Esta pesquisa representa a análise de uma experiência, com o método de Estudo de Caso, aplicada com estudantes do terceiro ano Ensino Médio em uma escola pública no município de Penedo-Alagoas, para abordar conceitos envolvidos em Química Orgânica, através da análise das fórmulas químicas de agrotóxicos e da identificação das Funções Orgânicas presentes em suas estruturas. O objetivo é desenvolver o conhecimento científico atrelado a realidade que cerca o educando, para que o aprendizado de conceitos químicos fortaleça a tomada de decisão e o exercício da cidadania. A metodologia do estudo, ocorreu pela coleta de dados de formas qualitativa e quantitativa. Os resultados obtidos indicaram que a estratégia de Estudo de Caso, não só favoreceu o aprendizado dos conceitos, mas desenvolveu e motivou os estudantes a cumprirem as atividades propostas pelo professor.