Reconhecer a presença de misturas no cotidiano.

Identificar misturas homogêneas, distinguindo-as das heterogêneas.

Aplicar alguns processos de separação de misturas homogêneas

Indicar procedimentos para a separação de misturas relacionadas ao seu cotidiano.

Propriedades gerais e específicas da matéria.

AULA 1

 Primeiro momento: abordagem do tema

 O professor deverá projetar imagens previamente selecionadas de alguns tipos de materiais utilizando o aparelho data show.  

Pedir aos alunos que observem as imagens, analisando-as.

Fontes das imagens:

Plataforma de extração de petróleo -

 http://www.tvcriativa.com/images/stories/plataforma_petroleo.jpg . Acessado em: 10/08/2010.         

Mar -   http://aspirinab.weblog.com.pt/mar.jpg Acessado em: 10/08/2010. 

Questões para discussão

1)      Quais são os aspectos/características comuns entre a água salgada do mar e o petróleo?

2)      Como pode ser separada a água pura, a partir da água do mar?

3)      Quais são os componentes do petróleo? Como eles são obtidos?

4)      Do ponto de vista físico/químico quais são os aspectos/características comuns entre a água salgada do mar e o petróleo? São misturas homogêneas   

2º momento: Estudo de textos on line.

A fim de recordar alguns conceitos importantes para a compreensão do assunto “obtenção de substâncias puras a partir de misturas homogêneas” e ampliar os conhecimentos, sugerimos a leitura e discussão de dois textos on line. Portanto, essa aula deverá acontecer no laboratório de informática onde os alunos possam acessar diretamente a internet em grupos ou individualmente se houver disponibilidade de um computador por aluno   

Texto 1- Substâncias puras e misturas 

Disponível no endereço http://educar.sc.usp.br/ciencias/quimica/qm1-2.htm (acessado em 10/08/2010) o texto aborda os conceitos de substância pura e mistura, fazendo a caracterização de cada uma e as distinções pertinentes.   

Questões para discussão 

1-      O que se deve considerar ao analisar se um determinado tipo de material/matéria é um substância pura ou uma mistura? A determinação e a análise de suas propriedades específicas. Nas substâncias puras, os valores do ponto de fusão, ebulição e densidade serão os mesmos, independentemente da quantidade analisada. Além disso, a composição molecular é sempre fixa. As temperaturas permanecem constantes durante a mudança de estado físico. As misturas, não possuem composição fixa; as temperaturas variam durante as mudanças de estado físico.

2-      O que diferencia as substâncias puras simples das compostas? Substâncias puras simples são formadas pela combinação de átomos de um único elemento químico; as compostas são formadas pela combinação de átomos de dois ou mais elementos químicos diferentes.

3-      Exemplos de substâncias puras (água destilada) e misturas (água e sal; água e areia; água e álcool; areia e sal; água e óleo).

4-      Exemplos de misturas homogêneas (água e sal; água e álcool) e heterogêneas (água e areia; areia e sal; água e óleo).   

Fechamento da discussão pelo professor 

Praticamente tudo o que existe na natureza está na forma de misturas. Muitas destas misturas datam da formação dos astros, inclusive a Terra. Já na pré-história o Homem sentiu a necessidade de efetuar separações, como separar pedra de terra, para confecção de suas ferramentas. Hoje a situação não é diferente, apenas as necessidades mudaram e novas técnicas foram desenvolvidas. Separamos ferro da magnetita e da hematita, sal da água do mar, essências e corantes das plantas, celulose da madeira e uma infinidade de substâncias das mais variadas misturas.  As técnicas se aprimoraram de forma a tornar possível a separação de praticamente qualquer tipo de mistura, bastando conhecer o estado físico e as características do que desejamos separar. Algumas misturas são difíceis de visualizar sem o recurso de instrumentos. Aço, como o de uma colher, por exemplo, não pode ser reconhecido como mistura mesmo com o auxílio de microscópio. Já o sangue, que é uma mistura de milhares de componentes pode ser reconhecido como mistura se observado ao microscópio. Os métodos de separação consistem geralmente em processos físicos, porém estão quase sempre associados a aplicações químicas. Vamos conhecer alguns processos de separação de misturas homogêneas.   

Texto 2- Separação de misturas homogêneas

Disponível no endereço http://www.algosobre.com.br/quimica/separacao-de-misturas.html (acessado em 20/08/2010), o texto categoriza de maneira didática os processos de separação de misturas homogêneas. O professor deverá instruir os alunos para lerem primeiramente na "Introdução" o item I - Análise imediata e depois o item 02-Separação dos componentes de mistura homogênea e seus subitens.   

O professor deverá orientar aos alunos no sentido de registraremas informações mais relevantes, como: os processos indicados para a separação de componentes de uma mistura considerando os estados físicos das substâncias que as compõem e o que são misturas azeotrópicas.

