2009volume3 cadernodoaluno quimica ensinomedio 3aserie gabarito
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GABARITO Caderno do Aluno Química – 3a série – Volume 3
1
Respostas às questões
As respostas são indicações do que pode ser esperado das reflexões dos alunos. De
maneira nenhuma são “gabaritos” para serem seguidos em eventuais correções de
tarefas ou discussões em sala de aula. Deve-se chamar atenção para o fato de se ter
procurado utilizar a linguagem que envolve termos científicos de maneira adequada, o
que, certamente, não corresponde ao modo pelo qual os alunos se expressam. Muitas
vezes expressam ideias pertinentes, porém sem a devida apropriação da terminologia
química.
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SITUAÇÃO DE APRENDIZAGEM 1
A BIOSFERA COMO FONTE DE MATERIAIS ÚTEIS AO SER HUMANO
Página 3
Espera-se que neste espaço os alunos apresentem seus conhecimentos
explicitados em sala de aula sobre materiais que são extraídos da Biosfera, assim como
seus usos e sua importância social.
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SITUAÇÃO DE APRENDIZAGEM 2
COMPOSIÇÃO, PROCESSAMENTO E USOS DO PETRÓLEO, DO GÁS NATURAL E DO CARVÃO MINERAL
PESQUISA INDIVIDUAL
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1. Os alunos podem achar dados diferentes em diversas notícias veiculadas em jornais e
revistas; vai depender da atualidade da notícia e da fonte dos dados. Muitas vezes, as
notícias baseiam-se em especulações de especialistas. Na página da ANP – Agência
Nacional do Petróleo (em http://www.anp.gov.br/petro/reservas.asp, acesso em 14 de
julho de 2009) pode ser acessado o link que explicita as reservas brasileiras de
petróleo e de gás natural; tanto as reconhecidas como as ainda não reconhecidas.
PPeettrróólleeoo GGááss nnaattuurraall
Reservas totais do
Brasil em
31/12/2008
(Milhões de m3) (Milhões de barris) (Milhões de m3)
3 190,90 20 070,74 502 786,16
Reservas
(31/12/2008)
ainda não
formalmente
reconhecidas pela
ANP, segundo a
Portaria 009 de
21/1/2000, art. 4.
124,44 782,75 86 421,15
Reservas totais do
Brasil em
31/12/2007
2 684,87 16 887,81 369 958,68
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Reservas
(31/12/2007)
ainda não
formalmente
reconhecidas pela
ANP, segundo a
Portaria 009 de
21/1/2000, art. 4.
555,26 3 492,60 214 513,49
A análise desses dados permite supor que parte das reservas ainda não formalmente
reconhecidas em 2007 foram reconhecidas em 2008; ou, talvez, novas descobertas
feitas em 2008 já tenham sido reconhecidas. Caso os alunos se interessem, podem
pesquisar como reservas de petróleo e de gás são estimadas.
Em notícia veiculada em página da ANP
(http://www.apn.org.br/apn/index.php?Itemid=46&id=296&option=com_content&ta
sk=view acesso em: 14 julho 2009) é veiculada a avaliação do presidente da
Petrobras quanto ao potencial do campo de Tupi. Cerca de 70 bilhões de barris
podem ser acrescidos aos 107 bilhões de barris das reservas brasileiras. Na mesma
notícia, entretanto, é alertado que, segundo técnicos da própria Petrobras, o potencial
dessas reservas pode ser ainda maior.
2. Camada pré-sal é a que fica abaixo da camada salina situada no fundo dos oceanos.
Na costa sudeste brasileira, na Bacia de Santos, foram encontradas recentemente
jazidas de petróleo nessa camada. Esse campo foi denominado Tupi.
Observação: em
http://www.petrobras.com/ptcm/appmanager/ptcm/dptcm?_nfpb=true&_windowLab
el=petr_com_energia_energiaPetrobras&petr_com_energia_energiaPetrobras_action
Override=%2Fbr%2Fcom%2Fpetrobras%2FportalPetrobrasPontoCom%2Fapresenta
cao%2FenergiaPetrobras%2FexibeAplicativo&petr_com_energia_energiaPetrobrasi
dConteudoPrincipal=energia_detalhe_00004.htm acesso em: 14 julho de 2008, há
uma explicação ilustrada sobre o campo de Tupi, recentemente descoberto pela
Petrobras.
3. A camada pré-sal inicia-se entre 5 e 7 mil metros abaixo da superfície do mar, logo as
perfurações devem atingir profundidades maiores do que essas.
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4. Os alunos deverão expressar e discutir suas opiniões.
