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Sequência didática

Transformações químicas

Serão abordadas características das transformações químicas, bem como evidências de que estas estão ocorrendo, tanto em aulas teóricas como práticas.

A BNCC na sala de aula

Objetos de conhecimento

Transformações químicas

Competências específicas de Ciências da Natureza

2. Compreender conceitos fundamentais e estruturas explicativas das Ciências da Natureza, bem como dominar processos, práticas e procedimentos da investigação científica, de modo a sentir segurança no debate de questões científicas, tecnológicas, socioambientais e do mundo do trabalho, continuar aprendendo e colaborar para a construção de uma sociedade justa, democrática e inclusiva.

Habilidades

(EF06CI02) Identificar evidências de transformações químicas a partir do resultado de misturas de materiais que originam produtos diferentes dos que foram misturados (mistura de ingredientes para fazer um bolo, mistura de vinagre com bicarbonato de sódio etc.).

Objetivos de aprendizagem

Diferenciar transformações químicas de transformações físicas.

Aprender características e exemplos de transformações químicas.

Conteúdos

Transformações químicas simples.

Materiais e recursos

Caderno para anotação ou folhas sulfite.

Materiais para atividade prática: água, gelo, leite, tabletes de vitamina C, vela, vinagre etc.

Copos descartáveis.

Fermento biológico.

Garrafa PET.

Açúcar.

Água morna.

Bexiga.

Vinagre.

Detergente.

Bicarbonato de sódio.

Água.

Corante alimentício (opcional).

Recipientes altos e estreitos de aproximadamente 250 mL (proveta, por exemplo).

Desenvolvimento

Quantidade de aulas: 3 aulas.

Aula 1

Para iniciar a aula, apresentar aos alunos vídeos de transformações visualmente impactantes, como a reação entre o açúcar comum e o ácido sulfúrico. Na internet há vários exemplos desses vídeos.

Organizar os alunos em pequenos grupos ou trios para que realizem a atividade a seguir.

Elaborar uma definição para transformações físicas, citando exemplos.

Elaborar uma definição para transformações químicas, citando exemplos.

Discutir modos de diferenciá-las.

Caso algum aluno solicite ajuda, orientá-lo a atentar-se ao significado das palavras transformação e física/química, ou, ainda, indicar a pesquisa desses termos em um dicionário.

Em seguida, mediar o debate para que os alunos, nos grupos, exponham suas ideias. Durante a discussão, apresentar as respostas corretas para as atividades, caso nenhum grupo o faça. Separar, ao menos, 20 minutos para essa discussão.

Transformações físicas são aquelas em que não há formação de novas substâncias, apenas modificação estrutural da mesma substância, como mudanças de estado físico, intemperismo físico em rochas, um vidro que se parte, um papel que se rasga etc. É importante utilizar exemplos presentes no cotidiano dos alunos, sendo a água sempre uma boa escolha.

Transformações químicas são aquelas em que há formação de novas substâncias. Como exemplo, podemos citar a queima de diferentes materiais (fósforo, papel, madeira, combustíveis em geral), a formação de ferrugem, o amadurecimento de frutas etc. Um exemplo interessante de se utilizar é o churrasco, que envolve a queima do carvão e a transformação da carne.

Quanto às evidências de que uma transformação é química, e não física, podemos citar mudança de coloração, liberação de gases, formação de sólidos, formação de uma chama, formação/alteração de odores, entre outros. É importante, a cada exemplo de transformação, procurar identificar essas evidências, facilitando a compreensão dos alunos.

Aula 2

Os alunos devem ser organizados em grupos para uma atividade de observação. A atividade deve ser adequada à disponibilidade de materiais da escola. O intuito é a presença de diferentes transformações em que os grupos devem misturar os materiais, observar, discutir e definir se as transformações são físicas ou químicas e quais evidências contribuíram para tal conclusão.

Exemplos de transformações simples e acessíveis são: um cubo de gelo derretendo espontaneamente, vinagre + leite, tabletes de vitamina C + água, a queima de uma pequena vela, mistura de ácidos e bases diluídos na presença de indicador colorimétrico de pH, reações de precipitação etc.

Alternativamente, podem-se mostrar as reações físicas e químicas, enquanto os grupos observam e discutem. Pode-se também utilizar o “antes e depois”, seja com os próprios materiais ou com as imagens. Por exemplo, água líquida (antes) e gelo (depois), frutas “verdes” (antes) e maduras/podres (depois), papel intacto (antes) e papel queimado (depois) etc.

Caso julgue necessário, usar o seguinte quadro como apoio às observações e anotações dos grupos. Na última coluna, eles podem anotar suas conclusões indicando se a transformação foi física ou química.

Materiais envolvidos

Observações

Conclusão

Transformação 1

Água

Tablete de vitamina C

Mudança de cor

Bolhas

Química

Transformação 2

Cubo de gelo

Água líquida

Física

Transformação N...

