SP-072

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45-60 min

6 ao 9 ano

Intermediário

Separação de misturas – Centrifuga

Montaremos uma centrifuga! A turma executará o procedimento centrifugação de uma amostra de água. Com os resultados, todos devem debater sobre a composição da amostra, associando à densidade.

Aula criada por:

Luiza Albuquerque de Assis Costa

Suporte ao Professor

Objetivos da Aula

Montar um aparelho de centrifuga com as peças do Lego SPIKE Prime.
Verificar a aplicabilidade do procedimento para misturas heterogêneas. Executar o procedimento de separação de uma mistura natural de água. Contextualizar com a turma as aplicações práticas do procedimento realizado. Correlacionar os conceitos de massa, volume e densidade com o método.

Preparar

Montar um aparelho de centrifuga com as peças do Lego SPIKE Prime.
Verificar a aplicabilidade do procedimento para misturas heterogêneas. Executar o procedimento de separação de uma mistura natural de água. Contextualizar com a turma as aplicações práticas do procedimento realizado. Correlacionar os conceitos de massa, volume e densidade com o método.

Material do Aluno


- Conjunto SPIKE™ Prime LEGO® Education;

- Computador com aplicativo de programação do SPIKE instalado;

- Dois recipientes de carga de canetas de quadro vazios

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Envolver

O estudo da matéria consiste em compreender a composição, organização e transformações que envolvem os aspectos macroscópicos da matéria. Considera-se como um sistema uma porção limitada de matéria e, à esta, atribui-se a classificação de homogênea e heterogênea. Será classificado como homogêneo um sistema que apresenta uma única porção uniforme de matéria, denominada de fase, como numa mistura entre água e álcool. Já os sistemas heterogêneos são caracterizados por apresentar duas ou mais fases, como nas combinações líquido-líquido: óleo e água ou, em misturas líquido-sólido, como água e terra.

Diversos procedimentos permitem uma separação efetiva entre os constituintes de uma mistura heterogênea, todos baseados na diferença de densidade entre seus componentes. Dentre estes, o procedimento de decantação pode ser aplicado com sucesso na separação das misturas de exemplo. Contudo, será necessário aguardar um tempo considerável para concluir o processo, por este depender apenas da aceleração da gravidade local. Desta forma, pode-se indicar a utilização do mecanismo de centrifugação. Na centrifugação uma amostra heterogênea é levada à um movimento circular ao redor de um eixo, de maneira a se utilizar da força centrifuga do movimento para acelerar a separação das diferentes fases da mistura, aumentando o rendimento do processo e o tornando mais efetivo.

O aluno deve compreender que as águas naturais são compostas por fases suspensas e dissolvidas e, efetuando a sua separação, estas frações podem ser correlacionadas com informações importantes sobre o local de coleta, como o regime de chuvas, lançamento de lixo, entre outros.

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Explorar

O procedimento de separação de mistura será aplicado para separar as fases duas amostras naturais de água, como por exemplo: amostras de água de um canteiro de plantas. A partir das orientações, a centrifuga será montada com as peças do kit Lego SPIKE Prime. Os recipientes porta-amostra utilizados serão frascos de refil de cargas de caneta de quadro, que devem estar previamente limpos e lavados. As quantidades de amostra em cada par de frascos devem ser iguais, para não gerar problemas de balanceamento de massas na centrifuga.

Teste: Preparar dois frascos com quantidades iguais de água natural (recomenda-se não encher os recipientes para evitar transbordo durante o ciclo). Executar o ciclo do programa da centrifuga e até observar uma separação das fases satisfatória.

O aluno deve refletir e pesquisar sobre qual procedimento de separação de misturas seria efetivo para obter um resultado rápido na separação de fases da amostra coletada.

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Explicar

Após a execução dos ciclos, deve-se discutir a aplicação e efetividade do procedimento de separação para as diferentes misturas, associando o resultado às diferenças de densidade dos componentes, além de propor possíveis adaptações no aparato experimental para melhorar os resultados obtidos.

O aluno deve executar o procedimento de separação e associar o resultado obtido aos conceitos de densidade, misturas e métodos de separação.

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Elaborar

O aluno deve propor novas ideias para o projeto obter um melhor resultado experimental, além de também buscar mais exemplos amostras que poderiam sem separadas efetivamente pelo procedimento.

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Avaliar

A avaliação ocorrerá em todas as etapas, na orientação e auxilio dos alunos nas etapas do procedimento.

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Dicas para o professor

Na hora das orientações de montagem, primeiro propor uma montagem livre do equipamento para estimular a criatividade da turma!

Diferenciar

No momento da montagem algumas adaptações podem ser feitas!