I- SÓLIDO - LÍQUIDO

 a) Evaporação: a mistura é deixada em repouso ou é aquecida até o líquido (componente mais volátil) sofra evaporação.

 b) Destilação simples: a mistura é aquecida em uma aparelhagem apropriada, de tal maneira que o componente líquido inicialmente evapora e, a seguir, sofre condensação, sendo recolhido em outro frasco.

II - LIQUIDO - LÍQUIDO

a) Destilação fracionada: consiste no aquecimento da mistura de líquidos miscíveis (solução), cujos pontos de ebulição (PE) não sejam muito próximos. Os, líquidos são separados na medida em que cada um dos seus pontos de ebulição é atingido. Inicialmente, é separado o líquido com menor PE; depois, com PE intermediário e assim sucessivamente até o líquido de maior PE. A aparelhagem usada é a mesma de uma destilação simples, com o acréscimo de uma coluna de fracionamento ou retificação. Obs.: Esse processo é muito utilizado, principalmente em indústrias petroquímicas, na separação dos diferentes derivados do petróleo. Nesse caso, as colunas de fracionamento são divididas em bandejas ou pratos. Esse processo também é muito utilizado no processo de obtenção de bebidas alcoólicas (alambique).

III - GÁS - GÁS 

a) Liquefação fracionada: a mistura de gases passa por um processo de liquefação e, posteriormente, pela destilação fracionada.

b) Adsorção: Consiste na retenção superficial de gases. Algumas substâncias, tais como o carvão ativo, têm a propriedade de reter, na sua superfície, substâncias no estado gasoso. Uma das principais aplicações da adsorção são as máscaras contra gases venenosos.

Misturas azeotrópicas: são misturas homogêneas de líquidos que não podem ser separadas por processos físicos como, por exemplo a destilação. Isso porque tais misturas destilam em proporções fixas e constantes, como se fossem uma substância pura. Ex: álcool etílico + água (PE = 78,1 ºC).

Discussão desses itens pelos grupos de 4 alunos.

Socialização da discussão dos grupos para toda a turma.

O professor deve estar atento e intervir no sentido de corrigir quaisquer equívocos decorrentes da não compreensão teórica.

AULA 2 – O petróleo e a destilação fracionada 

http://www.brasilescola.com/upload/e/o%20petroleo%20no%20brasil.jpg.  Acessado em 09/09/2010.

Dando continuidade ao estudo dos processos de obtenção de substâncias puras a partir de misturas, sugerimos nessa aula uma ampliação de conhecimentos a respeito do petróleo e a utilização do processo de destilação fracionada para obtenção de seus subprodutos. Para isso propomos que os alunos assistam, em sequência, dois vídeos que tratam desse assunto. Em seguida, os alunos deverão navegar por algumas páginas da internet indicadas e registrarem:

a) aspectos referentes ao petróleo: surgimento e composição; derivados; usos; tipos.

b) Refino do petróleo - destilação fracionada (síntese especificando as frações)   A primeira etapa do refino consiste na destilação fracionada que é feita na Unidade de Destilação Atmosférica, por onde passa todo o óleo cru a ser refinado. O óleo pré-aquecido penetra na coluna ou torre de fracionamento que possui uma série de pratos. O petróleo aquecido sobe pela coluna e à medida que vai passando pelos pratos sofre condensação, separando-se em diversas frações (subprodutos): gás natural, gás engarrafado (GLP), solventes, gasolina, querosene, óleo diesel, óleo combustível, óleo lubrificante, parafina, asfalto e resíduo final.     

Vídeos sugeridos disponíveis em:

http://www.youtube.com/watch?v=YquU85f7aW4  de 8:07 min. Acessado em 20/08/2010.

http://www.youtube.com/watch?v=YquU85f7aW4 8:07 min. http://www.youtube.com/watch?v=WIjYK4xTEKo de 2:32 min.  Acessado em 20/08/2010.   

Pesquisa sobre o petróleo

 http://www.suapesquisa.com/geografia/petroleo/ Acessado em 20/08/2010. Surgimento e composição química; derivados, usos; tipos; petróleo no Brasil ;  maiores produtores mundiais.  

http://www.algosobre.com.br/quimica/petroleo.html . Acessado em 20/08/2010. Origem, composição; características; história; tipos; refino; gasolina.    

http://www.uenf.br/uenf/centros/cct/qambiental/pe_derivados.html , Acessado em 20/08/2010. Derivados   

Sugerimos que o professor projete uma imagem (ou indique-a para que os alunos acessem) como a indicada no endereço a seguir para efetuar com maior clareza o fechamento dessa atividade de pesquisa no que se refere á destilação fracionada do petróleo e a obtenção de suas frações.   http://www.uenf.br/uenf/centros/cct/qambiental/pe_derivados.html Acessado em 20/08/2010.

