- 1. Situação de Aprendizagem EIXO TEMÁTICO: CIÊNCIA E TECNOLOGIA TEMA: CONSTITUIÇÃO, INTERAÇÕES E TRANSFORMAÇÕES DOS MATERIAIS SUBTEMA: RECONHECIMENTO DE TRANSFORMAÇÕES QUÍMICAS POR MEIO DE DIFERENÇAS ENTRE REAGENTES E PRODUTOS
- 2. HABILIDADES: IDENTIFICAR EVIDÊNCIAS DIRETAS E INDIRETAS DA OCORRÊNCIA DE TRANSFORMAÇÕES QUÍMICAS EM TEXTOS E ILUSTRAÇÕES
- 3. CONTEÚDOS: TRANSFORMAÇÕES DOS MATERIAIS CONSTITUIÇÃO DA MATÉRIA *ELEMENTOS QUÍMICOS E SUAS REPRESENTAÇÕES *SUBSTÂNCIAS QUÍMICAS ( SIMPLES E COMPOSTAS) E MISTURAS *REAGENTES E PRODUTOS Nº DE AULAS: 06 AULAS
- 4. SONDAGEM ANÁLISE DE IMAGENS E CLASSIFICAÇÃO EM TRANSFORMAÇÕES FÍSICAS OU QUIMICAS.
- 5. Transformações dos materiais no cotidiano
- 6. OBSERVAÇÕES e TABELA *Alteração física ou química? /composição: do que é feito?/utilidade * Discussão/preenchimento de tabela com evidências de transformações.
- 7. PROBLEMATIZAÇÃO: DENTRE AS TRANSFORMAÇÕES QUÍMICAS EVIDENCIE AS ALTERAÇÕES VÍSIVEIS ou NÃO.
- 8. CONTEXTUALIZAÇÃO: *Análise de receita de pão, bolo, etc. ( fermentação..) *Congelamento da água: mudanças de estados físicos ( estado de agregação das partículas)
- 9. BUSCA DE DADOS DE FORMA DIVERSIFICADA : Discussão de texto e tabela sobre transformações químicas nos materiais ( Livro didático/internet).
- 10. VÍDEO DE EXPERIÊNCIAS DE ALUNOS //youtu.be/5HOCdMz_4FM
- 11. APRENDIZAGEM SIGNIFICATIVA E EVOLUÇÃO CONCEITUAL: *Evidências de transformações (mudanças de estados físicos, alteração da temperatura, formação de resíduos, elementos iniciais e finais, etc). *Misturas e substâncias *Análise da tabela periódica *Fórmulas químicas
- 12. SISTEMATIZAÇÃO DO CONHECIMENTO: As transformações químicas permeiam nosso cotidiano e todo o sistema produtivo ( industrial), permitindo a utilização e substituição de diversos materiais na busca da sustentabilidade.
- 13. THE END...
- 14. AVALIAÇÃO •HABILIDADES: IDENTIFICAR EVIDÊNCIAS DIRETAS E INDIRETAS DA OCORRÊNCIA DE TRANSFORMAÇÕES QUÍMICAS EM TEXTOS E ILUSTRAÇÕES
- 15. 1. As transformações químicas estão presentes em vários fenômenos do cotidiano. Após uma transformação química, as propriedades dos produtos são diferentes das dos reagentes. São exemplos de transformações químicas: A) a queima de uma vela e o derretimento de gelo. B) a degradação de alimentos e o rompimento de um cano de água. C) a queima de uma vela e a degradação de alimentos. D) o derretimento de gelo e o rompimento de um cano de água.
- 16. 2. Em cavernas asiáticas há vestígios de fogueiras feitas há 500 mil anos. Aliás, a possibilidade de usar o fogo diferencia o ser humano de outros animais. Sociedades primitivas podem ter tomado contato com o fogo que ocorria naturalmente por ação de um raio, por exemplo. Em primeiro lugar, a humanidade aprendeu a controlar e alimentar essa importante fonte de energia, que a própria natureza oferecia. Posteriormente, o fogo foi produzido atritando-se dois pedaços de madeira. Do ponto de vista químico, o fogo foi o grande responsável pela possibilidade de produzir alterações na matéria. A seguir existem algumas transformações provocadas pelo fogo: I. As carnes, churrasqueadas em um braseiro, melhoravam de consistência e sabor e podiam ser conservadas por mais tempo. II. O metal fundido, ao ser derramado no interior do molde (de pedra), tomava sua forma após o resfriamento e a solidificação. Explique os acontecimentos ocorridos em cada situação, tendo em vista as transformações envolvidas e o uso da temperatura.
- 17. 3. Um estudante listou os seguintes processos como exemplos de fenômenos químicos e físicos: I. adição de álcool à gasolina. II. fermentação da massa na fabricação de pães. III. obtenção de sal por evaporação da água do mar. IV. precipitação da chuva. V. queima de uma vela. VI. madeira quebrada VII. queima de papel Separe os processos em fenômenos físicos e químicos. FÍSICOS: QUÍMICOS:
- 18. PROCESSO DE RECUPERAÇÃO Atividades em grupos com livro didático/paradidático para leitura, discussão e questionamentos das questões relacionadas ao tema tratado. Outras questões: 1. Quando misturamos bicarbonato de sódio, um material sólido, um pó branco,com vinagre de álcool, um material líquido e transparente, inicialmente ocorre uma efervescência e depois não conseguimos mais enxergar o bicarbonato de sódio. A descrição acima pode ser considerada um exemplo de transformação química? A) Não, pois as características dos materiais não se alteraram durante o processo. B) Não, pois a efervescência é uma evidência da produção de gás num meio líquido. C) Sim, pois as características dos materiais se alteraram durante o processo. D) Sim, pois apesar de não enxergarmos o bicarbonato, ele permanece intacto no vinagre.
