Disciplina: QUÍMICA

2ª Série/Ano

Volume 2/4º Bimestre

CADERNO DO ALUNO

 

Situação de Aprendizagem (Número/título)

Sequência Didática

Recursos audiovisuais e/ou de TIs  sugeridos no caderno

Recursos audiovisuais e/ou de TIs sugeridos pelo PCOP

Interfaces interdisciplinares / Temas transversais

SA5

APLICAÇÕES DAS TRANSFORMAÇÕES QUÍMICAS QUE OCORREM COM O ENVOLVIMENTO DE ELETRICIDADE

(2 aulas)

Conteúdos e temas: aplicações das transformações que ocorrem com o envolvimento de eletricidade – pilhas e eletrólise.

Competências e habilidades: reconhecer que existem transformações químicas que ocorrem com o envolvimento de eletricidade; perceber a importância dessas transformações no sistema produtivo.

Sugestão de estratégias de ensino: coleta de ideias prévias com elaboração de frases; leitura e discussão de texto.

Descrição das atividades: Atividade 1 - Você, professor, pode começar a atividade com o levantamento das ideias dos alunos sobre o assunto proposto. Durante a discussão, comente com os alunos sobre algumas palavras-chave que poderão orientá-los, como “energia elétrica”, “transformações químicas”, “pilhas”, “galvanoplastia”, “baterias”, “metais”, “meio ambiente”, “reciclagem” e outras relacionadas ao tema em estudo. Peça a cada um que elabore duas ou três frases usando pelo menos duas das palavras-chave. As frases serão registradas pelos alunos em seus cadernos e guardadas até o final do bimestre, quando serão retomadas e analisadas novamente por eles.

Atividade 2 - Realizem a leitura e a discussão de textos que tratem das aplicações das transformações químicas que ocorrem com o envolvimento de corrente elétrica. SUGESTÃO - São apresentados um texto e algumas questões. Sugere-se que os aluno realizem as questões, para análise do texto.

Desafio! – A questão permite que os alunos sintetizem, com base no texto lido, a ideia de que a eletrólise é um processo no qual a energia elétrica produz uma transformação química e a pilha é um processo no qual uma transformação química gera energia elétrica.

O COBRE e a sua obtenção.

http://www.eletrica.ufpr.br/piazza/materiais/CarlosRojas.pdf

DESENVOLVIMENTO sustentável: a obtenção do alumínio.

http://www.abal.org.br/desenvsust/processo_reducao.asp

LABORATÓRIO de Química do estado sólido.

http://lqes.iqm.unicamp.br/canal_cientifico/lqes_responde/lqes_responde_pilhas_descarte.html

SA6

ESTUDANDO O PROCESSO DA ELETRÓLISE

(4 aulas)

Conteúdos e temas: eletrólise; reações de oxidorredução.

Competências e habilidades: análise de dados experimentais para relacioná-los a modelos microscópicos estudados; compreensão do conceito de reação de oxidorredução.

Sugestão de estratégias de ensino: obtenção e análise de dados experimentais.

Descrição das atividades: Atividade 1 – Parte 1 - O estudo pode ser iniciado com a retomada do processo da eletrólise, explicitando que envolve a ocorrência de transformações químicas com o fornecimento de eletricidade. Em seguida, pode ser feito um estudo experimental desse processo. Propõe-se que se inicie o trabalho com a análise de um processo de oxidorredução espontâneo, em que é perceptível a redução dos íons metálicos. Dessa forma, os alunos poderão perceber que, nesse processo, os íons em solução são transformados em metal. A compreensão desse fato será importante para que compreendam o processo de eletrólise como um todo.

Roteiro de Experimentação - Estudando a interação entre palha de aço e solução de sulfato de cobre

Uma sugestão de roteiro é apresentada (CA pág. 8). Você pode realizar esse experimento, que é bastante simples, de maneira demonstrativa. No entanto, se for possível, os alunos podem ser divididos em grupos para sua realização.

Atividade 1 – Parte 2

Roteiro de Experimentação - Estudando a interação entre placas de cobre e solução de CuSO4 sem o fornecimento de corrente elétrica.

O experimento proposto nesta atividade pode ser realizado por grupos de quatro a seis alunos, pois ficará mais fácil observarem o que ocorre. Realize o experimento (CA. pág. 10) e as questões para análise do mesmo.

Atividade 2

Roteiro de Experimentação - Estudando a interação entre placas de cobre e solução de CuSO4 com o fornecimento de corrente elétrica.

Realiza o experimento e as questões para análise do mesmo.

Ao final desta Situação de Aprendizagem, os alunos devem ter compreendido que reações de oxidorredução ocorrem com o envolvimento de energia elétrica, em que uma espécie perde elétrons e a outra ganha. É importante que eles percebam que o fornecimento de corrente elétrica pode provocar esse tipo de reação, como aconteceu no experimento realizado. Neste momento, também é desejável que saibam representar e interpretar as semirreações que ocorrem em processos de eletrólise envolvendo reações simples.

SA7

COMO FUNCIONAM AS PILHAS

(7 aulas)

Conteúdos e temas: pilha e reatividade de metais.

Competências e habilidades: aplicar os modelos atômicos estudados para explicar as transformações ocorridas em uma pilha; compreender que existem reações químicas que ocorrem com transferência de elétrons e que podem gerar corrente elétrica; interpretar tabelas feitas com base em dados experimentais; reconhecer que os metais têm diferentes reatividades e aplicar essas ideias para prever a ocorrência de transformações químicas.

Sugestão de estratégias de ensino: obtenção e análise de resultados experimentais.

