Plano de Aula | Metodologia Tradicional | Funções Orgânicas: Problemas de Funções Orgânicas

Objetivos

Duração: (10 - 15 minutos)

A finalidade desta etapa é introduzir os alunos ao tópico de funções orgânicas, fornecendo uma visão geral das habilidades que eles precisarão desenvolver. Isso inclui a identificação, nomenclatura e compreensão das características e propriedades de diferentes compostos orgânicos, além de enfatizar a importância de saber distinguir entre as várias funções orgânicas.

Objetivos principais:

1. Identificar e nomear diferentes tipos de funções orgânicas, como álcoois, aminas e éteres.

2. Descrever as principais características e propriedades de álcoois, aminas e éteres.

3. Comparar e diferenciar compostos orgânicos com base em suas funções orgânicas.

Introdução

Duração: (10 - 15 minutos)

A finalidade desta etapa é introduzir os alunos ao tópico de funções orgânicas, fornecendo uma visão geral das habilidades que eles precisarão desenvolver. Isso inclui a identificação, nomenclatura e compreensão das características e propriedades de diferentes compostos orgânicos, além de enfatizar a importância de saber distinguir entre as várias funções orgânicas.

Contexto

Para iniciar a aula sobre Funções Orgânicas, explique aos alunos que a Química Orgânica é um ramo da química que estuda os compostos do carbono, que são a base de todas as formas de vida. As funções orgânicas são grupos específicos de átomos dentro das moléculas que conferem propriedades químicas e físicas características a esses compostos. Entender essas funções é fundamental para compreender a reatividade e a aplicação de diferentes moléculas orgânicas na vida cotidiana e na indústria.

Curiosidades

Você sabia que o álcool, um dos componentes das funções orgânicas que vamos estudar, é amplamente utilizado não só em bebidas alcoólicas, mas também em produtos de limpeza e medicamentos antissépticos? As aminas, por outro lado, são encontradas em muitas moléculas biológicas, incluindo neurotransmissores como a serotonina. E os éteres são usados como solventes em laboratório e em produtos farmacêuticos, além de terem sido historicamente utilizados como anestésicos.

Desenvolvimento

Duração: (45 - 50 minutos)

A finalidade desta etapa é aprofundar o conhecimento dos alunos sobre funções orgânicas, especificamente álcoois, aminas e éteres. Esta seção visa fornecer informações detalhadas sobre a estrutura, nomenclatura, propriedades e reatividade desses compostos, além de promover a aplicação prática do conhecimento por meio da resolução de problemas relevantes.

Tópicos Abordados

1. Álcool 2. Definição e Estrutura: Explique que álcoois são compostos orgânicos que contêm um ou mais grupos hidroxila (-OH) ligados a um átomo de carbono saturado. Apresente a fórmula geral R-OH e exemplos como metanol (CH₃OH) e etanol (C₂H₅OH). 3. Nomenclatura: Detalhe as regras de nomenclatura da IUPAC para álcoois, explicando como identificar a cadeia principal e numerar os carbonos para localizar o grupo -OH. Exemplifique com diferentes álcoois, como propanol e butanol. 4. Propriedades Físicas e Químicas: Descreva as propriedades físicas, como solubilidade em água e ponto de ebulição. Explique a reatividade do grupo hidroxila, incluindo a formação de ésteres e a oxidação de álcoois primários e secundários. 5. Amina 6. Definição e Estrutura: Explique que aminas são compostos orgânicos derivados da amônia (NH₃), em que um ou mais átomos de hidrogênio são substituídos por grupos alquila ou arila. Apresente a fórmula geral R-NH₂, R₂NH, ou R₃N e exemplos como metilamina (CH₃NH₂) e anilina (C₆H₅NH₂). 7. Nomenclatura: Detalhe as regras de nomenclatura da IUPAC para aminas. Explique como nomear aminas primárias, secundárias e terciárias, e forneça exemplos como etilamina e dimetilamina. 8. Propriedades Físicas e Químicas: Descreva as propriedades físicas, como ponto de ebulição e solubilidade em água. Explique a basicidade das aminas e suas reações com ácidos para formar sais de amônio. 9. Éter 10. Definição e Estrutura: Explique que éteres são compostos orgânicos em que um átomo de oxigênio está ligado a dois grupos alquila ou arila. Apresente a fórmula geral R-O-R' e exemplos como éter dietílico (C₂H₅-O-C₂H₅) e metoximetano (CH₃-O-CH₃). 11. Nomenclatura: Detalhe as regras de nomenclatura da IUPAC para éteres. Explique como nomear éteres simples e complexos, fornecendo exemplos como metoxietano e etoxipropano. 12. Propriedades Físicas e Químicas: Descreva as propriedades físicas, como baixa polaridade e ponto de ebulição. Explique a reatividade limitada dos éteres e sua resistência à oxidação e hidrólise.