- 19. 2. Uma mistura de dois líquidos incolores resultou num outro líquido também incolor. É possível saber se houve ou não uma transformação química se: a) a mistura mudar de estado físico b) aumentar o volume depois de misturados c) verificar através de testes se os líquidos iniciais ainda estão presentes d) ocorrer explosão
- 20. THE END 2...
PRECISO da resposta urgente, Ceeterps_sp)Em cavernas asiáticas há vestígios de fogueiras feitas ha 500 mil anos
Save the publication to a stack
Like to get better recommendations
The publisher chose not to allow downloads for this publication
Exercícios finaisResponda em seu caderno
1 Um estudante fez a seguinte afirmação: “A queima do álcool etílico é um processo em que o combustível interage com o calor, produzindo vapor de etanol”. Você concorda com ele? Por quê?
2 (Ceeteps-SP) Em cavernas asiáticas há vestígios de fogueiras feitas há 500 mil anos. Aliás, a possibilidade de usar o fogo diferencia o ser humano de outros animais. Sociedades primitivas podem ter tomado contato com o fogo que ocorria naturalmente por ação de um raio, por exemplo. Em primeiro lugar a humanidade aprendeu a controlar e alimentar essa importante fonte de energia, que a própria natureza oferecia. Posteriormente, o fogo foi produzido atritando-se dois pedaços de madeira. Do ponto de vista químico, o fogo foi o grande responsável pela possibilidade de produzir alterações na matéria. Dentre as transformações provocadas pelo fogo, identifique aquelas que são químicas.
I. Os humanos podiam aproveitar a luz e o calor da queima da lenha.
II. As carnes, churrasqueadas em um braseiro, melhoravam de consistência e sabor e podiam ser conservadas por mais tempo.
III. Obtinha-se sal aquecendo e evaporando a água do mar.
IV. O metal fundido, ao ser derramado no interior do molde (de pedra), tomava sua forma após o resfriamento e a solidificação.
São transformações químicas o que se apresenta em apenas
Compartilhe com seus amigos:
Page 2
CISCATO, PEREIRA, CHEMELLO e PROTI
Componente curricular: QUÍMICA
São Paulo, 2016
MODERNA
Página 2Coordenação editorial: Rita Helena Bröckelmann
Edição de texto: Patrícia Araújo dos Santos (coord.), Tathyana Cristina Tumolo Ribeiro (coord.), Flávia Esteves dos Reis, Luciana Keller Machado Corrêa, Edna Emiko Nomura
Assessoria didático-pedagógica: Maria Fernanda Penteado Lamas
Assistência editorial: Josilãna Alves Nogueira
Leitor técnico: Paulo Alves Porto, Luciane Hiromi Akahoshi, Tonimar Domiciano Arrighi Senra
Preparação de texto: Márcia Leme
Gerência de design e produção gráfica: Sandra Botelho de Carvalho Homma
Coordenação de produção: Everson de Paula
Suporte administrativo editorial: Maria de Lourdes Rodrigues (coord.)
Coordenação de design e projetos visuais: Marta Cerqueira Leite
Projeto gráfico: Mariza de Souza Porto, Otávio dos Santos
Capa: Douglas Rodrigues José
Foto: Gruta submarina (Saint John) no Mar Vermelho, Egito. Na foto podemos observar o efeito Tyndall. © Dray van Beeck/Minden Pictures/Latinstock
Page 3
Questões para fechamento do tema 163Tema 3 As reações de neutralização e as características dos sais, 164
A reação de neutralização entre ácidos e bases de Arrhenius 164
Cozinhando com ácidos e bases 168
Nomenclatura e formulação dos sais 169Questões para fechamento do tema 170
Tema 4 Os óxidos e o pH de suas soluções aquosas, 171
Óxidos ao nosso redor 171
Carbonato de cálcio, chuva ácida e o sistema de dessulfurização gasosa 176
O gás carbônico pode levar à extinção dos corais 177Questões para fechamento do tema 177
Compartilhe com seus amigos:
Page 4
A ação conservanteO sal de cozinha sempre esteve presente na lista de alimentos das longas viagens da época das Grandes Navegações (séculos XV a XVII). Ele foi um dos primeiros aditivos alimentares da História e estima-se que, milhares de anos antes de Cristo, já era utilizado para conservar carnes e vegetais.
Aditivo alimentar: ingrediente adicionado aos alimentos para modificar suas características físicas, químicas, biológicas ou sensoriais durante o preparo, o armazenamento ou o transporte.
As técnicas de preservação dos alimentos baseiam-se principalmente no controle das condições de vida dos microrganismos, invisíveis a olho nu, mas presentes no ambiente, e que podem levar à deterioração do alimento. Se for impedida sua proliferação, pode-se aumentar a vida de prateleira de um produto. O contato do alimento com o gás oxigênio presente no ar também costuma ser outro fator determinante para a deterioração. Por isso, entre os aditivos que apresentam a função de estender o prazo de validade de um alimento estão os:
Compartilhe com seus amigos:
Page 5
Comparando a ação conservante de diferentes materiaisNenhum dos materiais utilizados deve ser ingerido, mesmo que seja um alimento. Consulte o infográfico Segurança no laboratório antes de iniciar a atividade.
Antes de iniciar a atividade, peça aos alunos que façam previsões de possíveis resultados, acompanhadas das respectivas explicações.
Neste capítulo, são citados diversos métodos de conservação de alimentos, alguns dos quais utilizados desde a Antiguidade. A atividade proposta a seguir permitirá comparar a ação conservante de diferentes materiais. Para isso, você deve escolher no mínimo quatro materiais dos quais quer investigar essa ação (por exemplo: alho em pó, sal, açúcar, óleo de soja). As questões propostas no final da atividade auxiliarão a compreender a importância do controle de variáveis na condução de uma atividade prática.
Material
• Pires (um a mais do que a quantidade de materiais escolhidos para os testes)
• Maçã descascada e fatiada
• Frascos contendo os materiais escolhidos para os testes
• Colheres de chá (mesmo número da quantidade de materiais)
• Etiquetas (uma a mais do que a quantidade de materiais)
• LápisCompartilhe com seus amigos:
Page 6
Responda em seu caderno1 Que evidências de transformação química aparecem no texto?
