O Estudo de uma Simulação em Soluções Ácido-base
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O Estudo de uma Simulação em Soluções Ácido-base Fátima da Conceição Lucas da Silva Barros Projecto do Mestrado em Física e Química em Contexto Escolar Orientador: Professor Doutor João Carlos de Matos Paiva Porto, 2011 Índice ÍNDICE.................................................................................................................................................... 1 ÍNDICE DE EQUAÇÕES ............................................................................................................................ 3 ÍNDICE DE FIGURAS ................................................................................................................................ 5 ÍNDICE DE GRÁFICOS .............................................................................................................................. 6 ÍNDICE DE TABELAS ................................................................................................................................ 7 AGRADECIMENTOS ................................................................................................................................ 8 1 - INTRODUÇÃO .................................................................................................................................... 9 ABSTRACT ............................................................................................................................................ 10 2- O USO DE COMPUTADORES NO ENSINO DAS CIÊNCIAS. .................................................................. 11 2.1- NOVAS TECNOLOGIAS NO ENSINO DAS CIÊNCIAS ........................................................................................ 13 2.2- SIMULAÇÕES E OUTROS RECURSOS NO ENSINO DA QUÍMICA ......................................................................... 16 3 - CONTEXTUALIZAÇÃO CIENTIFICO-PEDAGÓGICA DO TEMA “ÁCIDO- BASE” ..................................... 18 3.1 - CONTEXTUALIZAÇÃO CIENTÍFICA ............................................................................................................ 18 3.1.1 - Um pouco de história sobre ácido-base ................................................................................. 18 3.1.2 - Reacções de ácido-base ......................................................................................................... 21 3.1.3 - Propriedades ácido-base da água.......................................................................................... 22 3.1.4 - pH - uma medida de acidez .................................................................................................... 23 3.1.5 - Força de ácidos e bases.......................................................................................................... 25 3.1.6- Titulações de ácido-base......................................................................................................... 27 3.2 - ENQUADRAMENTO PEDAGÓGICO E CURRICULAR ....................................................................................... 31 3.2.1 – Concepções alternativas em ácido-base ............................................................................... 31 1 3.2.2 – Ácido-base no ensino básico ................................................................................................. 34 3.2.3 – Ácido-base no ensino secundário .......................................................................................... 35 4- ORGANIZAÇÃO DE SÍTIOS DA INTERNET COM RECURSOS SOBRE ÁCIDO--BASE. .............................. 36 5- ENSINO DE ÁCIDO-BASE USANDO RECURSOS DIGITAIS: ESTUDO DE IMPACTO. ............................... 41 5.1- DESCRIÇÃO DO RECURSO UTILIZADO ........................................................................................................ 41 5.2- ROTEIRO DE EXPLORAÇÃO...................................................................................................................... 43 5.3- DESCRIÇÃO DO ESTUDO......................................................................................................................... 43 5.4 – ALGUNS RESULTADOS.......................................................................................................................... 44 6- CONCLUSÕES E NOTAS FINAIS. ........................................................................................................ 47 7 – BIBLIOGRAFIA ................................................................................................................................ 49 8 - ANEXOS .......................................................................................................................................... 52 ANEXO 1 – ROTEIRO DE EXPLORAÇÃO ............................................................................................................. 52 ANEXO 2 – RESPOSTAS DOS ALUNOS .............................................................................................................. 52 ANEXO 3 – DIÁRIOS DE BORDO...................................................................................................................... 52 ANEXO 4 – FOLHA EM EXCEL PARA APOIO DO PORTAL MOCHO............................................................................ 52 2 Índice de Equações (1) - Dissociação do ácido clorídrico .............................................................................. 19 (2) - Ionização do hidróxido de sódio............................................................................. 19 (3) - Formação de água a partir de um ácido e de uma base .......................................... 19 (4) - Dissociação do ácido A .......................................................................................... 20 (5) - Dissociação do cloreto de hidrogénio, funcionando a água como receptora do protão .............................................................................................................................. 20 (6) - Reacção ácido-base segundo Lewis ....................................................................... 20 (7) - Reacção de dissociação do ácido acético ............................................................... 21 (8) - Reacção de auto-ionização da água ........................................................................ 22 (9) - Constante de equilibrio ........................................................................................... 22 (10) - Constante de auto-protólise da água ..................................................................... 22 (11) - Definição de pH .................................................................................................... 23 (12) - Definição de pOH ................................................................................................. 24 (13) - Reação entre o pH e o pOH .................................................................................. 25 (14) - Dissociação do ácido clorídrico ............................................................................ 25 (15) - Dissociação do ácido nítrico ................................................................................. 25 (16) - Dissociação do ácido acético ................................................................................ 25 (17) - Dissociação do ião amónio ................................................................................... 25 (18 ) - Constante de acidez do ácido acético .................................................................. 26 3 (19)- Definição de grau de ionização ............................................................................. 26 (20) - Ionização do hidróxido de potássio ...................................................................... 26 (21) - Ionização do hidróxido de sódio........................................................................... 26 (22) - Ionização do hidróxido de bário ........................................................................... 26 (23) - Ionização do amoníaco ......................................................................................... 26 (24) - Constante de basicidade do amoníaco .................................................................. 27 (25) - Relação entre constante de acidez e constante de basicidade ............................... 27 (26) - Reacção de formação de água .............................................................................. 28 (27) - Reacção de neutralização..................................................................................... 28 4 Índice de Figuras Figura 1 - Medidor de pH ............................................................................................... 24 Figura 2 - Papel indicador universal ............................................................................... 24 Figura 3 - Esquema de uma titulação ............................................................................ 29 Figura 4 - Curva de titulação, retirado de ....................................................................... 29 Figura 5 - Imagem da simulação computacional da medição do pH de ácido clorídrico36 Figura 6 - Imagem da simulação computacional da titulação de HCl com NaOH ....... 37 Figura 7- Imagem da simulação computacional da titulação de um ácido com uma base ........................................................................................................................................ 38 Figura 8 - Imagem da simulação computacional do equilíbrio ácido acético/ ião acetato ........................................................................................................................................ 38 Figura 9 - Imagem da simulação computacional uma base a receber um protão ........... 38 Figura 10 - Imagem referente à explicação da auto-ionização da água e calculo do pH 39 Figura 11 - Excerto da imagem computacional de Indicadores e respectivas zonas de viragem ........................................................................................................................... 39 Figura 12 - Imagem da página inicial do texto de apoio “Tudo sobre ácidos e bases” .. 40 Figura 13 - Imagem de uma das questões sobre ácido - base ......................................... 40 Figura 14 - Imagem inicial da simulação “Acid base solutions” .................................. 41 Figura 15 - Imagem da secção para escolha da solução ................................................. 42 Figura 16 - Imagem para escolha da visualização das moléculas .................................. 42 5 Figura 17 - Imagem da escolha da força e concentração do ácido/base ......................... 42 Índice de Gráficos Gráfico 1- Estimativa do pH de um ácido forte.............................................................. 44 Gráfico 2 - Estimativa da cor do indicador universal ..................................................... 44 Gráfico 3 - Estimativa da condutividade eléctrica.......................................................... 44 Gráfico 4 - Será um ácido forte sinónimo de ácido concentrado?.................................. 45 Gráfico 5 - Estimativa das alterações na substituição de ácido por base ...................... 46 6 Índice de Tabelas Tabela 1 - Potencialidades pedagógicas do uso das TIC ................................................ 13 Tabela 2 - Algumas limitações pedagógicas do uso das TIC ......................................... 14 7 Agradecimentos Agradeço à minha família, aos meus pais pelos valores que me transmitiram, aos meus sogros pelo entendimento e apoio e em especial ao meu marido e aos meus filhos por toda a compreensão e força que sempre me transmitiram e pelo precioso tempo que lhes subtraí. Agradeço ao meu orientador Professor Doutor João Paiva por poder contar sempre com o seu apoio, a sua palavra amiga e o seu entusiasmo no sentido da concretização do presente trabalho. Não posso deixar de agradecer à Doutora Carla Morais pelo apoio na preparação e elaboração do guião de exploração da simulação, bem como ao Doutor Emanuel Reis pelo incentivo na pesquisa dos recursos multimédia. Agradeço ao meu afilhado Elói por todo o apoio que me deu na formatação do trabalho e seus preciosos conselhos. O meu reconhecimento aos meus alunos que, desinteressadamente colaboraram de forma empenhada neste estudo. A todos aqueles que de alguma forma contribuíram para esta tese, o meu sincero obrigado. 8 1 - Introdução Hoje vivemos na sociedade da Informação, onde os nossos jovens não conseguem viver sem os telemóveis, os computadores ou a Internet. Estes recursos tornaram-se imprescindíveis em qualquer meio e a escola não o pode omitir, pelo contrário deve tirar o melhor proveito destas tecnologias, utilizando-as para o ensino/aprendizagem em especial das ciências e da Química, de modo que este se torne eficaz e seja mais eficiente. O presente trabalho teve como objectivo o estudo da aplicação de uma simulação no ensino de soluções de ácido-base, com o intuito de investigar se estes recursos ajudam os alunos a ficar mais motivados para o estudo da Química. Dado que os alunos geralmente, na busca de informação ou na exploração de simulações, se dispersam muito há a necessidade de os orientar, e para o efeito foi elaborado um roteiro de exploração da simulação. O estudo envolveu apenas a aplicação de um roteiro de exploração, o que se torna insuficiente para tirar conclusões abrangentes, mas foi suficiente para perceber que efectivamente estes recursos levam a uma maior motivação por parte dos alunos no estudo da Química. 9 Abstract Today we live in the information society, where our teenagers can´t live without mobile phones, computers and the internet. These gadgets have become essential in any area and school shouldn´t omit them, but should make the most of these technologies, using them specially for the teaching/learning of sciences and chemistry, in order to make this process more efficient. The present work had as purpose the study of the application of a simulation in the teaching of acid-base solutions, with the objective of investigating if these resources helped the students to become more motivated for the study of chemistry. As students when searching information or simulations often disperse a lot, there is the necessity to guide them, therefore a guidebook on the exploration of simulation was elaborated. The study only involved the application of one guide book of exploration, and this is insufficient to extract good conclusions, but it was enough to understand that these resources effectively lead to a higher motivation of students in the study of chemistry. 