cafeína, fim de fração vezes 200 miligramas de cafeína é igual a$m_{\text{chocolate}}\text{ =}\frac{28\text{ g de chocolate}}{12\text{ mg de cafeína}}\mathbf{·}200\text{ mg de cafeína}=$

é igual a 466 vírgula 66 gramas de chocolate$=\mathrm{466,66}\text{ g de chocolate}$

b )n é igual a início de fração, numerador: 1 mol, denominador: 194 vírgula 19 gramas, fim de fração vezes 0 vírgula 400 grama é igual a 0 vírgula 0 0 2 mol de cafeína$n=\frac{1\text{ mol}}{\mathrm{194,19}\text{ g}}\mathbf{·}\mathrm{0,400}\text{ g}=\mathrm{0,002}\text{ mol}\text{ de cafeína}$

Respostas - Página 246

4.'m' início subscrito, F e subscrito 2 O subscrito 3, fim subscrito é igual a início de fração, numerador: 159 vírgula 7 vezes 10 elevado a menos 6 t F e subscrito 2 O subscrito 3 vezes 280 toneladas F e, denominador: 111 vírgula 7 vezes 10 elevado a menos 6 tonelada F e vezes 0 vírgula 8, fim de fração é igual a 500 toneladas$m_{{\text{Fe}}_2{\text{O}}_3}=\frac{\mathrm{159,7}\mathbf{·}{10}^{-6}\text{ t }{\text{Fe}}_2{\text{O}}_3\mathbf{·}280\text{ t Fe}}{\mathrm{111,7}\mathbf{·}{10}^{-6}\text{ t Fe }\mathbf{·}\mathrm{0,8}}=500\text{ t}$

6. Para 100% de rendimento, a massa seria:

início de fração, numerador: 20 vírgula 27 vezes 10 elevado a 6 g A l subscrito 2 abre parênteses S O subscrito 4 fecha parênteses subscrito 3 vezes abre parênteses 2 vezes 78 gramas A l abre parênteses O H fecha parênteses subscrito 3 fecha parênteses, denominador: 342 gramas A l subscrito 2 abre parênteses S O subscrito 4 fecha parênteses subscrito 3, fim de fração é igual a é igual a 9 vírgula 24 vezes 10 elevado a 6 g A l abre parênteses OH fecha parênteses subscrito 3$\frac{\mathrm{20,27}\mathbf{·}{10}^6\text{ g }{\text{A}\mathcal{\text{l}}}_2{\left({\text{SO}}_4\right)}_3\mathbf{·}\left(2\mathbf{·}78\text{ g A}\mathcal{l}{\left(\text{OH}\right)}_3\right)}{342\text{ g }{\text{A}\mathcal{\text{l}}}_2{\left({\text{SO}}_4\right)}_3}==\mathrm{9,24}\mathbf{·}{10}^6\text{ g A}\mathcal{l}{\left(\text{OH}\right)}_3$

Como a massa obtida foi de 4 vírgula 25 toneladas$\mathrm{4,25}\text{ t}$, o rendimento foi de: início de fração, numerador: 4 vírgula 25 vezes 10 elevado a 6 gramas vezes 100 por cento, denominador: 9 vírgula 24 vezes 10 elevado a 6 gramas, fim de fração é aproximadamente igual a 45 por cento$\frac{\mathrm{4,25}\mathbf{·}{10}^6\text{ g }\mathbf{·}100\mathrm{\%}}{\mathrm{9,24}\mathbf{·}{10}^6\text{ g}}\simeq 45\mathrm{\%}$.

7. A equação química balanceada é:

C subscrito 2 H subscrito 2 mais 5 barra 2 O subscrito 2 seta para a direita 2 CO subscrito 2 mais H subscrito 2 O${\text{C}}_2{\text{H}}_2+\text{5/2 }{\text{O}}_2\to 2{\text{CO}}_2+{\text{H}}_2\text{O}$

