Contextualização

Os gases desempenham um papel extremamente importante em nossa vida cotidiana. Da respiração aos sistemas de ar condicionado, dos pneus de bicicleta ao nosso clima, os gases estão em todos os lugares. A Química, a disciplina que estuda a matéria e suas transformações, nos fornece ferramentas para entender os gases, suas propriedades e comportamento, e representa um fundamento essencial para uma variedade de campos relacionados.

A matéria pode existir em quatro estados principais: sólido, líquido, gasoso e plasmático. Entre esses, os gases representam uma categoria interessante, pois suas propriedades não são tão intuitivas quanto às dos estados sólidos e líquidos. Para entender os gases, suas características e teorias associadas, precisamos nos apoiar fundamentalmente nas leis dos gases, que relacionam a pressão, volume, temperatura e quantidade de gás e formam a base da teoria cinética dos gases.

Essa teoria nos permite aprofundarmos nossa compreensão dos gases, diferenciando gases ideais dos reais e considerando as condições sob as quais um gás real pode se comportar como um gás ideal. Além disso, a teoria cinética dos gases oferece uma ponte para os conceitos de termodinâmica, que descrevem as transferências de energia que ocorrem nas reações químicas.

Os gases possuem uma relevância notável no dia a dia e também em diversas áreas da ciência. A atmosfera que nos rodeia é uma mistura de gases que desempenha um papel fundamental na sustentação da vida na Terra. A compreensão das propriedades dos gases também é essencial na medicina, por exemplo, no cálculo das misturas gasosas usadas na anestesia. Além disso, a indústria utiliza diversos gases em seus processos, como o oxigênio na fabricação de aço e o nitrogênio na conservação de alimentos.

A seguir estão os recursos que podem ser utilizados para iniciar os estudos sobre o tema:

1. Propriedades dos Gases - Brasil Escola
2. Teoria Cinética dos Gases - Stoodi
3. Ligações Químicas e as Propriedades dos Gases - Khan Academy (em inglês, mas com legendas disponíveis em português)

Atividade Prática

Título da Atividade: Explorando as Propriedades dos Gases Ideais - A Lei dos Gases Ideal

Objetivo do Projeto:

Investigar e compreender a relação entre pressão, volume e temperatura usando a lei dos gases ideais como base teórica. Além disso, desenvolver habilidades práticas e analíticas, incluindo a manipulação de dados e a elaboração de um relatório de projeto.

Descrição Detalhada do Projeto:

Os alunos irão realizar um experimento simples usando materiais comuns para observar e analisar as propriedades dos gases. A atividade será focada na prática da lei do gás ideal (PV = nRT) e na comparação dos resultados obtidos com os resultados teóricos esperados.

Materiais Necessários:

• Balões de látex (3 unidades)
• Régua (1 unidade)
• Termômetro (1 unidade)
• Fita métrica (1 unidade)
• Barbante (1 unidade)

Passo a Passo Detalhado para a Realização da Atividade:

Passo 1: Divida a sala de aula em grupos de três a cinco alunos.

Passo 2: Distribua os materiais necessários para cada grupo.

Passo 3: Cada grupo deverá encher um balão a um tamanho que possa ser medido com a régua (por exemplo, 10 cm de diâmetro) e medir a temperatura ambiente com o termômetro.

Passo 4: O grupo deve registrar a temperatura e o volume do balão. O volume do balão pode ser estimado aplicando-se a fórmula do volume de uma esfera (4/3 * π * raio^3), considerando o raio como metade do diâmetro do balão.

Passo 5: O balão deve ser inflado mais um pouco e a nova medida do diâmetro e a temperatura ambiente devem ser registradas novamente.

Passo 6: O grupo repetirá o passo 5 duas vezes, obtendo assim cinco conjuntos de dados (um do passo 3 e quatro do passo 5).

Passo 7: Cada grupo irá, então, analisar seus dados tentando encontrar uma relação entre o volume e a temperatura. Eles deverão verificar se seus dados estão de acordo com a lei dos gases ideais.

Após a realização da atividade prática, cada grupo deverá elaborar um relatório com a seguinte estrutura e conteúdos:

Relatório

Introdução:

O grupo deverá contextualizar o experimento realizado, explicando brevemente sobre a importância do estudo dos gases, a lei dos gases ideais e o objetivo do experimento.

Desenvolvimento:

O grupo deverá detalhar o procedimento do experimento, descrever os resultados obtidos e discutir se esses resultados estão de acordo com a teoria dos gases ideais.

Conclusão:

O grupo deverá retomar os principais pontos de seu experimento, discutir o que aprenderam com a atividade e quais conclusões puderam tirar do projeto.

Bibliografia:

O grupo precisa indicar as fontes de informação utilizadas, como livros, sites, vídeos, etc.

Os alunos terão uma semana para completar esta atividade, que inclui a realização do experimento e a produção do relatório. A carga horária é estimada entre duas a quatro horas por aluno.