Conteúdos
– Estados da matéria: sólido, líquido, gasoso
– Interações intermoleculares
– Diagrama de fases
Objetivos
– Identificar os estados da matéria em escala macroscópica
– Relacionar os estados da matéria com as interações intermoleculares
– Compreender os físicos-químicos que alteram os estados da matéria
– Explicar os estados físicos da matéria submicroscopicamente
1ª Etapa: Início de conversa - análise macroscópica
A matéria pode ser estudada tanto no nível macroscópico quanto submicroscópico. Os estados físicos da matéria podem ser explorados nesses dois níveis. Com o objetivo de partir de um conhecimento concreto para posterior aprofundamento, os estados da matéria inicia-se pelo nível macroscópico.
Dessa forma, como ponto de partida, peça para que os(as) estudantes busquem explicar o que é sólido, líquido e gás. O(A) professor(a) trabalhará em cima das respostas para formular caminhos de raciocínio mais elaborados.
Após a discussão, uma proposta interessante seria apontar um conjunto de critérios que caminhe para a diferenciação desses estados. O quadro abaixo apresenta dois deles (outros podem ser trabalhados).
Quadro 1. Alguns dos critérios para a diferenciação entre os estados físicos no nível macroscópico.
Em vermelho estão as respostas, no entanto, é importante que esse quadro seja construído com os alunos a partir de exemplos palpáveis. Em seguida, questione: Como podemos explicar, na perspectiva molecular, o comportamento que acabamos de falar?
2ª Etapa: Análise submicroscópica
Na segunda etapa, os alunos utilizarão o Objeto Virtual de Aprendizagem (OVA) Estado da matéria, elaborado pela PhET Interactive Simulations. Este OVA possui duas modalidades: Estados e Mudança de Fase (FIGURA 1).
Figura 1. Tela inicial do OVA Estados da Matéria: Básico.
Na modalidade Estados, é possível observar o comportamento das moléculas em diferentes estados físicos. Na figura 2 é ilustrado o caso do oxigênio, no entanto, os/as alunas poderão analisar o neônio, o argônio e a água. O(a) professor(a) deverá instigar os alunos a compararem todas as substâncias em um mesmo estado, verificarem o comportamento das moléculas e explicarem o que possuem em comum. Os(as) estudantes farão esse procedimento para os três estados físicos (sólido, líquido e gasoso).
A
B
C
Figura 2. Simulação no nível submicroscópico do oxigênio: A – sólido; B – líquido; C – gasoso.
Após a coleta da resposta dos alunos, o(a) professor(a) poderá sistematizar as análises da seguinte forma:
Quadro 2. Diferenciação entre os estados físicos por uma análise submicroscópica.
Em vermelho estão as respostas, porém, é importante que esse quadro seja construído com os alunos.
3ª Etapa: A mudança de estado físico
Na terceira etapa da aula, o(a) professor(a) poderá usar a função Mudança de Fase (Figura 3). Nessa modalidade, os(as) estudantes poderão manipular as variáveis: concentração, temperatura e pressão.
Figura 3. Tela da modalidade Mudança de Fase.
A partir desse OVA, o(a) educador(a) poderá introduzir conceitos como “temperatura como grau de agitação de moléculas”, pois, quando se fornece calor, as moléculas se agitam mais, alterando o valor no termômetro; além do conceito de “pressão como força sobre área”, pois, quando as moléculas “encostam” nas paredes do recipiente, o valor no barômetro sobe.
Ao final da aula, espera-se que com a mediação do(a) professor(a), a turma consiga elaborar uma sistematização semelhante ao da figura 4.
Figura 4. Características do sólido, líquido e gasoso e os processos para a mudança de fase.
Materiais Relacionados
Recomenda-se que o(a) professor(a) acesse algum material preliminar para conhecer um pouco mais sobre os estados físicos da matéria e sua relação com o ensino:
1 – “É tempo de Química: Mudança de Estado Físico”. Acesso em 03 de setembro de 2018.
2 – “Concepções alternativas de estudantes do Ensino Médio de Diamantina na representação de mudanças de estados físicos da matéria”. Acesso em 03 de setembro de 2018.
3 – “Quinto estado da matéria”. Acesso em 03 de setembro de 2018.