Contextualização

A estequiometria é o estudo das relações quantitativas (massa, quantidade de matéria, volume) envolvidas nas reações químicas. Essa parte da química é essencial e ubíqua, permeando desde reações simples em nosso dia a dia até processos químicos industriais complexos.

Conceitos como lei da conservação da massa e proporções molares são fundamentais para entender a estequiometria. A lei da conservação da massa nos diz que, em uma reação química fechada, a quantidade de matéria não se altera, enquanto as proporções molares nos dão a relação entre a quantidade de reagentes e produtos em uma reação química.

A estequiometria é a espinha dorsal do desenvolvimento e da análise de muitos processos químicos. Por exemplo, o cálculo estequiométrico é crucial no projeto e na otimização de processos industriais, como a produção de fertilizantes, de plásticos e de medicamentos. Além disso, a estequiometria é fundamental no desenvolvimento de baterias mais eficientes e na compreensão da química do meio ambiente, como no estudo do equilíbrio químico dos oceanos e da atmosfera.

O projeto a ser desenvolvido irá desafiar vocês a aplicarem os conceitos de estequiometria de uma maneira prática e colaborativa. Com base em cenários do mundo real, vocês deverão planejar e calcular as proporções de reagentes e produtos necessários em uma reação química para alcançar um resultado desejado.

Como base para o estudo e aprofundamento no tema, sugiro os seguintes recursos:

• Khan Academy - Estequiometria
• Livro "Química: a ciência central", de Brown, LeMay, Bursten, Murphy, Woodward e Stoltzfus, capítulo 3, "Estequiometria: cálculos com fórmulas e equações químicas".
• YouTube - Professora Martha Reis - série de vídeos sobre estequiometria.

Por fim, lembrem-se de que a estequiometria não é apenas um conjunto de fórmulas e cálculos, mas uma ferramenta que nos permite entender e quantificar o mundo químico ao nosso redor.

Atividade Prática

Título da Atividade: "Desafio Estequiométrico: Planejando um Foguete de Vinagre e Bicarbonato de Sódio"

Objetivo do Projeto:

Realizar um experimento prático para compreender e aplicar os conceitos de estequiometria. O experimento consiste em criar e lançar um foguete de vinagre e bicarbonato de sódio, utilizando os conhecimentos de estequiometria para determinar as proporções corretas desses reagentes para obter a maior propulsão possível.

Descrição Detalhada do Projeto:

Trabalhando em grupos de 3 a 5 alunos, vocês deverão planejar, preparar e lançar um foguete movido a vinagre e bicarbonato de sódio. A atividade incluirá:

• Revisão dos conceitos de estequiometria.
• Planejamento do foguete, incluindo o cálculo das proporções de vinagre e bicarbonato de sódio necessários.
• Preparação do foguete.
• Lançamento e observação do foguete.
• Análise de resultados e conclusões.

Espera-se que, ao final do projeto, os alunos tenham desenvolvido suas habilidades tanto técnicas (análise estequiométrica, planejamento e execução de experimentos, análise e interpretação de resultados) como socioemocionais (trabalho em equipe, gerenciamento de tempo, resolução de problemas, pensamento crítico).

Materiais Necessários:

• Garrafa plástica pequena e vazia (corpo do foguete)
• Rolha que encaixe bem no gargalo da garrafa
• Bicarbonato de sódio
• Vinagre
• Balança de precisão
• Papel-filtro
• Tripé ou suporte para lançamento do foguete
• Fita métrica ou trena
• Equipamentos de proteção individual (óculos de segurança, luvas)

Passo a Passo Detalhado:

1. Revisem os conceitos de estequiometria e entendam a reação química que ocorrerá no foguete:

   VCH3COOH (vinagre) + NaHCO3 (bicarbonato de sódio) → NaCH3COO (acetato de sódio) + H2O (água) + CO2 (gás carbônico)

2. Utilizem a estequiometria para calcular as quantidades corretas de vinagre e bicarbonato de sódio a serem usadas. Lembrem-se: o objetivo é maximizar a produção de gás carbônico, que é o que fará o foguete ser lançado.

3. Preparem o foguete:

   • Coloque a quantidade calculada de bicarbonato de sódio em um papel-filtro e dobre-o de modo a formar um pequeno pacote.
   • Coloque a quantidade calculada de vinagre dentro da garrafa.

4. Realizem a experiência:

   • Encaixe o papel-filtro com o bicarbonato na boca da garrafa (não deixe cair dentro!)
   • Encaixe a rolha firmemente no gargalo da garrafa.
   • Agite levemente a garrafa para que o bicarbonato de sódio caia dentro e entre em contato com o vinagre.
   • Coloque a garrafa no suporte/tripé e se afaste imediatamente.

5. Observe e registre o que acontece.

6. Meçam a distância atingida pelo foguete e registrem.

Cada membro do grupo deve se envolver de maneira ativa em cada passo do projeto.

Entrega do Projeto:

O trabalho deve ser entregue no formato de relatório escrito, de acordo com as seguintes diretrizes:

1. Introdução: Contextualização do projeto, descrição da relevância da estequiometria e objetivo do trabalho. Incluir a reação química que ocorrerá no foguete e como a estequiometria foi usada para calcular as proporções corretas de reagentes.

2. Desenvolvimento: Detalhamento sobre a preparação e execução do experimento, incluindo fotos ou desenhos. Descrição detalhada da metodologia (estequiometria) utilizada para calcular as proporções de vinagre e bicarbonato de sódio. Resultados obtidos (distância de voo, proporções usadas) e discussão sobre os resultados (o que deu certo? o que deu errado? por quê?).

3. Conclusão: Reflexão sobre o que foi aprendido com o projeto, tanto em termos dos conceitos de química (estequiometria, reações químicas, proporções) quanto habilidades socioemocionais (trabalho em equipe, gerenciamento de tempo, resolução de problemas, pensamento crítico). Retomada dos pontos principais do trabalho e conclusões retiradas sobre o projeto.

4. Bibliografia: Citar as fontes consultadas para a realização do projeto.

Esperamos que o projeto engaje os alunos na aprendizagem prática dos conceitos de estequiometria e demonstre a importância desse tópico no mundo real.