Como a massa molar do etino é 26 gramas por mol$\text{26 g/mol}$, 130 gramas$130\text{ g}$ equivalem a 5 mols$5\text{ mols}$ de etino. De acordo com a equação química balanceada, 1 mol$1\text{ mol}$ de etino produz 2 mol$2\text{ mol}$ de CO subscrito 2${\text{CO}}_2$, assim 5 mol$5\text{ mol}$ de etino produzem 10 mols$10\text{ mol }$ de CO subscrito 2${\text{CO}}_2$, que correspondem a 100%; assim, 80% são 8 mols$8\text{ mol }$ de CO subscrito 2${\text{CO}}_2$. Portanto, considerando o volume molar de 22 vírgula 4 litros$\mathrm{22,4}\text{ L}$, o volume de 8 mols$8\text{ mol}$ é: V é igual a 22 vírgula 4 litros vezes mol elevado a menos 1 vezes 8 mols é igual a 179 vírgula 2 litros$V=\mathrm{22,4}\text{ L}\mathbf{·}{\text{mol}}^{-1}\mathbf{·}8\text{ mol}=\mathrm{179,2}\text{ L}$ de C O subscrito 2${\text{CO}}_2$.

Capítulo 13 – Termoquímica - páginas 247 a 261

Objetivos do capítulo

• Conceituar entalpia.
• Compreender como a energia está relacionada às reações químicas, diferenciando transformações endotérmicas e transformações exotérmicas.

• Representar variações de energia nas transformações físicas e nas transformações químicas por meio de equações e diagramas.
• Calcular a variação de entalpia de uma reação por meio das entalpias de formação das substâncias envolvidas.
• Calcular a variação de entalpia de uma reação química por meio das energias de ligação dos seus participantes.
• Conhecer a lei de Hess para o cálculo da variação de energia em uma reação química utilizando o método de manipulação algébrica de reações.

Ao trabalhar a definição de reação endotérmica na página 247, explique aos estudantes que, nesse tipo de reação, os produtos formados apresentam conteúdo energético maior do que os reagentes. Portanto, para que essa reação ocorra, é necessário obter energia por meio de alguma fonte externa, como o Sol, no caso da fotossíntese.

Compartilhe ideias - página 247

A abordagem proposta no boxe Compartilhe ideias permite trabalhar o tema contemporâneo transversal Educação ambiental, com enfoque nas vantagens e desvantagens do uso da energia solar. A obtenção de energia por meio de fontes renováveis é um tema que será visto ao longo de todo o Ensino Médio. Se achar interessante, organize os estudantes em grupos e peça a eles que elaborem seminários sobre a importância de buscar fontes de energia renovável, visando à redução dos impactos ambientais. Veja mais comentários sobre Seminário nas páginas XI e XII destas Orientações para o professor.

Na página 248, ao abordar a definição de reação exotérmica, explique aos estudantes que, nesse tipo de reação, os produtos formados apresentam conteúdo energético menor do que os reagentes. Portanto, como a ocorrência dessas reações libera energia, a queima de qualquer combustível é uma reação exotérmica.

Organize os estudantes em duplas e peça-lhes que discutam as questões da página 248 usando a metodologia ativa Think-pair-share. Veja mais comentários nas páginas XI e XII destas Orientações para o professor.

Apresente o conceito de entalpia-padrão de formação na página 252, retomando o que são as condições-padrão. Reforce que o valor da entalpia é determinado por meio de um padrão arbitrário, que é considerar que as substâncias puras simples, na forma alotrópica mais estável e nas condições normais de temperatura e pressão, apresentam entalpia igual a zero. O que pode ser medido e calculado com valores não arbitrários são as variações de entalpia abre parênteses delta H fecha parênteses$\left(\text{Δ}H\right)$.

Ao final da explicação sobre a Lei de Hess, na página 257, verifique se os estudantes compreenderam que a Lei de Hess é um método que permite calcular a variação de entalpia de uma reação por meio de reações cujo valor do delta H$\text{Δ}H$ já é conhecido.

Ligado no tema - página 258

Objetivos

• Compreender a relação entre o impacto da caça às baleias e a economia do século XIX.
• Identificar conexões entre o contexto histórico e a narrativa Moby Dick, integrando Literatura e Ciência.
• Analisar como a substituição do óleo de baleia pelo petróleo influenciou a preservação das espécies.
• Discutir as implicações ambientais da transição do uso de óleo de baleia para o petróleo.

Orientações

O trabalho com essa seção contribui para o desenvolvimento dos temas contemporâneos transversais Ciência e tecnologia e Educação ambiental ao apresentar como o advento do petróleo, embora motivado por interesses econômicos e industriais, teve um impacto inesperado na conservação de uma espécie marinha. Contudo, esse fato também marca o início de uma nova era de dependência dos combustíveis fósseis, que, embora tenha aliviado temporariamente o ecossistema marinho, trouxe outros desafios ambientais complexos a longo prazo. Ao tratar desses temas por meio da abordagem apresentada em Moby Dick, essa seção também colabora para um trabalho integrado ao componente curricular de Língua Portuguesa.

