• Calcular a quantidade de gás CO2 emitido na fermentação do açúcar (produção do etanol) e na combustão do etanol; • Reconhecer o CO2 e o SO2 como gases de efeito estufa; • Revisar, por meio de animações, os principais fatores que influenciam o comportamento das moléculas no estado gasoso: pressão, temperatura, volume e quantidade de matéria.

Uma aula de 50 minutos.

• Fórmula, Equação e Reação química; • Cálculo estequiométrico; • Efeito Estufa; • Fermentação e combustão; • Operacionalização com regra de três.

Conteúdo Específico
• Exercício de cálculo estequiométrico
• Gases de efeito estufa
 

 

Recurso Educacional Digital

 

  Simulador encontrado no BIOE com animações e simulações de emissão de gases numa usina de beneficiamento de cana-de-açúcar. Acesse o simulador clicando na figura.

 

 

 Sugestão de Aula

 

Preparando a aula

Esta aula visa exercitar cálculo estequiométrico, portanto, é fundamental que o professor já tenha abordado este conteúdo em aulas anteriores. Na aula anterior a esta, solicite aos alunos que tragam de casa pesquisa sobre a produção de açúcar e álcool a partir da cana-de-açúcar.

 

Introduzindo a aula (5 min.)

Inicialmente leve os alunos para o laboratório de informática, oriente-lhes para que se agrupem em duplas, cada dupla utilizará um computador. Informe aos alunos quais programas eles utilizarão nessa aula: Browser para navegação na internet e calculadora.

Pergunte aos alunos sobre as etapas envolvidas no processo de fabricação do açúcar e do álcool a partir da cana-de-açúcar.
Pergunte aos alunos o que vem a ser fermentação e peça que dêem exemplos de alimentos, bebidas e produtos preparados a partir do processo de fermentação.

Fale sobre a cana-de-açúcar, diga que ela já foi a base da economia de muitos países da América Latina, e hoje é o principal tipo de biomassa energética do Brasil. Atualmente seu beneficiamento resulta na produção de açúcar nas suas diversas formas, álcool etílico (anidro e hidratado), vinhoto e bagaço. Para obter os produtos a partir da cana-de-açúcar é necessário queimar a palha da cana para produção de calor, essa queima (combustão) gera gases e partículas que poluem o ar nos arredo res das usinas de cana contrib uindo para a diminuição da qualidade de vida nas regiões produtoras de açúcar e álcool.
Pergunte aos alunos por que os carros que usam álcool hidratado, como combustível, são de certa forma ecologicamente mais corretos do que aqueles que utilizam combustíveis fósseis (gasolina e óleo diesel).
Relembre com os alunos o que vem a ser o Efeito Estufa e como ele é intensificado por meio do aumento da emissão dos “Gases de Efeito Estufa”.

 

 

Desenvolvendo a aula (25 min. )

1ª etapa: 10 minutos

Peça aos estudantes que acessem o site do simulador e comecem a simulação seguindo os passos descritos a seguir.
 

i) ler a descrição das tarefas contidas na introdução do simulador e anotar o considerarem mais relevante durante as simulações;

ii) clicar no botão “Produzir Álcool e Açúcar”;

 

iii) deixe os alunos explorarem o simulador seguindo a ordem de apresentação que aparece;

 

Ao terminar cada etapa da simulação peça aos alunos para clicarem no botão “próximo”;

         
 

 

iv) ao chegar nessa etapa do simulador pe&am p;am p;cce dil;a para os alunos anotarem o seguinte dado:
1 carroceria = 100kg de açúcar {C6H12O6(aq)}

 

 

2ª etapa: 15 minutos

A partir da equação I. explique que o processo de fotossíntese é o responsável pela presença de glicose nas plantas, em especial, na cana-de-açúcar. Explique para os alunos que apesar desse vegetal ter na sua composição um dissacarídeo – a sacarose (C₁₂H₂₂O₁₁) – esta substância é composta por dois monossacarídeos: uma molécula de glicose (C₆H₁₂O₆) e uma molécula de frutose (C₆H₁₂O₆), diferenciadas pelo arranjo espacial dos seus átomos (A união desses dois monossacarídeos implica na perda de uma molécula de água) e que é a fermentação da glicose que produz o álcool etílico nas usinas de cana-de-açúcar.
 

Sacarose (glicose + frutose)

 

A equação II., representa de forma simplificada o processo de fermentação do açúcar (glicose) na produção de 2 moles de etanol - C2H6O (aq):

 

E a equação III., representa a quantidade de CO2(g)e H2O(l) produzidas a partir da queima (combustão) de 1 mol de etanol (C2H6O (aq) ).

 

Sistematizando a aula (20 min.)

Peça aos alunos que respondam às quest&otild e;es sugeri das abaixo para que eles possam exercitar e solucionar questões referentes ao conteúdo aprendido durante a aula. O professor dever&aa cute; circular na sala verificando se as duplas estão compreendendo as questões solicitadas. Ao final da aula, os alunos deverão ser capazes de responder às questões propostas.

Texto:
A partir da análise das informações contidas nas equações químicas I, II e III, assumindo que a combustão do etanol produz exclusivamente CO2(g) e H2O(l). Admitindo que cada carroceria do caminhão de cana-de-açúcar apresentado no simulador contenha 100 kg de glicose - C6H12O6(aq) e utilizando a tabela periódica indicada nos recursos complementares, responda às questões a seguir.

 

Questão 01

Explique as frases:

a) O CO2, um dos produtos da combustão do etanol ou da queima de combustíveis fósseis, é absorvido igualmente pelos vegetais na fotossíntese.

b) O etanol produz durante sua combustão o CO2(g), sendo assim emissor desse gás na atmosfera, embora isso seja verdade a combustão do etanol não aumenta o teor desse gás na atmosfera, logo ele pode ser considerado fonte alternativa de energia limpa.

 

Questão 02
Qual a equação química final do processo de produção do etanol ao somarmos as equações I, II e III?

 

Questão 03
O que são “Gases de Efeito Estufa? Na produção do etanol e durante seu uso como combustível há produção de algum desses gases? Justifique suas respostas.

 

Questão 04

Preencha o quadro abaixo com relação à quantidade em kg dos reagentes e produtos utilizados ou produzidos no processo de produção do etanol a partir de:

 

 

 

 

Site da Revista eletrônica do Departamento de Química da UFSC contendo reportagem sobre o açúcar. Acesse o site no endereço eletrônico http://www.qmc.ufsc.br/qmcweb/artigos/sugar.html.

Site da Revista eletrônica do Departamento de Química da UFSC contendo reportagem sobre o etanol. Acesse o site no endereço eletrônico http://qmc.ufsc.br/qmcweb/artigos/etanol.html.

Site “Fundamentos teóricos” apresenta conceitos sobre Equações e Reações químicas. Acesse o site no endereço eletrônico http://cdcc.sc.usp.br/quimica/fundamentos.html.

Portal Laboratórios Virtuais de Processos Químicos. Acesse o portal no endereço eletrônico http://vega.eq.uc.pt/siteJoomla/index.php?option=com_content&task=view&id=54&Itemid=195.

Site “Programa Educar” apresenta explicações sobre o efeito estufa. Acesse o site no endereço eletrônico http://educar.sc.usp.br/licenciatura/2003/ee/Efeito_Estufa.html.

O aluno poderá ser avaliado a partir das respostas dadas aos questionamentos feitos durante a aula.