10 2- O uso de computadores no ensino das Ciências. Os computadores e a Internet são hoje em dia indispensáveis e vieram revolucionar a nossa sociedade, quer a nível industrial, quer a nível educacional. “Nas últimas décadas, a utilização do computador tornou-se imprescindível ao nível dos processos produtivos e de investigação, pelo facto de ser um meio rápido e cómodo de obtenção, armazenamento e organização de dados. Essa importância reflecte-se hoje nos processos educativos. É já reconhecido o seu enorme potencial para o ensino/aprendizagem, nomeadamente no desenvolvimento de competências gerais (saber, saber-ser e saber-fazer).” (COUTINHO, 2003) “Passou-se de uma era em que o essencial era obter informação e memorizar conhecimento para outra, onde o essencial passa a ser seleccionar informação, actualizar e mesmo reformular o conhecimento.” (MORAIS, PAIVA, 2007) “As tecnologias da informação e da comunicação abrem novas perspectivas à sociedade do futuro. Já hoje a informação, uma vez produzida, circula instantaneamente, pode ser recebida, tratada, incorporada em esquemas lógicos, científicos, transformada por cada um de nós em conhecimento pessoal, em acréscimo de compreensão, de sabedoria, de auto-formação, em valor acrescentado para o mercado ou a sociedade, sempre na condição básica de conseguirmos permanecer numa atitude constante de aprendizagem. Vivemos hoje numa sociedade onde para além das Escolas, das Bibliotecas, dos Laboratórios, abundam novas fontes onde ir buscar conhecimento quer nas empresas, quer nos centros de investigação e experimentação, de estudo, de consultoria, de inovação e de desenvolvimento.” (LIVRO VERDE, 1997) Uma dessas fontes é sem dúvida a Internet, onde a informação se encontra disponível apenas com um clique. Mas essa informação é de tal modo vasta que se torna necessário não só adquirir informação, mas e principalmente seleccionar essa informação. E a área das Ciências será importante no ensino? 11 “A educação em ciências é essencial para todos os cidadãos. Deve proporcionar oportunidades para os alunos desenvolverem conhecimento, competências, e valores que lhes permitam e estimulem exercícios de cidadania cientificamente fundamentados, pessoal, social e eticamente responsáveis, orientados nomeadamente para aprender a utilizar informação, e tecnologias de informação e comunicação, tendo em vista desenvolver competências para cooperativamente aprender e trabalhar.” (UNESCO, 2001) “O simples contacto com conceitos oriundos das ciências habilita o cidadão a participar melhor (mais livre e consciente) e mais activamente no próprio processo de desenvolvimento social de que faz parte.” (GOUVEIA, 2003, p.18) Mas como podem os computadores e a Internet estar relacionados com a aprendizagem das Ciências? Será que podem andar separados? “O rápido desenvolvimento em áreas de Ciência e da Tecnologia está a originar uma sociedade que exige um novo tipo de escola, e esta tem que evoluir rapidamente se deseja responder às novas necessidades educativas.” (PONTE, 1997) “As novas tecnologias multimédia aparecem como uma revolução nos meios de comunicação, a divulgação científica deve ajustar-se e tirar partido da mudança dos tempos. No presente, utilizando as novas tecnologias da informação, a divulgação de conteúdos científicos pode ser realizada de forma inovadora, atraente e que cultive um espírito experimental na Sociedade. O interesse despertado nos alunos e leigos pela Ciência pode assim ser substancialmente melhorado. Desta forma, as novas gerações podem adquirir novos horizontes e olhar o mundo de outra forma, percebendo qualitativamente a Ciência associada a diversos fenómenos da vida quotidiana.” (SILVA, 2003, p.45) “As tecnologias de informação e comunicação não são mais uma ferramenta didáctica ao serviço dos professores e alunos… elas são e estão no mundo onde crescem os jovens que ensinamos…” (ADELL,1997) logo, há que considerar que “o agente da mudança será a Internet.” (NEGROPONTE, 1996) É na escola que os alunos têm grande parte do contacto com a ciência, e por isso cabe aos professores fazerem a mudança. Se por um lado é o local privilegiado para não 12 existirem desigualdades sociais, por outro a aprendizagem deve ser efectiva, o que só se consegue com um orientador preparado, disponível e motivado para o uso de computadores e da Internet. 2.1- Novas tecnologias no ensino das Ciências As novas tecnologias (computadores, telemóveis, Internet…) constituem o mundo digital e são ferramentas fundamentais para a existência da designada Sociedade da Informação, a qual refere-se “a um modo de desenvolvimento social e económico em que a aquisição, armazenamento, processamento, valorização, transmissão, distribuição e disseminação de informação conducente à criação de conhecimento e à satisfação das necessidades dos cidadãos e das empresas, desempenham um papel central na actividade económica, na criação de riqueza, na definição da qualidade de vida dos cidadãos e das suas práticas culturais.” (LIVRO VERDE, 1997). Para tirar partido das novas Tecnologias de Informação e Comunicação (a partir de agora designadas por TIC) não devemos esquecer que é fundamental o contributo dos professores. Portanto a sua formação deve estar constantemente a ser actualizada, o que exige a sua motivação - o professor deve tomar o papel de aprendiz, desenvolvendo competências tal como refere PONTE (1997): “as novas tecnologias permitem que os objectivos educacionais como a capacidade de resolver novos problemas, o desenvolvimento do espírito crítico e da criatividade, a tomada de decisões em situações complexas sejam desenvolvidas.” ALMEIDA (2004) e WILD (1996), indicam as potencialidades pedagógicas das TIC conforme constam na Tabela 1. Tabela 1 - Potencialidades pedagógicas do uso das TIC Algumas potencialidades das TIC P1. Ajuda o aluno a descobrir o conhecimento por si: é uma forma de ensino activo em que o professor ocupa um lugar intermédio entre a informação e os alunos, apontando caminhos e avivando a criatividade, a autonomia (pois é grande a variedade de fontes de informação e têm que escolher) e o pensamento crítico. Existe uma grande relação reflectiva e interventiva entre o aluno e o mundo que o rodeia. 13 Algumas potencialidades das TIC P2. Promove o pensamento sobre si mesmo (metacognição), a organização desse pensamento e o desenvolvimento cognitivo e intelectual, nomeadamente o raciocínio formal. P3. Impulsiona a utilização, por parte de professores e alunos, de diversas ferramentas intelectuais. P4. Enriquece as próprias aulas pois diversifica as metodologias de ensino/aprendizagem. P5. Aumenta a motivação de alunos e professores. P6. Amplia o volume de informação acessível aos alunos, que está disponível de forma rápida e simples. P7. Proporciona a interdisciplinaridade. P8. Permite formular hipóteses, testá-las, analisar resultados e reformular conceitos, estando assim de acordo com a investigação científica. P9. Possibilita o trabalho em simultâneo com outras pessoas geograficamente distantes. P10. Propicia o recurso a medidas rigorosas de grandezas físicas e Químicas e o controlo de equipamento laboratorial (sensores e interfaces). P11. Cria micromundos de aprendizagem: é capaz de simular experiências que na realidade são rápidas ou lentas demais, que utilizam materiais perigosos e em condições impossíveis de conseguir. P12. A aprendizagem torna-se de facto significativa, dadas as inúmeras potencialidades gráficas. P13. Ajuda a detectar as dificuldades dos alunos. P14. Permite ensinar através da utilização de jogos didácticos. ALMEIDA (2004) e WILD (1996), referem contudo algumas restrições à utilização das TIC, patentes na Tabela 2. Tabela 2 - Algumas limitações pedagógicas do uso das TIC Algumas limitações associadas à utilização das TIC L1. As barreiras às inovações tecnológicas que naturalmente surgem nas escolas, desencadeiam a necessidade de acções de sensibilização para essas inovações. A escola 14 terá de se consciencializar de que já não é o único meio de transmissão de conhecimento. L2. Escassez de software de elevada qualidade técnica e pedagógica. A produção deste material implica um trabalho colaborativo de pedagogos e programadores. L3. A falta de formação inicial e contínua dos professores para o uso das tecnologias e respectivo aproveitamento pedagógico. Muitas vezes os professores não gostam das tecnologias, não se sentem confortáveis a empregá-las, pelo que não as usam nem incentivam a usá-las. L4. A falta de conhecimento sobre o impacto do uso das TIC em contexto educativo. L5. A escassez de tempo, que é indispensável na aprendizagem das tecnologias e na preparação das aulas. L6. A utilização inadequada de muito material tecnológico, tido como pedagogicamente enriquecedor. L7. A ausência de sítios específicos para todos os conteúdos, promovendo a navegação livre pela Internet, o que não sendo devidamente orientada poderá tornar-se dispersivo. “Apesar destes constrangimentos, de uma forma geral, é possível afirmar que a integração das TIC são um meio auxiliar bastante poderoso para ensinar e aprender Ciência e poderão inovar o processo de ensino/aprendizagem. Contudo, estas tecnologias não são o elixir da renovação necessária na Educação. São um bom pretexto para a mudança, mas não são mais do que isso. A renovação terá de estar sempre para além de uma máquina! No centro do universo das T.I.C. está a escola, cuja influencia não pode fugir e à qual restará integrar, na sua prática educativa as melhores estratégias.” (BARROS, 2009) “Os novos curricula, muito mais do que uma simples mudança de conteúdos (…) apontam para uma metodologia centrada no aluno, que considera as suas concepções prévias e dificuldades de aprendizagem. Procura-se estimular o interesse e a curiosidade, através de estratégias de resolução de problemas concretos relacionados com o quotidiano e valorizam-se competências de tipo conceptual, mas igualmente de tipo processual, social, atitudinal e axiológico. A observação, a experimentação e a reflexão têm um papel central na aprendizagem.” (CARVALHO, SOUSA, 2003, p.85) 15 “Ensinar não é transferir conhecimentos, conteúdos, nem formar é acção pela qual um sujeito criador dá forma, estilo ou alma a um corpo indeciso ou acomodado. Não há docência sem discência (…) Quem ensina aprende ao ensinar e quem aprende ensina ao aprender. (GOUVEIA, 2003, p.19) 2.2- Simulações e outros recursos no ensino da Química “A comunicação da Química constitui um caso particular da comunicação da Ciência, com as mais valias que lhe advêm de ser uma ciência laboratorial e uma ciência central em relação estreita com outras ciências (…). Tal como sucede com a ciência em geral, para que contribua efectivamente para a construção e promoção de uma Cultura Científica, a comunicação da Química deve desenvolver-se em duas vertentes fundamentais: a) Pôr quer o conhecimento quer a experiência de cientistas ao alcance das maiorias, de forma criteriosa (face à superabundância de informação) e de modo rigoroso (com recurso às linguagens, vocábulos e códigos peculiares desta área de ciência); b) Fomentar o reconhecimento do papel da Química no desenvolvimento e proporcionar a apreciação das múltiplas relações Química - Sociedade. Comunicar Química tem, desde logo, uma dimensão descritiva que passa pela selecção e transmissão de informação relativa a factos, fenómenos, conceitos e teorias sobre a matéria. Esta transmissão deve ocorrer em linguagem acessível, embora correcta, atenta aos riscos das analogias e aos pré-conceitos aliados ao senso comum, de forma a que se estabeleçam as relações significantes que transformam informação em conhecimento.” (GIL, 2003, p.59) A Química contribui para uma literacia científica, que consegue dar alguma resposta aos problemas do quotidiano e que afectam a sociedade. No mundo actual e com a divulgação efectuada pelos meios de comunicação, as Ciências Físico-Químicas emergem constantemente no sentido de dar respostas aos cidadãos comuns a problemas do dia-a-dia. Questões como a exploração de recursos (materiais, energia) e respectivas consequências (poluição, …) (como há bem pouco tempo a central nuclear de Fukushima - Japão) são colocadas constantemente. Por isso a Escola deve formar jovens “cientificamente cultos”, de modo a que no futuro possam 16 vir a ser adultos social e cientificamente responsáveis, competentes na procura e aquisição de conhecimentos quer passados, quer futuros, e capazes de tomar decisões conscientes e racionais. “ O ensino /aprendizagem das ciências deverá pois tornar-se mais eficaz, no sentido do uso desses conhecimentos poderem ser efectivamente aplicados no entendimento do “mundo real”, isto é, deverá conduzir à formação de cidadãos com verdadeira literacia científica.” (SANTOS, SARAIVA, 2003, p.95) A disciplina de Química é privilegiada pelo facto de ter um carácter prático e permitir a aplicação de estratégias diversificadas. Incentiva a interacção, a discussão e o debate de ideias entre professor e alunos, conferindo assim um maior estímulo. Para minimizar a abstracção que é necessária realizar para aprender Química, e atendendo a que cada aluno aprende de maneira diferente, deve-se recorrer aos recursos multimédia que permitem facilitar a aprendizagem de conceitos de complexidade acrescida. Estas ferramentas permitem também, realizar pesquisas de dados, simulações, interactividade, e outras mais-valias que conduzem a uma aprendizagem significativa. Estes recursos, muitos deles online, dão-nos a possibilidade de simular experiências sem custos económicos e ambientais, visualizar estruturas moleculares em 3D (imperceptíveis aos nossos olhos), explorar e alterar variáveis em estudo, e analisar em tempo real os dados recolhidos. Contudo, é fundamental a orientação e selecção do material mais relevante e de maior qualidade, pois verifica-se que “muitos dos alunos acedem à internet, mas não sabem explorar as potencialidades desta tecnologia e escolher sítios sem orientação, bem como desconhecem a existência de software muito interessante para as suas aprendizagens (…) existem muitos sítios com elevada qualidade e interesse pedagógico. Compete ao professor orientar os alunos na exploração da Internet e software Educativo de forma correcta, enriquecedora e que lhes permita complementar a formação académica mais tradicional.” (HORTA, 2003, p.77) 17 3 - Contextualização Cientifico-Pedagógica do Tema “Ácidobase” Cientificamente, os conceitos de ácido e base são conhecidos desde o séc. XVII e foram evoluindo ao longo do tempo. Pedagogicamente, os conceitos também evoluem: desde a infância se percebe que o sumo de laranja é ácido, em comparação com a água, aprendendo-se posteriormente no ensino básico o porquê, e aprofundando-se esses conhecimentos no ensino secundário. 