Durante a leitura, faça perguntas que incentivem a reflexão sobre as conexões entre Literatura e Ciência, auxiliando os estudantes a reconhecer que elementos do livro dialogam com a exploração de recursos naturais e que a obra do escritor estadunidense Herman Melville (1819-1891) pode ser vista como uma crítica às práticas de exploração predatória.

Respostas - Página 248

3. Resposta pessoal. Os estudantes ainda não receberam a informação de que a energia liberada ou absorvida depende apenas das ligações formadas ou rompidas, portanto provavelmente não saberão que o valor da energia será o mesmo. O objetivo dessa questão é incentivar os estudantes a refletir sobre essas semelhanças e diferenças. Por isso, leve-os a perceber que, se uma reação é exatamente o inverso da outra, os valores de energia também são iguais e a energia absorvida na fotossíntese vem de uma fonte solar, enquanto a energia liberada não, e esta pode ser transportada para outros lugares.

Respostas - Páginas 259 a 261

1. a ) A entalpia dos produtos é menor do que a dos reagentes, pois a variação de entalpia é menor do que zero.

b ) Na reação, são produzidos 2 mols$2\text{ mols}$ de água líquida. Logo, para cada mol$\text{mol}$ tem-se o valor de: menos 571 vírgula 6 quilojoules vezes mol elevado a menos 1 barra 2 é igual a menos 285 vírgula 8 quilojoules vezes mol elevado a menos 1$-\mathrm{571,6}\text{ kJ}\mathbf{·}{\text{mol}}^{-1}\text{/}2=-\mathrm{285,8}\text{ kJ}\mathbf{·}{\text{mol}}^{-1}$. Como 1 quilocaloria$1\text{ kcal}$ equivale a 4 vírgula 186 quilojoules$\mathrm{4,186}\text{ kJ}$, a variação de entalpia em calorias será:

início de fração, numerador: menos 285 vírgula 8 quilojoules barra mol vezes 1 quilocaloria , denominador: 4 vírgula 186 quilojoules , fim de fração é igual a menos 68 vírgula 27 quilocalorias barra mol$\frac{-\mathrm{285,8}\text{ kJ/mol}\mathbf{·}1\text{ kcal}}{\mathrm{4,186}\text{ kJ}}=-\mathrm{68,27}\text{ kcal/mol}$

c ) Como a variação de entalpia é negativa, a reação é exotérmica.

2. a )C H subscrito 4 abre parênteses g fecha parênteses mais 2 O subscrito 2 abre parênteses g fecha parênteses seta para a direita C O subscrito 2 abre parênteses g fecha parênteses mais 2 H subscrito 2 O abre parênteses l fecha parênteses$\text{C}{\text{H}}_4\left(\text{g}\right)+2{\text{O}}_2\left(\text{g}\right)\to \text{C}{\text{O}}_2\left(\text{g}\right)+2{\text{H}}_2\text{O}\left(\mathcal{\text{l}}\right)$

delta H é igual a menos 890 quilojoules$\text{Δ}H=-890\text{ kJ}$. Reação exotérmica, pois delta H é menor do que 0$\text{Δ}H<0$.

b )2 H subscrito 2 O subscrito 2 abre parênteses l fecha parênteses seta para a direita 2 H subscrito 2 O abre parênteses l fecha parênteses mais O subscrito 2 abre parênteses g fecha parênteses$2{\text{ H}}_2{\text{O}}_2\left(\mathcal{\text{l}}\right)\to 2{\text{H}}_2\text{O}\left(\mathcal{\text{l}}\right)+{\text{O}}_2\left(\text{g}\right)$

delta H é igual a menos 196 quilojoules$\text{Δ}H=-196\text{ kJ}$. Reação exotérmica, pois delta H é menor do que 0$\text{Δ}H<0$.

c ) Resposta: C H subscrito 4 O abre parênteses g fecha parênteses seta para a direita C O abre parênteses g fecha parênteses mais 2 H subscrito 2 abre parênteses g fecha parênteses${\text{CH}}_4\text{O}\left(\text{g}\right)\to \text{CO}\left(\text{g}\right)+\text{2 }{\text{H}}_2\left(\text{g}\right)$

delta H é igual a menos 90 vírgula 7 quilojoules$∆H=-\mathrm{90,7}\text{ kJ}$. Reação exotérmica, pois delta H é menor do que 0$\text{Δ}H<0$.