LIÇÃO DE CASA
Página 5
Os alunos não deverão ter dificuldades em achar que um barril de petróleo equivale a
158,98 L. Através desta pesquisa, os alunos poderão conhecer alguns derivados do
petróleo e ampliar seus conhecimentos quanto aos usos das diferentes frações do
petróleo. Normalmente, conhecem a gasolina, o GLP e o óleo diesel, e reconhecem sua
importância nos meios de transporte (em motores a explosão) e em sistemas de
aquecimento. Seguem algumas informações:
• Gás natural: usado como combustível e matéria-prima na síntese de compostos
orgânicos e na fabricação de plásticos.
• GLP (gás liquefeito do petróleo): usado como combustível, como gás para cozinhar,
como matéria-prima na síntese de compostos orgânicos e na fabricação de borracha.
• Éter de petróleo: usado em lavagens de tecidos a seco.
• Benzina: como solvente orgânico.
• Nafta ou ligroína: como solvente e matéria-prima na indústria petroquímica.
• Gasolina: como combustível de motores a explosão.
• Querosene: para iluminação, como solvente, como combustível doméstico e como
combustível para aviões.
• Óleo diesel: como combustível para ônibus, caminhões e tratores.
• Óleo lubrificante: como lubrificantes de máquinas e motores.
• Vaselina: como lubrificante, na fabricação de pomadas, cosméticos, na indústria
alimentícia.
• Parafina: na fabricação de velas, em indústrias de alimentos, de cosméticos, em
impermeabilizações, como revestimento de papel.
• Asfalto: na pavimentação de ruas e calçadas, na vedação de encanamentos e paredes,
na impermeabilização de cascos de embarcações, como revestimentos antioxidantes.
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• Coque: em usinas siderúrgicas – redução do ferro e aquecimento dos altos-fornos –,
no revestimento de fornos refratários, na obtenção do alumínio e como fonte de gás
de síntese.
Com relação ao preço, os alunos poderão encontrar duas cotações referentes ao
petróleo: para o petróleo Brent e para o petróleo WTI. Neste momento é importante que
o professor discuta que, como o petróleo é uma mistura, e que como a composição da
mistura depende do local de onde é extraído, é necessária uma referência para a
comercialização do mesmo. A cotação é feita usando-se como referência os petróleos
Brent e WTI.
Professor: pode ser interessante uma reflexão sobre como e por quem são feitas as
cotações do dia do barril de petróleo.
• Petróleo Brent refere-se a uma mistura de petróleos produzidos no mar do Norte,
oriundos dos sistemas petrolíferos Brent e Ninian, é negociado em Londres e serve
de referência para os mercados de derivados da Europa e Ásia. Apresenta grau API
de 39,4º e teor de enxofre de 0,34%. Sua cotação diária é publicada pela Platt’s
Crude Oil Marketwire. Essa cotação reflete o preço de cargas embarcadas de 7 a 17
dias após a data de fechamento do negócio, no terminal de Sullom Voe, na Inglaterra.
• WTI é a sigla de West Texas Intermediate, proveniente da região do West Texas,
Estados Unidos, é negociado em Nova Iorque e serve de referência para os mercados
de derivados dos EUA. Sua cotação é feita diariamente (mercado spot) e reflete o
preço dos barris entregues em Cushing, Oklahoma, nos EUA. Apresenta grau API
entre 38º e 40º e teor de enxofre de 0,3%.
Observação: Grau API é uma escala usada para medir a densidade relativa de
líquidos. Varia inversamente com a densidade relativa, isto é, quanto maior a
densidade relativa, menor o grau API. Mercado spot é a cotação de curto prazo e
flutuante.
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Leitura e Análise de Texto
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1. Petróleo é uma mistura formada principalmente por hidrocarbonetos.
Hidrocarbonetos são compostos formados unicamente por átomos de carbono e de
hidrogênio. O petróleo tem grande importância econômica, por ser uma das
principais fontes de energia utilizadas atualmente e também por se constituir em
fonte de matéria-prima para vários produtos da indústria.
2. Acredita-se que o petróleo tenha sido formado pela decomposição de seres vivos,
submetidos por milhões de anos a altas pressões e temperaturas, na presença de
pouco ou nenhum oxigênio. O petróleo faz parte da Biosfera, porque é formado e
utilizado em ambientes onde existe, ou existiu, vida.
3. Frações que dão origem à gasolina, GLP (gás liquefeito de petróleo), querosene etc.
4. O refino pode ser descrito como uma série de operações de beneficiamento do
petróleo bruto, para que se obtenham produtos específicos. No refino o petróleo
bruto é submetido à destilação fracionada e os resíduos são redestilados. Dependendo
do que se deseja, alguns produtos obtidos nessas destilações podem ser submetidos
aos processos de craqueamento, alquilação e reforma.