3.1 - Contextualização Científica Desde há centenas de anos que se sabe que os ácidos (como por exemplo o limão ou o vinagre) têm um sabor azedo e reagem com muitas substâncias. Por outro lado as bases são escorregadias ao tacto, tem um sabor amargo e neutralizam os ácidos (como por exemplo a lixívia). Ao longo dos tempos vários Cientistas estudaram as propriedades destas substâncias e os conceitos de ácido e base foram assim evoluindo. 3.1.1 - Um pouco de história sobre ácido-base Robert Boyle (1661) caracterizava os ácidos como substâncias com sabor azedo, corrosivos e que mudavam a cor do tornesol (corante extraído dos líquenes) para vermelho. Os álcalis (bases) eram caracterizados por serem escorregadios ao tacto, mudavam o tornesol para azul e podiam-se combinar com os ácidos, tornando-se menos alcalinos. Antoine Lavoisier (1777) afirmou que todos os ácidos continham na sua constituição oxigénio, como é o caso do ácido sulfúrico (H2SO4) e do ácido nítrico 18 (HNO3), não sendo contudo, por exemplo, o caso do ácido clorídrico (HCl). A partir dos seus estudos inventou a palavra oxigénio que significava “gerador de ácido”. Justus von Liebig (1838) sugeriu que os ácidos continham hidrogénio e que este podia ser substituído por átomos metálicos transformando-se assim em sais. Contudo existem algumas substâncias que contém hidrogénio, mas não tem propriedades de ácidos, como por exemplo o metano (CH4). Svante Arrhenius (1859-1927) referiu que os sais quando se dissociavam em água originavam iões (partículas com carga eléctrica) e definiu: Ácido como qualquer substância que dissolvida em água origina iões H+ e Base como qualquer substância que em solução aquosa origina iões HO-. Por exemplo: o HCl é um ácido porque liberta iões H+ em soluções aquosas. (1) HCl (aq) H O 2 H+ (aq) + Cl- (aq) Já o NaOH é uma base porque liberta iões HO- em soluções aquosas. (2) NaOH (aq) H O 2 HO- (aq) + Cl- (aq) Arrhenius afirmou ainda que a reacção que ocorria entre um ácido e uma base devia-se à reacção entre os iões H+ e HO-, em solução para formar água. (3) H+ (aq) + HO- (aq) H2O (l) Contudo esta definição era restritiva pois apenas tinha sido pensada usando como solvente a água e não conseguia explicar a acidez e a basicidade de soluções de sais. Segundo Brønsted (1879-1947), ácido é toda a substância capaz de doar um protão e uma base é toda a substância capaz de receber um protão. Brønsted escreveu: “ácidos e bases são substâncias que são capazes de libertar ou absorver iões hidrogénio, respectivamente”. Para este cientista as definições de ácido e base estavam intimamente ligadas, uma vez que um ácido ao libertar H+, teria de haver uma base para receber esse ião. Esta ideia foi expressa através do seguinte equilíbrio: 19 (4) B-(aq) + H+ (aq) A(aq) Em que A representa o ácido e B- é a base que dele resulta por cedência de H+. Lowry (1874-1936) reconheceu a importância do ião H3O+ e identificou a água como sendo receptora de um protão proveniente de um ácido, como por exemplo o HCl. Lowry escreveu: “ É notável o facto de a acidez forte ser apenas desenvolvida em misturas e nunca em compostos puros. Mesmo o cloreto de hidrogénio só se torna ácido quando misturado com água, isto pode explicar-se pela extrema relutância de um núcleo de hidrogénio existir isoladamente. O efeito de misturar cloreto de hidrogénio com água será providenciar um receptor para o núcleo de hidrogénio, de tal forma que a ionização do ácido envolve apenas a transferência de um protão.” (5) Cl- (aq) + H3O+ (aq) HCl (aq) + H2O (l) Hoje em dia os conceitos de ácido e base mais comuns, devem-se a Brønsted e Lowry, sendo um ácido uma espécie dadora de protões e uma base uma espécie receptora de protões. Esta teoria descoberta simultaneamente por estes dois cientistas tem a designação de teoria protónica. Mais recentemente Gilbert Lewis propôs um novo modelo para definir ácidos e bases: Ácido de Lewis é uma espécie que aceita um par de electrões não ligantes (aceitador do par electrónico). Base de Lewis é uma espécie que dá um par de electrões não ligantes (dador do par electrónico). (6) F3B(aq) ácido + :NH3 base F3B-NH3 20 3.1.2 - Reacções de ácido-base As reacções de ácido-base são reacções onde ocorre a transferência de protões (H+), isto é, o ácido cede um protão que a base recebe. Estas transferências de protões podem ser de um ou mais protões, caso o ácido tenha mais do que um protão para ceder e a base capacidade para receber. H+ (7) H+ HCOOH(aq) + H2O (l) ácido1 base 2 HCOO- (aq) + H3O+ (aq) base1 ácido2 Define-se pares ácido/base conjugados como um ácido e a sua base conjugada, ou uma base e o seu ácido conjugado. Resulta da definição de ácido-base segundo Brønsted, de tal modo que a base conjugada de um ácido de Brønsted é a espécie que resulta da remoção de um protão de um ácido. Inversamente um ácido conjugado resulta da adição de um protão a uma base de Brønsted. Daí resulta que todo o ácido tem uma base conjugada e toda a base tem um ácido conjugado. No exemplo anterior, os pares ácido/base conjugados são: HCOOH/HCOO- e H3O+/H2O. A definição de Brønsted também nos permite classificar o amoníaco como uma base, devido à sua capacidade de aceitar um protão. Neste caso, NH4+ é o ácido conjugado da base NH3 e HO- é a base conjugada do ácido H2O. No caso do NaOH, que em sentido restrito não se trata de uma base de Brønsted; dado que em solução aquosa se ioniza completamente, o ião hidróxido que se forma nessa ionização é uma base segundo Brønsted capaz de aceitar um protão. 21 3.1.3 - Propriedades ácido-base da água A água é como sabemos um solvente com características únicas. A água funciona como base na ionização de ácidos como por exemplo, o cloreto de hidrogénio e como ácido na ionização do amoníaco. Uma espécie deste tipo, que se comporta como um ácido numa reacção e noutra como base, é chamada anfotérica ou anfiprótica. A água é um electrólito muito fraco e por isso conduz mal a electricidade, no entanto ioniza-se numa pequena extensão: (8) 2 H2O (l) HO- (aq) + H3O+ (aq) A esta reação chama-se com frequência auto-ionização ou auto-protólise da água. Também aqui a água funciona como ácido e como base. A constante de equilíbrio desta reação será (9) Kc = Como há uma pequena fração de moléculas de água que se ioniza, a concentração da água, [H2O], permanece constante. Portanto vem: (10) Kc x [H2O]2 = Kw = [HO-] . [H3O+] À constante de equilíbrio, Kw, chama-se produto iónico da água (ou constante de ionização, ou constante de auto-protólise da água), e representa o produto das concentrações molares dos iões H3O+ e HO- a uma dada temperatura. Em água pura, a 25ºC as concentrações dos iões H3O+ e HO- são iguais entre si e iguais a 1,0 x10-7 moldm-3, sendo então o valor do produto iónico da água igual a 1,0 x10-14. Sempre que a concentração de H+ é igual à concentração de HO-, diz-se que a solução aquosa é neutra. Numa solução ácida há excesso de iões H+ e [H+] ˃ [HO-]. Numa solução básica há excesso de iões hidróxido e por isso [H+] < [HO-] . 22 É de realçar que é igualmente aceitável representar o protão em soluções aquosas como H+ ou como H3O+, sendo mais prático usar a fórmula H+ em cálculos que envolvam a concentração do ião hidrogénio ou que envolvam as constantes de equilíbrio, enquanto H3O+ é mais útil quando se discutem as propriedades ácido-base de Brønsted. 3.1.4 - pH - uma medida de acidez Como as concentrações dos iões H+ e HO- em solução aquosa são frequentemente números muito pequenos com os quais é bastante incómodo trabalhar, Soren Sørensen propôs em 1909, uma medida mais prática chamada pH (potencial hidrogeniónico). O pH de uma solução é definido como o simétrico do logaritmo decimal da concentração de iões oxónio (em mol/L): (11) pH = -log [H3O+] A [H3O+], também se chama concentração hidrogeniónica. O logaritmo é uma função matemática que permite representar números muito grandes ou muito pequenos de uma maneira mais simples. Repare-se que o termo [H3O+] na Equação 11, só diz respeito à parte numérica da expressão da concentração do ião hidrogénio, pois não se pode determinar o logaritmo de unidades, assim o pH de uma solução é uma quantidade adimensional. É fácil constatar que o pH aumenta à medida que a concentração de H3O+ diminui. No laboratório o pH é medido com um medidor de pH, ou de uma forma menos precisa utilizando o indicador universal (em papel ou em líquido). 23 Figura 1 - Medidor de pH, retirado de http://pt.wikipedia.org/wiki/Ficheiro:PH_meter.JPG Figura 2 - Papel indicador universal, retirado de http://portuguese.alibaba.com/products/ph-indicator-paper.html Pode também ser útil, utilizar uma escala de pOH, análoga à escala de pH, usando o simétrico do logaritmo da concentração do ião hidróxido. (12) pOH = -log [HO-] 24 Consideremos novamente o produto iónico da água: Kw= [HO-]. [H3O+ ] = 1,0 x10-14 Fazendo o simétrico do logaritmo de ambos os membros da equação obtemos: -(log [H3O+]+ log [HO-] ) = – log (1,0x10-14) -log [H3O+] - log [HO-] = 14,0, ou seja, (13) pH + pOH = 14,0 Esta equação representa outra forma de exprimir a relação entre a concentração do ião H+ e a concentração do ião HO-. 3.1.5 - Força de ácidos e bases A força de um ácido é determinada pelo grau de ionização das suas moléculas. Quando se dissolve um ácido em água pode haver ionização de todas ou apenas de algumas das suas moléculas, dependendo da natureza do ácido. Caso se trate de um ácido forte (electrólito forte), como por exemplo o ácido clorídrico (Equação 14) ou o ácido nítrico (Equação 15), a reacção é muito extensa ocorrendo completamente a formação de iões, uma vez que quando os mesmos se dissolvem em água, todas as suas moléculas se ionizam. (14) HCl(aq) +H2O (l) (15) HNO3(aq) +H2O (l) H3O+ (aq) + Cl- (aq) H3O+ (aq) + NO3- (aq) No caso de se tratar de um ácido fraco, como por exemplo o ácido acético (Equação 16) ou o ião amónio (Equação 17), estes ionizam-se em água numa extensão limitada. No equilíbrio, as soluções aquosas de ácidos fracos, contêm uma mistura de reagentes (ácido e água) e de produtos (iões H3O+ e a base conjugada do ácido). (16) CH3COOH(aq) + H2O (l) (17) NH4+(aq) + H2O (l) CH3COO- (aq) + H3O+ (aq) NH3 (aq) + H3O+ (aq) 25 A força de um ácido pode ser expressa através da constante de acidez, Ka, que está relacionada com a ionização do ácido em água. Para definir constantes de equilíbrio, de que é um exemplo a constante de acidez, convencionou-se que a concentração de líquidos puros (como é o caso da água) é igual a um. Nas equações anteriores a água está praticamente pura, pelo que a sua concentração não aparece na constante de equilíbrio. Para a equação 16, vem então: (18) Ka = Neste caso a constante tem um valor baixo, Ka = 1,8x10-5, o que está de acordo com o facto de a reacção ser pouco extensa. Outra grandeza, além da constante de acidez que nos dá indicação sobre a força de um ácido é o seu grau de ionização (ou percentagem de ionização). (19) Grau de ionização = x 100% Quanto mais forte for o ácido, maior é o seu grau de ionização. O que se referiu para ácidos também se aplica para bases. Os hidróxidos de metais alcalinos e de metais alcalino-terrosos, tais como KOH, NaHO e Ba(HO)2 são bases fortes que se dissociam completamente em solução. (20) KOH(aq) H2O (21) NaOH(aq) (22) Ba(OH)2 (aq) H2 O H2O K+ (aq) + HO-(aq) Na+ (aq) + HO-(aq) Ba2+ (aq) + 2 HO-(aq) No caso de se tratar de uma base fraca, como por exemplo o amoníaco, a ionização é pouco extensa, pelo que existem em equilíbrio todas as espécies: (23) NH3(aq) + H2O(l) NH4+(aq) + HO-(aq) A sua constante de basicidade será: 26 (24) Kb = Os ácidos fortes possuem constantes de acidez elevadas, assim como as bases fortes possuem constantes de basicidade elevadas. Quanto mais forte é um ácido, mais fraca é a sua base conjugada e vice-versa. As constantes de acidez e de basicidade de ácidos e bases conjugadas estão relacionadas através da expressão: (25) Ka x Kb = Kw A força de um ácido não deve ser confundida com o pH de uma solução! Um ácido pode ser forte e por isso ionizar-se completamente, mas se estiver muito diluído a sua concentração de iões H3O+ em solução é baixa, pelo que o valor do seu pH praticamente não se altera, não sendo por isso a solução de um ácido forte necessariamente corrosiva. Por outro lado, um ácido pode ser fraco e no entanto ser corrosivo, basta que esteja muito concentrado, o mesmo se passa com as bases. A força de um ácido depende de vários factores, tais com as propriedades do solvente, a temperatura e, evidentemente, a estrutura molecular do ácido. Quando comparamos as forças de dois ácidos, podemos eliminar algumas variáveis considerando as suas propriedades no mesmo solvente e à mesma temperatura. Podemos deste modo concentrar-nos na estrutura dos ácidos. Consideremos um certo ácido HX. Os factores que determinam a força do ácido são a polaridade e a energia de ligação H-X. Quanto mais polar for a ligação, mais facilmente o ácido se ioniza em H+ e X-. Por outro lado, ligações fortes (isto é, ligações com elevada energia de ligação) ionizam-se menos facilmente do que ligações fracas. 3.1.6- Titulações de ácido-base O que sucede se se juntar uma solução ácida, por exemplo de HCl, com uma solução básica, por exemplo de NaOH? Em solução vão encontrar-se além da água, que é o solvente, as seguintes espécies: Na+(aq) , HO-(aq), H3O+(aq) e Cl-(aq). 27 Como já vimos anteriormente a reacção de auto-ionização da água é uma reacção muito pouco extensa (Kw=1,0 x10-14), logo a sua reacção inversa será muito extensa, sendo praticamente completa. (26) HO-(aq) + H3O+(aq) 2 H2O (l) Quando se junta HCl e NaHO, os iões HO- e H3O+ reagem entre si para formar água e se a quantidade de HO- for igual à quantidade de H3O+, então a solução final ficará neutra. Restam apenas os iões Na+(aq) e Cl-(aq), isto é, uma solução aquosa de cloreto de sódio. A reacção que ocorre tem o nome de neutralização e pode-se escrever como se indica a seguir: (27) HCl(aq) + NaHO(aq) NaCl(aq) + H2O(l) As reações de neutralização são muito importantes no dia-a-dia, quer seja para eliminar resíduos laboratoriais ou industriais, quer seja para combater a acidez do estômago ou atenuar a dor de uma picada de insecto. Estas reacções de neutralização são muito utilizadas em análise Química, em titulações de ácido-base, também designadas por volumetrias. Este tipo de análise permite determinar a concentração desconhecida de um ácido (ou base) numa solução - o titulado. Para isso faz-se reagir essa solução com uma solução básica (ou ácida) de concentração conhecida - o titulante. O material utilizado encontra-se na Figura 3. 