📚 Sequência Didática: • Termoquímica: • Calor e calorimetria; • Reações endotérmicas e exotérmicas; • Entalpia; • Equações termoquímicas; • Lei de Hess; • Energia de ligação;
1. Apresentação da Sequência
Tema central: Termoquímica: Calor e calorimetria, reações endotérmicas e exotérmicas, entalpia, equações termoquímicas, Lei de Hess e energia de ligação.
Justificativa pedagógica: A termoquímica é fundamental para entender as transformações energéticas que ocorrem nas reações químicas e sua importância no cotidiano, especialmente em relação à sustentabilidade. Esta sequência didática visa relacionar conceitos teóricos com aplicações práticas, promovendo uma aprendizagem significativa e contextualizada.
Objetivos gerais:
- Compreender os conceitos de calor, calorimetria, reações endotérmicas e exotérmicas.
- Analisar as implicações das transformações energéticas nas reações químicas.
- Desenvolver habilidades de investigação científica e pensamento crítico.
2. Objetivos de Aprendizagem
Objetivos específicos:
- Aula 1: Introduzir os conceitos de calor e calorimetria.
- Aula 2: Diferenciar reações endotérmicas e exotérmicas.
- Aula 3: Compreender a entalpia e as equações termoquímicas.
- Aula 4: Aplicar a Lei de Hess em cálculos de entalpia.
- Aula 5: Estudar a energia de ligação e suas aplicações.
3. Habilidades BNCC
- (EM13CNT102) Realizar previsões, avaliar intervenções e construir protótipos de sistemas térmicos que visem à sustentabilidade.
- (EM13CNT207) Identificar, analisar e discutir vulnerabilidades vinculadas às vivências e aos desafios contemporâneos.
- (EM13CNT101) Analisar e representar transformações e conservações em sistemas que envolvem quantidade de matéria, energia e movimento.
4. Recursos e Materiais
- Livros didáticos sobre termoquímica
- Laboratório de ciências com equipamentos de calorimetria (calorímetros, termômetros, etc.)
- Materiais para experimentos práticos (ex.: água, reagentes químicos)
- Projetor e computador para apresentações
- Materiais para trabalho em grupo (papel, canetas, cartolinas)
5. Desenvolvimento das Aulas
Aula 1: Calor e Calorimetria na Prática
- Objetivos específicos: Introduzir os conceitos de calor e calorimetria, e suas aplicações.
- Duração: 50 minutos
- Introdução/Acolhimento (10 min): Apresentação dos conceitos de calor e calorimetria através de uma breve discussão sobre a importância do calor nas reações químicas. Perguntas para engajar os alunos: “O que acontece com a temperatura de um corpo ao receber calor?”
- Desenvolvimento (35 min):
1. Teoria (15 min): Explicação sobre calor (Q) e calorimetria, apresentando a fórmula (Q = m cdot c cdot Delta T), onde (m) é a massa, (c) é a capacidade calorífica e (Delta T) é a variação de temperatura.
2. Atividade Prática (20 min): Dividir a turma em grupos. Cada grupo deve realizar um experimento simples de calorimetria, medindo a temperatura da água antes e depois de adicionar um sólido (ex.: sal).
- Fechamento/Síntese (5 min): Discussão sobre os resultados obtidos e a importância da calorimetria na indústria e no meio ambiente.
- Tarefa: Pesquisar exemplos de reações endotérmicas e exotérmicas que ocorrem no cotidiano.
- Metodologia ativa: Aprendizagem Baseada em Projetos (ABP).
Aula 2: Reações Endotérmicas e Exotérmicas
- Objetivos específicos: Diferenciar reações endotérmicas e exotérmicas.
- Duração: 50 minutos
- Introdução/Acolhimento (10 min): Apresentar as reações endotérmicas e exotérmicas com exemplos do cotidiano, como a dissolução do sal (exotérmica) e a fotossíntese (endotérmica).
- Desenvolvimento (35 min):
1. Teoria (15 min): Explicação sobre as características das reações endotérmicas e exotérmicas, com ênfase em suas representações.
