Química · 1ª Série EM

Ideias de aprendizagem ativa

Relação entre Massa e Quantidade de Substância

Para a relação entre massa e quantidade de substância, metodologias ativas são ideais porque permitem que os alunos construam o conceito por meio da experimentação e da resolução de problemas. Ao invés de apenas memorizar fórmulas, eles vivenciam a aplicação prática, o que solidifica o aprendizado.

• Habilidades BNCC
• EM13CNT101

• 20–50 min
• Duplas → Turma toda
• 3 atividades

Atividade 01

• Círculo de Investigação
• 50 min · Pequenos grupos

Laboratório de Cores: Indicadores Naturais

Os alunos preparam um extrato de repolho roxo e testam o pH de várias substâncias (limão, sabão, leite, refrigerante), criando sua própria escala de cores e comparando com o papel de pH universal.

Explique como a massa de um 'pacote' de átomos de carbono é diferente da massa de um 'pacote' de átomos de oxigênio.

Dica de Facilitação

Na atividade 'Laboratório de Cores: Indicadores Naturais', incentive os alunos a anotarem suas hipóteses antes de misturarem as substâncias, conectando a observação com a previsão.

O que observar

Apresente aos alunos a massa atômica do Carbono (C) como 12 u e do Oxigênio (O) como 16 u. Peça que expliquem, em uma frase, por que um 'pacote' de 12 gramas de carbono tem a mesma quantidade de átomos que um 'pacote' de 16 gramas de oxigênio.

• Analisar
• Avaliar
• Criar
• Autogestão
• Autoconsciência

Atividade 02

• Pensar-Compartilhar-Trocar
• 20 min · Duplas

Pensar-Compartilhar-Trocar: O pH do Sangue

Os alunos discutem por que o pH do sangue humano deve ser mantido em uma faixa estreita (7,35 a 7,45) e o que acontece se houver um desequilíbrio (acidose ou alcalose).

Analise a importância de relacionar massa com a quantidade de partículas para entender reações.

Dica de Facilitação

Durante o 'Pensar-Compartilhar-Trocar: O pH do Sangue', circule pela sala para garantir que todos os grupos estejam engajados na discussão e que as ideias estejam sendo compartilhadas equitativamente.

O que observar

Entregue uma tabela periódica simplificada. Solicite que calculem a massa molar da água (H2O), sabendo que a massa atômica do Hidrogênio (H) é aproximadamente 1 u e do Oxigênio (O) é aproximadamente 16 u. Peça também que determinem quantos mols existem em 36 gramas de água.

• Compreender
• Aplicar
• Analisar
• Autoconsciência
• Habilidades de Relacionamento

Atividade 03

• Desafio da Linha do Tempo
• 40 min · Pequenos grupos

Desafio da Linha do Tempo: O Mistério da Água da Piscina

Os alunos recebem amostras de água com pH inadequado e devem calcular e testar qual substância (barrilha ou elevador de pH) deve ser adicionada para neutralizá-la.

Calcule a massa de uma certa quantidade de 'pacotes' de uma substância, e vice-versa.

Dica de Facilitação

Ao aplicar o 'Desafio: O Mistério da Água da Piscina', observe como os alunos utilizam as informações fornecidas para deduzir a solução, intervindo apenas para guiá-los quando estiverem presos em um raciocínio.

O que observar

Inicie uma discussão em grupo: 'Por que é importante para um químico saber a massa de um reagente antes de iniciar uma experiência que visa produzir um novo composto? Como a massa se relaciona com a quantidade de 'pacotes' de substância?'

• Lembrar
• Compreender
• Analisar
• Autogestão
• Habilidades de Relacionamento

Algumas notas sobre ensinar esta unidade

A abordagem pedagógica para este tópico deve focar na transição do concreto para o abstrato. Comece com atividades práticas como a do laboratório de cores para que os alunos observem fenômenos. Em seguida, introduza os conceitos de mol e massa molar como ferramentas para explicar e quantificar essas observações, evitando a memorização pura de fórmulas.

Esperamos que os alunos consigam calcular e converter entre massa e quantidade de matéria, compreendendo a relação estequiométrica fundamental para reações químicas. Eles devem ser capazes de explicar o significado do mol e da massa molar em contextos práticos.

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Cuidado com estes equívocos

• Durante o 'Laboratório de Cores: Indicadores Naturais', os alunos podem acreditar que a intensidade da cor indica diretamente a quantidade de ácido ou base, sem considerar a natureza logarítmica da escala de pH.

  Após a observação das cores no 'Laboratório de Cores', guie uma discussão onde os alunos comparam as mudanças de cor com os valores de pH registrados. Use exemplos como a diferença entre pH 2 e pH 4 para ilustrar que uma pequena mudança no pH pode corresponder a uma grande variação na acidez/basicidade, e não uma relação linear ou de 'dobro'.

• Ao discutir o 'Pensar-Compartilhar-Trocar: O pH do Sangue', alguns alunos podem pensar que, como o sangue tem um pH específico, ele não contém íons H+ ou OH- em outras concentrações.

  No 'Pensar-Compartilhar-Trocar: O pH do Sangue', após a discussão sobre a faixa estreita de pH, reforce que o equilíbrio entre H+ e OH- é dinâmico. Explique que o corpo possui mecanismos tampão que atuam para manter esse equilíbrio, mesmo quando há pequenas variações, e que a autoionização da água é um processo contínuo.

• No 'Desafio: O Mistério da Água da Piscina', os alunos podem tentar calcular a quantidade de substância a ser adicionada com base em uma relação linear de massa, em vez de considerar a concentração e a estequiometria.

  Durante o 'Desafio: O Mistério da Água da Piscina', se os alunos calcularem a quantidade de substância a ser adicionada de forma linear, mostre a eles a concentração da substância em questão e pergunte como essa concentração afeta a quantidade necessária para ajustar o pH da piscina. Introduza a ideia de que a quantidade de substância ativa é o que importa, não apenas a massa total do produto comercial.

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Metodologias usadas neste resumo

• Círculo de Investigação
• Pensar-Compartilhar-Trocar
• Desafio da Linha do Tempo