Contextualização

Introdução Teórica

A solubilidade é uma propriedade físico-química que diz respeito à capacidade de uma substância (soluto) se dissolver em outra (solvente). O soluto, em geral, é uma substância sólida, enquanto o solvente é líquido. O resultado dessa interação é uma solução homogênea. A solubilidade de uma substância pode ser influenciada por diversos fatores, incluindo a temperatura, a pressão e a natureza das substâncias envolvidas.

No caso de solutos sólidos dissolvendo-se em líquidos, a solubilidade geralmente aumenta com o aumento da temperatura. Isso ocorre porque, como a temperatura aumenta, as moléculas do solvente se movem mais rápido e são capazes de "romper" mais facilmente as forças intermoleculares que mantém o soluto sólido unido. Em contrapartida, no caso de gases, a solubilidade tende a diminuir com o aumento da temperatura.

A Lei de Henry, por exemplo, é uma lei que descreve a solubilidade dos gases em líquidos. Ela afirma que a solubilidade de um gás em um líquido é diretamente proporcional à pressão do gás acima do líquido. Isso significa que quanto maior a pressão, maior será a solubilidade do gás no líquido.

Contextualização e Relevância

A solubilidade é um conceito que tem um amplo espectro de aplicações práticas. Na indústria farmacêutica, por exemplo, a solubilidade de medicamentos é de grande importância, pois pode afetar a eficácia do medicamento. Se um medicamento tiver baixa solubilidade, pode não ser completamente absorvido no corpo, reduzindo assim a sua eficácia.

Além disso, o conceito de solubilidade é essencial na indústria alimentícia. Durante o processo de fabricação de bebidas, por exemplo, a quantidade de ingredientes que podem ser dissolvidos no líquido é limitada pela sua solubilidade. Esse conceito também é utilizado na obtenção de cristais puros em laboratórios e indústrias e na remoção de impurezas de soluções.

Atividade Prática

Título da Atividade: Dissolução em Ação – Entendendo a Solubilidade

Objetivo do Projeto

O objetivo deste projeto é permitir que os alunos experimentem a dissolução de diferentes solutos em variadas condições, observando como a temperatura e a natureza dos solutos e solventes influenciam na solubilidade. Além disso, os alunos aplicarão o conceito matemático de proporcionalidade (relação entre variáveis) como fundamental na compreensão e interpretação dos resultados.

Os alunos, em grupos de 3 a 5, devem realizar este projeto ao longo de duas semanas, sendo necessário a dedicação de mais de doze horas por aluno.

Descrição Detalhada do Projeto

Parte 1: Explorando a Solubilidade de Sólidos em Líquidos

A primeira parte do projeto envolve a realização de experimentos para observar como a solubilidade de um sólido (sal comum ou açúcar) varia com a temperatura. Os alunos devem esquentar recipientes de água a diferentes temperaturas e registrar quantos gramas de soluto conseguem dissolver em cada recipiente até atingir a saturação.

Parte 2: Explorando a Solubilidade de Gases em Líquidos

Os estudantes devem também conduzir experimentos onde poderão observar a solubilidade de gases (como CO2 presente em refrigerantes) em líquidos, considerando a variação da temperatura e pressão.

Parte 3: Relatório

Os alunos devem apresentar os resultados de seus experimentos em um relatório detalhado, incluindo gráficos e tabelas. No relatório, devem ser discutidas as teorias relacionadas à solubilidade e como os resultados dos experimentos se conectam a esses conceitos.

Materiais Necessários

1. Água
2. Açúcar
3. Sal comum
4. Balança de precisão
5. Recipientes transparentes
6. Fogão ou placa de aquecimento
7. Thermômetro
8. Refrigerante
9. Material para anotações

Passo a Passo Detalhado Para a Realização da Atividade

1. Parcela 1: Medir e anotar a quantidade inicial de água em cada recipiente. Aquecer a água a diferentes temperaturas (ambiente, 40°C, 60°C, 80°C, por exemplo) e, em seguida, adicionar gradualmente o sal ou açúcar, sempre medindo e anotando a quantidade adicionada até que a solução esteja saturada (quando o soluto parar de se dissolver).
2. Parte 2: Para os experimentos com gases, os alunos podem esquentar refrigerante e observar a quantidade de gás liberada. Este experimento deve ser feito com cuidado e sob supervisão, já que envolve a manipulação de líquidos quentes.
3. Relatório: Finalmente, os alunos devem compilar seus dados, apresentar gráficos de como a solubilidade varia com a temperatura e discutir suas observações à luz dos conceitos teóricos de solubilidade.

Entregas do Projeto

O principal produto deste projeto é um relatório detalhado que os alunos devem redigir. Este relatório deve incluir a seguinte estrutura:

1. Introdução: O aluno deve contextualizar o tema, sua relevância e aplicação no mundo real, bem como o objetivo deste projeto.
2. Desenvolvimento: O aluno deve explicitar a teoria por trás da solubilidade, explicar a atividade em detalhes, indicar a metodologia utilizada e por fim apresentar e discutir resultados obtidos.
3. Conclusão: O aluno deve concluir o trabalho retomando seus pontos principais, explicitando os aprendizados obtidos e as conclusões retiradas sobre o projeto.
4. Bibliografia: O aluno deve indicar as fontes em que se basearam para trabalhar no projeto como livros, páginas da web, vídeos, etc.

Os alunos devem submeter o relatório em formato digital, com todos os gráficos, tabelas e cálculos claramente apresentados e discutidos.