Química - Química Geral - Resoluções

136 Pages·2004·2.387 MB·Portuguese

by  Ricardo Feltre

SUPLEMENTO
PARA O PROFESSOR
Sumário
I. Considerações iniciais, 4
II. Objetivos gerais da obra, 5
III. Conteúdos da obra, 6
IV. Estrutura geral da obra, 7
V. Alguns pontos importantes, 12
1. Como proceder com as atividades práticas e as pesquisas, 12
2. Sugestões de atividades complementares, 14
Trabalhar atividades lúdicas com o propósito de estudar um
conceito químico, 14
Provocar questionamentos, 14
Propor seminários, 15
Levar a mídia para a sala de aula, 15
Elaborar projetos, 16
3. Avaliação, 17
Descobrir, registrar e relatar procedimentos, 17
Obter informações sobre a apreensão de conteúdos, 17
Analisar atitudes, 17
Trabalhar com diversos tipos de atividades, 18
Evidenciar organização, esforço e dedicação, 18
Perceber avanços e dificuldades em relação ao conteúdo
avaliado, 18
Avaliar e instruir, 18
Autoavaliar-se, 19
VI. Uso da internet, 19
VII. Sugestões de leituras para o professor, 22
VIII. Conteúdos e objetivos específicos dos capítulos, 25
IX. Comentários sobre os capítulos, 31
Capítulo 1 – Primeira visão da Química, 31
Capítulo 2 – Aprofundando nosso conhecimento
sobre a matéria, 35
Capítulo 3 – Explicando a matéria
e suas transformações, 42
Capítulo 4 – A evolução dos modelos atômicos, 51
Capítulo 5 – Massa atômica e massa molecular — mol, 57
Capítulo 6 – A classificação periódica dos elementos, 65
Capítulo 7 – Ligações químicas, 68
Capítulo 8 – Geometria molecular, 73
Capítulo 9 – Ácidos, bases e sais inorgânicos, 79
Capítulo 10 – Óxidos inorgânicos, 85
Capítulo 11 – Reações químicas, 88
Capítulo 12 – Estudo dos gases, 97
Capítulo 13 – Cálculo de fórmulas, 112
Capítulo 14 – Cálculo estequiométrico, 120
I
Considerações iniciais
Atendendo a inúmeras sugestões de vários colegas – aos quais fico muito agradecido –, modi-
ficamos esta edição. Além de destacar a importância da Química no mundo moderno e de procurar
despertar o pensamento científico no leitor, enriquecemos este Suplemento para o professor com
sugestões e estratégias para o aproveitamento desta obra em sala de aula.
Apresentamos a Química como uma área do conhecimento humano que traz grandes oportuni-
dades de atuação profissional: no setor industrial; na área da saúde e da Medicina; no agronegócio;
na indústria de alimentos; na geração de energia, entre outros. Se conhecimento é poder, a Química
e suas tecnologias são fundamentais na sociedade moderna.
Em contrapartida, o conhecimento impõe-nos a responsabilidade diante dos desafios e preocu-
pações do mundo atual: a saúde, o meio ambiente, os recursos naturais, o desperdício de matéria e
energia, o modelo de consumo na sociedade e a vital dependência de energia no mundo globalizado
e competitivo.
Desse modo, tendo sempre em mente esse antagonismo entre o “desejado desenvolvimento
material” de todos e a “urgência de ações (individuais e coletivas) de preservação ambiental”,
abordamos também os diferentes interesses que movem o desenvolvimento humano (econômicos,
éticos, públicos ou privados), sempre partindo do princípio de que a química que polui é a mesma
química que limpa.
Continuamos a enfatizar as relações da Química com o cotidiano e com as outras disciplinas,
procurando desse modo aproximar a Ciência da realidade do aluno e estimular a curiosidade, es-
sencial para observar os fenômenos da natureza e para elaborar hipóteses capazes de explicá-los
com base em resultados práticos. Afinal, a Química é uma Ciência experimental.