2 Esboce um mapa-múndi e indique nele a origem de produtos citados no texto que influenciaram a nossa culinária.
3 Com base nas informações do texto e do seu conhecimento pessoal, descreva o que você entende por aculturação.
A ação do gás oxigênio presente no ambiente, conforme citado no texto de abertura, também é importante no processo de deterioração do alimento. Esse gás pode participar do processo de respiração de microrganismos aeróbios (que necessitam de gás oxigênio para viver) ou até mesmo interagir diretamente com os nutrientes do alimento em transformações químicas indesejáveis, que causam a deterioração. Daí a ideia de se utilizarem embalagens a vácuo (das quais se retira todo o ar) para alguns produtos alimentícios. Já que muitos dos microrganismos que atuam na deterioração do alimento estão no próprio ar atmosférico, essas embalagens impedem o contato do alimento com o ar durante o tempo de transporte e armazenamento, aumentando sua vida de prateleira.
Svetlana Foote/ShutterStock
Filés de salmão congelados e embalados a vácuo.
Questões para fechamento do tema
Compartilhe com seus amigos:
Page 7
4 Critique cada uma das afirmações a seguir.a) O crescimento de um vegetal não envolve transformações químicas, pois é um processo natural.
b) Sempre que ocorrerem transformações químicas, será possível perceber visualmente a formação de novos materiais.
c) Ao se dissolver um comprimido efervescente em água, ocorre a liberação do gás que estava retido em seu interior.
5 Sobre o conceito de transformação química, responda às questões a seguir.
a) É correto afirmar que a extração do sal da água do mar envolve uma transformação química? Por quê?
b) Ao adicionar água em um recipiente e colocá-lo sob aquecimento, nota-se a produção de bolhas de vapor na superfície do líquido. Isso pode ser considerado um indício de transformação química? Explique.
5. A evaporação e a ebulição são processos que os alunos já devem conhecer, pois foram trabalhados no Ensino Fundamental II. Auxilie-os a relacionar o que já conhecem sobre esses processos com o que aprenderam sobre transformação química, a fim de perceberem as diferenças.
Página 25Compartilhe com seus amigos:
Page 8
Responda em seu caderno1 Se a etapa de fermentação descrita na produção do vinagre for feita em recipiente aberto, será notada uma diminuição da massa do sistema. Como você explicaria esse fato, considerando as ideias de Lavoisier?
2 No processo de oxidação do etanol é formado o ácido acético. Considerando que os reagentes foram totalmente consumidos, copie o quadro abaixo em seu caderno e complete as três lacunas de acordo com a lei de Lavoisier.
| Experimento | Etanol | Gás oxigênio | Ácido acético | Água |
| I | 46 g | 32 g | 18 g | |
| II | 256 kg | 480 kg | 144 kg | |
| III | 23 t | 16 t | 30 t |
3 O primeiro ser humano a fazer uma viagem ao espaço foi o russo Yuri Gagarin (1934-1968), que, em 1961, orbitou o planeta a bordo da nave Vostok. Durante as viagens espaciais, uma das técnicas utilizadas para absorver a água da urina dos astronautas consiste em fazê-la reagir com óxido de lítio produzindo hidróxido de lítio como único produto.
Sabe-se que um astronauta elimina cerca de 1,8 kg de água por dia; essa água, por sua vez, se combina com cerca de 3 kg de óxido de lítio, sendo que os reagentes são totalmente consumidos. Qual é a massa (em gramas) de hidróxido de lítio formada durante uma viagem de uma semana? [Considere em seu raciocínio apenas um astronauta.]
Para as questões 4 e 5, considere as seguintes informações:
Uma balança improvisada foi construída com um cabide, alguns fios metálicos, pratos de alumínio e recipientes de porcelana, conforme ilustração a seguir. No recipiente A foi colocada a massa de 20 g de carvão, enquanto no recipiente B, 20 g de esponja de aço. A balança ficou, então, equilibrada.
Procedeu-se à queima de ambos os materiais e, após cessar a combustão, a balança passou a apresentar a seguinte disposição:
ilustrações: Adilson Secco
Representações sem escala; cores fantasia.
4 Como os resultados experimentais podem ser relacionados à lei de conservação da massa de Lavoisier? Explique.
Compartilhe com seus amigos:
Page 9
a) gás butano + gás oxigênio → gás carbônico + águab) nitrato de prata (sólido)
c) gás dióxido de enxofre + gás oxigênio → gás trióxido de enxofre
Página 34Responda em seu caderno
9 Um metal X exposto ao ambiente entra em combustão com o gás oxigênio do ar formando um novo material, um óxido. O gráfico que apresenta as massas de óxido formadas em função das massas de metal que reagiram está apresentado abaixo.
Adilson Secco
Em um primeiro experimento, realizado em recipiente fechado, foram utilizados 4,8 g do metal. Considerando que todo gás oxigênio presente no frasco reagiu, a massa desse gás era de x g.
Em um segundo experimento, realizado nas mesmas condições, 1,0 g do metal queimou completamente consumindo y g de gás oxigênio e formando z g do óxido. Quanto valem x, y e z?
10 A reação de formação da ferrugem pode ser simplificadamente representada por:
ferro (sólido) + gás oxigênio → óxido de ferro(III) (sólido)
Considerando sempre a reação completa, quais os valores (em gramas) que preenchem as lacunas abaixo corretamente?
Compartilhe com seus amigos:
Page 10
O açúcar da cana é transformado em etanolA produção de etanol se inicia pela moagem da cana-de-açúcar para a obtenção da garapa (caldo de cana), que é filtrada para que sejam eliminados os restos vegetais (cascas, folhas), que recebem o nome de bagaço. Em seguida, o caldo é deixado em repouso para que as impurezas sólidas menores se depositem no fundo do tanque e possam ser separadas pelo processo conhecido como decantação.
