Ideias de aprendizagem ativa
O cracking catalítico é um processo químico vital que permite ajustar a produção das refinarias à procura do mercado, transformando frações pesadas e menos valiosas em gasolinas e matérias-primas para a indústria plástica. Este tópico serve também de introdução sistemática à Química Orgânica, focando-se na nomenclatura IUPAC de hidrocarbonetos, álcoois e éteres. Os alunos aprendem a ler e escrever a linguagem das moléculas que compõem os combustíveis.
Atividade 01
Competição entre equipas onde devem nomear estruturas projetadas ou desenhar estruturas a partir de nomes complexos de álcoois e éteres, usando quadros brancos portáteis.
Justifique a importância industrial do cracking catalítico na obtenção de gasolina a partir de frações pesadas do petróleo.
Atividade 02
Grupos usam kits de modelos moleculares para construir um alcano de cadeia longa (ex: decano) e depois 'parti-lo' para formar um alcano mais curto e um alceno, simulando o cracking.
Aplique as regras de nomenclatura IUPAC para nomear hidrocarbonetos ramificados, álcoois e éteres comuns nos combustíveis.
Atividade 03
Os alunos desenham dois isómeros do octano e discutem em pares como a ramificação da cadeia pode influenciar a qualidade da combustão (índice de octano).
Compare a cadeia carbonada de um alcano e de um alceno, identificando as diferenças de reatividade associadas à ligação dupla.
Modelos
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Algumas notas sobre lecionar esta unidade
Atenção a estes erros comuns
O cracking é o mesmo que a destilação.
A destilação separa moléculas existentes; o cracking quebra ligações químicas para criar novas moléculas menores. A modelação molecular é a melhor forma de mostrar a quebra de ligações C-C.
A numeração da cadeia principal começa sempre da esquerda.
A numeração começa da extremidade mais próxima da ramificação ou grupo funcional. Exercícios de 'caça ao erro' em nomes mal atribuídos ajudam a consolidar esta regra.
Metodologias usadas neste resumo
Combustíveis Fósseis e Destilação Fracionada
Os alunos justificam, com base em informação selecionada, os processos de obtenção do carvão, do crude, do gás natural e do gás de petróleo liquefeito (GPL), e realizam experimentalmente a técnica de destilação fracionada para obter as principais frações de uma mistura de três componentes.
8 methodologies
Equação de Estado dos Gases Ideais
Os alunos interpretam e aplicam, na resolução de problemas, a equação de estado dos gases ideais, relacionando a massa volúmica de um gás ideal com a pressão e a temperatura, e explicam as estratégias de resolução e os raciocínios demonstrativos que fundamentam uma conclusão.
8 methodologies
Poluição Atmosférica e Alterações Climáticas
Os alunos discutem, numa perspetiva interdisciplinar e com base em pesquisa, os problemas ambientais de poluição atmosférica, nomeadamente os relacionados com as alterações climáticas provocados pela indústria petrolífera e pela queima dos combustíveis.
8 methodologies
Entalpia, Lei de Hess e Poder Energético
Os alunos distinguem energia, calor, entalpia e variação de entalpia, associam a entalpia padrão de reação à variação de entalpia em condições padrão (entalpia de formação e de combustão) e aplicam a Lei de Hess para determinar a entalpia padrão de uma reação, relacionando-a com o poder energético do combustível.
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Entalpia de Combustão de Álcoois (Atividade Laboratorial)
Os alunos determinam experimentalmente a entalpia de combustão de diferentes álcoois, avaliando os procedimentos, identificando fontes de erro e comunicando os resultados em formato de relatório científico.
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