Plano de Aula - Concentrações de Soluções Aquosas

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Plano de aula 
Tipos de concentrações de 
soluções aquosas 
 Prof. José William Ferreira da Silva 
Resumo 
1. Conteúdo: Soluções 
2. Tópico ou unidade de estudo: Concentração comum; Concentração molar; Título em 
massa. 
3. Ano/nível: 2º Ensino Médio 
4. Objetivo: Compreender técnicas de preparo e formas de expressar a concentração do                       
soluto em uma solução. 
5. Alocação de tempo: Plano de aula referente às duas turmas de 2° Ano, totalizando                           
990 minutos. 
6. Datas: 25, 27 e 29/03/2019 | 01, 03, 05, 08, 10, 12, 15 e 22/04/2019 
Implementação 
Conhecimentos prévios 
- Conceito de solução; Soluções sólidas, líquidas e gasosas.   
Procedimentos metodológicos 
a. Tipo de aula:​ expositiva, explicativa, demonstrativa, dialogada, participativa. 
b. Antecipação:​ Serão apresentados o tema e os objetivos das aula.  
c. Contextualização: ​As soluções são de extrema importância no nosso dia a dia. O                         
termo solução é dado a toda dispersão que forma um sistema homogêneo, tanto a                           
olho nu quanto ao microscópio. Alguns exemplos de soluções comuns no nosso                       
cotidiano são: a água boricada - solução aquosa de concentração de,                     
aproximadamente, 3% (m/V) de ácido bórico. É utilizada como antisséptico para                     
limpeza de ferimentos; o café que bebemos; e produtos de limpeza em geral.  
d. Estratégias das aulas: ​Será solicitado aos alunos que levem suco em pó, açúcar e                           
copos - eles poderão preparar um suco do sabor que desejarem, e definir o quão                             
“forte” desejam tomar a bebida. Essa alternativa é útil para quando for explicado o                           
conceito da palavra concentração de uma solução. O professor poderá retomar,                     
quando necessário, esse momento, destacando que algumas pessoas gostam da                   
bebida mais concentrada (suco forte) ou menos concentrada (suco fraco ou diluído).                       
Com isso, é possível explicar o conceito de ​concentração comum ou ​concentração                       
em massa​, que é a relação entre a massa do soluto e o volume da solução (g/mol),                                 
isto é: 
 /V C = m soluto solução  
É possível relacionar esse tipo de concentração com as expressas em embalagens de 
medicamentos, a exemplo de uma embalagem de colírio (Fig. 1). 
  
Fig. 1 - ​Uma​ ​embalagem de colírio fornece informações sobre concentrações de soluções. 
Nesse caso, a concentração de cloridrato de nafazolina (C​14​H​14​N​2​) em 20 mL de solução de 
colírio é de 0,15 mg/mL, 
Será pedido para que os discentes procurem embalagens de medicamentos em casa                       
que expressem concentrações desse tipo para apresentação e discussão em grupo                     
na sala. 
A ​concentração molar ​ou ​concentração em quantidade de matéria ​é uma das mais                         
utilizadas para caracterizar soluções preparadas em laboratórios. É expressa pela                   
relação entre a quantidade de matéria do soluto e o volume da solução (mol/L). A                             
concentração molar também é conhecida como ​molaridade​. 
 /V C = n soluto solução   
Após a abordagem conceitual desta etapa, os alunos serão instruídos a prepararem                       
uma solução de sulfato de cobre (II) em laboratório, de acordo com a sequência                           
didática a seguir. 
 
Preparo e diluição de soluções 
 
O que são soluções? 
Os materiais que manuseamos em nosso cotidiano, geralmente, são formados por                     
misturas. A água que bebemos contém sais minerais dissolvidos, além das                     
substâncias adicionadas aos processos de tratamento. O ar é formado, basicamente,                     
por uma mistura de gases. Os alimentos que consumimos apresentam composição                     
variada de substâncias. Dentre elas destacam-se o amido, as proteínas e as vitaminas.                         
A água do mar é um exemplo de mistura de água, diversos sais dissolvidos, areia e                               
seres vivos microscópicos​.  
A maioria dos materiais com que temos contato no dia a dia é uma dispersão (mistura).                               
Raramente, manipulamos ​substâncias puras​. A água do mar, por exemplo, contém,                     
principalmente, cloreto de sódio (NaCl) em sua composição. Outro exemplo de                     
mistura é a lama formada em um campo de futebol num dia chuvoso. Essa lama é                               
composta de água e de várias substâncias presentes na terra. Até mesmo o sangue,                           
que circula em nosso corpo, é uma mistura de água, proteínas, gases dissolvidos,                         
hormônios e enzimas.  
Quando bebemos um copo de refrigerante comum, ingerimos uma ​mistura de                     
açúcares, extratos, aromatizantes, ácidos, corantes, gás carbônico, entre outras                 
substâncias dissolvidas em água. Todo sistema formado por várias substâncias é                     
chamado de ​dispersão​. Uma dispersão é formada por pelo menos um ​disperso ​e um                           
dispergente​. No caso de uma solução aquosa cloreto de sódio, o sal é o disperso, ou                               
soluto (substância dissolvida), e a água é o dispergente, ou ​solvente (substância que                         
dissolve). 
As ​soluções ​são dispersões cujas partículas do soluto apresentam até 1 nm (1                         
nanômetro = 10​-9 metros) de diâmetro médio. O sistema constituído por uma solução é                           
homogêneo e possui duas ou mais substâncias. O disperso (soluto) não pode ser                         
separado por filtração e não se sedimenta na centrifugação. 
Como preparar soluções no laboratório? 
 
