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Ciências – 6 º ano
4 º bimestre – Sequência didática 2
Métodos de separação de misturas
Duração: 3 aulas
Referência do Livro do Estudante: unidade 3 , capítulo 15
Relevância para a aprendizagem
A região em que se localiza o Estado de Israel, por ser composta de aproximadamente 60% de áreas desérticas, apresenta grande escassez de água. Para solucionar esse problema, o governo israelense utiliza tecnologias que dessanilizam a água do mar (ou seja, retiram os sais dela para torná-la potável). De início, esse processo era extremamente custoso. No entanto, com o avanço tecnológico, os processos de dessanilização da água tornaram-se mais acessíveis. Recentemente, o Estado de Israel ofereceu essas tecnologias ao Brasil. Para mais informações, acesse o link : <http://agenciabrasil.ebc.com.br/internacional/noticia/2018-01/israel-quer-transferir-tecnologia-de- dessalinizacao-de-agua-para-o>. Acesso: 30 ago. 2018. Esse é apenas um exemplo da importância de tecnologias que separam misturas, mas muitos outros podem ser citados, como a destilação fracionada do petróleo, que permite a produção de gás, gasolina, querosene, diesel , óleos e asfalto. Esta sequência didática objetiva levar os estudantes a compreender os métodos de separação de misturas baseados nas propriedades das suas substâncias constituintes, com vistas a dar subsídios para que eles se tornem capazes de extrapolar o aprendizado adquirido em sala de aula para situações cotidianas.
Objetivos de aprendizagem
- Conhecer os métodos de separação de misturas homogêneas e heterogêneas.
- Ser capaz de selecionar o método mais adequado para a separação de misturas a partir das propriedades de seus constituintes.
Competências gerais e específicas (BNCC)
Competências Gerais
2. Exercitar a curiosidade intelectual e recorrer à abordagem própria das ciências, incluindo a investigação, a reflexão, a análise crítica, a imaginação e a criatividade, para investigar causas, elaborar e testar hipóteses, formular e resolver problemas e criar soluções (inclusive tecnológicas) com base nos conhecimentos das diferentes áreas.
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10. Agir pessoal e coletivamente com autonomia, responsabilidade, flexibilidade, resiliência e determinação, tomando decisões com base em princípios éticos, democráticos, inclusivos, sustentáveis e solidários. Específica 3. Analisar, compreender e explicar características, fenômenos e processos relativos ao mundo natural, social e tecnológico (incluindo o digital), como também as relações que se estabelecem entre eles, exercitando a curiosidade para fazer perguntas, buscar respostas e criar soluções (inclusive tecnológicas) com base nos conhecimentos das Ciências da Natureza.
Objetos de conhecimento e habilidades (BNCC)
Objeto de conhecimento Habilidade Separação de materiais (EF06CI03) Selecionar métodos mais adequados para a separação de diferentes sistemas heterogêneos a partir da identificação de processos de separação de materiais (como a produção de sal de cozinha, a destilação de petróleo, entre outros).
Desenvolvimento
Aula 1 – Separando misturas heterogêneas
Duração: cerca de 45 minutos. Local: sala de aula ou laboratório de ciências. Organização dos estudantes: em grupos nas carteiras ou na bancada do laboratório de Ciências. Recursos e/ou material necessário: quadro, giz, lápis, borracha, caderno, dois tipos de grãos secos diferentes (arroz, feijão, lentilha, grão-de-bico, entre outros), areia, peneira, água, sal de cozinha, filtro de papel, copos plásticos transparentes, óleo, funil, palha de aço, ímã. É possível realizar esta atividade na sala de aula, porém, se a escola dispuser de um laboratório de Ciências, sugerimos reservá-lo com antecedência. Antes de iniciar a aula, prepare as misturas listadas abaixo, de acordo com a quantidade de grupos formados, baseados no número de estudantes da sala. Designe um número para cada mistura (abaixo) e para cada grupo.
- Grãos secos de dois tipos diferentes.
- Limalha de ferro e areia.
- Sal e areia.
- Água e limalha de ferro.
- Água e areia. Se não encontrar limalha de ferro, pique, com o auxílio de uma tesoura, uma esponja de aço em pedaços pequenos. Nesse caso, sugerimos testar com antecedência o ímã que será utilizado na atividade.
