Plano de sequencia didática Termoquímica

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CENTRO DE CIÊNCIAS EXATAS
DEPARTAMENTO DE QUÍMICA
PLANO DE AULA – SEQUÊNCIA DIDÁTICA 
	
Estabelecimento de ensino: Colégio Estadual Albino Feijó Sanches 
	
	Professor: Amanda Caroline Antunes Oliveira 
	Disciplina: Físico-química
	Série: 1ª série – Ensino Médio-Técnico
	Município: Londrina 
	
	
	Carga horária: 5h
	Data: 20/06/2018 e 27/06/2018 
	
	
	
Título: Combustíveis e energia
Tema: Reações de combustão e termoquímica
Conteúdos básicos: Definições de energia, calor e temperatura; Equilíbrio térmico; Calor específico; Reações endotérmicas e exotérmicas; Reações de combustão.
Justificativa: O estudo da Termoquímica permite aos estudantes à compreensão da energia envolvida nas mudanças de estado físico, bem como nas transformações química. Além disso, favorece ao educando reconhecer e classificar os fenômenos do seu cotidiano, aplicando os novos conhecimentos de forma significativa até o ponto de intervir conscientemente no meio em que vive, uma vez que o tema central abre um leque considerável de opções para problematizações e discussões (desde economia de energia e recursos naturais até desenvolvimento sustentável).
Objetivo geral: Discutir a importância da Termoquímica através da energia nas mudanças de estado físico e nas transformações químicas. 
Objetivo específico: Entender as diferenças entre os recursos renováveis e não-renováveis. Analisar os diferentes fatores no processo de escolha de um combustível, ressaltando a importância ambiental de tal escolha. Conceituar energia, calor e temperatura e contextualizar algumas reações químicas com o dia a dia dos discentes, essas para melhor compreensão dos processos exotérmicos e endotérmicos. Demonstrar e contextualizar reações de combustão com o cotidiano do aluno.
Desenvolvimento/metodologia:
1 ª AULA (1º momento) – Problematização Inicial (PI)
PARTE 1: Será distribuído um questionário aos discentes com o intuito de identificar os conhecimentos prévios dos estudantes em torno da temática dos combustíveis. 
Qual a importância do petróleo para nossa sociedade? 
Quais são suas principais aplicações?
Por que temos hoje a necessidade de buscar fontes de energia que substituam o petróleo?
Ao se procurar novas fontes de energia que fatores devem ser analisados?
Os apontamentos prévios dos estudantes serão registrados no questionário de forma individual. Na sequência as questões serão discutidas e os alunos terão a oportunidade de expor a toda a turma suas concepções.
PARTE 2:
A aula terá continuidade com a leitura e a discussão do texto de apoio (Anexo 1). 
2 ª e 3º AULA (2º momento) – Organização do Conhecimento (OC)
PARTE 1:
Dando continuidade à sequência, será realizada uma discussão com os alunos acerca dos diferentes tipos de combustíveis, destacando suas principais diferenças em aspectos econômicos sociais e ambientais. Nesta parte serão abordados os conceitos de energia renovável e não renovável, definições de energia, calor, temperatura e calor específico. Além disso, serão discutidos conceitos de equilíbrio térmico e transformações físicas de formas contextualizada e exemplificada. 
PARTE 2:
Na sequência serão trabalhados os conceitos de variação de energia em reações químicas, conceituando e exemplificando as reações endotérmicas e reações exotérmicas. Ainda será introduzido brevemente o conceito de entalpia.
PARTE 3:
Por fim serão abordadas as reações de combustão, enfatizando as reações de alguns dos principais combustíveis. Será promovido uma análise do poder calorífico de diferentes combustíveis.
4 ª e 5ª AULA (3º momento) – Aplicação do Conhecimento 
PARTE 1: Separar os alunos para realização da atividade experimental “Queima de combustíveis”. 
PARTE 2: Apresentação de algumas vidrarias, materiais e reagentes que serão utilizados no transcorrer do experimento. 
 PARTE 3: Explicação e realização do experimento “Energia fornecida pelos combustíveis” – Laboratório Aberto GEPEQ (adaptado) – (Anexo 2)