As cores das soluções aquosas da foto acima resultam, da interação com água, dos                           
solutos que foram utilizados na preparação de cada uma delas. O balão volumétrico                         
contém uma solução cor de rosa de cloreto de cobalto(II), CoCl​2​, em água. Quanto                           
maior a quantidade de soluto num volume fixo de água, mais concentrada será a                           
solução e, portanto, maior a intensidade da cor. O mesmo pode-se dizer das demais                           
soluções mostradas. A solução verde, que está no Erlenmeyer é cloreto de níquel(II)                         
(​hidrato NiCl​2​·6H​2​O) em água. Quanto maior a quantidade de cloreto de níquel(II)                       
utilizada, maior será a intensidade da cor e mais concentrada será a solução. A                           
solução azul do outro Erlenmeyer é sulfato de cobre(II), CuSO​4​, e a que está no                             
Erlenmeyer menor (cor alaranjada) é cloreto de ferro(III), FeCl​3​. Há, entretanto, solutos                       
que formam soluções incolores. É o caso, por exemplo, do cloreto de sódio (NaCl).                           
Nesse caso, tanto as soluções diluídas quanto às concentradas têm o mesmo aspecto                         
visual. 
A ideia de concentração fica mais clara quando pensamos num suco de fruta adoçado                           
com açúcar (sacarose, C​12​H​22​O​11​). Quanto maior a relação entre a quantidade de                       
açúcar e o volume da solução, mais doce ficará o suco e maior será a concentração                               
de sacarose. 
O termo ​solução ​é dado a toda dispersão que forma um sistema homogêneo, tanto a                             
olho nu quanto ao microscópio. O processo de preparo de uma solução envolve os                           
seguintes procedimentos: 
a) No caso de soluções preparadas pelas dissoluções de sólidos em líquidos: 
❖ utilize vidro de relógiopara medir a massa desejada do sólido; 
❖ transfira o sólido para um béquer e, com uso de uma pisseta (frasco utilizado                           
para enxaguar), lave com o solvente o vidro de relógio de modo que o líquido                             
de lavagem vá para o béquer (procedimento que evita a perda do sólido); 
❖ adicione solvente ao béquer em quantidade suficiente para dissolver o sólido; 
❖ transfira a solução contida no béquer para um balão volumétrico ou cilindro                       
graduado, com o cuidado de lavar o béquer, de modo que o líquido de                           
lavagem passe para o balão (procedimento que evita a perda da solução); 
❖ acrescente solvente até o volume desejado e realize a homogeneização.  
b) No caso de dissoluções de líquidos em líquidos 
❖ utilize pipeta para medir o volume desejado; 
❖ transfira o líquido da pipeta para um balão volumétrico ou cilindro graduado; 
❖ acrescente solvente até o volume desejado e realize a homogeneização. 
Procedimento 
a) Antecipação 
Será realizada uma prática de laboratório sobre o preparo de soluções. O professor                         
deverá orientar os alunos sobre os equipamentos utilizados e medidas de segurança                       
que devem ser tomadas durante a prática, destacamento a seriedade durante a                       
execução do procedimento a fim de evitar acidentes. O roteiro está descrito nesta                         
seção em “Prática guiada”. 
b) Instrução direta 
Para os alunos: ​Atentar para o roteiro da aula experimental. Em caso de dúvida, leia                             
as instruções de como preparar soluções no laboratório. 
c) Prática guiada 
MATERIAIS 
❖ Vidro de relógio; 
❖ Espátula; 
❖ Balança analítica; 
❖ Béquer; 
❖ Pisseta; 
❖ Pipeta; 
❖ Balão volumétrico de 100 mL; 
❖ Balão volumétrico de 500 mL; 
❖ Sulfato de cobre(II) (CuSO​4​) sólido. 
1 Preparo de solução 
Procedimento: 
1.1 Calcule a massa de sulfato de cobre(II) necessária para preparar 100 mL de solução                             
aquosa 1,0 mol·L​-1​. 
1.2 Faça a pesagem na balança analítica. 
1.3 Prepare a solução no balão volumétrico. 
2 Diluição de solução 
Procedimento: 
2.1 Calcule o volume de solução (alíquota) que deve ser retirado da solução que você                             
preparou para diluir a solução a uma concentração 0,25 mol·L​-1 de forma que o                           
volume final da nova solução preparada seja de 500 mL. 
2.1 Prepare a solução utilizando uma pipeta para a retirada da alíquota de solução e                             
um balão volumétrico de 500 mL. 
Outro tipo de expressar a concentração é a ​fração em massa (m/m) ​ou ​porcentagem                           
em massa​, que pode ser obtida da relação entre a massa do soluto e a massa da                                 
solução. A porcentagem em massa corresponde à fração em massa multiplicada por                       
100. Para explicar essa parte, é possível utilizar uma solução de Vinagre (4% de acidez                             
volátil) e determinar a massa de ácido acético presente em um determinado volume                         
de Vinagre (eg., 250 mL). Isso pode ser feito juntamente com a turma, assim eles                             
perceberão como essa forma de expressar concentração também pode ser percebida                     
no nosso dia a dia.  
Avaliação 
Avaliação processual, para verificação do nível de aprendizagem dos alunos, através da                       
participação e envolvimento nas atividades desenvolvidas. 
Referências 
Ser protagonista - química , 2º ano, ensino médio. 2. ed., São Paulo: Edições SM, 2013. ISBN 
978-85-418-0204-8 (manual do professor). 
 
ATKINS, P. W.; JONES, L. Princípios de química: questionando a vida moderna e o meio                             
ambiente. 5. ed. Porto Alegre: Bookman, 2012.