Uma das principais estratégias para desenvolver o pensamento do aluno consiste em levá-lo a
refletir a partir de questionamentos e perguntas. Por esse motivo, introduzimos na obra novas ques-
tões destinadas a estimular a reflexão e a permitir que os alunos se apropriem de novos conceitos.
Esse é o objetivo das questões apresentadas na seção Refletindo, que exploram o infográfico na
abertura de cada capítulo e suas relações com as ideias centrais a serem abordadas no capítulo,
e na seção Questões, ao longo dos capítulos, que visam levar os alunos a compreender melhor os
conteúdos estudados.
Além disso, novos textos e novas seções, como Você já parou para pensar?, Um pouco de...
(História, Física, Biologia etc.), também convidam à reflexão, sempre partindo do universo dos alunos
para, desse modo, aproximá-los dos conteúdos da Química.
As atividades práticas foram readequadas e modificadas, incluindo materiais e reagentes
mais simples, bem como novas perguntas destinadas a estimular o aluno a refletir, a fazer cálcu-
los, a escrever e a se familiarizar com a linguagem química. Não esquecemos de incluir também
atividades de pesquisa.
O projeto gráfico também contribui para que o leitor possa reconhecer mais facilmente as re-
lações na Química e suas aplicações no cotidiano, nas indústrias e nas tecnologias. As informações
são apresentadas em vários formatos, de modo a possibilitarem o desenvolvimento de diversas
formas de leitura (textos, fotos, tabelas, gráficos, esquemas, fluxogramas e infográficos), além de
conferir clareza às representações e aos modelos utilizados em Química.
Cada volume também inclui grande quantidade de questões dos últimos vestibulares e do Enem,
acompanhando as diretrizes da elaboração dessas provas.
O autor
4
II Objetivos gerais da obra
• Promover a autonomia em relação ao aprendizado, tendo como
ponto de partida a reflexão, o raciocínio, a organização e a conso-
lidação de hábitos de estudo.
• Propiciar a compreensão da evolução do pensamento científico
com a ampliação de conceitos e modelos.
• Fornecer embasamento científico para a tomada de decisões,
utilizando a análise de dados.
• Estimular a análise crítica mediante o pensamento científico.
• Desenvolver a cidadania por meio de mudança de hábitos e/ou de
posturas diante dos problemas ambientais, sociais e econômicos.
• Ampliar as possibilidades de representações servindo-se da
linguagem química, exercitando a representação simbólica das
transformações químicas e traduzindo, para essa linguagem, os
fenômenos e as transformações químicas da natureza.
• Desenvolver a capacidade do uso da Matemática como uma fer-
ramenta nos dados quantitativos químicos, tanto na construção
quanto na análise e na interpretação de gráficos e tabelas.
5
III Conteúdos da obra
A estrutura geral da obra foi mantida e seus três volumes continuam com os mesmos conteúdos.
No entanto, muitas alterações foram feitas com o objetivo de simplificar a parte teórica e torná-la mais
objetiva. Isso, porém, não prejudica a abordagem ampla e detalhada nem o rigor científico dos assuntos
tratados.
No volume 1, o capítulo 1 foi totalmente reformulado para destacar os três conceitos fundamentais da Química:
matéria, transformação da matéria, energia envolvida. Destacamos a importância do aproveitamento da matéria
e de suas transformações na evolução da humanidade e como essa evolução material repercutiu profundamente na
evolução social. Comentamos, por fim, os graves problemas da poluição resultante de todo esse desenvolvimento.