4. a )3 O subscrito 2 abre parênteses g fecha parênteses seta para a direita 2 O subscrito 3 abre parênteses g fecha parênteses$3{\text{O}}_2\left(\text{g}\right)\to 2{\text{O}}_3\left(\text{g}\right)$ delta H é igual a mais 285 vírgula 4 quilojoules$\text{Δ}H=+\mathrm{285,4}\text{ kJ}$

b ) A entalpia dos produtos é maior do que a dos reagentes, pois a variação de entalpia é maior do que zero. Trata-se de uma reação endotérmica.

c ) A equação e o gráfico mostram que a produção de 2 mol$2\text{ mol}$ de ozônio abre parênteses O subscrito 3 fecha parênteses$\left({\text{O}}_3\right)$ absorve 285 vírgula 4 quilojoules$\mathrm{285,4}\text{ kJ}$. Assim, a energia absorvida por mol será 285 vírgula 4 quilojoules barra 2 mols é igual a 142 vírgula 7 quilojoules barra mol$\mathrm{285,4}\text{ kJ/}2\text{ mol}=\mathrm{142,7}\text{ kJ/mol}$.

5. Ao entender que a combustão de compostos como o octano abre parênteses C subscrito 8 H subscrito 18 fecha parênteses$\left({\text{C}}_8{\text{H}}_{18}\right)$ libera grandes quantidades de energia e dióxido de carbono abre parênteses C O subscrito 2 fecha parênteses$\left(\text{C}{\text{O}}_2\right)$, os estudantes podem perceber que escolhas de transporte, como optar por veículos mais eficientes ou alternativas de energia renovável, têm um papel direto na redução da emissão de gases de efeito estufa e, consequentemente, na mitigação do aquecimento global.

7. Rompimento de ligações acompanhado de absorção de energia:

C traço H$\text{C}-\text{H}$: 4 vezes abre parênteses mais 412 quilojoules fecha parênteses é igual a mais 1.648 quilojoules$4\mathbf{·}\left(+412\text{ kJ}\right)=+1.648\text{ kJ}$

C l traço C l$\text{C}\mathcal{\text{l}}-\text{C}\mathcal{\text{l}}$: 3 vezes abre parênteses mais 242 quilojoules fecha parênteses é igual a mais 726 quilojoules$3\mathbf{·}\left(+242\text{ kJ}\right)=+726\text{ kJ}$

Total: mais 1.648 quilojoules mais 726 quilojoules é igual a mais 2.374 quilojoules$+1.648\text{ kJ}+726\text{ kJ}=+2.374\text{ kJ}$.

Formação de novas ligações e liberação de energia:

C traço H$\text{C}-\text{H}$: 1 vezes abre parênteses menos 412 quilojoules fecha parênteses é igual a menos 412 quilojoules$1\mathbf{·}\left(-412\text{ kJ}\right)=-412\text{ kJ}$

C traço C l$\text{C}-\text{C}\mathcal{\text{l}}$: 3 vezes abre parênteses menos 338 quilojoules fecha parênteses é igual a menos 1.014 quilojoules$3\mathbf{·}\left(-338\text{ kJ}\right)=-1.014\text{ kJ}$

H traço C l$\text{H}-\text{C}\mathcal{\text{l}}$: 3 vezes abre parênteses menos 431 quilojoules fecha parênteses é igual a menos 1.293 quilojoules$3\mathbf{·}\left(-431\text{ kJ}\right)=-1.293\text{ kJ}$

Total: menos 412 quilojoules mais abre parênteses menos 1.014 quilojoules fecha parênteses mais abre parênteses menos 1.293 quilojoules fecha parênteses é igual a menos 2.719 quilojoules$-412\text{ kJ}+\left(-1.014\text{ kJ}\right)+\left(-1.293\text{ kJ}\right)=-2.719\text{ kJ}$.