5. Gás natural, gás liquefeito de petróleo (GLP), gasolina, querosene, gasóleo, óleos
combustíveis e lubrificantes, parafina, vaselina, asfalto, piche, etc.
6. O aluno vai explicar com suas palavras. É importante que perceba que a destilação
fracionada é um processo de separação de mistura de substâncias que apresentam
temperaturas de ebulição próximas. Esse processo é usado para separar as principais
frações do petróleo (as que dão origem à gasolina, o GLP, o querosene). No
craqueamento, moléculas saturadas e com alta massa molecular são quebradas e
transformadas em outras com massas moleculares menores e insaturadas. Na
reforma, moléculas de baixas massas moleculares transformadas em outras com altas
massas moleculares. Na alquilação são obtidas moléculas mais ramificadas. Todos
esses processos são realizados para obtenção de produtos para diferentes
especificações de consumo.
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Leitura e Análise de Texto
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1. O gás natural é um combustível fóssil e foi formado pela decomposição de matéria
orgânica durante milhões de anos. Ele é encontrado em rochas porosas no subsolo e,
em geral, em uma camada acima da reserva de petróleo. No entanto, as rochas
porosas que armazenam o gás também podem estar em locais onde não se encontra
reserva de petróleo. O gás natural pode ser considerado da Biosfera, pois é
encontrado na região do planeta onde existe vida.
2. O gás natural é constituído, em média, principalmente por metano (de 50% a 70%),
dióxido de carbono gasoso (de 20% a 25%) e em pequena proporção por outros
gases, tais como o butano, o propano, o etano,o nitrogênio, o sulfeto de hidrogênio e
a água.
3. Sim, para evitar a corrosão das linhas de transmissão.
4. A combustão do sulfeto de hidrogênio forma óxidos de enxofre, poluentes
atmosféricos que intensificam a acidez das chuvas.
5. Os alunos registrarão as ideias que lhes pareceram mais importantes. A correção pode
indicar ao professor se as expectativas de aprendizagem foram atingidas. Os
processos estão descritos no texto. Professor, avalie as respostas dos alunos com base
no mesmo.
Questões para a sala de aula
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1. Quanto maior o número de carbonos, maior a temperatura de ebulição dos
compostos. Caso os alunos apresentem dificuldades, sugere-se que sejam mostrados
exemplos numéricos.
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Desafio!
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Os alunos devem perceber que aumentando o tamanho da molécula (o número de
carbonos em uma cadeia aberta), aumentam também as suas temperaturas de ebulição.
Isso pode ser explicado pela maior possibilidade de interações intermoleculares –
forças de London – entre elas. Essas forças devem ser vencidas para que uma molécula
passe para o estado gasoso. Logo, quanto maior as interações entre as partículas, maior
será a energia necessária para que sejam quebradas, e maior a temperatura de ebulição.
2.
NNoo ddee ccaarrbboonnooss AAllccaannoo aallcceennoo aallcciinnoo
2 Etano eteno etino
3 Propano propeno propino
4 Butano buteno butino
5 Pentano penteno pentino
6 Hexano hexeno hexino
Todos os alcanos apresentam o sufixo ano, todos os alcenos apresentam o sufixo eno
e todos os alcinos apresentam o sufixo ino.
Todos os compostos com 2 carbonos apresentam o prefixo et, os com 3 carbonos
apresentam o prefixo prop, os com 4 but, os com 5 pent e os com 6 hex.
Professor: A questão da posição da insaturação na cadeia carbônica não deve ser
discutida neste momento. Pode ser mencionado aos alunos que a posição é indicada por
um número que representa um dado átomo de carbono, mas que essa discussão será
feita posteriormente.
3. Sim. Nos alcanos, o número de hidrogênios nas moléculas é igual ao dobro do
número de carbonos mais dois, ou seja, sua fórmula genérica pode ser representada
por CnH2n+2. Já nos alcenos, o número de hidrogênios corresponde ao dobro do
número de carbonos e podem ser representados por CnH2n. Nos alcinos, o número de
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hidrogênios corresponde ao dobro do número de carbonos menos 2, e podem ser
representados por CnH(2n-2).
Desafio!
1. Na formação de uma dupla ligação, dois átomos de hidrogênio são eliminados, logo o
número de hidrogênios diminui em dois, o que é indicado na fórmula genérica
CnH2n, e como os alcanos possuem 2Hs a mais, tem a fórmula CnH2n+2
2.
C2H2 (etino)
C6H10 (hex-1-ino)
C6H10 (hex-2-ino)
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LIÇÃO DE CASA
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1.