28 Figura 3 - Esquema de uma titulação, retirado de http://www.profpc.com.br/Solu%C3%A7%C3%B5es.htm Numa titulação de ácido-base adiciona-se titulante ao titulado até se atingir o ponto de equivalência, isto é, até ao momento em que o ácido e a base reagem estequiometricamente. Nesse momento, o número de moles de ácido é estequiometricamente igual ao número de moles de base, e pode-se assim determinar a concentração desconhecida. O ponto de equivalência é detectado geralmente por uma variação brusca de pH, que pode ser visualizada por um medidor de pH ou utilizando um indicador de ácidobase adequado. Ao representar num gráfico o pH em função do volume de titulante adicionado consegue-se facilmente detectar a mudança brusca de pH. A Figura 4 apresenta um gráfico referente a uma curva de titulação. Figura 4 - Curva de titulação, retirado de http://titulacoesacido-base.blogspot.com/ Um indicador de ácido-base (geralmente um ácido ou uma base orgânica fracos) é uma substância que muda de cor consoante o pH do meio em que se encontra. Essa cor depende do pH do meio e de características próprias do indicador, como a constante de equilíbrio KInd, por isso, depende da relação entre as concentrações das duas partículas conjugadas, HInd/Ind-, em que HInd representa a forma ácida do indicador. A visualização da mudança de cor do indicador determina-se experimentalmente no ponto final da titulação, uma vez que se torna impossível determinar no ponto de equivalência. 29 Chama-se erro de titulação à menor diferença possível entre o ponto de equivalência e o ponto final. A selecção de um indicador para uma determinada titulação deve ter um pKInd o mais próximo possível do pH do ponto de equivalência e a zona de viragem deve estar contida na zona de variação brusca de pH, que ocorre no ponto de equivalência. 30 3.2 - Enquadramento Pedagógico e Curricular A compreensão do mundo em que vivemos, a tomada de decisões e a resolução de problemas são fundamentais para os cidadãos. O professor é parte integrante deste desafio e compete-lhe desenvolver nos alunos (futuros agentes interventivos na sociedade) competências nos domínios do conhecimento, do raciocínio e das atitudes, as quais são facilitadas pela utilização das novas tecnologias. Com este fundamento, levei a cabo um estudo que se propôs integrar recursos tecnológicos no ensino de soluções ácido-base, no contexto do secundário. O tema “Acido-Base”, insere-se nas orientações curriculares para o terceiro ciclo do ensino básico, no tema organizador “Sustentabilidade na Terra”, no qual “ pretendese que os alunos tomem consciência da importância de actuar ao nível do sistema Terra, de forma a não provocar desequilíbrios, contribuindo para uma gestão regrada dos recursos existentes.” (GALVÃO, 2001) No programa de Física e Química A, insere-se na Unidade 2 - Da atmosfera ao Oceano: Soluções na Terra e para a Terra, do 11º ano de Química, nos quais “a exploração destes contextos permitirá ainda que os alunos possam alcançar a dimensão da educação pela ciência, já que ao compreenderem melhor o planeta estarão mais preparados para agir de forma a minimizar o impacte das actividades humanas (incluindo industriais) no ambiente, atitude indispensável ao desenvolvimento sustentado e sustentável.” (MARTINS, 2003) 3.2.1 – Concepções alternativas em ácido-base O professor não deve partir do princípio que os alunos não contêm conhecimento prévio sobre o assunto a ser leccionado. Antes de avançar para um tema novo, o professor deve perceber que informações, nomeadamente de senso comum que os alunos possuem (obtido através do contexto sócio-cultural, mas também na tentativa de encontrar explicações para os fenómenos que observa e não compreende), e que podem dificultar a aprendizagem correcta dos conceitos científicos. 31 “Para os alunos essas ideias prévias ou alternativas fazem sentido, e por isso, muitas vezes mostram-se resistentes a aprendizagem e aquisição de novos conhecimentos.” (ARAGÃO, SCHNETZLER, 1995) Segundo DRIVER (1985) as conceções prévias e erróneas são as seguintes: De natureza pessoal, estáveis e com elevado grau de coerência. Resultam da experiencia individual e do uso do senso comum. Semelhança com as concepções históricas pré-científicas. Sério obstáculo à aprendizagem. Os alunos só abandonarão as ideias pré-concebidas quando as considerarem incorrectas, por isso o professor tem o papel de efectuar essa mudança ou evolução conceptual. Esta mudança pressupõe que o aluno tome consciência das suas concepções alternativas perante as novas concepções científicas. O professor, através de questões, raciocínios lógicos e demonstrações, permite ao aluno evoluir nos seus conhecimentos e confrontar as suas ideias, reestruturando, reformulando ou mesmo substituindo as suas concepções prévias. Como estratégias para corrigir conceções prévias e erróneas dos alunos CARVALHO (2010) sugere: Abordagem P-O-E (Prever-Observar-Explicar). (GUNSTONE, 1988) Construção de Mapas de Conceitos. (AUSUBEL, NOVAC, 1977) Elaboração de Glossários. Neste tema há uma série de concepções prévias e erróneas, que é imprescindível detectar e confrontar, tais como referem MAGALHÃES e LEMOS (2008) e SIMÕES (2008): 1. Os ácidos são corrosivos, enquanto as bases não. 2. Um ácido (ou uma base) não precisa de outra substância para revelar as suas propriedades. 3. O valor de pH de uma solução é independente da temperatura. 32 4. A escala de pH não tem valores menores do que zero nem maiores do que catorze. 5. A água destilada tem pH igual a sete. 6. A água destilada é a substância água pura. 7. Na substância água pura apenas existem moléculas de água, H2O. 8. A substância água é boa condutora da corrente eléctrica. 9. Se uma espécie é ácida em solução, não pode ter um ácido conjugado. 10. Se uma espécie é básica em solução, não pode ter uma base conjugada. 11. A constante de acidez de um ácido tem o mesmo valor que a constante de basicidade da sua base conjugada. 12. O valor de pH do ponto de equivalência é sempre sete. 13. No ponto de equivalência, a quantidade de ácido é sempre igual à quantidade de base. 14. A chuva normal não é ácida. 15. Só se formam chuvas ácidas nas zonas onde são produzidos os poluentes. 16. Só os metais são afectados pelos ácidos. 17. Todos os metais são afectados pelos ácidos. 18. Produz-se um gás durante a neutralização de ácido clorídrico com hidróxido de potássio. 19. Produz-se mais hidrogénio na reacção de um ácido forte com magnésio, por exemplo, do que com um ácido fraco, porque o ácido forte contém nas suas moléculas mais ligações a átomos de H. 20. O sabor dos ácidos é amargo e apimentado. 21. Todas as substâncias com cheiros fortes e marcados são ácidos. 22. Todos os ácidos são fortes e "poderosos". 23. As substâncias ácidas não devem ser ingeridas. 24. As substâncias que provocam queimaduras são todas ácidas. 25. Os ácidos contêm excesso de iões hidróxido. 26. Os frutos são alcalinos. 27. Os solos não podem ser ácidos porque neles crescem coisas como os vegetais. 28. Os ácidos fortes originam soluções de maior pH do que os ácidos fracos. 29. Todos os ácidos são venenosos. 30. Uma reacção de um ácido qualquer com uma base qualquer origina sempre soluções neutras. 33 31. Como os sais não têm grupos OH e a sua maioria não tem H na sua fórmula, as suas soluções não podem originar iões H+ ou HO-. Da minha prática lectiva, aquelas que mais tenho sentido nos alunos são correspondentes aos números: 1, 2, 6, 8, 12, 14, 15, 22, 23, 24, 29 e 30. “As concepções alternativas acima referidas e outras conhecidas dos professores colocam em evidência a necessidade de criar novas alternativas e novos materiais para optimizar o ensino/aprendizagem destes conceitos.” (MOREIRA, 2006) 3.2.2 – Ácido-base no ensino básico Inicialmente abordam-se as reacções químicas e posteriormente estudam-se os tipos de reacções Químicas, sendo aí abordadas as reacções de ácido-base. Neste tema os alunos contactam com indicadores de ácido-base apenas como substâncias que permitem detectar o carácter químico das soluções aquosas: ácidas, básicas ou neutras, através de alterações sensoriais (a mudança de cor) não sendo abordadas as reacções dos indicadores. Experimentalmente os alunos analisam o caráter químico de materiais de uso comum geralmente trazidos pelos próprios alunos, como limão, coca-cola, champô, pasta dos dentes, … Faz-se referência à escala de pH, mas apenas para a temperatura de 25ºC. Os alunos aprendem a caraterizar uma solução mediante o valor do pH e a poder comparar a acidez ou basicidade de soluções aquosas. Salienta-se também a sua importância no diaa-dia. Posteriormente estudam-se as reações entre soluções ácidas e soluções básicas, refere-se que para aumentar o pH de uma solução ácida adiciona-se uma solução básica e para diminuir o pH de uma solução básica, adiciona-se uma solução ácida. Estas reações podem ser realizadas na sala de aula como por exemplo uma reacção de neutralização – reacção entre um ácido e uma base das quais resulta um sal e água. 34 3.2.3 – Ácido-base no ensino secundário A água, solvente por excelência, faz parte de muitas reações Químicas de elevada importância para o planeta. Torna-se portanto o fio condutor que une todo o programa da disciplina. No programa de Física e Química A encontramos um parágrafo que resume o grande impacto do ciclo da água no planeta, segundo MARTINS (2003): “É ácida a chuva que cai sobre a superfície do planeta devido à dissolução do dióxido de carbono atmosférico na água e é ainda mais ácida se na atmosfera existirem outros gases de origem antropogénica. Quando estas soluções ácidas atingem a Terra, os seus efeitos nefastos fazem-se sentir de forma mais ou menos imediata: dissolvem mármores e materiais calcários, atacam estruturas metálicas por oxidação, baixam o pH de águas de lagos e rios, modificando as condições de vida das espécies que as habitam, destroem florestas por danificações de folhas e folículos… São alcalinas as águas dos oceanos, mantidas a um pH fixo pelo conjunto das espécies CO2(aq), HCO3-(aq) e CO32-(aq). (…) São ácidas as águas de superfície já que, em contacto com a atmosfera, dissolvem o dióxido de carbono e, ao atravessarem os solos onde a vegetação se decompõe, dissolvem igualmente os ácidos húmicos, provocando a solubilização de rochas calcárias que encontram no seu percurso encaminhando-as para zonas mais interiores da Terra, e quando se atingem condições favoráveis da relação pressão total/pressão parcial de dióxido de carbono, originam a precipitação de calcário sob a forma de estalactites e estalagmites.” As subunidades abordadas são: 2.1- Água da chuva, água destilada e água pura. 2.2- Águas minerais e de abastecimento público: a acidez e a basicidade das águas. 2.3- Chuva ácida (2.3.1- Acidificação da chuva). Neste nível de ensino há um aprofundamento dos conteúdos do ensino básico, sendo os assuntos abordados a partir de soluções aquosas naturais como por exemplo a água da chuva, a água mineral e a água do mar, os alunos aprendem a relacionar quantitativamente a concentração hidrogeniónica de uma solução e o seu valor de pH. 35 4- Organização de sítios da Internet com recursos sobre ácido-base. A organização de sítios da Internet com recursos sobre ácido-base foi feita pesquisando no Google através de palavras-chave. Os sítios foram depois observados e analisados. Caso os mesmos tivessem qualidade e utilidade para a utilização na sala de aula ou como materiais de apoio para o professor ou para os alunos em trabalhos de pesquisa ou complementares à aula, eram compilados numa folha Excel. Nessa folha era indicado o endereço, o nível e contexto de ensino, o tipo de actividade, e a sua descrição, bem como sugestões metodológicas para o ensino básico ou secundário. Alguns sítios de interesse necessitam de adaptação, uma vez que se encontram em Inglês. Verifica-se que algumas simulações necessitam de um roteiro de exploração para que as mesmas contribuam para uma aprendizagem significativa. Desse conjunto, enumeram-se de seguida os exemplos mais oportunos: TÍTULO: Solutions of Acid, Base, and Salt ENDEREÇO: http://group.chem.iastate.edu//Greenbowe/sections/projectfolder/flashfiles/acidbasep H/ph_meter.html DESCRIÇÃO: Simulação de várias soluções aquosas de ácidos, bases ou sais nas quais se pode medir o pH com o pH metro, basta introduzir os elétrodos e aguardar que registe o valor (fig. 5). Figura 5- Imagem da simulação computacional da medição do pH de ácido clorídrico 36 TÍTULO: Titulação de HCl com NaOH ENDEREÇO: http://auth.mhhe.com/physsci/chemistry/animations/chang_7e_esp/crm3s5_5.swf DESCRIÇÃO: Actividade laboratorial de uma titulação em que se vai adicionando base ao ácido, visualização das moléculas, da adição de base, do valor de pH e da curva de titulação em simultâneo. (fig. 6) É acompanhada de uma explicação oral em Inglês e na parte final há a escrita da equação e escolha múltipla do valor da concentração do ácido. Figura 6 - Imagem da simulação computacional da titulação de HCl com NaOH TÍTULO: Determinação da concentração de uma solução de ácido - base ENDEREÇO: http://group.chem.iastate.edu//Greenbowe/sections/projectfolder/flashfiles/stoichiometr y/a_b_phtitr.html DESCRIÇÃO: Actividade laboratorial de uma titulação em que se pode escolher o ácido e a base, qual é que se coloca na bureta e o indicador. Vai-se adicionando gota a gota a solução da bureta. No final da titulação calcula-se a concentração do ácido ou da base e pode-se confirmar se está correcto. 37 Figura 7- Imagem da simulação computacional da titulação de um ácido com uma base TÍTULO: Equilíbrio ácido acético/ião acetato ENDEREÇO:http://auth.mhhe.com/physsci/chemistry/animations/chang_7e_esp/a cm3s4_15.swf DESCRIÇÃO: Simulação do movimento de moléculas de ácido acético e de ião acetato em equilíbrio, simulação da reacção que ocorre após adição de um ácido forte ou de uma base forte e visualização das concentrações num gráfico. Figura 8 - Imagem da simulação computacional do equilíbrio ácido acético/ ião acetato TÍTULO: Amoníaco em água ENDEREÇO: http://dwb4.unl.edu/ChemAnime/AMMOND/AMMOND.html DESCRIÇÃO: Representação de várias moléculas (ex. amoníaco) a sofrer ionização usando os modelos moleculares. Figura 9 - Imagem da simulação computacional uma base a receber um protão 38 TÍTULO: Acid Base Introduction ENDEREÇO: http://www.khanacademy.org/video/acid-base-introduction?playlist=Chemistry DESCRIÇÃO: Vídeo com a explicação de conceitos sobre ácido – base, acompanhados da escrita das equações. Figura 10 - Imagem referente à explicação da auto-ionização da água e cálculo do pH TÍTULO: Indicadores e respetivos pontos de viragem ENDEREÇO: http://pt.wikipedia.org/wiki/Indicador_de_pH DESCRIÇÃO: Exemplos de indicadores com a indicação das cores em pH inferior e superior ao intervalo da zona de viragem com a indicação da mesma. Figura 11 - Excerto da imagem computacional de Indicadores e respectivas zonas de viragem 39 TÍTULO: Tudo sobre ácidos e bases ENDEREÇO: http://www.chem1.com/acad/webtext/abcon/ DESCRIÇÃO: Informação muito detalhada e completa sobre ácido-base, com ligação a várias sub - secções (na fig. 12, observam-se 3 das 7 sub - secções). Figura 12 - Imagem da página inicial do texto de apoio “Tudo sobre ácidos e bases” TÍTULO: Questões de escolha múltipla (quiz) sobre ácido-base ENDEREÇO: http://www.funtrivia.com/newflash/trivia.cfm?qid=256873 DESCRIÇÃO: Conjunto de questões de escolha múltipla. Após a seleção da resposta, o computador confirma se a resposta está correta dando uma pequena explicação. Figura 13 – Imagem de uma das questões sobre ácido - base 40 5- Ensino de ácido-base usando recursos digitais: estudo de impacto. Neste ponto faz-se a descrição do estudo efetuado em duas turmas do ensino secundário na disciplina de Física e Química A. O objectivo foi testar se a utilização de simulações em ácido-base levaria os alunos a terem mais interesse e motivação pelo estudo deste tema em particular e no geral da Química. 