Em seguida, a garapa passa por uma transformação química: a fermentação alcoólica, que gera etanol a partir do açúcar presente no caldo de cana (em cada litro de garapa há cerca de 160 g de açúcar). Nessa etapa, ocorre a atuação de uma população microbiana constituída principalmente de leveduras, como as da espécie Saccharomyces cerevisiae, presentes na garapa. Para acelerar o processo, pode-se adicionar fermento de panificação (também chamado fermento biológico), que contém as leveduras que metabolizam os açúcares presentes no caldo de cana.
Terminada a fermentação, obtém-se um líquido constituído de vários componentes em que predominam a água e o etanol. Em razão das características da água e do etanol juntos nesse material, a etapa seguinte, que objetiva aumentar o teor de etanol, emprega uma técnica de separação chamada destilação: ao final desta, é possível obter o etanol hidratado (com aproximadamente 4% de água em volume) e, com o auxílio de materiais desidratantes (que possuem afinidade com a água), obtém-se o etanol quase puro (com até 0,4% de água em volume), também chamado etanol anidro.
Da fervura do caldo de cana pode-se obter a rapadura, cuja produção no Brasil foi iniciada no século XVI, nos engenhos de cana-de-açúcar, e servia de alimento para os escravos.
Compartilhe com seus amigos:
Page 11
Variação da densidade de um material em função da sua composição e da temperatura| Proporção água : etanol (%, em massa) | Densidade (g/mL) (20 °C) | Densidade (g/mL) (35 °C) |
| 90 : 10 | 0,98187 | 0,97685 |
| 70 : 30 | 0,95382 | 0,94403 |
| 50 : 50 | 0,91384 | 0,90168 |
| 30 : 70 | 0,86766 | 0,85470 |
| 10 : 90 | 0,81797 | 0,80478 |
Fonte: PERRY, R. H.; GREEN, D. W.; MALONEY, J. O. (Ed.). Perry’s chemical engineers’ handbook. 7. ed. New York: McGraw-Hill, 1997. p. 2-112.
Página 43
Analisando os dados da tabela, percebe-se que quanto maior o percentual de água em relação ao etanol, mais próximo de 1,0 g/mL será a densidade da amostra. Por outro lado, quanto maior a proporção de etanol em relação à água, mais próxima de 0,8 g/mL ela será. Ou seja, a densidade depende da proporção de cada componente no material. Esse raciocínio é especialmente útil quando se analisa a porcentagem de água presente no etanol comercializado nos postos de combustível, pois a adição de água além do permitido pela legislação é crime. Pelo valor da densidade pode-se estimar quanto há de cada componente. Percebe-se ainda pela tabela que o valor da densidade dos materiais formados por mais de um componente, assim como dos materiais puros, também depende da temperatura.
A adulteração de combustível, pela adição de água ou de outros componentes, é uma prática que deve ser combatida por meio da fiscalização realizada pelos órgãos competentes. Para comprovar a qualidade do etanol comercializado, os postos devem disponibilizar, geralmente ao lado da bomba de combustível, um densímetro (figura A). Quando um automóvel está sendo abastecido, o etanol passa pelo densímetro antes de chegar ao tanque de combustível do carro, sendo possível visualizar se o produto está de acordo com as especificações exigidas por lei (figura B).
Jacek/Kino
Densímetro instalado ao lado de uma bomba de abastecimento de etanol combustível. Jundiaí, SP, 2012.
Alan do Nascimento/Laeti
Quadro explicativo do funcionamento do densímetro. A coluna vermelha indica o nível que deve ser atingido pelo etanol combustível para que ele esteja de acordo com as especificações legais.
O densímetro consiste em um tubo de vidro longo, vedado nas duas extremidades, com certa quantidade de chumbo na base. Na parte superior encontra-se uma escala que permite a leitura da densidade do líquido. Ao ser mergulhado em um material, o densímetro afunda até que sua massa cause o deslocamento de certo volume do líquido, o qual atinge determinada altura na escala como um indicativo da sua densidade.
De acordo com a Resolução ANP nº 19, de 15 de abril de 2015, o etanol hidratado combustível deve apresentar valores de densidade entre 0,8052 g/cm3 e 0,8112 g/cm3, o que corresponde a uma variação de concentração de 94,6% a 92,5% em volume de etanol, respectivamente. Qualquer valor fora desse intervalo indica problema com o combustível – o que é evidenciado pela posição do densímetro.
Retome as discussões da questão “Você sabe explicar por que uma bola de futebol flutua em uma bacia com água e uma moeda afunda?”, proposta no início do capítulo para levantamento dos conhecimentos prévios dos alunos.Página 44
Atividade prática
Compartilhe com seus amigos:
Page 12
TEMA 2Estudo da volatilidade e das temperaturas de fusão e de ebulição
Nos motores de combustão interna, o combustível precisa primeiramente vaporizar para, em seguida, na presença de certa quantidade de ar, participar da reação de combustão, iniciada por meio de uma faísca. Além dos produtos formados, há liberação de energia, que é usada, em parte, para movimentar o automóvel. Neste tema serão exploradas a facilidade de vaporização de alguns combustíveis e a importância dessa propriedade na partida do motor.
Compartilhe com seus amigos:
Page 13
Temperatura de ebulição, a pressão de 1 atm, para alguns materiais| Material | Temperatura de ebulição (°C) |
| Gás oxigênio | −183,0 |
| Etanol | 78,0 |
| Benzeno | 80,0 |
| Ácido acético | 117,9 |
| Cloreto de sódio | 1.465 |
| Chumbo | 1.749 |
| Ferro | 2.861 |
Fonte: LIDE, D. R. CRC Handbook of chemistry and physics. 78. ed. Boca Raton: CRC Press, 1997-1998.