No capítulo 2 analisamos a visão macroscópica da matéria, destacando a importância, na Ciência, das medições
e do controle dos fatores que afetam essas medições. Enquanto no capítulo 2 destacamos a matéria “que se vê”,
no capítulo 3 procuramos explicar a matéria “por dentro”; ampliamos o estudo das leis ponderais para justificar
mais claramente a comprovação da ideia de “átomo” na Química e assim explicar a diversidade de elementos e
substâncias químicas existentes na natureza. No final desse capítulo chegamos à “segunda visão da Química” para
mostrar como essa Ciência evoluiu, como é realizado o trabalho dos químicos e o desdobramento de todos esses
conhecimentos para a sofisticada tecnologia existente nas indústrias químicas atuais. No estudo da evolução
dos modelos atômicos, ampliamos as aplicações do “átomo” no cotidiano. Nesta edição, antecipamos o estudo
de massa atômica e massa molecular–mol para o capítulo 5; acreditamos que essa alteração irá facilitar o estudo
da classificação periódica dos elementos e dos capítulos subsequentes. O volume prossegue com o estudo das
ligações químicas e da geometria das moléculas e suas implicações nas propriedades da matéria. Os capítulos 9,
10 e 11 são destinados ao estudo das principais funções químicas e de suas reações; destacam-se aqui as ideias
de “por quê” e “como” acontecem as transformações químicas. Após o estudo dos gases e o cálculo de fórmulas,
chega-se ao último capítulo, dedicado ao cálculo estequiométrico; reformulamos a exposição desse assunto para
facilitar sua compreensão.
No volume 2, foram mantidas, no primeiro capítulo, as ideias fundamentais sobre o tema soluções, a saber,
solubilidade e miscibilidade, concentração das soluções, misturas, reações entre soluções e análise volumétri-
ca. No capítulo 2 estudamos os coloides e, a seguir, seus desdobramentos mais importantes — a nanociência
e a nanotecnologia —, de grande importância teórica e prática em nossos dias; de importância teórica porque
representam uma “globalização” da Ciência, uma vez que integram conhecimentos de Química, Física, Biologia,
Ciências dos Materiais, da Computação etc.; de importância prática porque os nanomateriais estão cada vez mais
presentes em nossas vidas, na forma de tecidos, medicamentos, cosméticos, catalisadores automotivos, além
de participar da miniaturização de equipamentos eletrônicos. No capítulo 3 houve um maior detalhamento das
propriedades dos líquidos puros e seu confronto com as propriedades coligativas das soluções; em decorrência,
apresentamos novas aplicações dessas propriedades. Na sequência, apresentamos a Termoquímica por meio do
consumo crescente de energia no mundo moderno. Mantivemos o estudo do equilíbrio químico em três capítulos
— equilíbrio homogêneo, equilíbrio iônico e equilíbrio heterogêneo —, dando, porém, já de início, um novo destaque
para a própria situação do equilíbrio químico. No estudo da Eletroquímica (capítulos 9 e 10) ampliamos nossas
considerações sobre o futuro do carro elétrico. E, por fim, no último capítulo, procuramos ampliar nossa visão
sobre a história das reações nucleares, mostrando que, no início do século XX, a radioatividade foi considerada
tão benéfica que foi anunciada em vários medicamentos; agora, no início do século XXI, concluímos que o próprio
conhecimento do núcleo atômico é bastante incompleto, o que levou à construção da “maior máquina do mundo
para procurar as menores partículas do mundo”.
No volume 3, a sequência geral dos capítulos foi mantida. No capítulo 1, enfatizamos a importância dos
processos de síntese e análise no desenvolvimento da Química orgânica; em particular, procuramos detalhar os
processos modernos de análise orgânica. Nos capítulos seguintes, apresentamos as principais funções da Química
orgânica, suas nomenclaturas e a presença desses compostos em nosso cotidiano e nos processos da indústria
química orgânica. No capítulo 6, estudamos as estruturas dos compostos orgânicos e quanto elas influem nas
propriedades físicas desses compostos. Detalhamos, a seguir, a questão dos múltiplos casos de isomeria na
Química orgânica. Segue-se o estudo das reações de substituição, adição e eliminação nos compostos orgânicos.
O capítulo 11 mostra as múltiplas variantes do caráter ácido-básico na Química orgânica. O capítulo 12 estuda os
fenômenos de oxirredução de compostos orgânicos. Os capítulos 14, 15 e 16 representam uma rápida incursão
na Bioquímica ou, mais especialmente, nos chamados compostos naturais; falamos das importantes famílias
dos açúcares, gorduras e proteínas. Finalizando o volume 3, temos o capítulo sobre os compostos sintéticos, ou
melhor, os polímeros sintéticos, de tanta importância no mundo atual.
6
IV
Estrutura geral da obra
Cada capítulo inicia-se com um infográfico. A seguir, os conteúdos e conceitos químicos são or-
ganizados em tópicos. As atividades estão presentes nas aberturas (Refletindo); dentro de tópicos
(Questões, Atividades práticas, Pesquisa, Exercícios básicos e Exercícios complementares) e ao final
dos capítulos (Questões sobre a leitura). As resoluções e as respostas das atividades das seções
encontram-se neste Suplemento para o Professor (SP); no final do Livro do Aluno (LA), são encontradas
as respostas, para que o aluno possa se autoavaliar. Observe abaixo o fluxograma de um capítulo, suas
atividades e a localização das respostas.
CAPíTULO SEçÕES DAS ATIVIDADES RESPOSTAS
Abertura Refletindo SP
Tópico 1 Dentro do tópico:
Questões SP
Atividades práticas SP
Pesquisa SP
Exercícios básicos LA/SP
Exercícios complementares LA/SP
Tópico 2 idem
Tópico n idem
Leitura Questões sobre a leitura SP
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Cada seção está voltada para determinados fins pedagógicos. A seguir, apresentamos essas se-
ções, além de algumas sugestões e estratégias (indicadas com o símbolo ✔) que o professor poderá
explorar em sala de aula.
Aberturas de capítulos
Em página dupla, a abertura traz um infográfico que visa a uma conexão entre
os conceitos que serão apresentados e aplicações tecnológicas ou do cotidiano.
✔ Ao explorar junto com os alunos uma leitura visual e suas interpretações,
pode-se despertar neles a curiosidade e encontrar novos significados para os
conceitos a serem estudados no capítulo.
✚ TÓPICOS DO CAPÍTULO
Apresentam os tópicos abordados e
o tema da Leitura.
Refletindo
Contém questões abertas para exploração do infográfico e de sua relação com o tema
abordado no capítulo. Após a leitura visual, convidamos os alunos a formularem suas
hipóteses, na tentativa de explicar (verbalmente) fatos instigantes da natureza ou da
sociedade, que dão significado ao estudo do capítulo (e da Química).
✔ Esta atividade visa promover o debate oral, estimular o desenvolvimento da linguagem
científica e servir como organizador de ideias para professor (mediador) e alunos.
Uma das estratégias possíveis para o trabalho com esta seção é perguntar aos alunos se
podem explicar o como e o porquê das ideias centrais, anotando as respostas num flip-chart,
ou em uma cartolina, com o envolvimento da classe.
Com esses conhecimentos iniciais documentados, constrói-se um rico material que pode
ser utilizado como:
• um mapa que permita aos professores avaliar os conhecimentos iniciais dos alunos e,
assim, melhor planejar a relevância e a profundidade dos tópicos a serem abordados ao
longo do capítulo;
• avaliação coletiva, refazendo-se as mesmas perguntas aos alunos, desta vez no final do
capítulo, por exemplo, antes da seção Leitura.
Quando se compara diante da classe o que foi escrito no flip-chart, ou na cartolina, todos
têm a oportunidade de avaliar o quanto cresceram individual e coletivamente, ao longo do
capítulo, na compreensão dos conceitos químicos e de suas linguagens.