5.1- Descrição do recurso utilizado O recurso utilizado foi um roteiro de exploração de uma simulação sobre soluções de ácido-base. Figura 14 - Imagem inicial da simulação “Acid base solutions” 41 Na simulação o aluno pode escolher a solução pretendida entre: água, solução de um ácido forte, solução de um ácido fraco, solução de uma base forte e solução de uma base fraca, e posteriormente saber qual Figura 15- Imagem da secção para escolha da solução metro o valor do pH da solução, mergulhando um pH- , ou uma fita de papel indicador universal . Também se pode estudar a condutibilidade da solução , pela introdução de dois eléctrodos na solução e observação do brilho de uma lâmpada. Existe uma secção “Views” onde o aluno tem a oportunidade de visualizar as moléculas (mostrando ou não o solvente), visualizar um gráfico onde se mostram as concentrações de equilíbrio das diferentes substâncias existentes em solução ou visualizar apenas o líquido. Figura 16- Imagem para escolha da visualização das moléculas Inicialmente é pedido ao aluno para fazer uma estimativa sobre o valor do pH e da condutibilidade da solução escolhida. Depois é solicitado ao aluno que confirme ou não as estimativas feitas pela introdução do medidor de pH, do papel indicador universal e dos eléctrodos na solução. O aluno deve repetir estes procedimentos para outras soluções e registar numa tabela. Seguidamente o aluno é questionado sobre se a concentração de ácidos e bases das soluções está relacionada com a força de ácidos e bases, respectivamente. Após ter feito uma estimativa, o aluno selecciona uma concentração de um ácido forte por exemplo, na secção “solution” e mede o pH e a condutibilidade da mesma, registando as suas observações. Repete o mesmo procedimento Figura 17- Imagem da escolha da42 força e concentração do ácido/base para outros valores de concentrações e de soluções (ácido fraco, base forte e base fraca). De seguida o aluno deve tirar as conclusões da simulação e finalmente é solicitado que o aluno faça uma pesquisa na Internet para estudar os fatores de que depende a força dos ácidos. 5.2- Roteiro de exploração Encontra-se no Anexo 1 o roteiro de exploração utilizado. 5.3- Descrição do estudo O estudo foi efectuado em duas turmas de 11º ano (turma A e C), na disciplina de Física e Química A da Escola Secundária da Boa Nova em Leça da Palmeira. Anteriormente foi solicitado aos alunos para trazerem os seus portáteis, pelo menos um por grupo, já que a simulação foi feita em aulas de turno. Isto tornou-se necessário uma vez que as salas de computadores estavam ocupadas nas horas pretendidas. Os alunos mostraram-se colaborativos e não faltaram à sua palavra, trazendo o material necessário. Antes de os alunos entrarem na simulação foi necessário fazer a ligação à Internet, o que não foi fácil para alguns grupos pois a ligação sem fios não conectava, ou porque os alunos não tinham os seus computadores configurados ou porque a rede era fraca. Esta parte inicial do trabalho teve alguns constrangimentos que foram ultrapassados, mas que necessitaram de algum tempo dispendido. Seguidamente foi distribuído o roteiro de exploração, os alunos abriram o sítio e foi-lhes solicitado que seguissem o roteiro e respondessem às questões colocadas numa folha à parte, para posteriormente me serem entregues. Caso surgisse alguma dúvida, eu esclarecia os alunos, ajudando-os sem no entanto responder às questões formuladas, no roteiro. Os grupos de alunos que efetuaram o estudo foram os seguintes: dois grupos mistos, três grupos femininos, três grupos masculinos. Todos os alunos entregaram os registos efectuados e mostraram-se empenhados durante o estudo. 43 5.4 – Alguns resultados Os alunos seguiram o roteiro e foram respondendo correctamente à maioria das questões. Foram obtidas no total doze respostas (seis de cada turma) e os resultados foram os seguintes: Gráfico 1- Estimativa do pH de um ácido forte Gráfico 2 - Estimativa da cor do indicador universal Gráfico 3 - Estimativa da condutividade eléctrica 44 Quanto à estimativa do pH de uma solução de um ácido forte, da cor do indicador universal, bem como da condutividade eléctrica, todos os alunos fizeram uma estimativa correcta. Dado que as estimativas efectuadas para estes dois últimos indicadores eram coincidentes na maioria dos casos com os valores verdadeiros é de supor que os alunos tivessem feito uma consulta primeiramente na aplicação. Nem todos os grupos entenderam corretamente o que lhes era solicitado, uma vez que quando na questão número sete se pedia para repetirem os procedimentos desde o ponto dois até ao seis, isto é, fazerem uma estimativa para outras soluções e confirmarem os valores, mergulhando o medidor de pH, o papel indicador universal e os elétrodos nas soluções, apenas três grupos fizeram estimativas para as outras soluções. Os restantes limitaramse a preencher a tabela para confirmação dos resultados. Na questão dez perguntava-se ao aluno se um ácido forte era sinónimo de um ácido concentrado, obtendo-se as seguintes respostas: Gráfico 4 - Será um ácido forte sinónimo de ácido concentrado? Quanto à justificação, algumas das respostas obtidas foram: “Com o aumento da concentração da substância existe um aumento do ácido e do H3O+ mas a manutenção da água”;; “Quanto maior a concentração, menor a acidez, menor o pH”;; “Por exemplo, para uma solução de concentração igual a 1molL-1, o pH de um ácido fraco é de cinco e de um ácido forte é zero, logo estes não são iguais e portanto um ácido forte não é sinónimo de ácido concentrado”;; “Quando se diz que um ácido é concentrado referimonos à concentração do ácido numa solução aquosa e quando dizemos que um ácido é 45 forte referimo-nos à extensão da reação de ionização”;; “Um ácido forte é caracterizado pela elevada extensão da reação de ionização (ioniza-se completamente na água)”;; “Um ácido concentrado possui elevada quantidade de iões H3O+ ”. Todos os grupos, exceto um, previram que um aumento de concentração de ácido iria fazer diminuir o pH, e quatro grupos justificaram correctamente, um dos grupos não justificou. Na questão se um ácido mais concentrado seria melhor condutor da corrente elétrica, todos os alunos responderam afirmativamente, mas a justificação correta apenas foi dada por dois grupos. Todos os alunos responderam afirmativamente na questão “Um ácido mais concentrado será melhor condutor da corrente elétrica?” Algumas das justificações foram: “Porque como existem mais átomos existem mais iões e como existem mais iões existe mais energia e um consequente aumento da corrente elétrica.”;; “Quanto maior for a concentração de um ácido, maior será a sua condutividade elétrica.”;; “Devido á elevada concentração de ácido, a quantidade de iões H3O+ é maior. Os iões são bons condutores de corrente elétrica.”;; “Devido ao aumento da concentração há um aumento do número de partículas. As partículas ao chocarem umas com as outras transmitem a energia. Com o aumento do número de partículas a energia transmite-se mais facilmente.”. Todos os grupos assinalaram correctamente a resposta à questão: “Se substituir o ácido forte por ácido fraco o que prevê que irá mudar?”, contudo, quando solicitados os testes e comparação com as previsões cinco grupos (três da turma A e dois da turma C) não responderam. Na questão “Quando se substitui o ácido por uma base que diferenças prevê que ocorram?” as respostas obtidas foram: Gráfico 5 - Estimativa das alterações na substituição de ácido por base 46 Quanto à questão para executar os testes com uma base e comparar com as previsões, apenas um grupo realizou para mais do que uma base (turma A), três grupos realizaram apenas para uma base forte (dois da turma A e um da C) enquanto os outros grupos não responderam. As conclusões tiradas pelos alunos foram pouco satisfatórias já que houve apenas um grupo em cada turma que concluiu sobre toda a simulação e portanto sobre todos os tipos de soluções aquosas, três grupos concluíram muito resumidamente e um grupo apenas concluiu sobre a última parte da simulação. Exemplos das conclusões retiradas pelos alunos: “A base tem menor condutibilidade maior pH menor concentração de H3O+ que o ácido”;; “Podemos concluir que a condutibilidade depende se é ácido ou base e se são fracos ou fortes. Também concluímos que o pH ácido/base, fraco/forte varia com a concentração, o papel de indicador varia de acordo com o pH”;; “Para ácidos e bases fortes, os valores de pH são muito reduzidos ou muito altos, respetivamente. O papel indicador assume, para os ácidos, cores muito próximas do vermelho e laranja, enquanto para as bases o verde e azul predominam. A condutibilidade é, em ambos os casos, muito elevada (o brilho da lâmpada é muito intenso). Para ácidos e bases fracas, os valores de pH situam-se mais entre quatro e dez. A cor do papel indicador varia entre laranja e amarelo para os ácidos e o verde-claro para as bases. A condutibilidade é muito fraca, e por isso o brilho da lâmpada vai ser pouco intenso.” No final da aula elaborei um diário de bordo que se encontra em anexo. 6- Conclusões e notas finais. Dado que vivemos na “Sociedade da Informação”, é importante refletir sobre o uso que é dado aos computadores e à Internet e até que ponto estes contribuem para uma melhor aprendizagem no ensino das Ciências, e em particular da Química. Vários estudos têm sido efectuados, e todos são unânimes em considerar que o seu uso desperta nos alunos motivação e interesse, pelo que os professores devem aproveitar ao máximo esta ferramenta didática que têm ao seu dispor. 47 Com a aplicação desta simulação e pelos resultados obtidos, posso concluir que as novas tecnologias são hoje em dia uma mais-valia para o processo de ensino/aprendizagem dos alunos. Contudo é também urgente que os professores divulguem, incentivem e tomem atitudes de partilha e colaboração com os seus pares, que por vezes desconhecem ou evitam utilizar estas ferramentas. Apesar do estudo efetuado ter sido num curto intervalo de tempo (embora durante a minha prática letiva já tenha utilizado outras simulações) percebi através do diálogo efetuado com os alunos no final da aula em que ocorreu a simulação (com o roteiro) que estes gostaram e admitiram que era uma maneira de aprender Química diferente, divertida e proveitosa. Por outro lado alguns alunos referiram também que as simulações são meios de experimentar sem gastar reagentes e em condições de segurança. Lamentavelmente, pelo fato de ter sido efetuada no final do ano letivo, não foi possível realizar com os alunos um questionário ou entrevistas a fim de saber de uma forma sustentada qual a sua opinião sobre a utilização de simulações no estudo da Química, e em particular das reações de ácido-base. Dado que a parte de Química a que se refere o estudo é lecionada no final do terceiro período, só por essa altura foi possível aplicar o mesmo, não restando seguidamente muito tempo para reflexão. Com a agravante de se tratar de um ano de exame nacional, com um programa extenso, que obriga à lecionação total da matéria. Por tudo o que foi exposto, julgo estar em condições de afirmar que o uso do recurso em causa contribuiu para uma melhor abordagem das soluções de ácido-base. Paralelamente, considero importante a aposta futura na criação de recursos multimédia elaborados com a supervisão de docentes, de forma a permitir ao professor um maior controlo futuro sobre a exploração e manipulação das simulações, para que o aluno só progrida na aplicação após ter realizado todos os passos prévios enunciados no roteiro. Desta forma reduz-se a possibilidade de uma utilização abusiva, que facilite a obtenção de respostas, e que invalide o processo real de aprendizagem. 48 7 – Bibliografia ADELL, J (1997) – Tendências en education en la sociedad de lás tecnologias de la formation Edutec. Revista electrónica de tecnología Educativa, 7 (1997) ATKINSON, T. (1997) – Pedagogical considerations in the application of new technologies to teacher education, European Journal of Teacher Education. 20 (1) (1997) 101. BARROS, J., Recursos Multimédia para o Ensino da Física no 3º ciclo do Ensino Básico: produção e estudo Exploratório de Impacto, FCUP, Mestrado em Educação Multimédia, 2009 BRÁS, C. (2003). Integração das tecnologias da informação e comunicação no ensino da Física e Química. Os professores e a Astronomia no ensino básico [consult. 201107-02]. Disponível em: www.nautilus.fis.uc.pt/cec/teses/carlosbras/tese%20final.pdf CARVALHO, P. S; SOUSA, A. S.(2003) - Implicações dos novos “curricula” na formação de professores. Comunicação apresentada no III Encontro da Divisão de Ensino e Divulgação de Química. A química e os novos desafios da comunicação. Póvoa de Varzim, 2003 CHANG, R., (1994). Química. Boston: Mc Graw Hill, 5ª edição, 1994 COSTA, Fernando Albuquerque; PERALTA, Helena; VISEU, Sofia (org.) (2007). As TIC na educação em Portugal: Concepções e Práticas. Porto Editora, 2007 COUTINHO, A. e al. (2003) - A aldeia dos elementos - Tabela periódica Interactiva para o Ensino Básico. FCUP. Poster apresentado no III Encontro da Divisão de Ensino e Divulgação de Química. A química e os novos desafios da comunicação. Póvoa de Varzim, 2003 DRIVER, R., GUESNE, E. e TIBERGHIEN, A. (eds.) (1985). Children’s Ideas in Science. Milton Keynes: Open University Press, 1985 49 GALVÃO, C. (coord.) et al. (2001). Ciências Físicas e Naturais – Orientações Curriculares para o 3º ciclo do Ensino Básico. Departamento da Educação Básica, Ministério da Educação, Lisboa, 2001 GIL, V. M. S. (2003) – Química e Cultura Científica. Comunicação apresentada no III Encontro da Divisão de Ensino e Divulgação de Química. A química e os novos desafios da comunicação. Póvoa de Varzim, 2003 GOUVEIA, R. (2003) - Comunicação, Química e formação de Professores. Conferência plenária apresentada no III Encontro da Divisão de Ensino e Divulgação de Química. A química e os novos desafios da comunicação. Póvoa de Varzim, 2003 HORTA, L. (2003) – Internet Java Applets e Software Educacional no Ensino da Química. Comunicação apresentada no III Encontro da Divisão de Ensino e Divulgação de Química. A química e os novos desafios da comunicação. Póvoa de Varzim, 2003 LIVRO VERDE (1997) – Livro Verde para a sociedade da Informação em Portugal, Missão para a sociedade da Informação, Lisboa: Graforim, 1997 MAGALHÃES, J., LEMOS, A. – Livro do professor, Química A, Elementos, 11ºano, Santillana Constância, 2008 MARTINS, Isabel P.