PARTE 4: Resolução de questionamentos/exercícios (Anexo 2).
Recursos metodológicos: Texto de apoio, experimentação, quadro e giz. 
Avaliação: A avaliação será referente a participação dos alunos, bem como a execução das atividades propostas no transcorrer das aulas.
Referências: 
DOS SANTOS, W. L. P.; MÓL, G. S.; DIB, S. M. F.; MATSUNAGA, R. T.; SANTOS, S. M. O.; DE CASTRO, E. N. F.; SILVA, G. S.; FARIAS, S. B. Química Cidadã. 1ª ed., São Paulo: Editora Nova Geração, 2010. vol.2., 152 p.
ATKINS P. & JONES L. Princípios de Química, questionando a vida moderna e o meio ambiente. Editora Bookman, 5ª ed. Porto Alegre, 2012.
SANTOS, WLP dos et al. Química e sociedade. São Paulo: Nova Geração, p. 5, 2005.
ANEXO 1 
PETRÓLEO
O Petróleo é uma das principais matérias-primas e a mais importante fonte de energia do mundo na atualidade. Por ele, disputas econômicas ocorreram, guerras foram travadas e muito se investiu. Por se tratar de uma fonte de energia não renovável, sua disputa entre as diferentes nações acirra-se a cada dia.
Como se sabe, esse recurso natural é um tipo de combustível fóssil. Isso significa que sua origem remonta à decomposição de fósseis de animais. A pressão das diversas camadas de sedimentos depositados sobre restos orgânicos que acumularam no fundo do oceano transformou os restos orgânicos em uma massa homogênea, de consistência viscosa e de coloração negra, denominada de petróleo. Ao ser extraído, ele precisa ser primeiramente refinado e, só então, utilizado como matéria-prima ou combustível.
Apesar de ter sofrido um decréscimo nos últimos anos, com cerca de 35% do total, o petróleo ainda é a fonte de energia mais consumida no planeta. Estima-se que as reservas atuais ainda sejam suficientes para mais 50 ou 60 anos, considerando os padrões de consumo atuais, que devem diminuir em um futuro próximo. Além de não renovável, essa fonte de energia é má distribuída, concentrando 60% de seu volume no Oriente Médio, o que explica, em partes, a instabilidade política dessa região.
Os principais países exportadores de petróleo, em 1960, uniram-se em um cartel internacional denominado OPEP (Organização dos Países Exportadores de Petróleo). Esse cartel estabelece cotas de produção e de fixação de preços, a fim de evitar a concorrência e a queda acentuada dos valores.
Em 1970, diante do apoio de Estados Unidos e Europa, bem como da passividade da ONU com relação à ação bélica de Israel no Oriente Médio, os membros da OPEP (a maioria do Oriente Médio) diminuíram propositadamente a produção de petróleo e elevou o seu preço, dando origem a uma crise sem precedentes, em 1973, chamada de Crise do Petróleo. No Brasil, esta crise coincidiu com o fim do período chamado de “Milagre Econômico”, quando o país, durante a ditadura militar, vivenciou um grande crescimento econômico. Este aumento no preço do barril foi um dos fatores que freou o crescimento do país, pois o Brasil ainda era muito dependente do petróleo importado, o que contribuiu para o aumento da inflação. 
Após o fim do impasse e a queda no preço do barril de petróleo, a década de 2000 assistiu novamente à elevação dos preços, em razão da grande procura internacional pelo produto, que aumentou em função do crescimento econômico de países que, até então, não consumiam muita matéria-prima, como Índia e China. No Brasil, apesar do grande impacto econômico que o aumento do preço do barril de petróleo causou, o país desenvolveu uma alternativa à dependência do petróleo, em especial à gasolina, desenvolvendo o álcool combustível
O Programa Brasileiro do Álcool Combustível demonstrou três vantagens evidentes em relação ao uso de derivados do petróleo. A primeira está ligada ao desenvolvimento tecnológico e à estratégia de abastecimento; a segunda relaciona-se com o desempenho da economia e o nível do emprego; a terceira é de ordem ambiental. Graças a esse programa, o Brasil conquistou uma tecnologia, única no mundo, para a utilização em larga escala de um combustível renovável que independe do mercado internacionaldo petróleo. Essas três vantagens constituem a lógica do Programa Brasileiro de Álcool Combustível, são reconhecidas até pelos seus inimigos e tendem a se tornar cada vez mais evidentes à medida que crescem as preocupações mundiais com o desemprego, com o meio ambiente e com o aumento da dependência mundial de petróleo extraído em áreas instáveis como o Oriente Médio. 