Questões para Sala de Aula

1. Identifique e nomeie o seguinte composto orgânico: CH₃CH₂OH. 2. Descreva as propriedades físicas e químicas das aminas e forneça um exemplo de uma reação que envolva uma amina. 3. Compare as propriedades dos éteres com as dos álcoois e explique por que os éteres são menos reativos do que os álcoois.

Discussão de Questões

Duração: (20 - 25 minutos)

A finalidade desta etapa é consolidar o aprendizado dos alunos por meio da discussão detalhada das questões resolvidas. Isso permite que os alunos revisem e reforcem o conhecimento adquirido, esclareçam dúvidas e compreendam melhor as aplicações práticas das funções orgânicas no cotidiano e na indústria. A interação e reflexão sobre as respostas promovem um entendimento mais profundo e crítico do conteúdo.

Discussão

• Discussão das Questões:

  1. Identifique e nomeie o seguinte composto orgânico: CH₃CH₂OH. Resposta: O composto CH₃CH₂OH é o etanol. Seguindo as regras da IUPAC, a cadeia principal é composta de dois átomos de carbono (et-), e o sufixo -ol indica a presença de um grupo hidroxila (-OH). Portanto, o nome correto é etanol.

  2. Descreva as propriedades físicas e químicas das aminas e forneça um exemplo de uma reação que envolva uma amina. Resposta: As aminas têm pontos de ebulição mais baixos do que os álcoois, mas mais altos do que os hidrocarbonetos de peso molecular semelhante, devido à presença de ligações de hidrogênio intermoleculares. São solúveis em água, especialmente as aminas de baixo peso molecular. Quimicamente, as aminas são básicas e podem reagir com ácidos para formar sais de amônio. Um exemplo de reação é a neutralização de uma amina com ácido clorídrico: CH₃NH₂ + HCl → CH₃NH₃⁺Cl⁻ (metilamina forma cloreto de metilamônio).

  3. Compare as propriedades dos éteres com as dos álcoois e explique por que os éteres são menos reativos do que os álcoois. Resposta: Tanto os éteres quanto os álcoois têm pontos de ebulição relativamente altos devido às suas ligações de hidrogênio, mas os álcoois têm pontos de ebulição mais altos que os éteres de tamanho similar devido à presença de grupos hidroxila. Os éteres são menos reativos porque não possuem o grupo hidroxila reativo que está presente nos álcoois, tornando-os mais estáveis quimicamente. Os éteres são resistentes à oxidação e hidrólise, enquanto os álcoois podem ser facilmente oxidados para formar aldeídos, cetonas ou ácidos carboxílicos.

Engajamento dos Alunos

1. Qual a importância de saber identificar e nomear compostos orgânicos na prática diária de um químico? 2. Como as propriedades físicas das aminas influenciam seu uso em medicamentos e outras aplicações biológicas? 3. Por que os éteres foram historicamente usados como anestésicos, e quais são suas vantagens e desvantagens em comparação com outros compostos anestésicos? 4. Discuta como a solubilidade em água dos álcoois pode afetar suas aplicações em produtos domésticos e industriais. 5. Como as reações de oxidação de álcoois são utilizadas na indústria química para produzir diferentes produtos?

Conclusão

Duração: (10 - 15 minutos)

A finalidade desta etapa é revisar e consolidar o conhecimento adquirido durante a aula, garantindo que os alunos tenham uma compreensão clara e integrada dos principais tópicos abordados. Isso ajuda a reforçar a aprendizagem e a preparar os alunos para aplicar o conhecimento em contextos práticos e acadêmicos futuros.

Resumo

• Identificação e nomenclatura de álcoois, aminas e éteres.
• Estrutura e fórmula geral dos álcoois (R-OH), aminas (R-NH₂, R₂NH, R₃N) e éteres (R-O-R').
• Propriedades físicas dos compostos, como solubilidade em água e ponto de ebulição.
• Reatividade dos grupos funcionais, incluindo oxidação de álcoois e basicidade das aminas.
• Comparação entre as propriedades e reatividades de álcoois, aminas e éteres.

A aula conectou a teoria com a prática ao apresentar exemplos reais de compostos orgânicos, como o etanol em bebidas alcoólicas e produtos de limpeza, as aminas em neurotransmissores e medicamentos, e os éteres como solventes e anestésicos. A resolução guiada de problemas permitiu que os alunos aplicassem as regras de nomenclatura e identificassem as propriedades químicas e físicas dos compostos estudados.

O conhecimento sobre funções orgânicas é crucial no dia a dia, pois esses compostos estão presentes em muitos produtos e processos industriais e biológicos. Por exemplo, compreender a solubilidade do etanol é essencial para a formulação de produtos de limpeza, enquanto a reatividade das aminas é fundamental na síntese de medicamentos. Conhecer as propriedades dos éteres permite seu uso seguro e eficaz como solventes e anestésicos.