(coord.) e al. (2003) – Programa de Física e Química A, 11º ano Departamento do Ensino Secundário. Ministério da Educação, 2003 MORAIS, C. (2006). "+ Química Digital" Recursos digitais no ensino da Química: uma experiência no 7.º ano de escolaridade. Dissertação de Mestrado em Educação Multimédia. Porto: FCUP, 2006[online].[consult. 2010- 01-12]. Disponível em. http://nautilus.fis.uc.pt/cec/teses/carlam/ MOREIRA, C. (2006). “Recursos digitais para o ensino sobre Solubilidade”. FCUP, 2006 [online].[consult. 2011- 07-12]. Disponível em http://nautilus.fis.uc.pt/cec/teses/carina/index.html 50 NEGROPONTE, N. (1998). Beyond Digital. Wired Columns. [online] [consult 201001-12]. Disponível em http://web.media.mit.edu/~nicholas/Wired/WIRED6-12.html PAIVA, J. C. (1994) – Simulações computacionais no Ensino da Física e da Química. Coimbra: Departamento de Química da Universidade de Coimbra, 1994. Tese de Mestrado. PAIVA, J. C. (2005). As Tic no ensino das ciências físico-químicas [online].[consult. 2010- 01-12]. Disponível em http://nautilus.fis.uc.pt/cec/estudo/dados/comp.pdf PAIVA, J. C., COSTA, L. A. - Roteiros de exploração - valorização pedagógica de software educativo de Química. Boletim da SPQ, 96, 64-66, 2005 PAIVA, J. C., FERREIRA, A., FIOLHAIS, C., FIOLHAIS, M., VENTURA, G., 11 Q – Química 11º ano, Texto Editores, Lisboa. 2008 PONTE, J. (1997). As novas tecnologias e a educação. Lisboa: Texto Editora. SANTOS, T., SARAIVA, A. (2003) – Literacia Científica “versus” um caso de envenenamento por CO. 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Technology Refusal: rationalising the failure of students and beginning teachers to use computers. British Jornal of Educational Tecnology,27(2), 34-41. http://pt.wikipedia.org/wiki/Ficheiro:PH_meter.JPG http://portuguese.alibaba.com/products/ph-indicator-paper.html 8 - Anexos Anexo 1 – Roteiro de exploração Anexo 2 – Respostas dos alunos Anexo 3 – Diários de bordo Anexo 4 – Folha em Excel para apoio do portal Mocho 52 anexo i roteiro de exploração da simulação Maio 2011 FÍSICA E QUÍMICA A - 11º Ano ROTEIRO DE EXPLORAÇÃO DA SIMULAÇÃO Química “SOLUÇÕES DE ÁCIDO-BASE ” Nome __________________________________________ Nº Turma _____ ___ NOTA: Quando iniciar a exploração da simulação educativa, leia com atenção as instruções que são dadas e responda, numa folha, às questões que vão sendo colocadas. Os ícones simbólicos utilizados no roteiro de exploração têm o seguinte significado: “Dicas” operacionais Questões Questões de salto* Desafio final *As questões de salto , são questões nas quais o professor pode dispensar os alunos de responderem, se assim o entender ou se as questões imediatamente anteriores tiverem sido respondidas correctamente. 1. Faça a ligação ao site que se segue: http://phet.colorado.edu/en/simulation/acid-base-solutions 1.1. Neste ecrã existem três importantes secções - “Solutions”, “Views” e “Tests” - a partir das quais poderá ter acesso a diferentes opções: 1.1.1. Na secção “Solutions”, como o próprio nome indica, poderá seleccionar a solução, colocando o cursor no local pretendido. Existem 5 possibilidades: água, ácido forte, ácido fraco, base forte ou base fraca. 1.1.2. Na secção “Views” terá a oportunidade de visualizar as moléculas (mostrando ou não o solvente, caso o pretenda deve seleccionar no respectivo ), visualizar um gráfico onde se mostram as concentrações de equilíbrio das diferentes substâncias existentes em solução ou visualizar apenas o líquido. Para o fazer apenas tem que seleccionar o pretendido. poderá seleccionar o 1.1.3. Na secção “Tests”, medidor de pH (obtendo assim o valor do pH da solução); o papel indicador universal (obtendo a cor correspondente) ou observar a condutividade, mergulhando os eléctrodos na solução (visualizando ou não o brilho de uma lâmpada). 2. Seleccione a solução de um ácido forte visualizar as moléculas caso o pretenda. e utilize a lupa 3. Faça uma estimativa sobre: 3.1. Qual será o pH da solução? 3.2. Qual será a cor do indicador universal? para 3.3. A solução será boa condutora da corrente eléctrica? Em caso afirmativo uma lâmpada instalada no circuito terá brilho mínimo, médio ou máximo? 4. Com o cursor arraste o medidor de pH valor. para a solução e registe qual é o seu 5. Seleccione o pH paper e arraste também para a solução. Registe a cor observada. Compare o pH correspondente à cor do papel com o obtido na alínea anterior. 6. Seleccione conductivity o brilho observado. e introduza os eléctrodos na solução. Registe 7. Escolha outras soluções, e repita os procedimentos de 2 a 5. 8. Faça os respectivos registos de resultados na tabela seguinte: Solução Valor de pH Cor do papel Condutibilidade indicador (brilho da lâmpada) universal Sim Não 9. Verifique agora se a concentração de um ácido ou de uma base afectam: o pH da solução, alteram a cor do indicador universal ou a sua condutibilidade. Para isso seleccione na barra “Custom solution” . 10. Será que um ácido forte é sinónimo de ácido concentrado? (Assinale a opção correcta) Sim Não 11. Se na questão anterior respondeu: Sim Avance para o ponto 12 do roteiro. Não Procure explicar as diferenças. 12. Determine o valor de pH de um ácido forte cuja concentração é igual a 0,01 mol L-1. 13. Na secção “Solution”, seleccione ácido e concentração igual a 0,01 mol L-1. Escolha força do ácido (forte), visualize as moléculas na secção “views”e meça o seu pH , observe a cor do papel universal e o brilho da lâmpada Registe as suas observações. . 14. Quando se aumentar a concentração do ácido, prevê que: (Assinale a opção correcta) o pH aumente o pH se mantenha constante o pH diminua 15. Se na questão anterior respondeu: pH aumente ou pH se mantenha constante pH diminua Aumente a concentração do ácido e avance para o ponto 16 do roteiro. Procure explicar os motivos 16. Determine o pH da nova solução de ácido (por exemplo c=0,1molL-1) e faça uma previsão quanto à cor do papel indicador. 17. Um ácido mais concentrado será melhor condutor da corrente eléctrica? (Assinale a opção correcta) Sim Não 18. Se na questão anterior respondeu: Sim Procure explicar. Não Avance para o ponto 19 do roteiro. 19. Coloque os eléctrodos na solução e registe as observações efectuadas. 20. Se substituir o ácido forte por ácido fraco o que prevê que irá mudar? (Assinale a opção correcta) o valor do pH, a cor do papel e a luminosidade da lâmpada. só o valor do pH. a cor do papel e a luminosidade da lâmpada. nada irá mudar. 21. Se na questão anterior escolheu: a 1ª opção Procure explicar. outra opção Avance para o ponto 22 do roteiro. 22. Execute os testes (idêntico ao ponto 12 do roteiro, substituindo a força do ácido por fraco) e compare com as suas previsões. 23. Quando se substitui o ácido por uma base que diferenças prevê que ocorram: (Assinale a opção correcta) o valor do pH, a cor do papel e a luminosidade da lâmpada. só o valor do pH. a cor do papel e o valor do pH. nenhuma. 24. Execute os testes (idêntico aos pontos 2, 4, 5 e 6 do roteiro substituindo ácido por base) e compare com as suas previsões. 25. Que conclusões pode tirar? Para complementar o trabalho realizado até agora, faça uma pesquisa na Internet para estudar os factores de que depende a força dos ácidos. anexo ii respostas dos alunos As respostas dos alunos encontram-se disponíveis em: http://nautilus.fis.uc.pt/cec/teses/fatimabarros/anexos anexo iii diários de bordo Diário de bordo Data: 25-05-2011 Local: Laboratório de Química 1 Actividade: Aplicação do roteiro de exploração da simulação “Acid base solutions” na turma 11ºA Objectivos: Testar a utilização de uma simulação de ácido-base para verificar se os alunos têm mais interesse a motivação no estudo deste tema. Descrição da actividade: Os alunos distribuídos por turnos, como vem sendo hábito nas aulas de laboratório e em grupos, realizaram a actividade, explorando a simulação “Acid base solutions” com a ajuda do roteiro de exploração. Os grupos eram constituídos por quatro, três ou dois elementos, sendo no total onze elementos femininos e sete elementos masculinos. No final todos os grupos entregaram as respostas às questões colocadas, contudo nem todos numa folha à parte como tinha sido solicitado no início da aula. Reflexão/ Comentários: Os alunos fizeram a exploração da simulação e no geral conseguiram seguir o roteiro sem a minha ajuda. Alguns no início tiveram dificuldades em saber as cores do indicador universal a até pediram o papel com as cores para analisarem. Em aulas anteriores os alunos já tinham efectuado experiências com o mesmo, daí o terem solicitado. Houve algumas questões, por exemplo: na pergunta onze, em que os alunos se respondessem não, não era indicado qual o ponto onde deviam seguir, se avançavam para o ponto seguinte ou para o próximo, e isso deixou alguns alunos confusos. Todos os grupos conseguiram acabar no tempo estipulado (60 minutos). Os alunos mostraram-se interessados e estavam empenhados. Notei que a Helena (boa aluna), estava um pouco ausente e distraída, mas o seu grupo conseguiu seguir o roteiro e dar as respostas até ao fim. Durante a simulação houve um aluno que fez o seguinte comentário sobre a simulação: “ Isto é tão fofinho.” No final os alunos disseram que gostaram e houve um aluno que referiu que “a simulação permitia variar as condições muitas vezes, o que na prática não se podia fazer totalmente.” Outra aluna referiu: “Consegue-se aprender de maneira diferente” e ainda outra, “Foi interessante e utilizam-se as novas tecnologias.” Estes comentários finais e o decorrer da aula em si, são um estimulo para continuar a usar estes recursos e dão-me alguma certeza quanto à sua contribuição para uma melhor aprendizagem da química e das ciências. Diário de bordo Data: 01-06-2011 Local: Laboratório de Química 1 Actividade: Aplicação do roteiro de exploração da simulação “Acid base solutions” na turma 11ºC Objectivos: Testar a utilização de uma simulação de ácido-base para verificar se os alunos têm mais interesse a motivação no estudo deste tema. Descrição da actividade: Os alunos distribuídos por turnos, como vem sendo hábito nas aulas de laboratório e em grupos, realizaram a actividade, explorando a simulação “Acid base solutions” com a ajuda do roteiro de exploração. Os grupos eram constituídos por três ou dois elementos, sendo no total oito elementos femininos e oito elementos masculinos. No final todos os grupos entregaram as respostas às questões colocadas, contudo nem todos numa folha à parte como tinha sido solicitado no início da aula. Reflexão/ Comentários: No início da aula houve alguns problemas com a ligação à Internet, porque os alunos não conseguiam aceder à mesma a partir dos seus computadores. A ligação não se efectuava porque os portáteis não estavam configurados e foi até necessário recorrer a um colega das TIC, para dar uma ajuda. Os alunos fizeram a exploração da simulação e mostraram-se interessados, participando activamente. Surgiram contudo algumas dúvidas relativamente ao seguimento do roteiro, por exemplo: na questão quinze se os alunos respondem “pH diminua” e explicam os motivos devem avançar para o ponto dezassete. Também no ponto dezoito, se o aluno responde sim e explica os motivos deve avançar para o ponto vinte, o que no roteiro não está explicito. Ao longo da exploração alguns alunos não conseguiram autonomia e à medida que iam avançando por vezes faziam perguntas com o objectivo de obterem as respostas da minha parte. Eu lá os incentivei a pesquisarem por eles próprios e a discutirem em grupo até chegarem a um acordo. O grupo da Madalena teve muitas dificuldades, o João e a Liliana estavam muito empenhados e no final o João disse: “A actividade foi fixe professora e nós hoje trabalhamos bem." Este comentário final bem como a satisfação com que os alunos realizaram a exploração são indicadores de como as novas tecnologias aplicadas ao ensino, podem ser uma mais-valia no processo de ensino/ aprendizagem. anexo iv folha em excel para apoio do portal mocho Ficheiro de Alimentação do Mocho 2.0 para Físico Química Obrigado desde já pela colaboração e interesse em contribuir para a renovação do portal de ciência e cultura científica MOCHO (www.mocho.pt). Para acompanhar as expectativas das pessoas queremos desenvolver o portal em qualidade e quantidade. Decidimos, pois, pedir a algumas pessoas de confiança para nos ajudarem, nas respectivas áreas, a ampliar a informação. NOTA: Tenha em atenção as orientações de preenchimento nas colunas C, E e F que poderá ler colocando o ponteiro do rato sobre os vários cantos assinalados a vermelho. Deverá apagar o exemplo apresentado na linha 6 deste ficheiro antes de o enviar para [email protected] e jcpaiva@netcabo. Poderá também submter para os mails anteriores roteiros de exploração, tendo o cuidado de indicar no nome do ficheiro o número da linha onde consta o URL do site a que o roteiro diz respeito URL Título Língua Palavras chave Nivel e contexto de ensino Tipo Descrição e sugestões metodológicas http://www.agracadaquimica.com.br/index.php?acao=simula&i=14 Indicadores Português de ácido-baseindicadores na minha cozinha ácido-base, fenolftaleína, tornesol, 8ºAnocouve-roxa - CFQ|U2 - Reacções químicas Interactividade / animação / simulação "Acidente na cozinha" com vinagre e couve roxa, interactividade com vários indicadores em soluções caseiras. http://www.agracadaquimica.com.br/index.php?acao=simula&i=26 Titulação doPortuguês vinagre acidez, vinagre, ácido, titulação 8ºAno - CFQ|U2 - Reacções químicas Interactividade / animação / simulação Diálogo entre mãe e filha sobre acidez do vinagre, confirmação dessa acidez usando uma titulação, escrita da equação. http://antoine.frostburg.edu/chem/senese/101/acidbase/indicators.shtmlIndicadoresInglês indicadores, pKind 11ºAno - FQ|Q2 - Da atmosfera ao Oceano Portal / Banco de recursos Diferentes indicadores com os respectivos pontos de viragem e cores, utilização para escolha de indicador. http://www.miamisci.org/ph/ Factor pH Inglês pH, indicadores, ácidos, bases 8ºAno - CFQ|U2 - Reacções químicas Portal / Banco de recursos Descrição de actividades lúdicas com os conceitos de ácido, base, pH, indicador para realizar com os alunos. http://antoine.frostburg.edu/chem/ /101/acidbase/indicators.shtml Indicadores Inglês de ácido-baseindicadores naturais caseiros, ácido, base 8ºAno - CFQ|U2 - Reacções químicas, 11ºAno -FQ|Q2-Da Texto de apoio atmosfera / resumo ao Oceano Informação para o professor sobre vários indicadores caseiros. http://www.chem.iastate.edu/group/Greenbowe/sections/projectfolder/flashfiles/acidbasepH/ph_meter.html