Finalizar a aula para socializar e debater as observações e conclusões com os experimentos realizados, valorizando o que cada grupo observou. Deve-se programar o número de experimentos por grupo, de modo que encaixem no horário determinado para a aula e a discussão final tenha por volta de 15 a 20 minutos.

Aula 3

Iniciar a aula retomando rapidamente (5 minutos) os conceitos das aulas anteriores. Perguntar aos alunos se alguém poderia relembrar para a sala toda.

Em seguida, eles devem se juntar em grupos (o número de alunos por grupo deve ser adequado à disponibilidade de materiais da escola) para realizar duas atividades práticas. O intuito é que os alunos tenham contato com um roteiro experimental um pouco mais complexo que o da aula 2.

Atividade prática 1 Enchendo balões

Colocar 2 colheres de chá de fermento biológico na garrafa PET.

Colocar 3 colheres de chá de açúcar na garrafa PET.

Colocar o conteúdo de 1 copo de água morna cheio dentro da garrafa PET e agitar a mistura.

Rapidamente, prender o balão de borracha na boca da garrafa PET.

Observar e anotar o que ocorre com o balão.

Atividade prática 2 Espuma colorida

Colocar 25 mL de vinagre e detergente no recipiente de 250 mL.

Adicionar 1 ou 2 gotas do corante alimentício.

Adicionar 25 mL de água com bicarbonato de sódio e misturar levemente.

Observar e anotar o que ocorre com a mistura.

Com base nas anotações, solicitar que cada grupo explique o que causou os efeitos observados nas duas atividades. Ou seja, os grupos devem explicar por que o balão de borracha encheu, na primeira atividade, e também por que a espuma subiu, na segunda atividade.

Finalizar a aula com a discussão das observações e explicações sobre as atividades realizadas. Inicie esse momento, solicitando que cada grupo leia os seus registros para uma socialização de ideias. Deve-se dirigir a discussão para que dure de 10 a 15 minutos, de modo que criem uma explicação coletiva.

Na primeira atividade prática, o fermento biológico consome o açúcar e produz gás, enchendo a bexiga. Na segunda, o vinagre reage com o bicarbonato e também produz gás, movendo a espuma para cima.

Para trabalhar dúvidas

Em um primeiro momento, espera-se que os alunos tenham alguma dificuldade em definir e distinguir reações químicas de reações físicas. Cabe ao professor estimular o debate dentro dos grupos ao invés de explicar e fornecer a resposta.

Deve-se ter bastante cuidado com o vocabulário utilizado. É importante ressaltar que os alunos já tiveram contato com transformações reversíveis e irreversíveis, mas não com estrutura da matéria. Segundo a BNCC, tanto no quarto ano quanto no nono ano, habilidades relacionadas às transformações e propriedades físicas e químicas estão previstas; por isso, é importante adequar a abordagem desse conteúdo a cada faixa etária.

Quanto às atividades práticas, procurar sempre incentivar os colegas a dialogarem, estabelecendo como ponto de partida aquilo que observaram, para que a dúvida seja solucionada em classe, pelos colegas. Nessa discussão, deve-se assumir um papel de intermediador, sempre estimulando o debate entre os alunos. Caso a dúvida persista, deve ser explicada pelo professor na discussão final.

Avaliação

Como forma de verificação do que foi aprendido na aula 1 sobre transformações físicas e químicas, propor as questões a seguir.

1. Qual a principal característica das transformações físicas?

Resposta: Não há formação de novas substâncias, apenas modificação estrutural da mesma substância.

2. Qual a principal característica das transformações químicas?

Resposta: Há formação de novas substâncias.

3. Que sinais nos indicam a ocorrência de uma transformação química?

Resposta: Mudança de coloração, liberação de gases, formação de sólidos, formação de uma chama, formação/alteração de odores, entre outros.

Avaliar a coerência dos grupos ao justificar suas respostas para a atividade da aula 2. Por exemplo, espera-se que a transformação envolvendo água e tabletes de vitamina C seja classificada como química, com a justificativa de que a água se tornou laranja (mudança de coloração) e apareceram bolhas (liberação de gás). Deve-se avaliar a coerência, e não o vocabulário utilizado nas respostas.

Avaliar também a postura de trabalho individual do aluno em relação ao grupo. Incentivar os debates e a participação de todos, desencorajando que apenas um aluno faça o trabalho todo e os outros percam o foco.

Ampliação

Atividades práticas mais complexas e/ou com maior impacto visual podem ser feitas demonstrativamente pelo professor. Uma sugestão é a combinação de ácido sulfúrico com açúcar comum, que tem grande apelo visual, porém reagentes perigosos.

Outra sugestão é a realização de experimentos mais demorados e que possam ser replicados em casa, como a produção de ricota caseira ou de algum outro alimento (bolo, biscoito etc.).