Observe que a temperatura de ebulição é uma propriedade característica de cada material, ou seja, uma propriedade específica; assim, esse valor pode ser utilizado como indicativo da pureza de um material. No caso do gráfico mostrado anteriormente, se a amostra de água apresentasse impurezas, não seria observado o patamar com o valor da temperatura de ebulição, mas um intervalo de temperatura em que essa transição (do estado líquido para o de vapor) ocorre.
A temperatura de ebulição pode ser entendida como a temperatura na qual a pressão do vapor formado na vaporização do líquido se iguala à pressão atmosférica. No processo de ebulição, essa mudança é evidenciada pela formação de bolhas no líquido, sendo que no interior dessas bolhas há o vapor do líquido em ebulição. O vapor, por sua vez, em contato com superfícies que apresentam temperaturas menores (como a tampa de uma panela) é transformado para o estado líquido, em um processo denominado liquefação ou condensação.
iStockphoto/Getty Images
O aparecimento de bolhas contendo o vapor do líquido em seu interior indica o início da ebulição. Ao entrar em contato com uma superfície de menor temperatura, o vapor d’água é condensado.
Mas será que a temperatura de ebulição de um material é a mesma em qualquer lugar? Note que os dados sobre temperatura de ebulição no texto foram fornecidos acompanhados da informação sobre a pressão atmosférica. A pressão atmosférica não é a mesma em todos os lugares do planeta; ela varia conforme a altitude. Quanto maior a altitude, menor é a pressão atmosférica local. Observe na tabela a seguir as temperaturas de ebulição da água sob diversos valores de pressão atmosférica. Página 51
Page 14
Procedimento1 Etiquete cada pires com o nome de um dos líquidos (água, perfume e óleo de soja).
2 Coloque 10 gotas de cada um dos líquidos nos pires de forma que correspondam à identificação feita anteriormente.
3 Registre a data e o horário em que os líquidos foram colocados nos pires.
4 Deixe os materiais estudados em ambiente aberto, mas protegido da chuva.
5 Observe os recipientes em diferentes intervalos de tempo para verificar quanto tempo é necessário para que a presença do líquido no pires não seja mais perceptível. O limite de tempo para as observações deve ser de uma semana.
6 Construa em seu caderno uma tabela para registrar suas observações.
Os intervalos de tempo obtidos poderão variar em função da temperatura ambiente e da ventilação do local em que for realizada a atividade, mas o perfume deve ser o primeiro a evaporar, seguido da água e, por último, do óleo.
Perguntas
Compartilhe com seus amigos:
Page 15
Responda em seu caderno1 Construa a curva de aquecimento para um material puro, com base nos dados a seguir:
Um material, inicialmente a 0 °C, foi aquecido durante cinco minutos até atingir a sua temperatura de fusão.
Experimentalmente, determinou-se que o processo de fusão demorou 5 minutos para ocorrer e que a temperatura de fusão foi 40 °C. Após aquecimento do material por mais 5 minutos, iniciou-se o processo de ebulição, que transcorreu em 10 minutos, sendo que a temperatura de ebulição foi determinada com o valor 148 °C. A temperatura do material foi medida por mais 5 minutos após o término da ebulição, até a temperatura de 208 °C.
A partir do gráfico construído, determine o:
Compartilhe com seus amigos:
Page 16
Relação entre a temperatura de ebulição da água e a pressão atmosférica| Pressão (bar) | Temperatura (°C) |
| 0,300 | 69,1 |
| 0,500 | 81,3 |
| 0,700 | 90,0 |
| 1,000 | 99,6 |
| 1,013 | 100,0 |
| 1,200 | 104,8 |
Fonte: LIDE, D. R. CRC Handbook of chemistry and physics. 78. ed. Boca Raton: CRC Press, 1997-1998.
Utilizando os dados da tabela, peça aos alunos que construam um gráfico e percebam o perfil dele, notando que não há uma variação linear entre esses valores.
Note que, em um local ao nível do mar (pressão atmosférica de 1 atm ou 760 mmHg ou 1,013 bar) – por exemplo, a cidade de Fortaleza (CE) –, a temperatura de ebulição da água é maior que em um local de maior altitude, onde a pressão atmosférica é menor – por exemplo, a cidade de Campos do Jordão (SP). Essa diferença é observada porque a ebulição só ocorre quando a pressão de vapor do líquido se iguala à pressão atmosférica. Se a pressão atmosférica do local for menor, o líquido atingirá a pressão de vapor necessária para a ebulição em uma temperatura menor.
Compartilhe com seus amigos:
Page 17
Responda em seu caderno1 O que aconteceu com os líquidos ao longo do intervalo de tempo em que foi realizada a atividade?
2 Qual dos líquidos estudados levou menos tempo para deixar de ser perceptível sobre o pires? E qual levou mais tempo?
3 Compare os resultados que você obteve com os obtidos por seus colegas. Procure explicar eventuais diferenças, considerando, por exemplo, as condições do ambiente em que o experimento foi realizado.
4 Considerando a relação entre a volatilidade e a facilidade de evaporação dos materiais apresentada no início deste tema, coloque os líquidos estudados em ordem crescente de volatilidade.
Compartilhe com seus amigos:
Page 18
a) estado de agregação do material a 100 °C;b) estado de agregação do material a 20 °C;
c) estado de agregação do material a 180 °C.
2 Um morador da cidade do Rio de Janeiro, acostumado a cozinhar um ovo durante 3 minutos, fez uma visita à cidade de Potosí, na Bolívia, situada 4.070 m acima do nível do mar. Consulte o gráfico abaixo e estime a temperatura de ebulição da água em Potosí. Para que essa pessoa consiga cozinhar um ovo de modo que este fique com a mesma consistência de costume, será necessário mais ou menos tempo? Explique.
Fonte: LARSON, R. The power & use of mathematics. Disponível em: . Acesso em: set. 2015.