Medidor de Inglês pH medidor de pH 11ºAno - FQ|Q2 - Da atmosfera ao Oceano Interactividade / animação / simulação Simulação de várias soluções aquosas de ácidos, bases ou sais nas quais se pode medir o pH com o pH metro, basta introduzir os electrodos e aguardar que registe o valor. http://www.sparknotes.com/chemistry/acidsbases/titrations/section1.htmlTitulações de Inglês ácido-base titulação, ácido-base, curva de titulação, ponto 11ºAno de-equivalência FQ|Q2 - Da atmosfera ao Oceano Texto de apoio / resumo Informação sobre o que é uma titulação e curvas de titulação. http://auth.mhhe.com/physsci/chemistry/animations/chang_7e_esp/crm3s5_5.swf Titulação deInglês HCl com NaOH titulação, ácido-base, curva de titulação, ponto 11ºAno de-equivalência, FQ|Q2 - Da atmosfera cálculo daao concentração Oceano Actividade laboratorial / práctica Actividade laboratorial de uma titulação em que vai adicionando base ao ácido, visualização das moléculas, da ádição de base, do valor de pH e da curva de titulação em simultâneo. Escrita da equação e escolha multipla do valor da concentração do ácido. http://www.chem.iastate.edu/group/Greenbowe/sections/projectfolder/flashfiles/stoichiometry/acid_base.html Titulação Inglês titulação, ácido-base, cálculo da concentração 11ºAno - FQ|Q2 - Da atmosfera ao Oceano Actividade laboratorial / práctica Actividade laboratorial de uma titulação em que se pode escolher o ácido e a base, qual é que se coloca na bureta e o indicador. Vai-se adicionando gota a gota. No final da titulação calcula-se a concentração do ácido ou da base e pode-se confirmar se está correcto. http://www.chem.iastate.edu/group/Greenbowe/sections/projectfolder/flashfiles/stoichiometry/a_b_phtitr.html Titulação Inglês titulação, ácido-base, cálculo da concentração 11ºAno - FQ|Q2 - Da atmosfera ao Oceano Actividade laboratorial / práctica Actividade laboratorial de uma titulação em que se pode escolher o ácido e a base, qual é que se coloca na bureta e o indicador. Vai-se adicionando gota a gota. No final da titulação calcula-se a concentração do ácido ou da base e pode-se confirmar se está correcto. Representação do gráfico da curva de titulação. http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/d/de/AcidBase%E2%80%93pfe.png Força de ácidos Inglês e bases ácido forte, ácido fraco, base forte, base fraca, 11ºAno força - FQ|Q2 de ácidos - Da atmosfera e bases ao Oceano Portal / Banco de recursos Tabela representativa da força de ácidos e bases e os respectivos pares conjugados. Representação da escala de pH correspondente. http://web.fccj.org/~ethall/acidbase/acidbase.htm Teorias de Ácido-Base Inglês ácido, base, Arrhenius, Bronsted, Lowry, Lewis 11ºAno - FQ|Q2 - Da atmosfera ao Oceano Texto de apoio / resumo Explicação das Teorias de ácido-base segundo Arrhenius, Bronsted-Lowry e Lewis, no final existem alguns exercicios de aplicação. http://www.nyu.edu/classes/tuckerman/honors.chem/lectures/lecture_21/node2.html Teorias de Ácido-Base Inglês ácido, base, Arrhenius, Bronsted, Lowry, Lewis 11ºAno - FQ|Q2 - Da atmosfera ao Oceano Texto de apoio / resumo Explicação das Teorias de ácido-base segundo Arrhenius, Bronsted-Lowry e Lewis. Oxácidos e anidridos de ácido. http://phet.colorado.edu/en/simulation/acid-base-solutions Soluções deInglês ácido-base ácido, base, forte, fraco, papel indicador universal, 11ºAno - FQ|Q2 condutibilidade - Da atmosfera de ácidos ao e Oceano bases, medidor Interactividade de pH, concentrações / animação / de simulação Simulação equilibrio de ácidos várias soluções e bases aquosas de ácidos e bases, nas quais se pode medir o pH com o pH metro, com o papel indicador universal e a condutibilidade. Tem um roteiro de exploração. http://www.visionlearning.com/library/module_viewer.php?mid=58 Ácidos e bases Inglês acido, base, reacção de neutralização, escala 8ºAno de- pH CFQ|U2 - Reacções químicas, 11ºAno -FQ|Q2-Da Texto de apoio atmosfera / resumo ao Oceano Evolução histórica dos conceitos de ácido e base, definição de pH e escala Sörensen. http://dwb4.unl.edu/ChemAnime/AAAWD/AAAWD.html Ionização doInglês ácido acéticodissociação, em água acido acético, ionização, ácido 11ºAno e base -FQ|Q2-Da conjugados atmosfera ao Oceano Interactividade / animação / simulação Representação da molécula de ácido acético a sofrer dissociação em água usando os modelos moleculares e escrita da respectiva equação química. http://dwb4.unl.edu/ChemAnime/AMMOND/AMMOND.html Amoníaco em Inglês água ionização, amoníaco, ião amónio, pares ácido-base 11ºAno -FQ|Q2-Da conjugados atmosfera ao Oceano Interactividade / animação / simulação Representação da molécula de amoníaco(base de Bronsted-Lowry) a transformar-se em ião amónio usando os modelos moleculares. http://dwb4.unl.edu/chemAnime/HYCLWD/HYCLWD.html Ionização doInglês ácido clorídrico dissociação, acido clorídrico, ionização, ácido 11ºAno e base -FQ|Q2-Da conjugados atmosfera ao Oceano Interactividade / animação / simulação Representação da molécula de ácido clorídrico a sofrer ionização usando os modelos moleculares. http://dwb4.unl.edu/chemAnime/PH1D/PH1D.html pH de substâncias Inglês comuns pH do sangue, do sabão, água do mar e de 8ºAno outras - CFQ|U2 substâncias - Reacções do dia-a-dia químicas Interactividade / animação / simulação Indicação dos valores do pH de soluções de uso comum que vão surgindo à medida que clica no rato e aperece o valor posionado correctamente na escala de Sorensen. http://dwb4.unl.edu/chemAnime/AADD/AADD.html Ionização doInglês ácido acéticodissociação, acido acético, ionização 11ºAno -FQ|Q2-Da atmosfera ao Oceano Interactividade / animação / simulação Representação da molécula de ácido acético a sofrer ionização usando os modelos moleculares com escrita da respectiva equação química. http://dwb4.unl.edu/chemAnime/AUTOWD/AUTOWD.html Auto-ionização Inglês da água auto-ionização, auto-ionização da água, H3O+, 11ºAno HO- -FQ|Q2-Da atmosfera ao Oceano Interactividade / animação / simulação Representação da molécula de água a sofrer auto-ionização usando os modelos moleculares com escrita da respectiva equação química. http://dwb4.unl.edu/chemAnime/OXYACIDD/OXYACIDD.html Força de ácidos Inglês e bases ácido forte, base forte, ácido fraco, base fraca, 11ºAno força -FQ|Q2-Da de ácidos atmosfera e bases,ao atracção Oceanoelectrónica, Interactividade electronegatividade / animação / simulação Explicação sobre a força de ácidos ou bases usando modelos moléculares, nuvem electrónica e respectivas formulas químicas. http://dwb4.unl.edu/chemAnime/SULADISD/SULADISD.html Primeira ionização Inglês do ácido ionização sulfúricodo ácido sulfúrico, primeira dissociação 11ºAno -FQ|Q2-Da do ácido sulfúrico, atmosfera primeira ao Oceano protólise do ácido Interactividade sulfúrico / animação / simulação Representação da molécula de ácido sulfúrico a sofrer a primeira protólise usando os modelos moleculares com escrita da respectiva equação química. http://science.widener.edu/svb/pset/acidbase.html Ácido ou base, Inglês um problema? ácido forte, base forte, ácido fraco, base fraca, 11ºAno força -FQ|Q2-Da de ácidos atmosfera e bases,ao salOceano , ka e kb Texto de apoio / resumo Informação sobre o que acontece a ácidos e bases em água, escrita de constantes de acidez e basicidade. Informação sobre como reconhecer o carácter químico de um sal em água. http://auth.mhhe.com/physsci/chemistry/animations/chang_7e_esp/acm1s2_1.rm Ácidos e bases Inglês auto-protólise da água, ácido, base, acidez, 11ºAno Sorensen, -FQ|Q2-Da leite deatmosfera magnésiaao Oceano Portal / Banco de recursos Explicação sobre a água a funcionar como ácido ou base, concentração protónica como medida da acidez e escala Sorensen. http://core.ecu.edu/chem/chemlab/exper17/techniques.htm Titulação deInglês um ácido diprótico bureta, ácido diprótico, NaOH, titulação, curva 11ºAno de -FQ|Q2-Da titulação, ponto atmosfera de equivalência ao Oceano Actividade laboratorial / práctica Actividade laboratorial de uma titulação de um ácido diprótico, descrição dos procedimentos a efectuar, registos do valor de pH, dos respectivos volumes e da curva de titulação em simultâneo. Escrita da equação e escolha multipla do valor da concentração do ácido. http://auth.mhhe.com/physsci/chemistry/animations/chang_7e_esp/acm3s4_15.swf Equilibrio doInglês ácido acéticoácido acético, ião acetato, concentração, adição 11ºAnode -FQ|Q2-Da base forte, atmosfera adição deaoácido Oceano forte Interactividade / animação / simulação Simulação do movimento de moléculas de ácido acético e de ião acetato, simulação da reacção que ocorre após adição de um ácido forte ou de uma base forte e visualização da evolução num gráfico de concentrações. http://www.safewater.org/PDFS/resourcesknowthefacts/Acid_Rain.pdf Chuva ácidaInglês chuva ácida, escala de pH, óxidos de azoto, 11ºAno óxidos -FQ|Q2-Da de enxofre, atmosfera ácido ao Oceano Portal / Banco de recursos Informação sobre chuva ácida, o que é, como se produz e quais os efeitos que provoca nos organismos vivos. Situação particular do Canadá. http://www.kentchemistry.com/links/AcidsBases/flash/titrateweakbasestrongacid.swf Exemplo deInglês uma titulaçãotitulação, ácido, base, ponto de equivalência, 11ºAno curva -FQ|Q2-Da de titulação atmosfera ao Oceano Interactividade / animação / simulação Actividade laboratorial de uma titulação, onde se pode escolher a concentração e o volume de base. Vai-se adicionando gota a gota e vizualiza-se o valor do pH e o gráfico da curva de titulação. http://science.csustan.edu/tutorial/Phillips/Weak000mL.htm Adição de uma Inglês base fortetitulação, a um ácido ácido-base, fraco ácido fraco, base forte, 11ºAno curva -FQ|Q2-Da de titulação, atmosfera ponto de aoequivalência, Oceano cálculo Textoda deconcentração apoio / resumo e do pHInformação sobre o pH da solução resultante da titulação de um ácido fraco, e cálculos detalhados do valor de pH após adições de determinados valores de base forte, passando pelo ponto de equivalência e com excesso de base. http://www.epa.gov/acidrain/effects/surface_water.html#a4 Chuva ácidaInglês chuva ácida, escala de pH, óxidos de azoto, 11ºAno óxidos -FQ|Q2-Da de enxofre, atmosfera ácido ao Oceano Portal / Banco de recursos Informação detalhada sobre chuva ácida, o que é, como se produz e quais os efeitos que provoca nos organismos vivos. http://www.epa.gov/acidrain/education/site_students Chuva ácidaInglês chuva ácida, escala de pH, óxidos de azoto, 8ºAno óxidos - CFQ|U2 de enxofre, - Reacções ácido químicas, 11ºAno -FQ|Q2-Da Interactividade atmosfera / animação ao Oceano / simulação Informação sobre chuva ácida dirigida a estudantes com alguns jogos, actividades e uma animação. http://science.csustan.edu/tutorial/Phillips/Strong000mL.htm Adição de uma Inglês base fortetitulação, a um ácido ácido-base, forte ácido forte, base forte, 11ºAno curva -FQ|Q2-Da de titulação, atmosfera ponto de aoequivalência, Oceano cálculo Textoda deconcentração apoio / resumo e do pHInformação sobre o pH da solução resultante da titulação de um ácido forte, e cálculos detalhados do valor de pH após adições de determinados valores de base forte, passando pelo ponto de equivalência e com excesso. http://academic.cuesta.edu/gbaxley/chem1A/titration/titration.htm Preparação Inglês laboratorial deácido, uma base, titulação ponto de equivalência, titulação, 11ºAno bureta, -FQ|Q2-Da com preparar atmosfera uma ao titulação Oceano Portal / Banco de recursos Explicação de uma titulação e descrição detalhada como executar uma titulação, desde o enchimento da bureta até à determinação do ponto de equivalência, com algumas questões. http://www2.iq.usp.br/docente/gutz/Curtipot.html Curvas de titulação Inglês titulação, ácido-base, ácido forte, base forte, 11ºAno curva -FQ|Q2-Da de titulação, atmosfera pH, Kaao Oceano Texto de apoio / resumo Simulador de curvas de titulação de vários ácidos, valores das constantes de acidez, derivadas das curvas de titulação. Complicado para os alunos devido à informação compactada que possui. http://educa.fc.up.pt/ficheiros/cv_experiencias/229/documentos/283/Neutraliza%E7%E3o%20A.P.L.%202.3_1.pdf A.L.2.3 - Neutralização: Português uma ácido, reacção base, de reacção ácido-base de neutralização, reacção 11ºAnode-FQ|Q2-Da ácido-base, atmosfera volumetria, ao titulante, Oceano titulado, Actividade ponto final laboratorial e ponto de / práctica equivalencia, Actividade erro laboratorial da titulação 2.3 - Neutralização, com introdução teórica e descrição da parte prática usando um indicador. http://qnesc.sbq.org.br/online/qnesc13/v13a03.pdf Explorando as bases matemáticas ácido, base, da volumetria volumetria,- concentração uma proposta de didáctica. 