Petróleo – Texto adaptado de:
PENA, Rodolfo F. Alves. Petróleo. Disponível em: <https://alunosonline.uol.com.br/geografia/petroleo-.html>. Acesso em: 14 jun. 2018.
ASSOCIAÇÃO DAS INDÚSTRIAS DE AÇÚCAR E DE ÁLCOOL DO ESTADO DE SÃO PAULO - AIAA (ED. SEGMENTO). Álcool: História de um combustível sustentável. Disponível em: <http://www.udop.com.br/index.php?item=noticias&cod=894>. Acesso em: 14 jun. 2018.
RODY, Gustavo Carino. O petróleo e sua importância política no Brasil. Disponível em: <https://guiadoestudante.abril.com.br/blog/atualidades-vestibular/o-petroleo-e-sua-importancia-politica-no-brasil/>. Acesso em: 14 jun. 2018.
FOGAÇA, Jennifer Rocha Vargas. Exercícios sobre Lei de Hess. Disponível em: <https://exercicios.mundoeducacao.bol.uol.com.br/exercicios-quimica/exercicios-sobre-lei-hess.htm> Acesso em: 04 jun. 2018.
ANEXO 2 
ENERGIA FORNECIDA PELOS COMBUSTÍVEIS
Situação Problema: 
A tecnologia flex permite que os carros rodem abastecidos com gasolina ou álcool, esses veículos possuem motores de combustão interna que funcionam com os dois tipos de combustível. A combinação do combustível derivado do petróleo com o proveniente da cana-de-açúcar movimenta diversos setores da economia, desde a origem dos produtos até seu ponto final, na venda ao consumidor. Mas qual será que vale mais a pena? Geralmente, a questão financeira fala mais alto. Qualquer motorista se preocupa com o valor gasto por mês para abastecer seu veículo. Afinal, as demais despesas para mantê-lo já são bem altas.
Suponha que uma pessoa deseja abastecer seu automóvel que possui um motor flex. No posto onde ela se encontra a gasolina custa 4,29 e o álcool (etanol) 3,60. Qual o combustível é o mais vantajoso?
Atividade Pré-laboratório
1 – Qual dos combustíveis, na sua opinião, qual forneceria mais energia? Justifique
2 – Como você precederia para determinar a energia fornecida por esses combustíveis?
3 – O que devemos considerar para comparar a energia fornecida pelos combustíveis?
Laboratório
Materiais e Reagentes:
Combustíveis: gasolina e álcool; 
 Latas de alumínio; 
Suporte universal; 
Termômetro; 
Fósforo; 
Três lamparinas 
Provetas; 
Água destilada
Uma balança;	
FIGURA 1. Sistema para o experimento da queima de combustíveis
Procedimentos: 
Colocar 150 mL de água destilada em uma lata de alumínio.
Pesar a massa do conjunto (Lamparina + Gasolina) (anotar).
Introduzir o termômetro na lata de alumínio e medir a temperatura inicial da água (anotar).
Aquecer a água através da chama da lamparina até atingir aproximadamente 80º C.
Após atingir a água atingir 80º C, pesar novamente o sistema (Lamparina + Combustível) (anotar). 
Repetir os procedimentos anteriores para os sistemas (Lamparina + Álcool) e (Lamparina + Querosene).
Tabela para anotações 
	Combustível
	Temperatura Inicial
	Temperatura final
	Massa Inicial (Lamparina + combustível)
	Massa Final (Lamparina + combustível)
	Gasolina
	
	
	
	
	Álcool
	
	
	
	
	Querosene
	
	
	
	
Questões para análise do experimento:
Por que ocorre o aquecimento da água? 
De onde vem o calor que está sendo fornecido ao sistema? 
Por que foi utilizada a mesma quantidade de água nos três sistemas? 
Por que temos diferentes gastos de combustíveis se a massa de água utilizada e a variação de temperatura para as diferentes amostras foram às mesmas?
É possível identificar qual o combustível apresenta maior poder calorífico? Como? Calcule. 
De acordo com os aspectos visuais das latinhas, qual dos combustíveis é mais prejudicial ao meio ambiente quando queimado? 
Qual combustível apresenta maior rendimento?
FONSECA, Gustavo. Álcool Ou Gasolina: Qual é Mais Vantajoso. Disponível em: <https://doutormultas.com.br/alcool-gasolina-mais-vantajoso/>. Acesso em: 14 jun. 2018.