Ideias de aprendizagem ativa
A termodinâmica química permite quantificar a energia envolvida nas reações de combustão. Neste tópico, os alunos distinguem conceitos fundamentais como calor e entalpia, focando-se na variação de entalpia padrão (ΔHº). A Lei de Hess é introduzida como uma ferramenta poderosa para calcular entalpias de reação que seriam difíceis de medir diretamente, utilizando entalpias de formação e de combustão tabeladas.
Atividade 01
Os alunos recebem cartões com várias equações termoquímicas e devem manipulá-las (inverter, multiplicar) para chegar a uma equação-alvo, calculando o ΔH final em conjunto.
Diferencie entalpia de formação de entalpia de combustão, fornecendo um exemplo de cada para um combustível comum.
Atividade 02
Grupos comparam o metano, o etanol e o hidrogénio. Devem calcular o poder energético (kJ/g) de cada um usando entalpias de formação e apresentar qual seria o melhor para um foguetão.
Aplique a Lei de Hess para calcular a entalpia padrão de uma reação a partir das entalpias padrão de formação dos reagentes e produtos.
Atividade 03
Dado um gráfico de entalpia, os alunos devem decidir em pares se a reação é exotérmica e onde se localiza o complexo ativado, explicando o significado do sinal negativo de ΔH.
Justifique a relação entre a entalpia de combustão de um combustível e a sua estrutura molecular, comparando o metano e o octano.
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Algumas notas sobre lecionar esta unidade
Atenção a estes erros comuns
A variação de entalpia é o mesmo que a temperatura.
A entalpia é uma forma de energia; a temperatura é uma medida da energia cinética média. Experiências de calorimetria ajudam a ver que a mesma libertação de calor pode causar diferentes variações de temperatura.
A entalpia de formação de um composto é sempre negativa.
Pode ser positiva se o composto for menos estável que os seus elementos. A análise de tabelas de dados reais ajuda a quebrar esta generalização errada.
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.
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Cracking Catalítico e Química Orgânica
Os alunos interpretam o cracking catalítico como processo de obtenção de frações mais leves a partir de frações pesadas do petróleo e aplicam os princípios de nomenclatura em química orgânica a hidrocarbonetos, álcoois e éteres.
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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.
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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.
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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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