Com esta aula, o aluno saberá aplicar os conceitos de fase, componentes e demais conceitos relacionados ao estudo dos sistemas para a resolução de uma situação problema real. Saberá interpretar os resultados experimentais a luz das interações intermoleculares. Compreenderá como calcular o percentual de etanol na gasolina a partir de experimentos virtuais.

Conceitos de fase, componente, ligações intermoleculares.

Estimado(a) professor(a)! Nesta aula, será possível trabalhar com inúmeros conteúdos de química. Em virtude destes serem trabalhados durante os três anos do ensino médio, fica como sugestão trabalhar com esta aula no terceiro ano, em que geralmente trabalha-se com a química orgânica, mais especificamente quando trata-se dos hidrocarbonetos e das frações do petróleo. Esta aula constitui uma aplicação dos conhecimentos adquiridos neste conteúdo de química orgânica relacionando-se com os conteúdos de classificação dos sistemas e interações intermoleculares, que previamente já foram vistos. No entanto, pode-se trabalhar com esta aula como sugestão de exemplo de aplicação de classificação de sistemas (homogêneo, heterogêneo) e separação de misturas (dissolução fracionada), retirando da discussão a parte sobre ligações intermoleculares.

O tema central é a gasolina. Um tema bastante interessante para uma aula de química. Esta ciência muitas vezes encarada como difícil e sem aplicação, poderá agora revelar seu caráter prático. Então, vamos a aula!

Introdução ( 10 minutos)

Pode-se começar esta aula despertando a curiosidade dos alunos mostrando a eles o video com o nome “batizado” indicado abaixo.

O Batizado

Nele há uma situação do problema de um carro defeituoso devido a um suposto combustível “batizado”, ou seja, que foi adulterado. Pode-se também, alternativamente, imprimir e ler com os alunos as seguintes notícias recentes sobre combustíveis adulterados em algumas cidades do Brasil, algumas delas com video que pode também ser apresentado com a ajuda de um datashow ou televisão (veja mais detalhes em "Recursos complementares").  

Reportagem 01 (http://g1.globo.com/Noticias/SaoPaulo/0,,MUL1024537-5605,00-RISCO+DE+GASOLINA+ADULTERADA+E+MAIOR+NO+FIM+DE+SEMANA+DIZ+SINDICATO.html)

Reportagem 02  (http://www1.folha.uol.com.br/folha/dinheiro/ult91u117265.shtml)

Reportagem 03 (http://g1.globo.com/Noticias/SaoPaulo/0,,MUL1108666-5605,00-GASOLINA+ADULTERADA+E+VENDIDA+EM+BALDES+PERTO+DE+DISTRIBUIDORAS.html)

Pode-se também efetuar as duas atividades - video antes e notícias depois -  para garantir que os alunos percebam que o problema da adulteração de combustíveis é uma (infeliz) realidade. Após estas introduções ao tema, questione se eles conhecem alguma história de adulteração que tenha acontecido com algum familiar ou conhecido. Talvez neste momento surja a participação de algum aluno. Caso eles não saibam, passe para a próxima etapa.

Sistematização dos conceitos envolvidos (40 minutos)

Tanto no video como nas notícias, cita-se o ‘teste da proveta’. Leve os alunos para o laboratório de informática e ajude-os a acompanhar a história presente na seguinte animação:

 Quer saber se sua gasolina está adulterada?

Nesta animação acima existe a 'situação problema' em que um aluno pergunta ao seu professor de química porque o carro do seu pai está falhando. A investigação do problema começa com o teste da proveta a fim de verificar a qualidade da gasolina. Nesta animação temos, passo a passo, uma descrição deste teste. Com a animação projetada, chame a atenção dos equipamentos e vidrarias utilizados no processo. Peça para os alunos anotarem os nomes das vidrarias e, também, para fazerem um esboço das mesmas.