3 De acordo com os dados da tabela, qual é o estado de agregação do material indicado a 700 °C? E a 1.230 °C?
Compartilhe com seus amigos:
Page 19
Fusão, solidificação e sublimaçãoConsiderando como ponto de partida o estado sólido de um material e o seu aquecimento, a certa temperatura o sólido se transforma em líquido. Trata-se de um fenômeno conhecido como fusão. Já a transformação de um material do estado líquido para o sólido é denominada solidificação (ou congelamento, no caso da água). Para cada tipo de material, a fusão (e também a solidificação) ocorre a determinada temperatura, sob certa pressão. Essa temperatura é chamada temperatura de fusão, na qual coexistem os estados sólido e líquido de materiais puros. O processo inverso (líquido para sólido) também ocorre na mesma temperatura, no caso dos materiais puros. Analise a figura e o gráfico a seguir.
Aquecimento da água de −9 °C a 15 °C à pressão atmosférica de 1 atm (nível do mar). Representação sem escala; cores fantasia.
Anselmo Nascimento/Mural/Futura Press
Cena incomum de solidificação da água em dia de frio intenso no sul do Brasil, em São Joaquim, SC, 2011. Nessa ocasião foi registrada a temperatura de −5 °C no município.
Retome as discussões das questões “Ao colocar um frasco com etanol em um freezer doméstico, observa-se que o líquido não solidifica. Você sabe explicar por que isso acontece? É possível solidificar uma amostra de etanol?”, propostas no início do capítulo para levantamento dos conhecimentos prévios dos alunos.
Note que, resfriando a água líquida (partindo, por exemplo, de 15 °C), a solidificação se inicia a 0 °C; essa temperatura se mantém constante (observe o patamar no gráfico na página anterior) durante todo o processo de solidificação, ou seja, enquanto nem todo o líquido tiver sido transformado no estado sólido. Assim, as temperaturas de fusão e de solidificação da água são coincidentes (0 °C sob pressão de 1 atm).
A tabela a seguir apresenta as temperaturas de fusão de alguns materiais.
Compartilhe com seus amigos:
Page 20
Descarte de resíduosO óleo de soja não deve ser descartado na pia nem no lixo comum, devido ao impacto ambiental que esse material pode causar. Todas as amostras de óleo remanescentes devem ser acondicionadas em um recipiente de plástico e entregues em postos de coleta.
Conclusões
Como parte do processo de avaliação, pode ser solicitado aos alunos que elaborem relatórios ou apresentem seminários com os resultados, discussões e conclusões da atividade.1 Considere a informação sobre o valor de temperatura de ebulição para a água, a 1 atm, e os resultados experimentais. Pode-se estabelecer uma relação entre a temperatura de ebulição e a volatilidade dos materiais estudados? Como?
2 Considere duas marcas de perfume A e B com frascos idênticos contendo a mesma quantidade de perfume e sob as mesmas condições ambientes. Após certo tempo, observa-se que o nível de perfume do frasco A está menor que o do frasco B. Com base nessas observações, copie as afirmações a seguir em seu caderno e assinale a(s) correta(s).
( ) O perfume A é mais volátil.
( ) O perfume B é mais volátil.
( ) O perfume A tem maior temperatura de ebulição.
( ) O perfume B tem maior temperatura de ebulição.
3 Conforme orientações do professor, organize as conclusões obtidas e compare-as com as dos colegas.
Página 49
Como pode ser observado na limpeza de superfícies, um pano molhado com etanol seca mais rapidamente do que outro pano idêntico molhado com a mesma quantidade de água (submetidos às mesmas condições). Isso mostra que a transformação da água de seu estado de agregação líquido para o de vapor é menos favorecida que no caso do etanol. Diz-se, portanto, que o etanol é mais volátil do que a água. Graças a essa diferença de volatilidade é que, ao aquecer a garapa em aparelho adequado (denominado destilador), após a fermentação alcoólica, obtém-se um novo material com maior teor de etanol; esse procedimento se repete até que se atinja o teor desejado para a preparação do etanol hidratado usado como combustível automotivo.
Os donos dos primeiros carros a etanol do Brasil, nas décadas de 1970 e 1980, especialmente aqueles que moravam em regiões frias, como o sul do país, tinham dificuldade em dar a partida quando a temperatura estava muito baixa. Por vezes o frio era tão intenso que o motorista não conseguia ligar o motor. Para evitar esse inconveniente, a indústria automotiva desenvolveu um sistema de partida a frio, com gasolina, que identifica, por meio de sensores, a baixa temperatura e injeta gasolina em vez de etanol, o que facilita a partida do motor. Essa estratégia funciona porque a gasolina é mais volátil que o etanol e, mesmo em dias frios, vaporiza em quantidade suficiente para a ignição do motor.
Atualmente, alguns automóveis apresentam outra tecnologia que dispensa o sistema de partida a frio. Por meio de dispositivos elétricos, esse sistema aquece o combustível antes de iniciar a ignição, garantindo que ele esteja na temperatura adequada para vaporizar suficientemente antes da combustão.
Leandro Alvares/Estadão Conteúdo
Reservatório de gasolina em automóvel com sistema de partida a frio, para auxiliar na ignição em dias com baixas temperaturas.
Retome as discussões da questão “Por que alguns donos de automóveis movidos a álcool combustível tinham dificuldade para dar a partida no motor em dias muito frios?”, proposta no início do capítulo para levantamento dos conhecimentos prévios dos alunos.Compartilhe com seus amigos:
Page 21
Existe uma relação entre volatilidade e temperatura de ebulição?Faça a atividade em um ambiente ventilado. Cuidado ao manipular vidrarias, como os pires e o frasco de perfume. Consulte o infográfico Segurança no laboratório antes de iniciar a atividade.
Antes de iniciar a atividade, peça aos alunos que façam previsões de possíveis resultados, acompanhadas das respectivas explicações.
Ao realizar esta atividade, você vai avaliar a volatilidade de diferentes materiais e analisar se é possível estabelecer relações entre a volatilidade e a temperatura de ebulição de um material. Para isso, você vai comparar a rapidez da vaporização de diferentes líquidos.
