Contextualização

A Química é uma ciência que se preocupa com a composição, estrutura, propriedades e alterações da matéria. Neste sentido, o estudo dos gases se torna extremamente relevante, pois eles estão presentes em uma diversidade de eventos e fenômenos que ocorrem constantemente a nossa volta. Neste projeto, exploraremos um dos conceitos fundamentais no estudo dos gases: a relação mol x volume em condições normais de temperatura e pressão (CNTP).

A Lei dos Gases Ideais estabelece que o volume de um mol de gás, sob condições normais de temperatura e pressão (0°C e 1 atm), é aproximadamente 22,4 litros. Esta relação é frequentemente utilizada em cálculos estequiométricos, permitindo a análise da transformação dos gases e a conservação da matéria em reações químicas, entre outros.

Este conceito de mol e volume de gás nas CNTP não só ajuda a compreender a natureza dos gases e suas propriedades, mas também tem aplicações em diversas áreas do conhecimento. No campo da Medicina, por exemplo, o conhecimento sobre a relação mol-volume é fundamental nos cálculos envolvendo o uso de gases anestésicos.

Introdução Teórica

A primeira chave conceitual para a compreensão do nosso tema é o conceito de mol, uma unidade fundamental no estudo da Química. Um mol é o montante de substância que contém tantas entidades elementares (átomos, moléculas, íons, etc.) quanto átomos há em 12 gramas de carbono-12.

A segunda chave conceitual é a compreensão das condições normais de temperatura e pressão (CNTP), que são um conjunto padrão de condições para medidas experimentais estabelecidas para permitir comparações entre conjuntos de dados. Na Química, as CNTP são uma temperatura de 0°C (273,15 K) e uma pressão de 1 atm.

O terceiro conceito chave é a Lei dos Gases Ideais, que estabelece a relação entre pressão, volume e temperatura de uma determinada quantidade de gás, desde que a temperatura esteja em kelvins. Esta lei é expressa pela fórmula PV=nRT, onde P é a pressão, V o volume, n o número de moles, R a constante dos gases ideais e T a temperatura.

Atividade Prática

Título da Atividade: "Rumo ao Espaço: O Balão de Gás Ideal"

Objetivo do Projeto:

Compreender a relação mol x volume dos gases em condições normais de temperatura e pressão (CNTP) através da realização de uma atividade experimental prática, síntese de relatório e apresentação dos resultados.

Descrição Detalhada Do Projeto:

Nesta atividade prática, os estudantes serão desafiados a montar um balão de hélio experimental para ilustrar o conceito de mol, volume e condições normais de temperatura e pressão. O grupo que conseguir fazer o balão subir a maior altura, mantendo o equilíbrio entre volume, número de mols e pressão, será o vencedor. Além disso, cada grupo deverá documentar todo o processo em um relatório escrito.

Materiais Necessários:

• Balões de látex
• Bomba de hélio
• Barbante
• Fita métrica
• Termômetro
• Manômetro

Passo a Passo Detalhado Para A Realização Da Atividade:

1. Cada grupo receberá um kit com os materiais necessários.
2. Os alunos farão pesquisas para entender a teoria por trás dos gases ideais e como o número de mols, volume e pressão se relacionam.
3. Baseado na teoria aprendida, os alunos farão cálculos e estimativas para determinar a quantidade de gás hélio (em mol) necessária para encher o balão e fazê-lo subir, considerando as condições atuais de temperatura e pressão.
4. Os alunos encherão o balão de hélio de acordo com suas estimativas.
5. Cada grupo lançará seu balão e anotará quanto tempo ele leva para subir a uma altura pré-determinada usando a fita métrica.
6. O grupo que conseguir fazer o balão subir a maior altura, mantendo o controle do volume e pressão, será o vencedor.
7. Os alunos documentarão todo o processo e resultados em seus relatórios.

Entregas do Projeto:

• Relatório Escrito: Após a realização da atividade prática, os alunos devem produzir um relatório. Esse relatório deve conter:

  • Introdução: Descrição do objetivo da atividade prática, a relevância da relação mol x volume nas CNTP, e como essa atividade ajuda a compreender esta relação. O texto deve ser motivador e mostrar como este assunto se aplica no mundo real.
  • Desenvolvimento: Detalhamento da teoria explorada no relatório, bem como uma descrição detalhada de como a atividade prática foi realizada. Apresentação dos cálculos e resultados obtidos durante a atividade. Análise e discussão dos resultados, comparando o que foi planejado com o que foi observado na prática.
  • Conclusões: Revisão dos principais pontos abordados no relatório, aprendizados obtidos, discussão sobre como a experiência prática ajudou a compreender a teoria, e sugestões para melhorias ou novas experiências.
  • Bibliografia: Lista de todas as fontes utilizadas no projeto, como livros, sites, vídeos, etc.

• Apresentação Oral: Cada grupo fará uma apresentação de 10 a 15 minutos para a classe, explicando o que aprenderam, como fizeram o balão, os desafios encontrados, como superaram esses desafios e o que aprenderam no processo.