Discutindo com o professor sobre as atividades propostas

Discutindo com o professor sobre as atividades propostas

Professor, aqui você encontrará algumas considerações sobre as atividades propostas, além de algumas respostas sugeridas para as questões que os irão responder.

1. 
   Atividade - Dissolução de álcoois em água
   

A atividade foi estruturada de maneira a auxiliar o estudante a analisar a variação da miscibilidade de alcoóis em água em função do tamanho de suas moléculas e da forma de organização dos átomos nessas moléculas. Para atingir os objetivos propostos, é necessário que o estudante já tenha estudado geometria molecular, ligações químicas, em especial a ligação covalente, moléculas e polaridade de moléculas. Sugerimos que os alunos recebam o roteiro impresso e realizem a atividade prática.

O vídeo referente a esse experimento encontra-se no site pontociência, e, portanto, caso o professor não tenha os materiais necessários e/ou condições para que os alunos realizem o experimento, ele poderá utilizar o vídeo. Entretanto, sugerimos que ele seja apresentado pausadamente de maneira a garantir que os alunos possam acompanhar os vários passos do experimento ao mesmo tempo em que discutem e respondem às questões propostas.

O vídeo pode ser acessado em:

inserir link : http://objetoseducacionais2.mec.gov.br/handle/mec/21842 - parte 1

http://objetoseducacionais2.mec.gov.br/handle/mec/21671 - parte 2

ou

http://www.pontociencia.org.br/experimentos-interna.php?experimento=905

A atividade traz uma questão preliminar sobre as substâncias água e álcool e o fato do álcool se dissolver na água em qualquer proporção. Esperamos que por meio desse questionamento seja possível levantar algumas ideias prévias dos estudantes sobre a dissolução do álcool na água.

Não esperamos nesse momento que os estudantes, necessariamente, respondam corretamente à essas questões. O sistema água e álcool está associado ao cotidiano dos alunos e isso, provavelmente, os levará a uma resposta que corresponde ao que observamos experimentalmente. Entretanto, caso isso não ocorra, nesse momento isso não é um problema, pelo contrário, já que nosso objetivo é levá-los a refletir e apresentar suas ideias sobre o tema.

2. 
   Respostas sugeridas para as questões propostas
   

Questão 1:

Resposta esperada: É possível dividir os tubos em dois grupos de acordo com o comportamento dos materiais.

O primeiro grupo é o das substâncias que se misturam na água (são miscíveis).
O segundo grupo é o das substâncias que não se misturam na água (são imiscíveis).

Comentário:

• 
  Outra forma de dividir os grupos pode aparecer entre os estudantes. Possíveis respostas são de que os materiais podem ser divididos em sistemas homogêneos e heterogêneos.
  

Questão 2:

Resposta esperada: No primeiro tubo as substâncias se misturam, pois elas estabelecem interações intermoleculares. A interação soluto-soluto é substituída por uma interação mais forte, que é a interação solvente-soluto.

Questão 3:

Resposta esperada: No segundo tubo as substâncias não se misturam, pois não são estabelecidas ligações entre as moléculas das substâncias. A interação soluto-soluto é mais forte do que a interação solvente-soluto, e por isso as substâncias não estabelecem interações intermoleculares.

Questão 4:

Resposta esperada: A fórmula estrutural do etanol é:

Etanol: Pólos da molécula



Etanol






Questão 5:

Resposta esperada: O etanol é polar. A cadeia carbônica é a parte apolar da molécula. Os dipolos estão localizados no grupo –OH conforme representado na figura da questão 4.

Questão 6:

Resposta esperada: O etanol apresenta uma região polar devido a presença do grupo OH, e esse grupo faz interações com a água, que também apresenta caráter polar. O fato de o etanol ser solúvel na água é explicado pelas interações intermoleculares que são estabelecidas entre as moléculas de etanol e água. A interação água-água e etanol-etanol, que ocorrem entre as moléculas dessas substâncias isoladas, são mais fracas que a interação estabelecida entre a água-etanol. Dessa forma, o etanol é solúvel na água.