NNoommee ddoo ccoommppoossttoo FFóórrmmuullaa eessttrruuttuurraall eesstteennddiiddaa)) FFóórrmmuullaa eessttrruuttuurraall ccoonnddeennssaaddaa
Etano
33 CHCH
Etino
Pent – 2– eno
ou
323 CHCHCHCH
Hexa – 3 – ino
Pent – 2 – ino
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* Neste momento, o aluno ainda não estudou isomeria cis–trans. Sugere-se retomar este exercício depois da discussão sobre isomeria geométrica e perguntar aos alunos se mudariam algo nas estruturas que haviam desenhado.
2. Os alunos deverão concluir que hidrocarbonetos são substâncias formadas por átomos
de carbono e de hidrogênio, podendo apresentar ligações simples, duplas ou triplas
entre os átomos de carbono.
Questões para a sala de aula
Página 15
4.
Trans but-2-eno But-1-eno metilpropeno Cis but-2-eno
Dados para que os alunos completem a tabela em seus cadernos:
CCoommppoossttoo TTeemmppeerraattuurraa ddee ffuussããoo ((ººCC)) ((11 aattmm))
TTeemmppeerraattuurraa ddee eebbuulliiççããoo ((ººCC)) 11aattmm
DDeennssiiddaaddee ((gg//mmLL)) aa 2255ºº CC
Trans but-2-eno 105,5 0,96 0,6040
But-1-eno -185,3 -6,26 0,5951
2-metilpropeno -140,4 6,9 0,5942
Cis but-2-eno -138,9 3,73 0,6213
5. São compostos diferentes, pois suas propriedades são diferentes. É importante que
levem nomes diferentes para que possam ser diferenciados.
6. Foram utilizados números, para indicar a posição da dupla ligação na cadeia
carbônica, isto é, os átomos de carbono que estão ligados por ligação dupla.
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7. No cis but-2-eno os hidrogênios e os grupos CH3 (grupos metila) encontram-se do
mesmo lado em relação à dupla ligação. No trans but– 2– eno.encontram-se em lados
opostos.
8.
Trans but-2-eno
But-1-eno
Resposta: 4 carbonos 4 carbonos
metilpropeno
Cis but-2-eno
Resposta: 3 Carbono 4 carbonos
Na estrutura denominada metilpropeno a cadeia principal pode ter no máximo 3
carbonos,
portanto seu nome deve se iniciar com o prefixo prop.
9.
a) O cis1,2-dimetilciclopentano é o composto 1, pois os grupos metila (CH3)
encontram-se do mesmo lado do anel; o mesmo se dá com os hidrogênios.
b) Trans 1,2-dimetilciclopentano
10. Os alunos escreverão suas próprias definições. É importante que mencionem que
compostos isômeros são compostos diferentes que têm a mesma fórmula molecular e
diferentes fórmulas estruturais.
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11.
AAllccaannoo EEssttrruuttuurraa TTeemmppeerraattuurraa ddee eebbuulliiççããoo ((ººCC)) aa 11aattmm
FFóórrmmuullaa mmoolleeccuullaarr
Hexano
69 C6H14
2-metilpentano
60 C6H14
3-metilpentano 63 C6H14
2,2-dimetilbutano
50 C6H14
2,3-dimetilbutano
58 C6H14
12. Sim, para indicar em qual carbono se localiza o radical metil.
13. O prefixo di indica que há dois grupos metila no composto; os números mostram a
quais carbonos os grupos metila estão ligados.
14. No 2-metilpentano, de qualquer maneira que se conte o número de átomos de
carbono, se chega a uma cadeia com no máximo 5 carbonos, e no 2,2-dimetilbutano,
a maior cadeia é de 4 carbonos.
15. Quanto menor o número de ramificações, maior a temperatura de ebulição. É
importante lembrar que isso vale para compostos com o mesmo número de carbonos,
pois, ao se mudar o tamanho da cadeia, tem-se mais uma variável a ser observada ao
se comparar as temperaturas de ebulição.
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Os compostos em questão são apolares, portanto, as forças interpartículas que
aparecem entre eles são do tipo dipolo instantâneo . Compostos mais lineares são
mais polarizáveis, além de apresentar maiores superfícies de contato; as forças
atuantes entre eles são, portanto, maiores. Para que essas sejam vencidas é necessário
mais energia, portanto, maiores temperaturas. Por isso as temperaturas de ebulição de
compostos menos ramificados são maiores.
Desafio!
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Não se pode denominar um composto de 4-metilpentano, pois a numeração da cadeia
principal no caso dos alcanos deve ser iniciada pelo carbono mais próximo ao carbono
mais ramificado. Não se pode denominar um composto de but-3-eno (ou 3-buteno), pois
a numeração da cadeia principal deve ser iniciada pelo carbono mais próximo ao da
dupla ligação.