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Os textos de apoio (boxes) têm como objetivo aproximar o aluno da Química, possibilitando a criação
de significados para os conceitos químicos, por meio do cotidiano dos alunos, de outras disciplinas, de
fatos históricos, bem como de questões econômicas, de inovações tecnológicas e de questões éticas, de
atitude ou de comportamento.
VOCê JÁ PAROU PARA PENSAR UM POUCO DE ...
Biografias (Matemática, Biologia,
✔ Questiona diver sos assuntos mais próximos
Física, História etc.)
dos alunos e que ajudam a reconhecer o papel Apresentam sucintamente alguns
da Química na sociedade e suas aplicações. dos principais personagens do Relaciona os saberes de outras
desenvolvimento científico: seus disciplinas, aplicadas aos conceitos
trabalhos, teorias, contribuições e, químicos. Visa integrar as linguagens
às vezes, os conflitos inerentes ao entre as diferentes áreas do
desenvolvimento das Ciências. conhecimento.
Perguntas
Atividades práticas
A partir das evidências experimentais, as
perguntas visam desenvolver nos alunos a
Reúnem atividades capacidade de: explicar em linguagem oral e
importantes para escrita essas transformações químicas; utilizar os
levar os alunos a dados quantitativos, suas estimativas e medidas
se familiarizar com (as relações proporcionais presentes na Química)
os fenômenos da e reconhecer o caráter experimental da Química.
natureza. Parte-se
da observação do ✔ Nas atividades práticas, é muito importante
mundo macroscópico que o professor deixe claro que a Química é
para alcançar o uma Ciência experimental e que, em alguns
mundo microscópico dos experimentos, é possível não alcançar
dos conceitos os resultados esperados, uma vez que a
químicos. Essas aparelhagem e as técnicas são rudimentares.
atividades práticas Nesse caso, o professor pode explorar
são encontradas em as prováveis fontes capazes de justificar
vários tópicos. Nesta os erros ocorridos, como: qualidade dos
edição, buscamos equipamentos e dos reagentes; o fator humano
utilizar materiais, nos procedimentos; atitudes no trabalho,
equipamentos e habilidades manuais inatas, estado de espírito
reagentes mais simples etc.; local de trabalho inadequado; ausência de
e introduzir novas níveis de controle sobre as variáveis físicas que
questões. podem alterar (mascarar) os resultados finais.
O erro faz parte do processo de aprendizagem.
✔ Estimular,
Convém lembrar que no passado muitos
questionando
“erros” levaram a importantes descobertas.
previamente, os alunos
a formularem suas Pode-se ainda concluir o debate lembrando
previsões acerca que as pesquisas científicas requerem
dessas transformações laboratórios cada vez mais sofisticados (caros),
químicas. o que limita o avanço das Ciências em países
em desenvolvimento.
9
Pesquisa
As atividades de pesquisa, também encontradas em
vários tópicos, visam reconhecer temas relevantes
da Química na sociedade; conhecer outras fontes
e conteúdos complementares; selecionar fontes
confiáveis de informações e desenvolver a linguagem
oral e escrita na apresentação dos trabalhos.
✔ Nas pesquisas, encontram-se grandes oportunidades
para propor aos alunos que complementem o assunto
apresentando suas opiniões sobre a importância do
tema para a Química e para a sociedade.
Questões
Esta seção consiste em uma série de perguntas dispostas para
servir como roteiro ou “organizador do pensamento”, que
permitem que os alunos reflitam mais atentamente sobre o
assunto que acaba de ser abordado e, assim, se apropriem do
conhecimento apresentado.
✔ Questões importantes para o aluno desenvolver o
pensamento químico, compreender os conceitos e as relações na
Química. Podem ser respondidas em casa, individualmente ou em
grupos, nas aulas ou em debate aberto. Dependendo das opções
escolhidas, dão aos alunos a possibilidade de desenvolverem as
competências da linguagem escrita, do trabalho em grupo e/ou
do discurso oral.
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