Portanto, delta H é igual a abre parênteses menos 2.719 fecha parênteses mais abre parênteses mais 2.374 fecha parênteses é igual a menos 345$\text{Δ}H=\left(-2.719\right)+\left(+2.374\right)=-345$. Ou seja, a reação é exotérmica, e sua variação de entalpia é delta H é igual a menos 345 quilojoules$\text{Δ}H=-345\text{ kJ}$.

9. a )2 C subscrito 8 H subscrito 18 abre parênteses l fecha parênteses mais 25 O subscrito 2 abre parênteses g fecha parênteses seta para a direita 16 C O subscrito 2 abre parênteses g fecha parênteses mais 18 H subscrito 2 O abre parênteses g fecha parênteses$2{\mathrm{\text{C}}}_8{\mathrm{\text{H}}}_{18}\left(\mathcal{\text{l}}\right)+25{\text{O}}_2\left(\text{g}\right)\to 16{\text{CO}}_2\left(\text{g}\right)+18{\mathrm{\text{H}}}_2\mathrm{\text{O}}\left(\mathrm{\text{g}}\right)$

b )delta H subscrito reação grau é igual a ∑ n delta H subscrito f grau abre parênteses produtos fecha parênteses menos ∑ n delta H subscrito f grau abre parênteses reagentes fecha parênteses${\text{Δ}H}_{\text{reação}}\mathbf{°}=\sum n{\text{Δ}H}_{\text{f}}\text{°}\left(\text{produtos}\right)-\sum n{\text{Δ}H}_{\text{f}}\text{°}\left(\text{reagentes}\right)$

delta H subscrito reação grau é igual a ∑ abre parênteses 16 vezes abre parênteses menos 393 vírgula 5 fecha parênteses mais mais 18 vezes abre parênteses menos 258 vírgula 8 fecha parênteses fecha parênteses menos ∑ abre parênteses 2 vezes abre parênteses menos 250 vírgula 0 1 fecha parênteses mais 16 vezes 0 fecha parênteses${\text{Δ}H}_{\text{reação}}\mathbf{°}=\sum \left(16\mathbf{·}\left(-\mathrm{393,5}\right)++18\mathbf{·}\left(-\mathrm{258,8}\right)\right)-\sum \left(2\mathbf{·}\left(-\mathrm{250,01}\right)+16\mathbf{·}0\right)$

portanto delta H subscrito reação grau é igual a menos 10.940 vírgula 2 quilojoules$\mathbf{\therefore }{\text{Δ}H}_{\text{reação}}\mathbf{°}=-10.940\mathrm{,2}\text{ kJ}$

Como a equação prevê dois mols de octano, temos, por fim, menos 10.940 vírgula 2 quilojoules barra 2 mol é igual a menos 5.470 vírgula 1 quilojoules barra mol$-10.940\mathrm{,2}\text{ kJ/}2\text{ mol}=-5.470\mathrm{,1}\text{ kJ/mol}$.

c ) Considerando a densidade, em 1 litro de gasolina há 700 gramas$700\text{ g}$ de octano, e a quantidade de mols$\text{mols}$ será:

início de fração, numerador: 700 gramas, denominador: 114 gramas barra mol, fim de fração é aproximadamente igual a 6 vírgula 14 mol$\frac{700\text{ g}}{114\text{ g/mol}}\simeq \mathrm{6,14}\text{ mol}$

Considerando a resposta do item anterior, o calor liberado por 1 litro$1\text{ L}$ de octano será:

6 vírgula 14 mol vezes abre parênteses menos 5.470 vírgula 1 quilojoules barra mol fecha parênteses é igual a menos 33.586 vírgula 4 quilojoules$\mathrm{6,14}\text{ mol}\mathbf{·}\left(-5.470\mathrm{,1}\text{ kJ/mol}\right)=-33.586\mathrm{,4}\text{ kJ}$

10. Como a pressão atmosférica é menor em regiões de maior altitude e a temperatura de ebulição da água diminui, a entalpia de vaporização também será menor, pois a água precisa de menos energia para passar do estado líquido para o gasoso. O alimento vai levar mais tempo para cozinhar porque parte do calor que seria transferida para ele vai para as moléculas de água no estado gasoso.

11. Deve-se priorizar o desenvolvimento de um combustível com entalpia de combustão maior, pois, a baixas temperaturas, os combustíveis terão baixa pressão de vapor e não apresentarão uma queima homogênea, além de o calor contribuir para a expansão dos gases.