Atividades sobre Aspectos quantitativos das transformações químicas com gabarito — 9º ano (EF09CI02)

Outro dia abri o planejamento anual e lá estava: EF09CI02, comparar quantidades de reagentes e produtos em transformações químicas. Minha primeira reação foi pensar que precisava transformar aquele código burocrático em uma aula que os alunos entendessem e em uma avaliação que realmente medisse alguma coisa. Foi esse caminho que eu percorri, com erros e acertos, e é ele que compartilho aqui.

Quem já deu aula de química no 9º ano sabe que a parte quantitativa costuma assustar. Os alunos decoram que a massa se conserva, mas travam quando precisam usar uma proporção em uma conta. Por isso, a habilidade merece atenção especial no planejamento.

O que a habilidade EF09CI02 pede, de verdade?

Comparar quantidades de reagentes e produtos envolvidos em transformações químicas, estabelecendo a proporção entre as suas massas.

Traduzindo para a sala de aula: o aluno precisa olhar para uma equação química balanceada e enxergar nela uma receita. Se eu uso 4 mols de ferro, obtenho 2 mols de óxido, e isso vale tanto para os coeficientes quanto para as massas. A habilidade cobra que o estudante consiga comparar o que entra e o que sai da reação, em massa, e estabelecer a proporção entre elas. Não basta saber que a massa se conserva; é preciso usar essa conservação para calcular quanto de cada substância participa. Na prática, o aluno deve sair da aula capaz de dizer quanto de produto se forma a partir de uma certa massa de reagente, justificando o raciocínio com a equação. Essa é a ponte entre a química que se escreve no quadro e a química que acontece no mundo, como a ferrugem de uma grade ou a queima de um combustível.

Como trabalhar EF09CI02 em sala?

Algumas ideias que funcionaram para mim, sem precisar de laboratório caro:

• Receita de bolo. Antes de qualquer equação, peço para os alunos dobrarem uma receita. Depois conectamos: os coeficientes da equação são como as xícaras da receita, e a proporção se mantém.
• Palitos e bolinhas de isopor. Montamos moléculas com materiais simples e contamos átomos antes e depois da reação. É barato e torna a conservação visível.
• Reação de vinagre com bicarbonato. Pesamos o bicarbonato, fazemos a reação em um recipiente aberto e discutimos por que a massa final parece menor. Esse é o momento perfeito para falar do gás que escapa.
• Problemas do cotidiano. Calcular quanto composto orgânico uma escola produz a partir dos seus resíduos mantém o interesse, porque o aluno vê utilidade.

Como avaliar essa habilidade?

Uma boa questão desse código precisa cobrar três coisas: que o aluno balanceie ou leia uma equação, que identifique a proporção entre as massas e que aplique essa proporção a um dado novo. Questões que apenas pedem a definição da lei de Lavoisier medem memória, não a habilidade.

Erros comuns de avaliação que eu mesmo já cometi: esquecer que o gás produzido também tem massa, usar a massa total dos reagentes como se fosse a massa de um produto específico e misturar mols com gramas sem converter. Ao montar as alternativas, vale colocar distratores que representam exatamente esses erros, porque eles revelam onde o aluno tropeça.

Questões prontas de EF09CI02 (com gabarito comentado)

Abaixo estão seis questões reais do acervo do GeraProva alinhadas a esse código. Use-as como estão ou como ponto de partida para adaptar à sua turma.

Questão 1: combustíveis e energia liberada

Comparando madeira seca e carvão vegetal como combustíveis domésticos, qual apresenta maior energia liberada por quilograma ao queimar? Indique o motivo principal.

• ❌ A) A madeira seca tem maior poder calorífico por causa da umidade. — A madeira seca possui mais umidade, o que reduz seu poder calorífico.
• ❌ B) A energia liberada pelo carvão é igual à da madeira por causa do mesmo processo de combustão. — O carvão libera mais energia devido à sua composição e menor umidade.
• ❌ C) O carvão vegetal é menos eficiente por ter menos carbono que a madeira. — O carvão tem mais carbono, o que aumenta sua eficiência como combustível.
• ✅ D) Carvão vegetal — maior teor de carbono e menor conteúdo volátil/umidade, logo maior poder calorífico por massa. — O carvão vegetal resulta da carbonização da madeira, reduzindo voláteis e água e concentrando carbono; isso aumenta o poder calorífico por quilograma em comparação com madeira seca.
• ❌ E) O poder calorífico do carvão vegetal é superior devido à presença de água. — Água diminui o poder calorífico; o carvão tem menos umidade que a madeira seca.