Na parte onde fala de misturar água e gasolina, chame a atenção dos alunos para a migração do etanol da gasolina para a água. O artigo abaixo poderá ser utilizado para a explicação do porquê das forças intermoleculares entre água e etanol serem mais fortes que entre o etanol e gasolina. Use as imagens e explicações citadas no artigo para construir uma relação entre os conteúdos "sistemas" e "interações moleculares" culminando com o conceito de "solubilidade". Formule algumas perguntas, do tipo: "quais as forças intermoleculares presentes entre o etanol e a água? E entre o etanol e a gasolina? E entre a gasolina e a água? As respostas poderão ser formuladas a partir da leitura do texto a seguir:

http://hermes.ucs.br/ccet/defq/naeq/material_didatico/textos_interativos_33.htm

Ao final da aula da animação, o aluno é desafiado a determinar o percentual de álcool na gasolina. Faça o primeiro cálculo com os alunos. Dependendo de quando esta aula for realizada, o percentual de etanol na gasolina pode variar. A animação fala de uma faixa de 20 a 24 % de etanol. Considerando que atualmente é permitdo adicionar 20 % de etanol na gasolina, pode-se, com base nos resultados da animação, determinar o percentual de etanol com a fórmula:

% _etanol = (V_{solução aquosa} – 50 mL ) x 2

Esta equação pode ser deduzida com os alunos ou simplesmente posposta para eles utilizarem, a critério do professor.

A dedução pode ser feita da seguinte forma: considerando que todo o álcool migra da gasolina para a fase aquosa, é possível determinar a quantidade de álcool na fase aquosa descontando desta fase 50 mL (que constituem o volume de água adicionado). A multiplicação por dois é necessária porque foi utilizado 50 mL de gasolina. Como a porcentagem é uma relação com 100 partes, o volume de etanol em 50 mL será o o percentual de etanol na gasolina se multiplicarmos o resultado da subtração por dois.

Realizando-se as contas para a primeira amostra, o percentual é de 32 %, maior que os atuais 20 % de etanol permitidos. Posteriomente a resolução inicial, a animação propõe outras amostras para calcular o percentual e julgar se o combustível está adulterado ou não. No laboratório de informática, oriente os alunos a, individualmente, aplicarem o mesmo procedimento nas novas amostras, sempre passando pelos alunos e auxiliando quando necessário.

A seguir segue uma charge, a qual será comentada na seção 'Avaliação' desta aula.

A sequência desta aula está em "Determinação do percentual de etanol na gasolina: prática" (http://portaldoprofessor.mec.gov.br/verAula.html?aula=19501), sugestão em que os procedimentos estudados de forma teórica e verificados na forma de animações de computador, serão, então, verificados na prática. 

O video disponível no portal do professor do MEC pode ser copiado para o computador. Este, para ser visto em um aparelho de DVD na televisão, deve passar por uma conversão. Um programa freeware que faz isto de forma eficiente e intuitiva é o DVD flick (http://www.dvdflick.net/). Indica-se também um tutorial (http://www.dvdflick.net/guide/index_brpr.html) do programa.

Em seu blog ou site, poste a charge que encontra-se no final desta aula e peça aos alunos responderem, individulalmente as seguintes questões:

1) Que aspecto faz da charge, apesar de engraçada, não corresponder cientificamente ao que ocorre com a adulteração da gasolina?

Como resposta padrão, temos:

A imagem mostra um cliente em um posto solicitando que o frentista jogue um pouco de combustível no para-brisa. Mas a água não é utilizada na adulteração da gasolina, pois ela, ao contrário do álcool, não é miscível na gasolina.  Utiliza-se geralmente solventes orgânicos solúveis, como etanol, que já é adicionado, querosene, que dissolve-se bem na gasolina, dentre outros.

Em casa, peça aos alunos para responder também:

2) Por que o álcool passou da fase gasolina para a fase água.? 

Solicite que eles façam acesso ao seguinte website para embasarem suas repostas.

http://www.qmc.ufsc.br/qmcweb/artigos/forcas_intermoleculares.html 

Como resposta padrão, temos:

A água possui maior afinidade com o etanol porque a interação intermolecular entre estas substância é do tipo ligação de hidrogênio, a mais forte entre as ligações intermoleculares e, por consequência, mais intenção do que as ligações dipolo-dipolo com dipolo instatâneo-dipolo-induzido entre o etanol e a gasolina.

A avaliação pode ser feita a partir da qualidade e clareza das respostas, na utilização de expressões corretas (por exemplo, água e gasolina são imescíveis no lugar de água e gasolina não se misturam) e do interesse em pesquisar e embasar as respostas dadas (exigir citação bibliográfica).