2. Atividade Prática (20 min): Em grupos, os alunos devem realizar uma atividade de identificação de reações em vídeos ou textos, classificando-as como endotérmicas ou exotérmicas e justificando suas escolhas.
- Fechamento/Síntese (5 min): Compartilhar as classificações e discutir a importância dessas reações na natureza e na indústria.
- Tarefa: Preparar uma apresentação sobre uma reação endotérmica ou exotérmica de interesse.
- Metodologia ativa: Rotação por estações.
Aula 3: Entalpia e Equações Termoquímicas
- Objetivos específicos: Compreender a entalpia e as equações termoquímicas.
- Duração: 50 minutos
- Introdução/Acolhimento (10 min): Revisão dos conceitos de calor e reações químicas, introduzindo o conceito de entalpia (H).
- Desenvolvimento (35 min):
1. Teoria (15 min): Explicação sobre entalpia, mudanças de entalpia em reações e a formulação de equações termoquímicas.
2. Atividade Prática (20 min): Em grupos, os alunos devem escrever equações termoquímicas para reações que estudaram, incluindo as variações de entalpia.
- Fechamento/Síntese (5 min): Discutir a importância da entalpia nas reações químicas e suas aplicações.
- Tarefa: Estudar e trazer exemplos de reações com entalpias conhecidas.
- Metodologia ativa: Sala invertida.
Aula 4: Lei de Hess
- Objetivos específicos: Aplicar a Lei de Hess em cálculos de entalpia.
- Duração: 50 minutos
- Introdução/Acolhimento (10 min): Introduzir a Lei de Hess com um exemplo prático, discutindo como ela permite calcular a variação de entalpia em reações complexas.
- Desenvolvimento (35 min):
1. Teoria (15 min): Explicação detalhada da Lei de Hess e sua aplicação em reações químicas.
2. Atividade Prática (20 min): Resolver exercícios em grupos, utilizando a Lei de Hess para calcular a entalpia de reações complexas.
- Fechamento/Síntese (5 min): Revisar os exercícios resolvidos e discutir a relevância da Lei de Hess na indústria química.
- Tarefa: Pesquisar uma aplicação da Lei de Hess em um processo industrial.
- Metodologia ativa: Gamificação.
Aula 5: Energia de Ligação
- Objetivos específicos: Estudar a energia de ligação e suas aplicações.
- Duração: 50 minutos
- Introdução/Acolhimento (10 min): Discutir o conceito de energia de ligação e sua importância nas reações químicas.
- Desenvolvimento (35 min):
1. Teoria (15 min): Explicação sobre como calcular a energia de ligação e sua relação com a estabilidade molecular.
2. Atividade Prática (20 min): Em grupos, os alunos devem calcular a energia de ligação de diferentes moléculas e discutir sua relevância.
- Fechamento/Síntese (5 min): Apresentação dos resultados e discussão sobre a importância da energia de ligação no contexto ambiental e sustentável.
- Tarefa: Preparar um projeto sobre a aplicação de conceitos de termoquímica em tecnologias sustentáveis.
- Metodologia ativa: PBL (Aprendizagem Baseada em Projetos).
6. Avaliação
Critérios: Participação nas atividades, qualidade das apresentações, elaboração de relatórios e resolução de exercícios.
Instrumentos: Observação direta, autoavaliação, avaliação por pares e rubricas para projetos.
Avaliação formativa: Feedback contínuo durante as aulas.
Avaliação somativa: Apresentação final do projeto e provas escritas.
7. Conexões Interdisciplinares
- Matemática: Cálculos de entalpia e energia de ligação.
- Biologia: Reações bioquímicas e fotossíntese.
- Geografia: Impactos ambientais das reações químicas.
8. Extensões e Aprofundamento
- Realizar uma visita a uma indústria química local para entender a aplicação prática dos conceitos de termoquímica.
- Desenvolver um projeto de pesquisa sobre inovações em tecnologias sustentáveis que utilizam princípios de termoquímica.
—
Essa sequência didática proporciona uma aprendizagem ativa e contextualizada, promovendo a aplicação prática dos conceitos de termoquímica e sua relação com a sustentabilidade e o cotidiano dos alunos.