Questão 2: eficiência de máquinas térmicas

Em uma atividade de Ciências, dois protótipos de máquina térmica foram testados em condições controladas. Cada máquina recebeu a mesma quantidade de energia química: 100 MJ, obtida pela combustão de carvão mineral em uma e de gás natural na outra. A máquina a carvão transformou 18 MJ em trabalho útil, enquanto a máquina a gás transformou 30 MJ. O restante da energia foi dissipado para o ambiente. Nesse processo, os combustíveis reagiram com o oxigênio do ar, formando produtos de combustão; por isso, a comparação considerou a quantidade de energia fornecida e a quantidade efetivamente aproveitada.

Com base nos dados do experimento, qual conclusão sobre a eficiência das máquinas térmicas é correta?

• ✅ A) A máquina a gás apresentou maior eficiência, pois aproveitou uma fração maior da energia fornecida. — A eficiência é calculada pela razão entre a energia transformada em trabalho útil e a energia fornecida. Para a máquina a carvão, essa razão foi 18/100, ou 18%. Para a máquina a gás, foi 30/100, ou 30%. Como 30% é maior que 18%, a máquina a gás apresentou maior eficiência nas condições do experimento. A conclusão é válida para os dados fornecidos, sem generalizar para qualquer máquina ou combustível.
• ❌ B) A máquina a carvão apresentou maior eficiência, pois utilizou um combustível sólido. — O distrator confunde o estado físico do combustível com eficiência. O estado sólido não determina a fração de energia convertida em trabalho útil; além disso, os dados mostram que a máquina a carvão aproveitou apenas 18% da energia.
• ❌ C) As duas máquinas apresentaram a mesma eficiência, pois receberam igual quantidade de energia. — O distrator confunde igualdade na energia de entrada com igualdade na eficiência. Embora ambas tenham recebido 100 MJ, elas produziram quantidades diferentes de trabalho útil: 18 MJ e 30 MJ.
• ❌ D) Não é possível comparar as eficiências, pois os combustíveis formaram produtos diferentes. — A comparação é possível porque a eficiência depende da relação entre energia útil e energia fornecida, e essas duas grandezas foram informadas para ambas as máquinas. A formação de produtos diferentes não impede a análise dos dados experimentais.
• ❌ E) A máquina a gás apresentou menor eficiência, pois dissipou energia para o ambiente. — O distrator interpreta qualquer dissipação como prova de menor eficiência. Ambas as máquinas dissiparam parte da energia, mas a máquina a gás aproveitou uma fração maior do total fornecido.

Questão 3: compostagem na escola

Uma escola pública produz, em média, 25 kg de resíduos por dia. Uma pesquisa identificou que 40% desse total é composto por restos de alimentos e folhas. Em um projeto-piloto, verificou-se que, após a compostagem, a massa do composto corresponde a 50% da massa inicial dos resíduos orgânicos processados. A escola pretende usar esses dados para planejar a coleta e o uso do composto na horta escolar.

Com base nos dados do texto, qual é a quantidade aproximada de composto que a escola poderá produzir por dia, caso todo o resíduo orgânico seja destinado à compostagem?

• ❌ A) 12,5 kg de composto por dia. — Esse resultado corresponde à metade da massa total de resíduos: 0,5 × 25 kg = 12,5 kg. O cálculo aplica o rendimento ao total, sem considerar que apenas 40% dos resíduos são orgânicos.
• ✅ B) 5 kg de composto por dia. — Primeiro, calcula-se a massa de resíduos orgânicos: 40% de 25 kg = 0,4 × 25 = 10 kg. Como o rendimento da compostagem é de 50%, a massa de composto será 50% de 10 kg: 0,5 × 10 = 5 kg por dia.
• ❌ C) 10 kg de composto por dia. — Esse resultado considera apenas os 40% de resíduos orgânicos do total: 0,4 × 25 kg = 10 kg. O cálculo não aplica o rendimento de 50% informado para a compostagem.
• ❌ D) 25 kg de composto por dia. — Esse resultado repete a massa total de resíduos produzida pela escola, sem considerar nem a porcentagem de resíduos orgânicos nem a redução de massa durante a compostagem.
• ❌ E) 15 kg de composto por dia. — Esse resultado pode ser obtido ao subtrair 40% de 25 kg do total, chegando a 15 kg. Entretanto, essa diferença representa a fração não orgânica, que não deve ser usada no cálculo do composto.

Questão 4: a reação do vinagre com bicarbonato

Durante uma aula de laboratório, você observa que uma mistura de vinagre e bicarbonato de sódio produz gás carbônico. Que mudança de material ocorre?

• ❌ A) Formação de um sólido. — A reação não forma um sólido, mas sim gás.
• ❌ B) Mudança física do vinagre. — Mudança ocorre a nível químico, não físico.
• ❌ C) A matéria original é perdida. — A matéria não é perdida, mas transformada.
• ✅ D) Gás carbônico é um novo material gerado. — O gás gerado é um produto da reação entre os reagentes.
• ❌ E) O bicarbonato é um catalisador. — O bicarbonato reage, não atua como catalisador.

