A Química, como ciência, apresenta inúmeros recursos para a transformação da matéria e o tema reciclagem de papel é relevante e atual, podendo ser explorado na disciplina escolar. No entanto, a implementação da prática é baseada em roteiros pré-determinados pelo professor. Assim, a proposta deste artigo é apresentar uma aplicação partindo dos princípios da Teoria da Ação Mediada, empregando a metodologia investigativa para a reciclagem de papel. A metodologia foi executada com uma turma do segundo ano do ensino médio, em aulas de Química Orgânica, abordando os conteúdos sobre polímeros e a importância da Química nos processos de reciclagem. Após a orientação do professor, os estudantes foram instituídos a realizarem pesquisa sobre os processos químicos de reciclagem e a proporem uma prática, demonstrando e detalhando o procedimento e a técnica utilizada. Para isto, sob a mediação do professor, foram realizadas pesquisas em websites online e, após debate com a turma e apresentação dos métodos de reciclagem encontrados, os estudantes optaram por realizarem a reciclagem caseira de papel. Como resultado, foram apresentadas explicações do processo de separação e classificação de diferentes tipos de papel, o processo de remoção de tintas e solventes, processos de desfibramento do papel com agentes químicos, o processo de branqueamento e os produtos químicos resultantes. Assim, foram desenvolvidas compreensões sobre os processos químicos da reciclagem de papel, os conceitos de polímero natural, derivado da celulose e habilidades investigativas e de pensamento crítico. A partir da Ação Mediada, a abordagem investigativa da reciclagem de papel envolveu os estudantes na aprendizagem dos conceitos químicos e destacou a importância da reciclagem na sustentabilidade ambiental.