Primeiro será explicado o conceito de combustão completa e incompleta, pois pode ser que os alunos não tenham esse conhecimento.
Combustão completa
Combustão completa, é uma reação que o reagente(qualquer) irá queimar no oxigênio, produzindo um número limitado de produtos e uma chama oxidante, azul. Quando o reagente é um hidrocarboneto ( elementos formados só por carbono e hidrogênio), ele queima no oxigênio e a reação gerará apenas dióxido de carbono (CO2) e água como produto. Quando elementos como carbono, nitrogênio, enxofre e ferro são queimados, o resultado será os óxidos mais comuns: Carbono irá gerar o dióxido de carbono(CO2).
Nitrogênio irá gerar o dióxido de nitrogênio (NO2).
Enxofre irá gerar dióxido de enxofre (SO2).
Ferro irá gerar óxido de ferro (III) (Fe2O3).
A combustão completa é normalmente impossível de atingir, a menos que a reação ocorra em situações cuidadosamente controladas, como, por exemplo, em um laboratório.
Combustão incompleta
A combustão incompleta é uma reação que não acontece de maneira completa. A combustão incompleta é muito mais comum que a completa e produz um grande número de subprodutos. Quando um hidrocarboneto queima em oxigênio, a reação gerará dióxido de carbono,monóxido de carbono, água, e vários outros compostos como óxido de nitrogênio, dependendo da composição do combustível. Também há liberação de átomos de carbono, sob a forma de fulígem. No caso de queima de combustível em automóveis, esses subprodutos podem ser muito prejudiciais à saúde e ao meio ambiente, e ao seu carro.
A equação, em síntese, de um hidrocarboneto é sempre a seguinte:
Entalpia (ΔH)
A liberação ou consumo de energia durante uma reação é conhecida como variação da entalpia (ΔH), isto é, a quantidade de energia dos produtos da reação (Hp) menos a quantidade de energia dos reagentes da reação (Hr): ΔH = Hp – Hr
Quando ΔH > 0 isto significa que a energia do(s) produto(s) é maior que a energia do(s) reagentes(s) e a reação é endotérmica, ou seja, absorve calor do meio ambiente, ou seja, como no caso das bolsas de gelo usadas pelos jogadores de futebol.
Quando ΔH < 0, isto significa que a energia do(s) reagente(s) é maior que a energia do(s) produto(s) e a reação é exotérmica, ou seja, libera calor para o meio ambiente, como no caso da combustão da gasolina.
Leve para a sala de aula os seguintes materiais: álcool, prato de relógio, bolsa de gelo instantâneo que pode ser adquirida em farmácias, caso não tenha ou seja perigoso mostre somente um vídeo da experiencia. Providencie também uma máquina fotográfica digital que também permita filmar, para cada um dos grupos.
Atividade 2:
Será passado um vídeo com a experiencia da combustão, após a passagem do vídeo, será perguntado aos alunos:
1.1–O que acontece se for iniciada a combustão do álcool e colocarmos uma folha de papel sobre a chama?
1.2– Quais são; os reagentes e os produtos da reação?
Atividade 1.1
Será sugerido que um aluno filme o experimento e tire algumas fotos.
Em função dos pré-requisitos dos alunos, eles poderão responder que os reagentes da reação é o álcool e o oxigênio, e os produtos são o gás carbônico e a água. Em relação a segunda questão eles poderão responder que o papel queimará.
1.3- O que fez o papel queimar uma vez que os produtos da reação são somente água e gás carbônico?
Hipótese: É provável que os alunos não saibam, nesse momento explique que essa reação libera como produto energia em forma de calor, e é essa energia que faz com que a folha de papel entre em combustão. Explique aos alunos que as reações que liberam energia são chamadas de reações exotérmicas.
Figura 1 – Combustão do Magnésio
Figura 2 – Combustão do papel
Após isso, pegue a bolsa de gelo instantâneo e mostre para os alunos.
Explique o seu funcionamento.
Explique aos alunos que a bolsa de gelo atinge a temperatura de até -3,8ºC. Neste caso a reação no interior da bolsa absorve energia do meio, ou seja, retira a energia térmica deixando o que está em contato com a reação com uma temperatura baixa. Essas reações são chamadas de reações endotérmicas.
Figura 2 – Bolsa de gelo instantâneo
Acessados em 23 de julho de 2010
Atividade 1.2
Conceito de reações exotérmicas e endotérmicas: (O professor deverá suscitar dos alunos exemplos de reações exotérmicas e endotérmicas).
Reações Exotérmicas são reações que liberam energia dando a sensação de aumento da temperatura Exemplos: | Reações Endotérmicas são reações que absorvem calor dando a sensação de resfriamento ou frio Exemplo: |
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Tabela 1: Exemplos de reações exotérmicas e endotérmicas
Feito isso, peça para que os alunos façam um relatório sobre as atividades feitas ao longo da aula, nesse relatório deverão constar os conceitos aprendidos com a aula e as principais informações. Poderá ser um relatório por grupo.
Atividade 3:
Relembre com os alunos os conceitos de entalpia (H), em seguida, mostre alguns diagramas de energia para eles. Esses diagramas poderão ser retirados do próprio livro didático. Explique como é ilustrada a variação de entalpia, levando em consideração os exemplos da atividade 1: nas reações endotérmicas ocorre a absorção de energia e por isso a variação de energia é positiva, já nas reações exotérmicas ocorre a liberação de energia e por isso a variação de energia é negativa.
Figura 3 – diagramas de energia
Após isso leve os alunos para o laboratório de informática. Em seguida, informe aos alunos que será criado um blog. Primeiramente peça para que cada grupo elabore um resumo das informações coletadas ao longo das duas aulas e organizem as fotos e os vídeos. Após a criação do blog, os alunos deverão postar as informações, as fotos e os vídeos, lembrando que os vídeos podem ser postados no YouTube e depois inseridos os links dos mesmos no blog.
Como atividade para casa, proponha aos alunos que eles comentem os vídeos e as fotos dos outros grupos. Posteriormente o professor deverá ler os comentários de cada aluno e utilizá-los para a avaliação.
Para saber como criar o blog clique nos links abaixo:
http://www.stella-science.eu/mini_units/index.php?miniunit=blog
http://www.criarumblog.com/pt/criar-um-blog-gratis/criar-blog-gratis.htm
Ajude os alunos ao longo dessa aula, de modo que cada grupo possa postar as suas idéias. Utilize este blog, para as suas aulas futuras, de modo que o conteúdo de outras aulas poderá ser colocado no blog. Divulgue o blog por toda a escola.
Recursos Complementares:
