Plano de aula Forças intermoleculares

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PLANO DE AULA
PRÁTICA DE ENSINO EM BIOLOGIA MOLECULAR
SÉRIE: 1° Ano E.M 
DURAÇÃO DA AULA: 50 min
PROFESSORES: Alisson Pereira Vanzela; Eduardo Virgili de Aquino
DISCIPLINA: Biologia 
AULA I – LIGAÇÕES INTERMOLECULARES
MÉTODO DA CROMATOGRAFIA
INTRODUÇÃO
As ligações fracas possuem um papel em nível subatômico e garantem o fornecimento de energia e a criação de vários elementos, além de participarem de grande parte da radiação natural existente no universo, e também, elas são entendidas como forças intermoleculares que dependem da polaridade da molécula, sendo uma molécula atraída por outra, unindo as mesmas. Em sua maior parte, elas são ligações fracas e instáveis, porém são de extrema importância mesmo criando conexões temporárias entre as moléculas. As ligações fracas são representadas pelas pontes de hidrogênio, ligações dipolo-induzido (Forças de van der Waals), dipolo-dipolo e ligações iônicas. São exemplos respectivos de ligações intermoleculares as interações entre as moléculas de H2O (Ponte de Hidrogenio), Cl2 (Dipolo induzido), HCl (Dipolo-dipolo) e NaCl (Lig. Iônica), em que são os exemplos mais encontrados no nosso cotidiano.
Podemos observar que, as propriedades físicas acabam interferindo nas forças intermoleculares, como os pontos de fusão e ebulição, que estão relacionados com a intensidade das forças intermoleculares, o tamanho das cadeias carbônicas, a massa, as ramificações e a superfície de contato das cadeias das moléculas.
Nos sistemas biológicos é extremamente importante a existência dessas ligações para a vida, já que estão presentes nas moléculas vitais da vida, em que são responsáveis em estabilizar as células. 
Com isso, podemos observar as interações intermoleculares ligadas ao método de cromatografia, cujo mesmo é uma forma de separação de misturas que utiliza solubilidade, massa e tamanho. Neste método físico-químico de separação chamado de cromatografia ocorre a separação de sólidos dissolvidos em uma solução por meio da migração diferencial de seus componentes em duas fases imiscíveis fase móvel e fase estacionária. (SCHOLDZ; SILVA, 2012). Ademais, quando falamos em solubilidade, sabemos que molécula polar dissolve molécula polar e molécula apolar dissolve molécula apolar, princípios esses que interferem quando falamos sobre cromatografia.
JUSTIFICATIVA
Podemos observar que no ensino médio a biologia molecular é introduzida de forma extremamente complexa ao entendimento dos alunos, sendo necessária uma metodologia adequada para que os alunos compreendam de forma clara a importância da biologia molecular nos seus ciclos de vida, como exemplo, as ligações intermoleculares que são importantes para estabilizar as células.
OBJETIVOS
Neste plano de aula, seu principal objetivo é mostrar aos alunos de forma clara e simples como se dá a biologia intermolecular nos sistemas biológicos, mostrando a presença das interações intermoleculares em todos os indivíduos por meio de mapas mentais e atividades interativas.
OBJETIVOS ESPECÍFICOS
· Identificar as interações intermoleculares e solubilidade no experimento prático
· Entender quais os tipos de forças intermoleculares e seus princípios
· Relacionar as forças intermoleculares com os ciclos biológicos dos organismos
· Obter as ferramentas para o entendimento de como as ligações intermoleculares se aplicam
· Fixar o conteúdo por meio de mapas mentais e atividades interativas
· Desenvolver a capacidade do aluno em analisar e resolver problemas relacionados ao assunto retratado nas aulas.
ETAPAS PREVISTAS
1. Introdução de conceitos teóricos sobre as ligações intermoleculares;
2. Discussão sobre cada uma das ligações intermoleculares, dando exemplos das mesmas;
3. Construção de um mapa mental junto aos alunos, relacionando cada uma das ligações intermoleculares;
4. Realização de um experimento para demonstração prática do conteúdo, com a proposta de um relatório ao final dos experimentos de cromatografia.