Não se pode denominar um composto de 2-etilbutano, pois a cadeia principal deve
ser a maior possível e englobar o maior número possível de carbonos ramificados. O
nome do composto a que se faz referência deve ser o 3-metilpentano.
LIÇÃO DE CASA
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Leitura e Análise de Texto
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1. O dois são obtidos a partir da madeira. O carvão vegetal é obtido por meio da
carbonização da madeira enquanto o mineral só é formado pelo processo de
fossilização da madeira durante milhões de anos.
2. Acredita-se que o carvão mineral seja produto da fossilização de troncos, raízes,
galhos e folhas de árvores gigantes que cresceram há 250 milhões de anos em
pântanos rasos. Essas partes vegetais após morrerem se depositaram no fundo lodoso
e ficaram encobertas. O tempo e a pressão da terra sobre esse material
transformaram-no em uma massa negra – a jazidas de carvão.
3. Os alunos poderão citar diversas aplicações, como, por exemplo, o uso como
combustível,como fonte de muitas matérias-primas utilizadas em indústrias de
corantes, remédios, pesticidas, elastômeros, plásticos entre outras.
4. Pirólise é a degradação de qualquer material orgânico pelo calor, realizada na
ausência parcial ou total de oxigênio. A falta de oxigênio tem como objetivo evitar a
combustão.
5. Porque o carvão mineral brasileiro apresenta altos teores de cinzas e de enxofre,
baixo poder calorífico, seu processo de beneficiamento é difícil e os custos
envolvidos na remoção de poluentes são elevados.
6. Como combustível. Seu uso como fonte de matérias-primas se torna difícil devido a
baixa qualidade do processo de seu beneficiamento: além de ser difícil, apresenta
custos elevados.
PESQUISA EM GRUPO
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Algumas possíveis informações coletadas pelos alunos:
Tabela: Algumas substâncias obtidas a partir do carvão mineral e algumas de suas
aplicações
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FFaassee SSuubbssttâânncciiaa FFóórrmmuullaa eessttrruuttuurraall
FFóórrmmuullaa mmoollee--ccuullaarr
uussooss
Fase
líquida
Naftaleno
C10H8 Matéria-prima para a produção de
medicamentos, corantes, herbicidas,
inseticidas, fluidizantes e poliésteres.
Piridina
C5H5N Matéria-prima para a síntese de
fungicidas, vitaminas e
medicamentos. Usada também como
solvente e como auxiliar para
tingimento têxtil.
Fenol
C6H6O Desinfetante; matéria-prima na
produção de medicamentos,
tensoativos, defensivos agrícolas,
resinas sintéticas e corantes.
Estireno C8H8 Matéria-prima na fabricação de
poliestireno, borracha sintética,
resinas e poliéster.
Tolueno
C7H8 Solvente para tintas e revestimentos;
matéria-prima na fabricação de
benzeno e fenol; utilizado para
elevar a octanagem da gasolina.
Benzeno
C6H6 Solvente; antidetonante em gasolina;
matéria-prima na fabricação de
compostos orgânicos.
Xilenos
orto-xileno
C8H10 Orto-xileno: solvente para resinas;
matéria-prima para a fabricação de
anidrido ftálico, gasolina de aviação,
corantes, inseticidas; constituinte de
asfalto e nafta.
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meta-xileno
C8H10 Meta-xileno: intermediário para
corantes e em sínteses orgânicas;
solvente; inseticida.
para-xileno
C8H10 Para-xileno: usado na fabricação de
medicamentos e de inseticidas, como
matéria-prima para ácido tereftálico
(usado na produção de corantes,
sacarina, perfumes etc) e na
indústria de polímeros sintéticos e de
poliéster.
Fase
sólida
Coque C Na produção industrial do ferro e
como combustível.
Carvão de
retorta
C Produção de eletrodos
Questões para a sala de aula
Página 22
1. Não. Suas propriedades são diferentes e suas aplicações também o são.
2. O aluno apresentará um texto próprio. Deve, entretanto, mencionar que a mudança da
posição do grupo metila ligado ao anel faz com que as propriedades dos compostos
mudem, caracterizando compostos isômeros.
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PESQUISA EM GRUPO
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Os alunos utilizarão suas próprias palavras para preencher a tabela com as
informações que encontraram. Também poderão ter dificuldade em encontrar todas as
informações para todas as funções; o importante é que consigam conhecer pelo menos
uma propriedade e uma aplicação dos composto pertencentes a cada um dos grupos
funcionais . A título de exemplo, apresentam-se algumas informações a seguir.