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mistura poderia ser separada por outro método e explique esse processo, mostrando os benefícios de cada um. Da mesma maneira, caso alguma mistura não tenha sido separada pelos grupos, demonstre e descreva como a separação deve ser realizada e esclareça os critérios utilizados para realizá-la, como o estado físico de cada componente da mistura. Ajude os estudantes a reorganizar a sala/laboratório.
Aula 2 – Compreendendo a separação de misturas heterogêneas
Duração: cerca de 45 minutos. Local: sala de aula. Organização dos estudantes: sentados em suas carteiras, de frente para o quadro e para o professor. Recursos e/ou material necessário: quadro, giz, lápis, borracha, caderno, as misturas da aula anterior, imagens de outros exemplos de misturas heterogêneas. Dependendo da disponibilidade da escola, utilizar a sala multimídia e recursos com acesso à internet. Caso seja possível, reserve os aparelhos multimídia com antecedência para esta aula. Busque na internet imagens de outros exemplos de misturas heterogêneas que não foram trabalhadas na aula anterior e que estejam diretamente ligadas ao cotidiano da turma, como a separação de lixo reciclável, o funcionamento do filtro de água, do aspirador de pó, do escorredor de macarrão, entre outros. Caso não haja recursos multimídia disponíveis, sugerimos selecionar, previamente, imagens que retratem as situações de separação indicadas e entregá-las aos estudantes. Inicie a aula mostrando a mistura de grãos do experimento da aula anterior e retome com os estudantes como a separação deles foi feita. Informe o nome da técnica – catação – e explique que, para utilizá-las, a mistura deve ser formada por sólidos, ou seja, seus componentes devem ser visivelmente diferentes; no caso, o tamanho dos grãos era suficientemente grande em relação ao outro, de forma que foi possível a separação manual, ou com o auxílio de uma pinça. Disponibilize imagens que exemplifiquem outras situações em que essa técnica pode ser empregada, como na separação de lixo reciclável. Siga mostrando a mistura limalha de ferro e areia e retome com a turma como sua separação foi feita. Essa amostra poderia ser separada com o emprego de duas técnicas: tamisação e atração magnética. Explique que a primeira também pode ser chamada de peneiração e é utilizada para separar misturas de materiais sólidos que apresentem grãos com diferentes tamanhos, mas não são grandes o suficiente para serem separados manualmente. Usam-se tamises ou peneiras para a execução dessa técnica; trata-se de ferramentas que apresentam diferentes tamanhos de abertura de malhas. Disponibilize imagens que exemplifiquem outras situações em que a tamisação pode ser aplicada, como na mineração, na construção civil e na indústria farmacêutica. Em seguida, explique que a técnica de atração magnética é utilizada para separar materiais em cuja composição haja metais como o ferro, o níquel e o cobalto, os quais são atraídos por ímãs e
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assim separados da mistura. Disponibilize imagens que exemplifiquem outras situações em que essa técnica pode ser empregada, como na separação de lixo metálico e na mineração. Passe para a mistura água e areia e retome como sua separação foi feita. Informe o nome da técnica – filtração – e explique que ela é em geral indicada para separar um material sólido de um líquido ou de um gás, pela passagem do líquido ou do gás através de um meio permeável (como o papel de filtro), que retém as partículas sólidas. Disponibilize imagens que exemplifiquem outras situações em que essa técnica pode ser utilizada, como o aspirador de pó e o filtro de água. Na sequência, mostre a mistura água e limalha de ferro e retome como sua separação foi feita. Assim como a mistura de limalha de ferro e areia, duas técnicas podem ser indicadas: filtração (técnica mais adequada) e atração magnética. Por último, mostre a mistura sal e areia. Retome como sua separação foi feita. Explique que, para separá-la, diferentemente das apresentadas até aqui, é necessário passar por algumas etapas, já que seus grãos são igualmente pequenos. Primeiro, adiciona-se água à mistura. Assim, o sal, que é solúvel em água, poderá ser separado da areia. Essa técnica é chamada de dissolução fracionada, uma vez que apenas um dos componentes da mistura se dissolve no líquido adicionado. Em seguida, para separar a parte aquosa da areia, faz-se a filtração. Assim, a areia foi separada do sal. Pergunte se alguém sabe como separar a água do sal. Verifique os conhecimentos prévios dos estudantes e avise-os de que esse assunto será tratado na próxima aula. Peça que os estudantes revisem os registros do caderno efetuados na aula anterior durante a experimentação e, se acharem necessário, que façam correções e/ou modificações, como adicionar outro método de separação e seus procedimentos, com base no conteúdo desta aula.