5. Avaliação através de um questionário, baseado em algumas questões de vestibulares e o relatório prático.
MATERIAIS 
1. Aula teórico-expositiva: 
· Projetor multimídia, quadro branco, canetas, apagador, computador e cadernos.
2. Aula Prática:
· Um copo de vidro;
· Tesoura;
· Papel filtro;
· Régua online;
· Canetas coloridas (azul, preta e vermelha);
· Álcool etílico 46%;
METODOLOGIA
· Breve introdução sobre o tema ligações intermoleculares;
· Mapa mental da aula teórica;
· Realização de uma experiência relacionada as ligações intermoleculares e o método de cromatografia.
· Questionário após a aula teórica. (Anexo II ao final do arquivo)
No inicio da aula faremos uma breve introdução sobre o tema ligações intermoleculares, discorrendo sobre os tipos de interações existentes e que podemos encontrar no nosso meio. Após o final da aula teórica é feito um momento de perguntas entre alunos e professores para que eles possam elaborar um mapa mental sobre o conteúdo aprendido, para assim podermos dar seguimento a aula com um experimento que mostra como funcionam as forças intermoleculares relacionando com o método investigativo.
Durante a aula prática, será feito um experimento sobre o conteúdo método de cromatografia, em que será cortado um papel filtro com 3 centímetros de largura, onde com a caneta faremos uma “bolinha’’ nesse mesmo papel. Feito uma “bolinha’’ de caneta colorida de aproximadamente 0,5 centímetros na cor azul, preta e vermelha na ponta de cada papel filtro, será adicionado, em seguida, o álcool 46% no copo de vidro transparente até o álcool tocar no papel filtro. 
Os alunos deverão, ao final das aulas, elaborar relatórios do experimento, além de um mini questionário no final de todas as aulas, onde ambos serão utilizados como métodos avaliativos.
RESULTADOS ESPERADOS
Dentro dos resultados esperados com o experimento, poderemos observar que o álcool em contato com o papel filtro, sobe por capilaridade, e o álcool ao tocar na bolinha colorida, arrasta a tinta que está no papel filtro para cima.
AVALIAÇÃO
	Os alunos serão avaliados por um questionário baseado em questões pré-determinadas de vestibulares, junto aos relatórios de aula prática entregues ao professor. 
REFERÊNCIAS OU BIBLIOGRAFIAS
WATSON, James D.; BAKER, Tania A.; BELL, Stephen P.; GAN, Alexander; LEVINE, Michael; LOSICK, Richard. Biologia Molecular do Gene. 7. ed. São Paulo: Artmed, 2015
ESTRUTURA DA MATÉRIA PRÁTICA: PRÁTICA EXPERIMENTAL SOBRE INTERAÇÕES INTERMOLECULARES. [S. l.], 10 out. 2019. Disponível em: https://www.uninter.com/galeriavirtual/wp-content/uploads/2019/10/Mariana-Baptista-Tablas.pdf. Acesso em: 17 ago. 2021.
MÉDIO, Ensino. EDUCAÇÃO É A BASE. [s.l.]: , [s.d.]. Disponível em: <http://basenacionalcomum.mec.gov.br/images/historico/BNCC_EnsinoMedio_embaixa_site_110518.pdf>.
Ayla Marcella de Aguiar Scholdz, Eduardo de Oliveira da Silva. Estudo cromatográfico de tintas de caneta de quadro branco com sílica utilizando eluentes com diferentes polaridades. Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia, Novembro de 2012.
Anexo II
QUESTIONÁRIO
Nome: 
Data:
LIGAÇÕES INTERMOLECULARES
 1) (Fameca–SP) Compostos HF, NH3 e H2O apresentam elevados pontos de fusão e de ebulição quando comparados a H2S e HCl, por exemplo, devido:
a) às forças de van der Waals;
b) às forças de London;
c) às ligações de hidrogênio
d) às interações eletrostáticas;
e) às ligações iônicas.