NNoommee ddaa ffuunnççããoo
EEssttrruuttuurraa ccaarraacctteerrííssttiiccaa ddoo ggrruuppoo ffuunncciioonnaall
SSoolluubbiilliiddaaddee eemm áágguuaa;; aacciiddeezz;; bbaassiicciiddaaddee ddaa ssoolluuççããoo aaqquuoossaa;; uussooss ee pprroopprriieeddaaddeess
álcool
A solubilidade diminui com o aumento da
cadeia carbônica (metanol e etanol são
solúveis em qualquer proporção), podem ser
sólidos ou líquidos a temperatura ambiente
dependendo do tamanho da cadeia carbônica;
os alcoóis líquidos são usados como
solventes e aplicados em várias reações na
indústria química.
aldeído
Os que apresentam massas molares pequenas
são solúveis em água; apresentam odores
desagradáveis; são bastante reativos; são
usados como solventes e como matéria-prima
na fabricação de vários materiais, como
plásticos e resinas.
ácido
carboxílico
Produzem soluções ácidas e reagem com
alcoóis gerando ésteres; apresentam odor
característico (os que têm até 12 átomos de
carbono possuem cheiro desagradável);
podem ser usados na indústria como matéria-
prima na fabricação de polímeros, ésteres,
GABARITO Caderno do Aluno Química – 3a série – Volume 3
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fibras têxteis etc.
cetona
Têm solubilidade mediana em água e sua
principal aplicação é como solvente
Éster
Têm solubilidade mediana em água, podem
ser utilizados como solventes e têm odores
característicos; são importantes na indústria
de perfumaria e essências artificiais.
Éter
São pouco solúveis em água e pouco reativos;
são usados principalmente como solventes.
amina
Têm solubilidade mediana em água;
produzem soluções básicas; têm grande
importância biológica, pois compostos como
a adrenalina, a noradrenalina, a mescalina e os
aminoácidos são aminas; são usadas na
indústria no preparo de várias substâncias
sintéticas, na vulcanização da borracha e
como tensoativos.
amida
Não têm caráter ácido nem básico. São
utilizadas industrialmente na preparação de
medicamentos e polímeros.
Fenol
São, em geral, pouco solúveis ou insolúveis
em água; possuem cheiro forte e
característico; formam soluções aquosas com
caráter ácido, mas são ácidos mais fracos que
os ácidos carboxílicos; são usados como
desinfetantes e na produção de resinas e
polímeros.
GABARITO Caderno do Aluno Química – 3a série – Volume 3
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Questões para a sala de aula
Página 24
1. C4H10O
2. Álcool
3. Sim, pois possuem a mesma fórmula molecular, mas são substâncias diferentes, pois
a mudança de posição do grupo OH faz com que esses compostos tenham
propriedades diferentes.
É importante que ao responder essa questão os alunos transfiram a conclusão sobre
isomeria de posição vista em composto cíclicos para os composto de cadeia aberta.
4. Não. Pode-se perceber que o composto butan– 3–ol é igual ao composto butan–2–
ol e o butan– 4– ol é igual ao butan– 1– ol. É importante perceber que só faz sentido
escrever nomes diferentes para compostos diferentes e, por convenção, usa-se o
nome onde a numeração do grupo funcional é a menor possível.
5. Álcool e éter. Sim, o etanol tem fórmula molecular (C2H6O) igual a do éter, no
entanto, são substâncias diferentes. Isso fica claro quando se observa que eles
pertencem a funções orgânicas diferentes.
6. CH3CH2CH2OH CH3OCH2CH3
1 - propanol metóxietano
álcool éter
Os compostos são isômeros, pois possuem a mesma fórmula molecular (C3H8O), mas
pertencem a funções orgânicas diferentes.
7. Um álcool com dois ou mais átomos de carbono terá um éter como isômero. Isso é
possível, pois sempre se pode rearranjar os átomos de maneira a formar um éter e
vice-versa.
GABARITO Caderno do Aluno Química – 3a série – Volume 3
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LIÇÃO DE CASA
Página 26
1.
IIssôômmeerrooss
FFóórrmmuullaa mmoolleeccuullaarr EEssttrruuttuurraa ee ffuunnççããoo oorrggâânniiccaa
EEssttrruuttuurraa ee ffuunnççããoo oorrggâânniiccaa
C2H4O2
Ácido etanoico
Metanoato de metila
C3H6O
Propanal
propanona
2.
a)
1 - butanol
2 - butanol
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b)
CH3CH2CH2– O– CH3 metóxi– propano
CH3CH2– O– CH2CH3 etóxi– etano
VOCÊ APRENDEU?
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Os alunos redigirão seus próprios textos.