Questão 7:

Resposta esperada: Exemplos de representação da interação água - etanol:

Fonte: Site Ponto Ciência

Outra representação da interação água-etanol:

Questão 8:

Resposta esperada: As fórmulas estruturais são:

Butanol: C₄H₉OH


Propanol : C₃H₇OH



Terc-butanol: C₄H₉OH


Pentanol: C₅H₁₁OH




Questão 9:

Resposta esperada: De acordo com a representação das fórmulas estruturais dos alcoóis na questão anterior, a polaridade de cada molécula pode ser indicada da seguinte forma:

O propanol é uma molécula que apresenta uma região apolar e outra polar devido à presença do grupo –OH.

O butanol é uma molécula que apresenta uma região apolar e outra polar devido à presença do grupo –OH.

O pentanol é uma molécula que apresenta uma cadeia carbônica maior, e, portanto, sua região apolar é consideravelmente grande. Mas também existe uma região polar devido à presença do grupo –OH.

O terc-butanol é uma molécula que apresenta uma cadeia ramificada e menor e, isso aumenta a sua polaridade.

Comentário:

• 
  As moléculas de alcoóis são constituídas por uma cadeia apolar e por um grupo polar e o comportamento da molécula frente a outras substâncias depende de quão significativa são as partes apolar e polar de cada uma. O caráter polar é intensificado com o aumento da cadeia carbônica, ou seja, esse caráter diminui como indicado: etanol > propanol > butanol > propanol. O terc-butanol, apesar de apresentar a mesma massa molar que o butanol, é mais polar que esse, já que por conta das ramificações a área de contato de sua região apolar é pequena.
  

Questão 10:

Resposta esperada: Ao misturar a água é possível observar que o etanol, propanol e terc-butanol se dissolvem nela. Em contrapartida, o butanol e o pentanol não dissolvem.

Etanol e água são miscíveis, pois a interação que existe entre as moléculas de álcool e água são mais fortes do que as interações que existiam anteriormente entre as moléculas de água-água e álcool-álcool isoladamente. Ou seja, foi formada uma nova interação mais intensa entre as partículas do solvente e as do soluto, que é a interação soluto-solvente. Propanol e água também são miscíveis, pois suas moléculas estabelecem interações mais fortes que as interações existentes anteriormente. Estabelece-se a interação propanol-água.
As moléculas de etanol e propanol apresentam um forte caráter polar, o que favorece a interação entre elas e a água, que também tem caráter polar. A interação entre moléculas polares é mais favorável que entre uma molécula polar e outra apolar.

O butanol e terc-butanol, apesar de possuírem a mesma fórmula molecular, apresentam comportamentos distintos, o butanol é imiscível na água e o terc-butanol é miscível. Observa-se que o butanol apresenta uma cadeia carbônica não-ramificada e o terc-butanol apresenta uma cadeia ramificada, consequentemente isso irá afetar a forma de interação entre a água e esses alcoóis. O butanol apresenta uma cadeia não-ramificada e, portanto, sua região apolar consideravelmente grande. Dessa forma, a área de contato entre as moléculas de butanol é significativa, o que favorece as interações entre suas moléculas e assim, as interações destas moléculas com a água são menos intensas.

Já o terc-butanol possui uma cadeia menor e ramificada, o que diminui a área de contato entre suas moléculas, favorecendo as interações entre estas moléculas e a água. Então, o terc-butanol e a água são miscíveis, pois suas moléculas conseguem estabelecer fortes interações intermoleculares.

Este material foi desenvolvido pela equipe do portal pontociência (http://pontociencia.org.br), como parte do projeto Portal do Professor e Banco Internacional de Recursos Multimídia. O portal pontociência permite copiar, distribuir, exibir e executar as obras, desde que mencionado o autor, sendo proibido utilizar esta obra com finalidades comerciais. Para cada novo uso ou distribuição, deve-se deixar claras as licenças de uso desta obra. Você pode adaptar este material para finalidades educacionais sem fins comerciais.