Contextualização

O conceito de fração molar é uma das pedras angulares da química, ocupando um lugar fulcral no estudo dos reagentes químicos, sua interação e os resultados que emergem dessas interações. A fração molar é uma forma de expressar a concentração de um componente em uma solução. É útil porque permite aos químicos compreender melhor a composição de uma solução, permitindo assim prever os produtos da reação e controlar o processo de reação.

A fração molar é definida como a razão entre o número de moléculas (ou átomos) de um componente e o número total de moléculas (ou átomos) na solução. É comumente expressa como um número decimal ou uma porcentagem. Este método de expressar a concentração é útil em várias disciplinas da química, incluindo a química física e a termodinâmica.

O estudo da fração molar é de importância crítica em química e bioquímica, com aplicações notáveis em farmácia, medicina, engenharia química, ciências ambientais e muitas outras áreas. Por exemplo, no desenvolvimento de medicamentos, os cientistas precisam entender a fração molar dos ingredientes ativos e inativos para criar um medicamento eficaz. Na engenharia química e na ciência dos materiais, a fração molar é útil para o controle da reação química em grandes processos industriais.

Os estudantes são incentivados a explorar o tópico usando várias fontes de informação, incluindo livros, sites acadêmicos, publicações científicas e vídeos educativos. Aqui estão algumas fontes recomendadas:

• Livro: Atkins, P.; Paula, J. "Chemical Principles: The Quest for Insight". 5th Ed. W.H. Freeman and Company, 2009.
• Site: Khan Academy (https://pt.khanacademy.org/science/chemistry)
• Site: Brasil Escola (https://www.brasilescola.uol.com.br/quimica/funcoes-molar-molalidade.htm)
• Vídeo: YouTube "Química Geral - Concentrações Químicas - Fração Molar" (https://www.youtube.com/watch?v=1yAPqSRDCpM)

Atividade Prática

Título da Atividade: Preparando Soluções e Calculando a Fração Molar

Objetivo do Projeto:

O objetivo deste projeto é ajudar os estudantes a entender o conceito de fração molar, através da preparação de diferentes soluções e do cálculo da fração molar para cada solução.

Descrição Detalhada do Projeto:

Os alunos irão trabalhar em grupos de 3 a 5 pessoas. Eles vão preparar várias soluções com diferentes concentrações de soluto e solvente. Em seguida, irão calcular a fração molar de cada solução. O projeto será concluído com a redação de um relatório documentando todo o processo e os resultados obtidos.

Materiais Necessários:

• Balança analítica
• Becker de 500ml (ou copo de medida)
• Espátula
• NaCl (Cloreto de Sódio) e C6H12O6 (Glicose)
• Água destilada

Passo a Passo Detalhado para a Realização da Atividade:

1. Os alunos vão pesar diferentes quantidades de NaCl e C6H12O6 com a balança analítica (por exemplo, 50g, 100g, 150g) e registrar os valores.
2. Em seguida, medirão diferentes volumes de água destilada com o Becker (por exemplo, 200ml, 400ml, 600ml) e registrarão os valores.
3. Adicionarão o NaCl ao Becker com água destilada e agitarão até que todo o NaCl tenha dissolvido. Eles farão o mesmo processo para a glicose.
4. Com base nessas informações, calcularão a fração molar para a solução de NaCl e a solução de C6H12O6.
5. A atividade será repetida variando as quantidades de solutos e solventes até obterem pelo menos três frações molares diferentes para cada soluto.

Entregas do Projeto:

Os alunos devem entregar um relatório documentando o projeto. O relatório deve apresentar claramente as seguintes seções:

• Introdução: Deve apresentar o tema do projeto - a fração molar - e a relevância deste conceito na química. Também deve incluir o objetivo do projeto.

• Desenvolvimento: Esta seção deve explicar em detalhes a atividade realizada. Deve incluir a teoria por trás da fração molar, a metodologia utilizada para a preparação das soluções e o cálculo das frações molares. Além disso, deve apresentar e discutir os resultados obtidos.

• Conclusão: Deve retomar os pontos principais do relatório, explicitando os aprendizados obtidos e as conclusões retiradas.

• Bibliografia: Deve indicar todas as fontes nas quais o grupo se baseou para trabalhar no projeto.

Este projeto deve levar de cinco a dez horas por aluno para ser concluído, e o prazo de entrega é de um mês.