Aula 3 – Separação de misturas homogêneas
Duração: cerca de 45 minutos. Local: sala de aula, laboratório de Ciências ou laboratório de informática. Organização dos estudantes: se em sala de aula, sentados nas carteiras de frente para o quadro e para o professor; se em laboratório, em grupos de seis. Recursos e/ou material necessário: quadro, giz, lápis, borracha, caderno, amostra de solução de água com sal da aula passada, vidraria, material e soluções para destilação simples e destilação fracionada ou imagens e vídeos de destilação simples e destilação fracionada. Esta aula envolve a separação de misturas homogêneas. Desta forma, é necessário que os estudantes compreendam destilação simples e fracionada. Assim, caso o ambiente escolar conte com um laboratório e com aparelhagem para a realização dessas técnicas, é preciso montar os sistemas antecipadamente, de acordo com o número de grupos por bancada. Além disso, é necessário tomar os devidos cuidados, pois essa prática envolve aquecimento e manipulação de vidraria quente. Se considerar necessário, por motivos de segurança, é possível realizar uma demonstração das técnicas aos estudantes.
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Aferição do objetivo de aprendizagem
A avaliação do processo de aprendizagem pode ser realizada por meio das atividades propostas nesta sequência didática e deve considerar o desenvolvimento individual dos estudantes. Inicialmente, espera-se que os estudantes utilizem seus conhecimentos prévios para a separação das misturas apresentadas. Também é esperado que eles sejam capazes de compreender as técnicas de separação de misturas e de aplicá-las em diversas situações introduzidas no decorrer das aulas, além de utilizar a linguagem científica adequada, como as terminologias empregadas para caracterizar os diferentes aparelhos e as diferentes técnicas envolvidas nos métodos de separação. Por fim, espera-se que os estudantes identifiquem as características dos materiais que se deseja separar da mistura, como estados físicos, tamanhos das partículas de seus componentes e solubilidade ou não em água, de maneira a se tornarem capazes de escolher o melhor método para proceder à separação.
Questões para auxiliar na aferição
1. As misturas homogêneas e heterogêneas podem ser classificadas segundo os estados físicos de seus componentes − por exemplo, sólido-sólido, líquido-líquido, gasoso-gasoso, sólido-líquido, sólido-gasoso, etc. De acordo com essa afirmação, indique para quais tipos de misturas cada método de separação apresentado a seguir é aplicado. Faça como no exemplo: Técnica de separação Tipo de mistura Tamisação sólido-sólido Catação Separação magnética Destilação simples Filtração Destilação fracionada Dissolução fracionada
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2. O fluxograma a seguir representa a separação de uma mistura heterogênea. Analise e identifique quais são as técnicas de separação utilizadas que representam os números de 1 a 4.
Gabarito das questões
Técnica de separação Tipo de mistura Tamisação sólido-sólido Catação sólido-sólido Separação magnética sólido-líquido Destilação simples sólido-líquido Filtração líquido-líquido Destilação fracionada sólido-sólido Dissolução fracionada sólido-sólido
2. (1) Catação, pois é possível separar com a mão os grãos de milho dos demais constituintes da amostra. (2) Peneiração, pois há diferença de gramatura dos grãos. (3) Dissolução fracionada, pois se adiciona água à mistura para separar a areia do sal de cozinha. (4) Decantação ou filtração, pois a solução água mais sal passa pelo filtro, enquanto a areia é retida; ou esta decanta e a solução de água com sal fica acima, podendo ser retirada com cuidado. (5) Destilação simples, pois, ao aquecer a água, ela evapora (sendo condensada em seguida) e então é separada do sal; uma opção mais simples é apenas evaporar a água, restando o sal.