Material
• Água
• Perfume
• Óleo de soja
• Três conta-gotas
• Três pires
• Três etiquetas
Compartilhe com seus amigos:
Page 22
Temperatura de fusão, a pressão de 1 atm, para alguns materiais| Material | Temperatura de fusão (°C) |
| Gás oxigênio | −218,4 |
| Etanol | −114,1 |
| Benzeno | 5,5 |
| Ácido acético | 16,6 |
| Chumbo | 327,5 |
| Cloreto de sódio | 800,7 |
| Ferro | 1.538 |
Fonte: LIDE, D. R. CRC Handbook of chemistry and physics. 78. ed. Boca Raton: CRC Press, 1997-1998.
A temperatura de fusão de um material puro corresponde à temperatura que permanece constante enquanto o material passa do estado sólido para o estado líquido a dada pressão, sendo uma propriedade característica de cada material, ou seja, uma propriedade específica; assim, essa temperatura pode também indicar a pureza do material.
Página 53
Note que o estado de agregação (sólido, líquido ou gasoso) de um material não é uma propriedade inerente a ele, já que depende da temperatura e da pressão em que ele se encontra. O etanol, por exemplo, é líquido a 25 °C e 1 atm e permanece líquido mesmo quando colocado em um freezer, que pode atingir temperaturas de até −25 °C. Isso ocorre porque a temperatura de solidificação do etanol é bem menor (aproximadamente −114 °C) que a temperatura no interior do freezer doméstico. Caso o etanol seja resfriado a temperaturas menores que sua temperatura de fusão, é possível solidificar uma amostra desse material. Isso pode ser obtido se a amostra de etanol for colocada em meio contendo nitrogênio líquido, material cuja temperatura de fusão é −210 °C e a de ebulição é cerca de −196 °C.
Uma amostra de água a 1 atm e −20 °C, sob aquecimento, passará pelos processos de fusão, a 0 °C, e em seguida pelo de ebulição, a 100 °C. Mas nem todos os materiais passam respectivamente por esses dois processos. Há aqueles que sob 1 atm transformam-se diretamente do estado de agregação sólido para o gasoso. É o caso do dióxido de carbono, que a 1 atm e temperaturas inferiores a −78,5 °C encontra-se no estado sólido. Porém, ao ser exposto à temperatura ambiente, o material transforma-se do estado sólido diretamente para o estado gasoso – processo chamado de sublimação.
Scott Eisen/Bloomberg via Getty Images
Utilizado em eventos (A) e em laboratórios (B), o “gelo-seco” é apenas dióxido de carbono no estado sólido. Quando exposto à temperatura e à pressão ambientes, ele sublima. O resfriamento da atmosfera circundante causa a condensação do vapor d’água do ambiente, que pode ser visualizada nas figuras.
Observe a ilustração a seguir, que relaciona as transformações físicas de um material.Adilson Secco
Relação entre as mudanças de estado de agregação dos materiais.
As temperaturas de fusão e de ebulição, aliadas à densidade, podem auxiliar de forma significativa na identificação de determinado material, pois são propriedades específicas. A análise dessas propriedades pode, por exemplo, informar se determinada amostra de água corresponde a água pura. O mesmo vale para o etanol: quando puro apresenta temperatura de ebulição diferente do etanol misturado a água.
Página 54
Questões para fechamento do tema
Compartilhe com seus amigos:
Page 23
Ebulição e condensaçãoComo observado na Atividade prática, alguns líquidos evaporam mais rapidamente que outros na temperatura ambiente. É o caso do etanol, comparado à água. Mas, se uma porção de água for aquecida em um recipiente (uma panela, por exemplo), a evaporação será mais rápida, e o processo será chamado ebulição. No aquecimento de um líquido, nota-se que sua temperatura aumenta gradativamente até o início desse processo. A partir desse instante, é possível notar que a temperatura do líquido se estabiliza. Essa temperatura, chamada temperatura de ebulição, possui determinado valor para cada tipo de material em diferentes condições de pressão. Analise a figura e o gráfico a seguir.
Aquecimento da água de 15 °C a 100 °C, à pressão atmosférica de 1 atm (nível do mar). Representação sem escala; cores fantasia.
Observe que foram evitados os termos “ponto de fusão” e “ponto de ebulição”; são termos considerados ultrapassados que, no entanto, podem eventualmente aparecer em questões de vestibular. Nesta coleção os autores optaram por “temperatura de fusão” e “temperatura de ebulição”, termos mais precisos, pois as medidas referem-se aos valores de temperatura.
Página 50
Nas temperaturas de 15 °C e 90 °C, a água está predominantemente no estado líquido, apesar da evaporação a 90 °C ser mais intensa que a 15 °C. Perceba que, ao atingir a temperatura de ebulição, ocorre a maior taxa de vaporização do material e, como característica, o valor da temperatura não varia (observe o patamar de temperatura quando a água chega ao valor 100 °C). Nesta temperatura coexistem os dois estados de agregação: líquido e de vapor.
Observe na tabela a seguir as temperaturas de ebulição de alguns materiais, considerando a mesma pressão.
Compartilhe com seus amigos:
Page 24
|
1 ... 722 723 724 725 726 727 728 729 730
| P × V | |||
| Amostra 1 | 2,0 atm | 4,0 L | 8,0 |
| Amostra 2 | 4,0 atm | 2,0 L | 8,0 |
| Amostra 3 | 0,5 atm | 10 L | 5,0 |
| Amostra 4 | 1,0 atm | 8,0 L | 8,0 |
Portanto, a amostra 3 apresentava temperatura diferente das outras três.
Comparando a amostra 3 com qualquer uma das outras três, tem-se:
e T1 = T2 =
Assim, conclui-se que T3 < T4. A amostra 3 estava a uma temperatura menor que as demais.