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SITUAÇÃO DE APRENDIZAGEM 3
COMPOSIÇÃO, PROCESSAMENTO E USOS DA BIOMASSA
PESQUISA INDIVIDUAL
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As informações pesquisadas pelos alunos deverão ser discutidas.
Espera-se que, ao final dessas atividades, os alunos sejam capazes de compreender a
importância da Biomassa como fonte de materiais combustíveis alternativos. É
desejável que sejam estimuladas atitudes de tolerância e respeito a opiniões alheias
durante a roda de conversa. Também é importante que se incentive a fundamentação das
opiniões com base nas pesquisas realizadas.
As informações a seguir são fornecidas com o intuito de subsidiar a sua atuação.
Com relação ao álcool combustível, é desejável que os alunos conheçam que a cana-
de-açúcar é a principal matéria utilizada no Brasil para esse fim, mas que em outros
países outros vegetais como milho, beterraba e batata-doce são bastante utilizados. Os
caules da cana-de-açúcar, após serem esmagados, fornecem o caldo e o bagaço. No
caldo há um grande teor de sacarose (dímero da glicose e da frutose).
As principais reações envolvidas na fermentação alcoólica são a inversão da sacarose
e a fermentação do monossacarídeo. As equações a seguir são representações
simplificadas do processo industrial de obtenção do álcool. A fermentação industrial é
certamente mais complicada do que a representada a seguir, envolvendo, provavelmente
diferentes intermediários. A vinhaça (subproduto na produção do álcool) pode ser usada
como fertilizante.
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Para a produção do açúcar, o caldo é coado, tratado com cal para retirar impurezas e
corrigir o pH; é então adicionado fosfato para melhorar o processo de clarificação e
aquecido com vapor de água a alta pressão. Ocorre então a decantação seguida de
filtração a vácuo. O filtrado é evaporado (contém cerca de 85% de água) até se obter um
xarope amarelado, que contenha cerca de 40% de água. Esse xarope é novamente
filtrado a vácuo até atingir um estado de supersaturação. São então adicionados núcleos
de açúcar para que ocorra o crescimento dos cristais de açúcar. A mistura de xarope e
cristais é então transferida para um cristalizador, onde é colocada uma quantidade
adicional de sacarose sobre os cristais já formados e a cristalização do açúcar –
ligeiramente amarelado –- se completa. O açúcar é então enviado para as usinas de
refinamento. A massa é centrifugada para a remoção do xarope (que é reciclado para
outras cristalizações).
O líquido residual das reciclagens do açúcar é chamado de “melaço” e pode ser
usado como fonte de carboidratos e para ração de gado. As tortas (resíduos) que ficam
nos filtros usados na filtração a vácuo do lodo são usadas como adubo. O bagaço pode
ser utilizado na fabricação de papel, compensado ou material isolante e como
combustível em usinas termelétricas. O caldo da cana também pode ser consumido
diretamente como garapa. Como se pode perceber, praticamente todos os resíduos da
agroindústria canavieira são reaproveitados.
Com relação ao biodiesel, é importante que os alunos percebam que ele é obtido
principalmente pela reação de transesterificação de óleos ou gorduras. A
transesterificação é a reação do óleo ou da gordura com um álcool, normalmente etanol
ou metanol. Um exemplo dessa reação está descrito a seguir.
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Os óleos usados para a produção do biodiesel são obtidos principalmente a partir de
vegetais como: babaçu, palma, mamona, girassol etc. O biodiesel atualmente é utilizado
no Brasil como combustível para motores de caminhões, tratores, camionetas,
automóveis, entre outros e também em motores estacionários como geradores de
eletricidade, de calor etc. O biodiesel pode substituir total ou parcialmente o óleo diesel
de petróleo.
Não se espera que os alunos obtenham todas as informações que foram descritas
aqui, mas você pode, com elas, enriquecer a discussão em sala de aula.
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SITUAÇÃO DE APRENDIZAGEM 4
A BIOSFERA COMO FONTE DE ALIMENTOS PARA O SER HUMANO
Questões para a sala de aula
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1.
Valor citado na embalagem _______________ massa de alimento
x ___________________________________ 100g de alimento
2. Calcular a porcentagem dos macronutrientes a partir dos dados das embalagens. Em
alguns rótulos, esses valores já aparecem calculados.
3. Essas informações dependerão dos alimentos pesquisados pelos alunos.
4. Os alunos poderão perceber que os alimentos de um mesmo grupo apresentam um
determinado macronutriente em maior quantidade em sua composição Por exemplo,
o grupo da proteína terá a presença de proteína em maior quantidade, embora possam
apresentar certas quantidades de gorduras e carboidratos.