Questão 5: aluminotermia e conservação da massa

Durante uma demonstração em um laboratório de metalurgia, o técnico explicou: “Utilizamos uma reação de aluminotermia, na qual o alumínio em pó reage com óxido de cobre para gerar cobre metálico e óxido de alumínio. Balanceamos a equação: 2 Al + 3 CuO ? Al2O3 + 3 Cu. Em uma das etapas, pesamos 18 g de alumínio e 79,5 g de óxido de cobre. Após a reação, coletamos 63,5 g de cobre puro. O restante do material resultante corresponde ao óxido de alumínio formado.”

Analise o texto-base e determine a massa de óxido de alumínio (Al2O3) gerada na reação descrita.

• ❌ A) 63,5 g de Al2O3 — Esse resultado corresponde à massa de cobre coletada no texto-base, não à massa de óxido de alumínio.
• ❌ B) 18 g de Al2O3 — Esse resultado repete diretamente a massa de alumínio usada, sem aplicar a proporção da equação química nem a massa molar do produto.
• ❌ C) 79,5 g de Al2O3 — Esse resultado repete a massa de óxido de cobre usada, confundindo a massa do reagente com a massa do produto formado.
• ✅ D) 34 g de Al2O3 — Pela conservação da massa, a massa dos reagentes (18 + 79,5 = 97,5 g) é igual à dos produtos. Como o restante do material é óxido de alumínio, sua massa é 97,5 − 63,5 = 34 g. O mesmo valor sai da proporção da equação: 18 g de Al (2/3 mol) formam 1/3 mol de Al2O3, e 1/3 × 102 g = 34 g.
• ❌ E) 102 g de Al2O3 — Esse valor é a massa molar de 1 mol de Al2O3. O erro é considerar que se formou 1 mol, embora a quantidade de alumínio permita formar apenas 1/3 mol.

Questão 6: a ferrugem de uma antiga passagem ferroviária

Placas de ferrugem cobriam as vigas centenárias de uma antiga passagem ferroviária desativada no interior do estado. Em laboratório, engenheiros analisaram uma amostra em que 223,4 g de ferro foram oxidados. Considerando a reação de formação de óxido de ferro: 4 Fe + 3 O2 ? 2 Fe2O3, e as massas atômicas Fe = 56 u e O = 16 u, estimaram a massa de óxido de ferro (ferrugem) produzida.

Compare as massas reagida e produzida e calcule a massa de óxido de ferro formada a partir dos 223,4 g de ferro oxidados.

• ✅ A) 319,1 g de Fe2O3 — Pela equação, 4 Fe (4 × 56 = 224) formam 2 Fe2O3 (2 × 160 = 320). Logo, 224 g de ferro formam 320 g de óxido. Então, 223,4 × 320 ÷ 224 ≈ 319,1 g de Fe2O3.
• ❌ B) 536,2 g de Fe2O3 — Esse valor equivale a 2,4 vezes a massa de ferro, muito acima da proporção da equação: 320 g de Fe2O3 para 224 g de Fe, ou seja, cerca de 1,43 vez a massa de ferro.
• ❌ C) 179,4 g de Fe2O3 — Esse valor é menor que a massa de ferro oxidado, o que é impossível: o óxido incorpora oxigênio, então sua massa precisa ser maior que 223,4 g.
• ❌ D) 446,8 g de Fe2O3 — O valor resulta de dobrar a massa de ferro, supondo incorretamente que a massa de óxido é sempre o dobro da massa de ferro, sem considerar a massa do oxigênio incorporado.
• ❌ E) 158,7 g de Fe2O3 — Esse valor é menor que a massa de ferro oxidado, o que é impossível: o óxido incorpora oxigênio, então sua massa precisa ser maior que 223,4 g; a proporção correta é 320 g de Fe2O3 para 224 g de Fe.

Fechando a conversa

Se você está começando a planejar EF09CI02 agora, minha sugestão é começar pela receita de bolo e só depois ir para a equação. Quando o aluno entende a proporção, o resto flui. Para ver todas as questões do código, acesse a consulta completa do código EF09CI02. Se quiser montar sua própria prova em poucos minutos, use o gerador de provas do GeraProva, e para acessar o acervo basta fazer o cadastro grátis.

As questões deste post são ponto de partida para o seu planejamento: revise cada uma à luz do seu currículo e da sua turma antes de aplicar. A decisão pedagógica continua sendo sua, e a ferramenta existe para poupar tempo, não para substituir o seu olhar de professor.