Possibilidade de interdisciplinaridade:  Nesse momento da proposta, a idéia é abordar o tema em questão na perspectiva da interdisciplinaridade.  O professor de Matemática poderá orientar os alunos na verificação da proporcionalidade entre a produção e o consumo de derivados de petróleo no Brasil. O professor de história poderá aprofundar as discussões acerca do uso do petróleo no mundo, abordando aspectos históricos e  políticos mundiais relacionados à extração e comercialização do petróleo. O professor de Geografia poderá investigar com os alunos os aspectos socioambientais e geopolíticos relativos à extração, comercialização e usos do petróleo. Por meio dessas atividades será possível a integração dos conteúdos dessas disciplinas, o que possibilitará aos alunos um melhor aproveitamento do conteúdo trabalhado na aula de Ciências, assim como um bom engajamento nas demais.

AULA 3 - Atividades experimentais 

Sugerimos duas atividades experimentais que deverão ser realizadas no laboratório de ciências/química.

 Atividade experimental 1- Destilação simples

Sugerimos que o professor faça a montagem do destilador em laboratório e faça uma aula demonstrativa, dada a dificuldade dessa montagem para grupos individuais. Poderá destilar misturas como água e sal ou mais complexas como vinho e água, conforme apresentado no endereço: http://pedropinto.com/files/secondary/tlq/tlqI_relatorio2.pdf . A  cessado em 20/08/2010.

Atividade experimental 2- Medindo o teor de álcool na gasolina.

Justificativa

Através da destilação fracionada do petróleo, pode-se obter vários produtos derivados de grande importância econômica, como o gás natural, o querosene, o diesel, os óleos lubrificantes, a parafina e o asfalto. Mas a fração do petróleo que apresenta maior valor comercial é a gasolina.

A qualidade da gasolina comercializada no Brasil tem sido constante objeto de questionamento; assim, a determinação da sua composição é importante, devido a algumas formas de adulteração com solventes orgânicos que prejudicam os motores dos automóveis.

Um componente presente exclusivamente na gasolina brasileira que merece destaque especial é o etanol. Seu principal papel é atuar como antidetonante.  

A quantidade de etanol presente na gasolina deve respeitar os limites estabelecidos pela Agência Nacional do Petróleo - ANP (teor entre 22% e 26% em volume).

A falta ou excesso de álcool em relação aos limites estabelecidos pela ANP compromete a qualidade do produto que chega aos consumidores brasileiros. Assim, avaliar a composição da gasolina, verificando se o teor de álcool está adequado, é uma atitude muito importante.

Vamos fazer essa análise utilizando diferentes amostras de gasolina.  Material, procedimentos, discussão teórica e questões para discussão disponível em:

http://www.cdcc.sc.usp.br/quimica/experimentos/teor.html  , acessado em 20/08/2010. 

Produção de relatórios

Cada grupo de alunos que trabalharam juntos no laboratório deverá produzir um relatório de cada atividade experimental. Nesse relatório deverá constar a fundamentação teórica em itens previamente indicados, como na sugestão a seguir.

Roteiro para elaboração do relatório da atividade experimental  

TÍTULO: Frase sucinta que indica o principal objetivo da experiência.      

RESUMO: Texto de no máximo cinco linhas descrevendo tudo o que foi feito, inclusive os resultados alcançados.

INTRODUÇÃO: Descrição da teoria necessária ao entendimento da prática e da discussão dos resultados. Deve ser uma síntese das fontes consultadas. Ao final da introdução, como último parágrafo, vem o objetivo do trabalho.      

PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL: Descrever o procedimento experimental, ressaltando os principais materiais e equipamentos utilizados.   

RESULTADOS: Consiste na apresentação de todos os dados colhidos em laboratório ou dos calculados decorrentes dos dados. Podem ser apresentados na forma de tabelas, gráficos, etc., se isso melhorar a comunicação dos dados.      

RESULTADOS E DISCUSSÃO: Discutir os dados obtidos à luz da teoria exposta. Geralmente as questões para a discussão estão apontadas no roteiro da aula.

CONCLUSÃO: Síntese pessoal sobre as conclusões alcançadas com o seu trabalho. Enumere os resultados mais significativos do trabalho. Não deve apresentar nenhuma conclusão que não seja fruto da discussão.    

REFERÊNCIAS: Livros, textos e sites usados para escrever o relatório, devem ser citados

http://www.cepetro.unicamp.br/petroleo/index_petroleo.html  Acessado em 20/08/2010. 

LUCCHESI, Celso  Fernando. Petróleo. Estudos avançados, vol. 12, n.33. disponível em: http://www.scielo.br/pdf/ea/v12n33/v12n33a03.pdf Acessado em 20/08/2010.  

http://qnesc.sbq.org.br/online/qnesc17/a11.pdf  Acessado em 20/08/2010.

 A avaliação do conteúdo deverá ser realizada de maneira processual, ao longo das aulas e de cada atividade desenvolvida.

Poderão ser utilizados como instrumentos avaliativos os registros, a pesquisa, a realização das atividades propostas, as discussões sobre as situações apresentadas e a participação individual e coletiva na socialização.

Deverão ser usados como instrumentos principais de avaliação quantitativa os relatórios das atividades experimentais contendo pesquisas teóricas oriundas do próprio referencial utilizado nas aulas.