Portal do Professor

• Comprovar que os gases s?o impenetr?veis como qualquer outro tipo de materia;
• Relacionar a propriedade da impenetrabilidade com a composi??o da mat?ria;
• Visualizar aplica??es pr?ticas para essa propriedade da mat?ria.

50 minutos

Propriedades da mat?ria, estados f?sicos da mat?ria.
?

O professor pode inicar a aula lan?ando a pergunta: dois materiais podem ocupar o mesmo lugar no espa?o? E avan?ando: outro material pode ocupar o mesmo lugar que um g?s?

?

1? Atividade: comprovando a impenetrabilidade dos gases.

O professor  poder? demonstrar que um g?s pode servir como uma barreira ? movimenta??o de outros materiais e movimentos de gases podem interferir na distribui??o de diferentes mat?rias. Conhecer um pouco mais desse comportamento, que interfere no armazenamento e transporte de gases.

O professor pode realizar a seguinte experi?ncia dentro de sala: pegar a garrafa de 500 mL seca, cheia de ar e tampar a sua boca (com a sua tampinha ou com a m?o mesmo). Vamos vir?-la e coloc?-la com a boca virada para baixo dentro de um balde com ?gua (ou dentro de outra garrafa pet de 2 ou 3 litros, com a parte de cima cortada). O que acontece? A ?gua vai entrar na garrafa ou n?o? Ouvir as respostas dos alunos e suas explica??es. Comprovar da seguinte maneira: fechar a boca da garrafa novamente (com a m?o ou com a tampinha), levantar a garrafa e ent?o abrir sua tampa. Os alunos poder?o observar que n?o sai ?gua de dentro da garrafa.

Conclus?o: a ?gua n?o entrou na garrafa! Por que isso acontece dessa maneira? Devido ? propriedade da impenetrabilidade: dois materiais n?o t?m como ocupar o mesmo lugar no espa?o ao mesmo tempo. E nessa hora, ? o ar que est? dentro da garrafa.

Apesar de n?o podermos ver o ar atmosf?rico, suas part?culas de mat?ria impedem a presen?a da ?gua. A presen?a do ar funciona com uma barreira ? entrada da ?gua - ? essa a propriedade que est? sendo discutida na aula, a impenetrabilidade.

?

Quest?es:

• Se aumentarmos muito a press?o da ?gua, ser? que alguma quantidade do l?quido consegue entrar na garrafa? O que aconteceria com o volume do ar dentro da garrafa? E com a press?o do ar?  ? medida que a coluna de ?gua aumenta sobre a garrafa, aumenta a press?o sobre a coluna de ar. Com isto, h? uma redu??o no volume do ar, propiciando a entrada de uma quantidade proporcional de ?gua.
• E se coloc?ssemos uma mangueira unindo o ar, sob press?o dentro da garrafa, com o ar atmosf?rico? Ser? que aconteceria alguma coisa? Haveria passagem do ar para a atmosfera, permitindo a entrada de ?gua na garrafa, preenchendo-a totalmente.

?

Atividade proposta: pedir aos alunos para testarem em casa a impenetrabilidade de diferentes materiais no estados s?lido e l?quido e registrar os achados. Podem ser feitos v?deos para documentar os experimentos. Sugest?es:

• testar a introdu??o de um arame em um copo com ?gua e outro com gelatina;
• testar a introdu??o de um prego em diferentes materiais: madeira, isopor, terra;
• deixar uma bola de gude cair sobre um copo com ?gua e um copo com gelatina.

  

2? Atividade: trocando o ar pela ?gua.

Essa din?mica complementa o racioc?nio da atividade anterior: para que consigamos colocar ?gua dentro da garrafa, o ar precisa sair. No dia-a-dia, n?o percebemos muito esse procedimento, mas ? exatamente isso que acontece. ?s vezes, quando despejamos um l?quido em uma garrafa atrav?s de um funil, ? comum de o l?quido ficar parado no funil e n?o descer pela garrafa. Isso acontece porque n?o estamos permitindo que o ar presente na garrafa possa sair e dar lugar ao l?quido. Se levantarmos um pouco o funil, o l?quido voltar? a escoar.

Colocamos novamente a garrafa com ar tampada dentro do balde. Tiramos sua tampa e apertamos a garrafa, de modo a expulsar parte do ar que se encontra dentro e bolhas ser?o vistas na ?gua. Quando apertarmos a garrafa estamos aumentando a press?o dentro dela e fazendo com que parte do ar saia da garrafa; assim, algumas bolhas ser?o vistas na ?gua (? o ar saindo) e permitindo, agora, a entrada de um tanto de ?gua. Fechamos novamente sua tampa, tiramos a garrrafa do balde e, com a ponta ainda para baixo, retiramos a tampa. Os alunos observar?o que uma certa quantidade de ?gua escoar? de dentra da garrafa.

?