Descrição das atividades: Atividade 1 - Você poderá iniciar esta atividade retomando algumas das ideias discutidas na Situação de Aprendizagem 1. Podem ser feitas questões como: O que é uma pilha? Dê exemplos de usos de pilhas.

As informações disponíveis até agora não permitiram que os alunos compreendessem completamente o funcionamento de uma pilha; assim, pode-se questionar: O que ocorre durante as transformações químicas que possibilita o fornecimento de corrente elétrica? Para responder a essa questão, será construída uma pilha com materiais diferentes dos encontrados nas pilhas comerciais, mas que funciona de maneira semelhante.

Experimento 1 – Construção de uma pilha de Daniel

Caso não haja possibilidade dos alunos executarem o experimento, pode-se fazê-lo de maneira demonstrativa. Se não for possível, de forma alguma, realizar o experimento, você poderá desenhar na lousa o esquema da montagem da pilha. Após a realização das questões para análise do experimento, sugere-se que a discussão seja, então, aprofundada para o nível microscópico, de modo a explicar transformações que estão ocorrendo na pilha. Em sequência, são apresentadas, para subsidiar a aula, sugestões de questões cujas respostas devem ser discutidas pelo grupo e registradas no CA.

Para concluir a discussão, pode-se pedir que comentem a seguinte afirmação: “Quando ocorre uma reação de redução, sempre deve acontecer outra reação que seja de oxidação.”

Atividade 2 - O objetivo desta Atividade é levar os alunos a compreender que há associações de metais e soluções de cátions metálicos que podem ou não levar a reações de oxidorredução. O estudo pode ser iniciado por meio de questões (CA. pág. 24).

É possível que, ao final da Atividade 1, os próprios alunos já questionem se é possível fazer pilhas com outros metais e como se pode escolhê-los. Nesse caso, pode-se usar as próprias indagações dos alunos para iniciar a atividade.

Para concluir a atividade, você pode informá-los de que existem séries de reatividades que apresentam os elementos metálicos conhecidos e mostram a facilidade com que sofrem redução ou oxidação quando combinados com outros. Com essas informações, pode-se pensar quais associações de metais/íons irão resultar na ocorrência de reações de oxidorredução espontâneas. Considerando que são esses tipos de reação que possibilitam o funcionamento das pilhas, é possível, com base nisso, escolher materiais que podem ser empregados na sua construção.

É interessante propor a análise dos desenhos que representam algumas pilhas – assim como as transformações químicas que nelas ocorrem – que constam no CA, em Lição de Casa. A seguir, pode-se perguntar se os alunos conhecem suas aplicações e, caso seja interessante, discuti-las. Também pode ser solicitado aos alunos que façam uma pesquisa para conhecer por que a bateria de automóvel recebeu esse nome, já que é uma pilha. Essa pesquisa é interessante para perceberem que se denomina bateria o sistema onde há mais de uma pilha associada (no CA, consta como Pesquisa Individual).

É importante que percebam que os metais têm reatividades diferentes e que pela construção de uma série de reatividade é possível prever qual é o cátodo e qual é o ânodo de uma pilha.

SA8

IMPACTOS AMBIENTAIS RELACIONADOS AO USO DE PILHAS, BATERIAS E AO PROCESSO DE ELETRÓLISE

(3 aulas)

Conteúdos e temas: impactos ambientais relacionados ao uso de pilhas e baterias e ao processo de eletrólise.

Competências e habilidades: compreender os impactos ambientais relacionados ao uso de pilhas e baterias e ao processo de eletrólise; avaliar como a composição das pilhas pode influenciar em possíveis impactos; relacionar os impactos causados pelo uso industrial dos processos de eletrólise com as discussões sobre a viabilidade do uso de diferentes fontes de energia.

Sugestão de estratégias de ensino: leitura e discussão de textos; debates; realização de pesquisas.

Descrição das atividades: Atividade 1 - Você poderá iniciar a Atividade 1 retomando as ideias sobre impactos ambientais discutidas na Situação de Aprendizagem 1 e propondo a leitura de um texto que trate de diferentes tipos de pilhas, seus usos, vantagens e desvantagens.

A questão 3 visa estimular um debate sobre a dificuldade de avaliar os impactos ambientais associados a processos produtivos. Será que é possível afirmar seguramente que a bateria de íon lítio é a ideal, considerando que, apesar de não ser composta por metais pesados, pode liberar materiais tóxicos e inflamáveis utilizados como solventes?

A questão 4 deve levá-los a refletir sobre a importância da busca de um desenvolvimento sustentável, minimizando impactos ambientais, já que a sociedade atual não pode prescindir da utilização de diversos processos produtivos que causam significativos impactos ao ambiente.

Após a discussão sobre as respostas das questões com os alunos, você pode dizer que o estudo sobre os problemas causados pelo descarte de pilhas e baterias será aprofundado. Para isso, eles podem ser divididos em grupos e cada grupo pode realizar pesquisas ou entrevistas (no CA, ver Pesquisa em Grupo e Aprendendo a Aprender).

O resultado da pesquisa pode ser socializado em uma roda de conversa em que cada grupo exponha para a turma o que obteve na sua investigação. Neste momento, é importante que você estimule os alunos a pensar em como eles e sua comunidade podem contribuir para ajudar a resolver o problema da contaminação causada pelo descarte indevido de pilhas e baterias.

Atividade 2 - Considerando o alto consumo de energia elétrica que decorre da utilização industrial dos processos eletrolíticos, nessa etapa, podem ser discutidos os impactos ambientais relacionados à produção de energia (no CA pede-se um resumo dessa discussão). Para isso, pode-se assistir ao filme Narradores de Javé (Eliane Caffé, 2003).

http://www.fisica.uel.br/sefis/xisefis/arquivos/resumos/r44.pdf

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