11ºAno iões HO-FQ|Q2-Da e H3O+ atmosfera ao Oceano Texto de apoio / resumo Artigo sobre uma proposta didáctica, explorando as bases matemáticas da volumetria. http://pt.wikipedia.org/wiki/Indicador_de_pH Indicador dePortuguês pH Indicador de pH, ácido, base, indicador universal, 8ºAno - CFQ|U2 fenolftaleína, - Reacções azul dequímicas, metileno, 11ºAno alaranjado -FQ|Q2-Da Texto de metilo, de apoio atmosfera zona / resumo de ao viragem, Oceano Informação indicadoressobre caseiros indicadores de pH com as respectivas cores na forma ácida e básica , indicação aproximada das suas zonas de viragem. Indicação de algumas soluções naturais de indicadores. http://www.ausetute.com.au/indicata.html IndicadoresInglês Indicador de pH, ácido, base, indicador universal, 11ºAno -FQ|Q2-Da fenolftaleína, atmosfera azul de metileno, ao Oceano alaranjado Portal de metilo, / Banco zona de recursos de viragem,Informação indicadoressobre caseiros indicadores de pH com as respectivas cores nos diferentes valores de pH. Como escolher o indicador adequado para uma titulação. pH de sais formados por reacções de ácido-base, constantes de dissociação de indicadores. http://www.ausetute.com.au/ka.html Constante de Inglês acidez constante de acidez, Ka, % dissociação, cálculo 11ºAnode -FQ|Q2-Da H3O+ e do atmosfera pH a partir aode Oceano Ka Texto de apoio / resumo Explicação sobre o cálculo da constante de acidez, como calcular % de dissociação, concentração de H3O+ e do pH a partir de Ka, quer para ácido forte quer para ácido fraco e como calcular o pHO de um ácido fraco. www.pH-meter.info/ pH-meter Inglês medidor de pH, potenciometro,eléctrodos 11ºAno de pH, pH-meter -FQ|Q2-Da atmosfera ao Oceano Texto de apoio / resumo Informação sobre vários tipos de medidores de pH, como são constituidos e como funcionam. http://ga.water.usgs.gov/edu/characteristics.html#pH Medição de Inglês algumas propriedades temperatura, numa pH,água condutibidade, dureza, oxigénio 11ºAno -FQ|Q2-Da dissolvido, qualidade atmosfera da ao água, Oceano chuva ácida Portal / Banco de recursos Informação sobre várias propriedades da água, nomeadamente o pH, qual a sua importância e como se pode medir. http://www.funtrivia.com/newflash/trivia.cfm?qid=256873 Quiz de ácido-base Inglês ácido, base, indicadores, neutralização, sal 8ºAno - CFQ|U2 - Reacções químicas, 11ºAno -FQ|Q2-Da Backup deatmosfera Questõesao Moodle Oceano Conjunto ou Hotpotatoes de questões sobre ácido-base, com explicação após cada resposta. http://www.funtrivia.com/newflash/trivia.cfm?qid=247854 Quiz mundoInglês da acidez ácido, base, indicadores, neutralização, sal 11ºAno -FQ|Q2-Da atmosfera ao Oceano Backup de Questões Moodle Conjunto ou Hotpotatoes de questões sobre ácido-base, com explicação após cada resposta. http://www.funtrivia.com/newflash/trivia.cfm?qid=305548 Quiz ÁcidosInglês e bases 2 ácido, base, indicadores, anfotérica, sal, Kw, 11ºAno pH -FQ|Q2-Da atmosfera ao Oceano Backup de Questões Moodle Conjunto ou Hotpotatoes de questões sobre ácido-base, com explicação após cada resposta. http://www.funtrivia.com/newflash/trivia.cfm?qid=291783 Quiz de indicadores Inglês ácido, base, indicadores, pH, fenolftaleína, 11ºAno indicador -FQ|Q2-Da universal, atmosfera alaranjado ao Oceano de metilo Backup de Questões Moodle Conjunto ou Hotpotatoes de questões sobre indicadores de ácido-base, com explicação após cada resposta. http://www.chem1.com/acad/webtext/abcon/ Tudo sobre Inglês ácidos e bases ácido, base, indicadores, pH, neutralização, 11ºAno Bronsted -FQ|Q2-Da e Lowry,atmosfera Lewis, reacção ao Oceano de ácido-base, Texto dadores de apoio de /protões, resumo aceitadores Informação de protões, muito detalhada auto-ionização e completa sobre ácido-base, com ligação a várias sub-secções. http://employees.oneonta.edu/viningwj/sims/the_ph_scale_s.html Escala de pH Inglês pH, pHO, concentração de HO- e H3O+ 11ºAno -FQ|Q2-Da atmosfera ao Oceano Interactividade / animação / simulação Actividade que permite relacionar: pH, pHO, concentração de HO- e H3O+, basta indicar uma delas, que o computador cálcula as outras. http://employees.oneonta.edu/viningwj/sims/titrations_t.html Titulação Inglês titulação, ácido-base, cálculo da concentração 11ºAno -FQ|Q2-Da atmosfera ao Oceano Actividade laboratorial / práctica Actividade laboratorial de uma titulação em que se pode escolher o indicador. Vai-se adicionando a base podendo escolher 3 quantidades diferentes. No final da titulação calcula-se a concentração do ácido e pode-se confirmar se está correcto. http://www.chem.iastate.edu/group/Greenbowe/sections/projectfolder/acidbasetutorialexpt2.htm Ácido ou base? Inglês ácido-base, ácido forte, base forte, ácido 11ºAno fraco, base -FQ|Q2-Da fraca, cálculo atmosfera da concentração ao Oceano e do pH Teste / ficha de aplicação de conhecimentos Ficha com exercicios de ácido-base que pode ser dada antes ou após a simulação da linha 14 ou 15. http://www.chem.iastate.edu/group/Greenbowe/sections/projectfolder/animations/HCl(aq).html HCl(aq) Inglês água , HCl, ionização 11ºAno -FQ|Q2-Da atmosfera ao Oceano Interactividade / animação / simulação Simulação do movimento de moléculas de ácido clorídrico em água, tranformando-se em iões. http://www.bu.edu/quantum/notes/GeneralChemistry/08-AcidBaseEquilibria.pdf Recursos para Inglês professores Ka, Kb, neutralização, ácido, base, equilibrio 11ºAno ácido-base, -FQ|Q2-Da ionização, atmosfera Kw, ao pH,Oceano titulação, curva Texto de titulação de apoio / resumo Informação muito detalhada e completa sobre equilibrio de ácido-base, ideal para professores. http://www.khanacademy.org/video/acid-base-introduction?playlist=Chemistry Introdução ao Inglês ácido-basepH, concentração de H3O+, autoprotólise 11ºAno da água, -FQ|Q2-Da ácido, base, atmosfera Arrhenius, ao Bronsted, Oceano LowryFicheiro áudio / podcast Ficheiro audio com a explicação da auto-ionização da água , definição de ácido e base segundo diferentes autores, com a escrita das equações químicas. correspondentes. No mesmo site existem outros vídeos sobre outros temas de ácido-base e sobre outros assuntos. http://www.angelfire.com/ks3/acidrainreport/acid.html#What Chuva ácidaInglês chuva ácida, escala de pH, óxidos de azoto, 11ºAno óxidos -FQ|Q2-Da de enxofre, atmosfera ácido, causas ao Oceano e efeitos daTexto chuvadeácida. apoio / resumo Informação resumida sobre chuva ácida, o que é, como se produz e quais os efeitos que provoca nos organismos vivos. http://www.realclimate.org/index.php/archives/2005/07/the-acid-ocean-the-other-problem-with-cosub2sub-emission/ Oceano ácido Inglês ácido, CO2, acído carbónico, pH, hidrogenocarbonato 11ºAno -FQ|Q2-Da atmosfera ao Oceano Texto de apoio / resumo Informação detalhada sobre acidez no oceano, o que é, como se produz e quais os efeitos que provoca nos organismos aquáticos. http://www.sciencedaily.com/articles/a/acid_rain.htm Chuva ácidaInglês chuva ácida, ácido, pH, óxidos de azoto 8ºAno - CFQ|U2 - Reacções químicas, 11ºAno -FQ|Q2-Da Texto de apoio atmosfera / resumo ao Oceano Artigo resumido sobre chuva ácida. http://chimie.scola.ac-paris.fr/sitedechimie/hist_chi/text_origin/bronsted/Bronsted-Article.htm Conceitos de Inglês ácido e baseácido, segundo base, Bronsted dissociação, ião hidrogénio 11ºAno -FQ|Q2-Da atmosfera ao Oceano Texto de apoio / resumo Artigo original de J.N. Bronsted sobre os conceitos de ácidos e bases, da Academia de Paris. http://www.docbrown.info/ks3intsciquiz/ChemicalMaterialBehaviourQmc.htm Quiz de Química Inglês pH, ácido, reacção, substância, elemento,8ºAno cristalização, - CFQ|U2 etc. - Reacções químicas, 11ºAno -FQ|Q2-Da Backup deatmosfera Questõesao Moodle Oceano Conjunto ou Hotpotatoes de questões sobre vários temas de química, incluindo o pH. http://www.docbrown.info/page03/AcidsBasesSalts.htm Páginas do Inglês Dr. Brown Sience-Chemistry ácido, base, pH,Advenced indicador, neutro, neutralização, 11ºAno reacção -FQ|Q2-Da de ácido-base atmosfera ao Oceano Texto de apoio / resumo Várias páginas com notas de revisão sobre ácido-base. http://www.jcpaiva.net/files/ensino/alunos/20022003/proj/970303002/Projecto/%E0cidobaseeph.htm Ácido -basePortuguês e pH ácido, base, pH, indicador, neutro 8ºAno - CFQ|U2 - Reacções químicas, 11ºAno -FQ|Q2-Da Texto de apoio atmosfera / resumo ao Oceano Informação sobre ácidos e bases no dia a dia e como se pode saber o seu carácter químico usando indicadores e a escala de pH. http://profs.ccems.pt/PauloPortugal/CHYMICA/AcidoBase/AcidoBase.htm Reações dePortuguês ácido-base ácido, base, indicadores, pH, neutralização, 8ºAno Bronsted - CFQ|U2 e Lowry, - Reacções Lewis, reacção químicas, de11ºAno ácido-base, -FQ|Q2-Da Texto dadores de apoio atmosfera de /protões, resumo ao Oceano aceitadores Uma abordagem de protões,das auto-ionização reacções ácido-base, sua extensão, pH e pOH, comportamento ácido-base de soluções aquosas de sais, soluções-tampão e titulações ácido-base. http://employees.oneonta.edu/viningwj/sims/acid-base_properties_of_water_s.html Propriedades Inglês ácido-base pH da água. e temperatura, propriedades da água, 11ºAno Kw,ácido, -FQ|Q2-Da básico, neutro atmosfera ao Oceano Texto de apoio / resumo Simulação que permite calcular o Kw da água a diferentes temperaturas e consequentemente o valor do pH neutro para essas temperaturas. Simultaneamente é feito um gráfico pH = f(T). http://www.oneonta.edu/faculty/viningwj/modules/CI_lewis_acids_bases_17_11.html Ácidos e bases Inglês de Lewis ácido de Lewis, base de Lewis , dador de 11ºAno electrões, -FQ|Q2-Da receptor de atmosfera electrões ao Oceano Backup de Questões Moodle Explicação ou Hotpotatoes sobre o que é um ácido e uma base segundo Lewis e algumas questões sobre o assunto com as respectivas respostas. http://www.oneonta.edu/faculty/viningwj/modules/CI_acid-base_conjugate_pairs_17_02b.html Ácidos e bases Inglês conjugados ácido, base, par ácido/base conjugado 11ºAno -FQ|Q2-Da atmosfera ao Oceano Backup de Questões Moodle Explicação ou Hotpotatoes sobre o que é um par ácido/base conjugado e algumas questões sobre o assunto com as respectivas respostas. http://www.csudh.edu/oliver/chemdata/ind-prep.htm Preparação Inglês de indicadores ácido, de ácido-base. base, indicadores, pH, fenolftaleína, 11ºAno indicador -FQ|Q2-Da universal, atmosfera alaranjado ao Oceano de metilo Texto de apoio / resumo Indicação da mudança de cor dos indicadores, da sua zona de viragem e das quantidades aproximadas para os preparar. http://chimie.scola.ac-paris.fr/sitedechimie/chi_exp/acid_base/dosage_ac_bas_gene.htm Titulação deFrancês ácido-base titulação, ácido-base, bureta, método das 11ºAno tangentes, -FQ|Q2-Da ponto deatmosfera equivalência, ao Oceano volume equivalente Texto de apoio / resumo Explicação detalhada do modo como se deve efectuar uma titulação de ácido-base, com a indicação do procedimento e do material necessário. Indica como se pode obter o ponto de equivalência usando o método das tangentes. http://educa.fc.up.pt/ficheiros/fichas/1063/Determina%E7%E3o%20do%20pH%20de%20solu%E7%F5es%20do%20quotidiano%20utilizando%20sensores.pdf Determinação Português do pH de soluções sensoresdo dequotidiano pH, ácido,usando base, pasta sensores dentífrica, 8ºAno vinagre, - CFQ|U2 coca-cola - Reacções químicas, 11ºAno -FQ|Q2-Da Actividadeatmosfera laboratorial ao/ Oceano práctica Explicação detalhada do modo como se pode determinar o pH de soluções do quotidiano, usando sensores de pH, com a indicação do procedimento e do material necessário. Apresentação dos resultados e conclusões. http://educa.fc.up.pt/ficheiros/fichas/639/Identifica%E7%E3o%20do%20car%E1cter%20qu%EDmico%20de%20solu%E7%F5es%20do%20quotidiano%20utilizando%20indicadores%20de%20pH.pdf Determinação Português do pH de soluções indicadores do quotidiano de ácido-base, usando ácido, indicadores base, pasta 8ºAno dentífrica, - CFQ|U2vinagre, - Reacções coca-cola, químicas, fenolftaleína, 11ºAno -FQ|Q2-Da azul Actividade de bromotimol, atmosfera laboratorial alaranjado ao/ Oceano práctica Explicação de metilo,detalhada vermelho de do metilo modo como se pode determinar o pH de soluções do quotidiano, usando indicadores de ácido-base, com a indicação do procedimento e do material necessário. Apresentação dos resultados e conclusões. http://educa.fc.up.pt/ficheiros/fichas/640/ficha1.pdf Como determinar Português o pH desensores soluçõesde dopH, quotidiano? ácido, base, pasta dentífrica, 8ºAno vinagre, - CFQ|U2 coca-cola - Reacções químicas, 11ºAno -FQ|Q2-Da Actividadeatmosfera laboratorial ao/ Oceano práctica Ficha de trabalho para os alunos realizarem à medida que vão fazendo a actividade experimantal, para determinar o pH de soluções do quotidiano usando indicadores de ácido-base. http://educa.fc.up.pt/ficheiros/fichas/641/ficha2.pdf Utilização dePortuguês indicadores indicadores de ácido- base de ácido-base, ácido, base, pasta 8ºAno dentífrica, - CFQ|U2vinagre, - Reacções coca-cola, químicas, fenolftaleína, 11ºAno -FQ|Q2-Da azul Actividade de bromotimol, atmosfera laboratorial alaranjado ao/ Oceano práctica Ficha de metilo, de trabalho vermelho parade osmetilo alunos realizarem à medida que vão fazendo a actividade experimantal, para determinar o pH de soluções do quotidiano usando sensores de pH. http://www.chem.ubc.ca/courseware/pH/index.html pH Tutorial Inglês ácido-base, ácido forte, base forte, ácido 11ºAno fraco, base -FQ|Q2-Da fraca, cálculo atmosfera da concentração ao Oceano e do pH, Portal Arrhenius, / Banco Bronsted, de recursos Lowry, Conjunto Lewis, curvas de secções de titulação, sobre vários etc. temas de ácido-base e outros. Ficha com questões relacionadas indicando se a resposta está correcta ou não. http://www.labvirtq.fe.usp.br/simulacoes/quimica/sim_qui_titulometria.htm Titulação Português titulação, ácido-base, ponto de equivalência, 8ºAno pH,-fenolftaleína, CFQ|U2 - Reacções bureta, erlenmeyer químicas Interactividade / animação / simulação Explicação sobre a técnica de titulação, simulação de uma titulação e posteriormente cálculo da concentração desconhecida. http://www.labvirtq.fe.usp.br/simulacoes/quimica/sim_qui_acideznoestomago.htm Acidez no estômago Português acidez, anti-ácido, H+, ácido clorídrico 8ºAno - CFQ|U2 - Reacções químicas Interactividade / animação / simulação Diálogo entre mãe, filha e doutor sobre acidez no estômago, explicação dessa acidez e modos de a combater. http://www.labvirtq.fe.usp.br/simulacoes/quimica/sim_qui_acidonodiaadia.htm Ácido no nosso Português dia a dia acidez, ácido láctico, ácido cítrico 8ºAno - CFQ|U2 - Reacções químicas Interactividade / animação / simulação Diálogo entre paciente e doutor sobre acidez no estômago, explicação dessa acidez e modos de a combater, com uma actividade para escolher alimentos saudáveis (pouco ácidos). http://www.labvirtq.fe.usp.br/simulacoes/quimica/sim_qui_acidos.htm Ácidos Português ácidos, pH, indicadores de ácido-base, indicador 8ºAno -universal CFQ|U2 - Reacções químicas Interactividade / animação / simulação Diálogo entre alunos e alunos e o professor sobre determinação do pH uma água, explicação do modo de combater acidez de uma água. http://www.scienceinafrica.co.za/2002/august/ph.htm Super ácidos Inglês ácido, base, Arrhenius, Bronsted, Lowry, Lewis, 11ºAnoKa, -FQ|Q2-Da equilibrioatmosfera ácido-base, aoKw, Oceano pH, ácido forte, Textoácido de apoio fraco,/ resumo base forte, base Informação fraca, pH= sobre -1, ácido-base, super ácidosdesde os conceitos segundos diversos autores, auto-protólise da água, constantes de acidez, definição de pH, ácidos e bases fortes e fracas, conceito de super-ácido. http://chemistry.about.com/od/acidsbases/a/Acid-Base-Indicators.htm Indicadores Inglês de ácido-baseácido, base, indicadores, pH, fenolftaleína, 11ºAno indicador -FQ|Q2-Da universal, atmosfera alaranjado ao Oceano de metilo Texto de apoio / resumo Informação sobre o que é um indicador, indicação da mudança de cor dos indicadores e da sua zona de viragem. http://chem.csustan.edu/index.php?option=com_content&view=article&id=89:strong-acid&catid=48:titrations&Itemid=77 Titulação ácido Inglês forte-basetitulação, forte ácido-base, ácido forte-base forte, 11ºAno ponto -FQ|Q2-Da de equivalência, atmosfera pH ao Oceano Texto de apoio / resumo Classificação das diferentes regiões (etapas) de uma titulação de ácido forte-base forte e os respectivos valores do pH da solução resultante. Clicando no volume de titulante aparece o cálculo da concentração pormenorizado. http://chem.csustan.edu/index.php?option=com_content&view=article&id=91:weak-acid&catid=48:titrations&Itemid=77 Titulação ácido Inglês fraco-basetitulação, forte ou ácido-base, ácido forte-base ácidofraca. forte-base fraca, 11ºAno ácido-FQ|Q2-Da fraco-baseatmosfera forte, ponto ao de Oceano equivalência,Texto pH de apoio / resumo Classificação das diferentes regiões (etapas) de uma titulação de ácido forte-base fraca ou ácido fraco-base forte, os respectivos valores do pH da solução resultante. Clicando no volume de titulante aparece o cálculo da concentração pormenorizado.