Quest?es:

• Valendo-se do observado nesse experimento, como o aluno pode explicar os resultados observados na atividade proposta para casa, anteriormente? No teste do prego, principalmente, exercemos diferentes for?as para conseguir introduzir o objeto nos materiais testados. Estamos abrindo caminho por entre a mat?ria e permitindo a entrada de novo material.
• A impenetrabilidade depende do estado f?sico? Discutir com os alunos a influ?ncia do arranjo da mat?ria nos diferentes estados f?sicos e como isso pode interferir como obst?culo ? introdu??o de outros materiais.
 

Atividade proposta: solicitar aos alunos para adicionarem sal a um copo cheio de ?gua at? a borda e observarem o que vai acontecer. Pedir aos alunos para explicarem o que aconteceu e relacionarem com o conte?do estudado de impenetrabilidade.

E agora, como explicar aos alunos que o sal "sumiu"?  Ocorre viola??o da propriedade de impenetrabilidade? Promover o debate entre os alunos, boas formula??es de resposta podem surgir nessa discuss?o. Esclarecer, caso seja necess?rio, que a estrutura cristalina (organizada) do sal se desfaz por intera??es com as mol?culas de ?gua e passam a ocupar espa?os entre essas mesmas mol?culas.

Aqui o aluno pode questionar o fato das emiss?es radioativas atravessarem at? paredes de concreto! Como fica a quest?o da impenetrabilidade? O professor pode trabalhar com o aluno a exist?ncias de espa?os vazios na mat?ria (conceito do ?tomo de Rutherford) e mostrar que as emiss?es atravessam por esses vazios. Mais pr?ximo do nosso dia-a-dia, um experimento que comprova a possibilidade das intera??es entre as mol?culas e os vazios da mat?ria ? virar um copo com ?gua sobre uma superf?cie de papel ou papel?o: com o passar do tempo, o gotejamento se iniciar? no papel, indicando que as mol?culas de ?gua atravessaram a superf?cie, gra?as ?s intera??es e aos espa?os vazios.

  

3? Atividade: como colocar uma folha de papel dentro de uma bacia com ?gua sem deixar molh?-la.

Confiantes na propriedade da impenetrabilidade, o professor pode pedir aos alunos para afundar uma folha de papel em uma bacia com ?gua sem deixar o papel se molhar. O professor pode solicitar aos alunos sugest?es de como fazer isso.

Evidentemente que se simplesmente pegarmos uma folha de papel e mergulh?-la na ?gua, ela vai se molhar. As intera??es intermoleculares entre a ?gua e o principal componente do papel, a celulose, explicam o fen?meno. Ent?o, como impedir esse contato do papel com a ?gua? Colocamos a folha de papel dentro de um copo (um fundo de garrafa PET cortada ou mesmo um bequer) e ent?o viramos o conjunto de cabe?a para baixo (cuidado para o papel n?o cair!) e o mergulhamos de uma s? vez na bacia com ?gua. Ao retirarmos o copo costataremos que o papel se encontra seco! A presen?a do ar no copo n?o permitiu a entrada de ?gua em seu interior, e sem ?gua o papel permaneceu sequinho...

?

           

?

Foto 1: Copo contendo uma folha de papel ? mergulhado no interior de uma bacia conendo ?gua (e) e copo retirado mostrando papel completamente seco (d) (foto do autor).

?

Esse experimento s? ? possivel porque o ar n?o se solubiliza em ?gua. O que aconteceria se o g?s presente dentro do copo se dissolvesse no l?quido no qual est? sendo mergulhado? Discuta com os alunos as possibilidades de resultados: pequena ou grande dissolu??o. Em um desses extremos, se todo o g?s se dissolvesse no l?quido, haveria uma ascens?o da coluna de l?quido no copo e a folha de papel ficaria molhada!

?

?

Vale a pena acessar: Como funcionam os paraquedas: investigando as propriedades do ar (http://portaldoprofessor.mec.gov.br/fichaTecnicaAula.html?aula=25353)

?

No estudo da F?sica, a impenetrabilidade ? importante na compreens?o do fen?meno de empuxo. Na ind?stria, s?o desenvolvidos materias com elevada impenetrabilidade, como tintas e revestimentos, garantindo superf?cies resistentes ? corros?o e abras?o.

Alguns links com informa??es complementares:

Complementa??o de conte?do: http://educar.sc.usp.br/ciencias/quimica/qm1.htm

Materiais e suas propriedades: http://portaldoprofessor.mec.gov.br/fichaTecnicaAula.html?aula=22218

Atividades de experimenta??o: http://www.educacao.salvador.ba.gov.br/site/documentos/espaco-virtual/espaco-praxis-pedagogicas/BANCO%20DE%20SUGEST%C3%95ES%20DE%20ATIVIDADES/atividades%20interativas.pdf

• Entregar para o professor coordenador os relat?rios completos das atividades propostas para casa.
• Realizar uma din?mica em que um aluno cita um determinado material que tenha experimentado em casa e outro colega tenta julgar o n?vel de impenetrabilidade desse material. Avaliar a participa??o do grupo de alunos no questionamento proposto em sala de aula.