RESPOSTA: Alternativa “c”. Os compostos HF, NH3 e H2O estabelecem ligações de hidrogênio, que são interações intermoleculares muito fortes que ocorrem entre um átomo de hidrogênio e um átomo de flúor, nitrogênio ou oxigênio.
2) (FGV-SP) O conhecimento das estruturas das moléculas é um assunto bastante relevante, já que as formas das moléculas determinam propriedades das substâncias como odor, sabor, coloração e solubilidade. As figuras apresentam as estruturas das moléculas de CO2, H2O, NH3, CH4, H2S e PH3. 
Estruturas de moléculas em exercícios sobre interações intermoleculares
Quanto às forças intermoleculares, a molécula que forma ligações de hidrogênio (pontesde hidrogênio) com a água é:
a) H2S.
b) CH4.
c) NH3.
d) PH3.
e) CO2.
RESPOSTA: Alternativa “c”. Para formar pontes de hidrogênio com a H2O, é necessário que a molécula possua átomos de hidrogênio ligados a elementos muito eletronegativos, como o flúor, oxigênio e o nitrogênio. A única molécula que satisfaz esse requisito é a amônia (NH3).
3) (PUC-PR) O dióxido de carbono, presente na atmosfera e nos extintores de incêndio, apresenta ligação entre os seus átomos do tipo ............ e suas moléculas estão unidas por .................
Os espaços acima são corretamente preenchidos pela alternativa:
a) covalente apolar - forças de Van der Waals
b) covalente apolar - atração dipolo induzido-dipolo induzido
c) covalente polar - ligações de hidrogênio
d) covalente polar - forças de Van der Waals
e) covalente polar - atração dipolo-dipolo
RESPOSTA: Alternativa “d”
4) (FEI) - Qual o tipo de interação que se manifesta: 
a) entre moléculas NH3 (l)? 
b) entre moléculas CH4 (l)?
RESPOSTA: 
a) Ponte de hidrogênio/ligação de hidrogênio.
b) Dipolo instantâneo/dipolo induzido.
5) (Ufrgs/89/01-07) - A água, ao solidificar, aumento de volume e, em consequência, a densidade do gelo é inferior à da água. O fenômeno pode ser explicado pela estrutura do gelo, com base em ligações
a) iônicas.
b) covalentes.
c) por força de Van Der Waals.
d) por pontes de hidrogênio.
e) metálicas.
Resposta: d. 
As moléculas estão mais afastadas no estado líquido, apresentando um determinado grau de liberdade de movimento, dessa forma as pontes de hidrogênio entre suas moléculas estão sendo desfeitas e feitas a todo o momento. Já no estado sólido, as moléculas de água ficam mais próximas e realizam pontes de hidrogênio, formando estruturas hexagonais. Os espaços que ficam entre essas estruturas diminuem a densidade do gelo, pois fazem que o volume aumente.
6) (FEeVale/1-2001) - O CO2 é de importância crucial em vários processos que se desenvolvem na Terra, participando, por exemplo, da fotossíntese, fonte de carbono para formação da matéria que compõe as plantas terrestres e marinhas. Sabendo que a molécula de CO2 é apolar, podemos afirmar que as forças intermoleculares que unem as moléculas de CO2 são do tipo 
a) iônico. 
b) ponte de hidrogênio. 
c) forças dipolo-dipolo. 
d) forças de London. 
e) forças dipolo-permanente.
RESPOSTA: d. 
A força intermolecular das moléculas de CO2 é a força de London (ou dipolo induzido), que é uma atração que ocorre entre moléculas apolares, que no momento em que se aproximam umas das outras, causam uma repulsão entre suas nuvens eletrônicas, induzindo a formação de dipolos.