5. Os alunos poderão perceber que os alimentos de grupos diferentes possuem sempre
um componente em maior quantidade, por exemplo, o grupo dos alimentos de
origem animal terá como componente majoritário as proteínas, o grupo das farinhas
terá como componente majoritário os carboidratos e o grupo dos óleos e das gorduras
terá como componente majoritário os lipídeos.
6. Os alunos poderão completar a tabela com diferentes informações. Dependendo do
alimento a que se referem, a porcentagem do componente majoritário pode variar,
assim como o valor energético. Espera-se, entretanto, que percebam alguma
regularidade nos valores energéticos, de acordo com o componente majoritário
(carboidrato, proteína ou lipídeo).
7. Levando-se em conta somente a quantidade de calorias dos produtos pesquisados,
deve-se evitar uma ingestão excessiva de gorduras, pois alimentos mais ricos em
gorduras são no geral mais calóricos (1 g de gordura tem um valor calórico de cerca
de 9 cal). Os alimentos ricos em carboidratos ou ricos em proteínas são menos
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energéticos que os ricos em gorduras (1 g de carboidrato ou de proteína tem um
valor calórico aproximado de 4 cal).
8. Os alunos darão respostas próprias. Pode ser considerado, por exemplo, que os
alimentos, além de servirem como fonte de energia, possuem outras funções, como
proteção, isolamento, serem substratos para a síntese de hormônios (no caso das
gorduras e colesterol) , constituir e manter as estruturas celulares (no caso das
proteínas e gorduras). É recomendável que se consuma alimentos de todos os grupos,
porém em quantidades diferentes. É importante que os alunos se lembrem do que foi
estudado em Biologia sobre a pirâmide alimentar. Essa pirâmide recomenda que os
carboidratos sejam consumidos em maior quantidade, as proteínas em quantidade um
pouco menor e os lipídeos em quantidades reduzidas. Atualmente,uma nova pirâmide
foi proposta. Há, entretanto, controvérsias sobre a nova pirâmide.
Questões para a sala de aula
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1. Grupo dos carboidratos.
2. As duas possuem a função álcool. No entanto uma (a da glicose) delas possui a
função aldeído enquanto a outra (a da frutose) a função cetona.
3. Observando-se a estrutura da glicose e da frutose percebe-se que cada uma delas
possui duas funções orgânicas, o que mostra que uma substância pode apresentar
mais de um grupo funcional em sua estrutura.
4. Esses compostos tendem a ser solúveis, pois apresentam grupos OH que podem
formar ligações de hidrogênio com a água facilitando a solubilização.
5. O amido pode ser considerado um polímero, pois se percebe que ele é formado pela
repetição de unidades de glicose.
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PESQUISA INDIVIDUAL
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Trata-se de uma pesquisa individual. Diversas informações podem ser obtidas. O
importante é que o aluno reconheça que se trata de polímeros, que há uma estrutura que
se repete.
Questões para a sala de aula
Página 34
6.
a) Função éster.
b) Eles devem ser insolúveis, pois apresentam longas cadeias carbônicas,que são
apolares e, portanto, se dissolvem pouco ou quase nada em água – que é polar.
c) O lipídeo A é saturado, pois só possui ligações simples entre carbonos; já o
lipídeo B é insaturado, pois possui ligações duplas entre carbonos.
7.
a) Amina e ácido carboxílico.
b) Os aminoácidos possuem esse nome, pois neles sempre estão presentes as
funções amina e ácido carboxílico ligadas a um mesmo carbono.
8. O aluno explicará com suas palavras. Deverá perceber que é a ligação que ocorre
quando o grupo carboxila de um aminoácido interage com o grupo amina de outro
aminoácido, ocorrendo a eliminação de uma molécula de água.
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9.
Observação: em pH fisiológico, a alanina e a lisina encontram-se na forma iônica, por
isto a transformação foi escrita desta forma. Mas os alunos também podem usar a forma
não iônica.
Desafio!
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Os alunos farão seus próprios comentários. É importante que percebam que a
produção de uma proteína em organismo vivo não acontece desta maneira. Uma
proteína só é produzida nos organismos vivos através do processo de síntese proteica
que envolve DNA, RNA e ribossomos. É importante lembrar que uma proteína é uma
estrutura muito mais complexa do que apenas ligações peptídicas entre aminoácidos.
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LIÇÃO DE CASA
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Para responder a esta questão existem várias possibilidades, tendo em vista a
existência de 20 aminoácidos diferentes. Uma das possibilidades está descrita a seguir.
A resposta não está escrita na forma ionizada.
VOCÊ APRENDEU?
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1. Alternativa e.
2. Sabendo que o 3-penten-2-ol apresenta isomeria cis-trans, desenhe a fórmula
estrutural da forma trans.
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3. Alternativa b.
4. Alternativa e.
5. Alternativa d.