14. Alternativa (c). Usando a lei dos gases ideais para ambas as situações, tem-se:
Como o sistema é aberto, pressão e volume são constantes, logo, tem-se:
n1T1 = n2T2 ⇒ 1 mol ⋅ 300 K = n2 ⋅ 600 K ⇒ n2 = 0,5 mol
Portanto, após o aquecimento, restou ainda 0,5 mol de CO2 no recipiente. Como havia inicialmente 1 mol de CO2, a quantidade de gás que saiu do recipiente foi de 0,5 mol.
CO2(g) + 2 NaOH(aq) ⇄ Na2CO3(aq) + H2O(l)
1 mol CO2 _______ 1 mol Na2CO3
0,5 mol CO2 _______ x
x = 0,5 mol de Na2CO3
15. Alternativa (c). A densidade do gás aumenta com o aumento da massa molar. Assim, os gases de menor massa molar (He = 4 g/mol e H2 = 2 g/mol) são menos densos que o ar, e os balões contendo esses gases ficaram em posição mais elevada. Consequentemente, os balões contendo os gases mais densos que o ar (CO2 = 44 g/mol e O2 = 32 g/mol) ficaram em posição menos elevada.
Compartilhe com seus amigos:
Page 25
A lei dos gases ideais e os cálculos estequiométricos envolvendo substâncias gasosasQuadro: Breve história dos balões
1. A densidade é uma propriedade física dos materiais que expressa quantas unidades de massa há por unidade de volume; ela pode ser calculada pela fórmula matemática
2. Com base nos dados citados, pode-se inferir que, a uma dada pressão e temperatura, quanto maior a massa molar de um gás, maior sua densidade.
3. PV = nRT
Como
Como , tem-se:
Essa expressão é coerente com as relações observadas nas duas primeiras questões: quanto maior a temperatura de um gás, menor sua densidade, e quanto maior a massa molar de um gás, maior sua densidade.
4. À época em que o acidente com o Hindenburg ocorreu estava em curso a Segunda Guerra Mundial. Juntamente com China, França, Grã-Bretanha e a antiga União Soviética, os Estados Unidos integravam os países aliados contra os países do Eixo: Alemanha, Japão e Itália. Como expresso no texto, os dirigíveis também podem ter aplicação militar, e os Estados Unidos usavam o próprio hélio produzido por eles para esse fim, ao mesmo tempo que impedia os alemães de usá-lo.
Compartilhe com seus amigos:
Page 26
Questões para fechamento do tema1. No processo de destilação fracionada, as substâncias são separadas em razão da diferença entre suas temperaturas de ebulição; quanto maior essa diferença, maior a eficiência da separação. A mistura 1 deve ter seus componentes separados com mais eficácia, pois a diferença entre as temperaturas de ebulição de seus componentes é de 15 °C, enquanto a da mistura 2 é de apenas 1 °C.
2. a) I. Esse fenômeno é uma reação química, na qual ocorre o rearranjo dos átomos a partir do rompimento das ligações covalentes entre os átomos de nitrogênio e hidrogênio da molécula de amônia (NH3), resultando nos respectivos produtos (N2 e H2).
II. Esse fenômeno físico é a vaporização da amônia. Subentende-se, portanto, que as interações que estão sendo rompidas sejam intermoleculares, mais especificamente, as do tipo ligações de hidrogênio.
b) O processo I deve requerer maior quantidade de energia, pois as interações intermoleculares são mais fracas que as ligações covalentes, como mostra a tabela Comparação entre interações intermoleculares e ligações químicas.
3. A força intermolecular predominante entre as moléculas de álcool etílico é a ligação de hidrogênio, em razão da presença da ligação O − H, que é muito polarizada. Já entre as moléculas de éter dimetílico, predominam as interações do tipo dipolo-dipolo. Como as moléculas apresentam tamanho semelhante e o mesmo número de elétrons, a molécula de etanol apresenta maior polarizabilidade. Sendo as ligações de hidrogênio mais intensas que as interações dipolo-dipolo, a substância que deve ter maior temperatura de ebulição é o álcool etílico.
Página 3814. a) Pela observação final sobre a água e a amônia se apresentarem em estado sólido, pode-se concluir que a temperatura média de Titã é bem inferior à temperatura média da Terra. Por apresentar tão baixa temperatura, o metano pode se apresentar em estado líquido em Titã. O metano é formado por moléculas apolares que interagem por forças de London pouco intensas, o que explica sua presença natural na Terra como gás, um planeta bem mais quente que Titã, como se pode inferir pelo texto.
b) De modo geral, moléculas pequenas de baixa polaridade formam substâncias com baixas temperaturas de ebulição e, portanto, voláteis. Isso não ocorreria se a pressão atmosférica de Titã fosse superior à da Terra, o que não parece ser o caso.
5. a) O primeiro composto do grupo A é a amônia (NH3), cujas moléculas constituintes interagem por ligações de hidrogênio. Esse fator deve ser o responsável pela temperatura de ebulição que não segue a tendência dos demais compostos que compõem a curva azul do gráfico. Portanto, a curva azul corresponde ao grupo A, e a curva laranja, ao grupo B.
b) As substâncias representadas pela curva laranja (grupo B) apresentam menores temperaturas de ebulição que os compostos representados pela curva azul (grupo A), pois o tipo de interação intermolecular existente entre as moléculas do grupo B é menos intenso que os existentes entre as moléculas do grupo A. No grupo B, há somente substâncias apolares, cujas moléculas interagem exclusivamente por forças de London, menos intensas que interações dipolo-dipolo existentes nos compostos do grupo A, com exceção da amônia, em que as ligações de hidrogênio predominam. Essa é uma comparação válida, pois os tamanhos das moléculas são similares.
c) Os fatores que provavelmente estão relacionados a essa tendência são o tamanho da molécula e seu número de elétrons. Com o aumento desses parâmetros, os compostos a partir do 3º período apresentam interações intermoleculares mais intensas e, por isso, as temperaturas de ebulição também aumentam.
Tema 2
Compartilhe com seus amigos: