UNIVERSIDADE ESTADUAL DO NORTE DO PARANÁ CAMPUS DE BANDEIRANTES

SECRETARIA DE ESTADO DA EDUCAÇÃO PROGRAMA DE DESENVOLVIMENTO EDUCACIONAL - PDE

CRISTIANE BIANCHI CORDEIRO ROSA PINTO

PDE – 2012

PRODUÇÃO DIDÁTICO-PEDAGÓGICA – UNIDADE DIDÁTICA

QUÍMICA NOVA NA ESCOLA E EXPERIMENTAÇÃO:

PARCERIA RUMO À APRENDIZAGEM SIGNIFICATIVA

BANDEIRANTES-PR

2012

SECRETARIA DE ESTADO DA EDUCAÇÃO SUPERINTENDÊNCIA DA EDUCAÇÃO

IES – UENP – BANDEIRANTES PROGRAMA DE DESENVOLVIMENTO EDUCACIONAL – PDE

CRISTIANE BIANCHI CORDEIRO ROSA PINTO

QUÍMICA NOVA NA ESCOLA E EXPERIMENTAÇÃO:

PARCERIA RUMO À APRENDIZAGEM SIGNIFICATIVA

Unidade Didática para a Implementação Pedagógica na Escola, Programa de Desenvolvimento Educacional (PDE),

Professora Orientadora: Ms Juliane Priscila Diniz Sachs.

BANDEIRANTES - PR 2012

Ficha para identificação da Produção Didático – Pedagógica Professor Turma – PDE/2012

Título: Química Nova na Escola e Experimentação:

parceria rumo à aprendizagem significativa.

Autor: Cristiane Bianchi Cordeiro Rosa Pinto

Disciplina/Área: Química

Escola de Implementação

do Projeto e sua localização:

Colégio Estadual Hermínia Lupion. E.F.M.N.

Município da escola: Ribeirão do Pinhal – PR

Núcleo Regional de

Educação:

Jacarezinho

Professor Orientador: Ms. Juliane Priscila Diniz Sachs

Instituição de Ensino

Superior:

UENP – Campus Bandeirantes

Relação Interdisciplinar:

Biologia, Física, Matemática e Arte

Público Alvo: Alunos do 2º ano do ensino Médio

Localização: Colégio Estadual Hermínia Lupion – EFMN.

Rua Antonio Rosa, nº 1228 – Ribeirão do Pinhal –

PR

Resumo:

Os conteúdos de Físico-Química no 2º ano do

Ensino Médio têm sido um tanto desafiadores para

os alunos, pois a pouca contextualização não tem

gerado significados expressivos. Pautada em

resultados insatisfatórios é que proponho a

experimentação como estratégia de ação. A

pesquisa consistiu em experimentos propostos on-

line da coleção de revistas Química Nova na Escola,

objetivando gerar aprendizagem e aplicações aos

conteúdos. O trabalho também tem como metas: a

prática da leitura e pesquisa de conteúdos;

diagnósticos de pré-requisitos; análise de custos e

viabilidade de execução dos experimentos. A

metodologia a ser praticada consta de pesquisa,

execução e análise dos experimentos relativos aos

conteúdos abordados; utilização do laboratório

escolar; interdisciplinar com Biologia, Física,

Matemática e Arte; utilização de equipamentos

tecnológicos como fonte e troca de informações.

Esta produção dará ênfase ao “Projeto Papa Pilhas”,

cuja iniciativa foi do Lions Club da cidade em

parceria com a Secretaria Municipal de Agricultura e

Meio Ambiente e Prefeitura Municipal,

conscientizando a população dos danos, ao explicar

quimicamente, que estes materiais trarão ao

ambiente, se descartados indevidamente, muitos

danos. Busca-se incentivar os alunos a atuarem

como cidadãos capazes e conscientes do seu papel

na sociedade.

Palavras-chave: Pesquisa; contextualização; laboratório; aula prática;

conscientização

UNIDADE DIDÁTICA

Escola de Implementação: Colégio Estadual Hermínia Lupion – EFMN

NRE: Jacarezinho – PR

Professora PDE: Cristiane Bianchi Cordeiro Rosa Pinto

E-mail: crisbianchi@seed.pr.gov.br

Professora Orientadora IES: Ms. Juliane Priscila Diniz Sachs

Nível de Ensino: Ensino Médio

Título: Química Nova na Escola e Experimentação: parceria rumo à aprendizagem

significativa.

Tema: Experimentação no Ensino de Química na Educação Básica

Disciplina: Química

Conteúdo Estruturante: Matéria e sua natureza; Biogeoquímica e Química

Sintética.

Conteúdo Básico: Solução; Equilíbrio químico; Reações químicas; funções

químicas; Matéria; Ligação química; Velocidade das reações.

Conteúdo Específico: Estados de agregação; misturas; solubilidade;

concentração; temperatura e pressão; densidade; tabela periódica; reações

químicas; reações de oxi-redução; propriedade dos materiais; natureza elétrica da

matéria.

APRESENTAÇÃO:

Nesta produção didático-pedagógica o tema abordado: Experimentação no

ensino de Química na Educação Básica, remete à dinamização dos conteúdos

disciplinares do primeiro semestre, aos alunos do 2º ano do Ensino Médio, de

acordo com o livro didático adotado nas aulas (PERUZZO, Francisco Miragaia;

CANTO, Eduardo Leite do. Química na abordagem do cotidiano. 4. Ed. São

Paulo: Moderna, 2010); não sendo este o único material, mas um dos alicerces do

conhecimento dos conteúdos em Química, pois o ensino baseado na pedagogia

tradicional, muitas vezes não relaciona conteúdos da aula, com o que se vê no dia-

a-dia. “[ ...] Na verdade esse aluno não aprendeu um conceito, mas apenas sua

definição”. (MORTIMER, 2000, p. 274 apud PARANÁ, 2008, p. 52).

O conhecimento científico é direito de todos, mas poucos realmente têm

acessibilidade garantida ao mesmo, verificado nos meios de comunicação. Cabe,

portanto, à escola, garantir o aprendizado com eficácia, de conteúdos a serem

assimilados.

No Colégio Estadual Hermínia Lupion – EFMN, localizado no município de

Ribeirão do Pinhal, Núcleo Regional de Educação de Jacarezinho (PR), verifica-se

uma realidade inquietante nos 2os anos do Ensino Médio, referente ao

aproveitamento escolar nos conteúdos de Físico-Química.

Pensando em estimular o aprendizado e tendo acesso a materiais

enriquecedores, em especial a coleção de revistas Química Nova na Escola, a qual

também é disponibilizada on-line através de www.sbq.org.br, é que se estabelece a

análise de textos que propõem experimentos possíveis de serem realizados diante

dos conteúdos, pois como em PARANÁ (2008, p. 53):

Na proposta de Axt, a experimentação deve ser uma forma de problematizar a construção dos conceitos químicos sendo ponto de partida para que os alunos construam sua própria explicação das situações observadas por meio da pratica experimental.

A investigação científica deve ser estimulada pela escola ao promover

muita leitura e pesquisa, almejando o real entendimento, ao gerar o aprendizado e

o prazer em ser um aluno pesquisador.

Faz-se necessário a problematização dos conteúdos para provocar

mudança de atitudes. Turmas numerosas em aulas de laboratório; espaço

improvisado para o laboratório; pouco hábito de leitura; ênfase no formalismo

matemático, secundarizando conceitos; forma mecanicista de apresentar os

experimentos; formação universitária deficitária dos professores; profissionais

atuando sem a formação no curso de Licenciatura em Química; poucas aulas

semanais; ausência do laboratorista na escola; entre outros, faz com que o ensino

de Química fique estático como se o conhecimento científico fosse inatingível ou só

estivesse ao alcance de cientistas ou gênios.

Segundo Guimarães (2009, p. 198) “A experimentação pode ser uma

estratégia eficiente para a criação de problemas reais que permitam a

contextualização e o estímulo de questionamento de investigação”. Diante da

afirmação, que experimentos referentes a conteúdos de Físico-Química, no 2º

ano do Ensino Médio, dos exemplares da revista Química Nova na Escola,

são possíveis de se utilizar em aulas e expressem investigação abrangente

para a aprendizagem significativa?

O desenvolvimento do trabalho explicita-se no formato de unidade didática,

ao constar os experimentos a serem desenvolvidos de acordo com os conteúdos

abordados, bem como questionamentos (questões para discussão, resultados,

conclusões) e leitura informativa.

Esta produção didático-pedagógica objetiva desenvolver um trabalho que

ao analisar e praticar experimentos publicados em volumes da Revista Química

Nova na Escola, traz estes como possíveis aliados em uma aprendizagem

significativa. Tem-se como metas mais específicas, dentre outras, o levantamento

dos custos dos materiais a serem usados, bem como a viabilidade de usos dos

mesmos. Também a atuação no Projeto Papa Pilhas do Lions Club do município

em parceria com a Prefeitura Municipal e Secretaria do Meio ambiente.

Pretende-se por intermédio das investigações das práticas experimentais,

juntamente com muita leitura e pesquisa, através de um processo melhor

estruturado, formar homens e mulheres capazes de transformar realidades, por

saberem agir diante de situações que assim possam requerer o conhecimento a

ser aplicado.

1 MATERIAL DIDÁTICO

As Diretrizes Curriculares Estaduais de Química do Estado do Paraná, de

acordo com a concepção teórica assumida, aponta como Conteúdos Estruturantes

para o ensino Médio, considerando seu objeto de estudo/ensino: * Matéria e sua

natureza; * Biogeoquímica e * Química sintética. Deve-se considerar as relações

estabelecidas entre si e conteúdos básicos tratados nas aulas, bem como as

diversas realidades regionais.

Profissionais, como químicos e professores, bem como das outras áreas do

conhecimento, incluem temas e conceitos demais, tendo como foco o cumprimento

do programa, gerando a equação:

programa

comprido +

abordagem

apressada

e superficial

programa

cumprido +

aprendizagens

inadequadas

Fonte: (LEAL, 2009, p.8)

Nessa perspectiva, a formação de cidadãos críticos fica difícil por ocorrer

desmotivação pela acumulação estéril de conhecimentos. Também faz parte desta

realidade: abordagem fragmentada e descontextualizada, além da ênfase

excessiva em fórmulas e equações, com prática memorística e pobre em

significação.

Quadro 2 – O ensino de Química na perspectiva do ensino tradicional e numa perspectiva inovadora

ENSINO TRADICIONAL ENSINO INOVADOR

1 – Ênfase apenas em aspectos

conceituais.

1 – Além de aspectos conceituais, contempla aspectos

contextuais relacionados à produção e ao uso da Química.

2 – Conceitos são confundidos

com definições.

2 – A aprendizagem de conceitos dá-se em contexto de

aplicação.

3 – A aprendizagem de

estruturas conceituais antecede

qualquer possibilidade de

aplicação de conhecimentos

3 – Abordagem dos conceitos químicos em sua relação aos

contextos de aplicação. É nas aplicações que se explicitarão as

relações entre os conceitos (os alunos tendem a recuperar

conceitos a partir dos contextos de aplicação e não no vazio).

químicos.

4 – Quantidade exagerada de

conceitos (definições),

requerendo a memorização.

4 – Abordagem menos superficial de um menor número de

conceitos, enfatizando relações entre eles.

5 – Tendência classificatória e

ritualística (aprendizagem de

procedimentos sem atenção para

os princípios adjacentes).

5 – Conhecimentos de princípios, “orientado para o

entendimento de como os procedimentos e os processos

funcionam”.

6 – Abordagem em uma

sequência linear de pré-

requisitos.

6 – Os conceitos devem ser abordados com aprofundamento

progressivo: “abordagem de conceitos mais horizontal e

qualitativa no 1º ano, e ( ...) verticalização e aprofundamento no

2º e 3º anos (incluindo aspectos quantitativos)”.

7 – Ênfase em “classificações

que se baseiam na idéia de que

os conceitos poder ser definidos

através de atributos essenciais e

acessórios” (“tratamento

atributivo dos conceitos”).

7 – Propõe evitar-se o excesso de esquemas classificatórios na

configuração do currículo. Busca deixar evidente o caráter

relacional dos conceitos químicos e a não rigidez da fronteira

entre certas classes (como é o caso da ligação iônica e da

ligação covalente).

8 – Os tópicos do conteúdo são

abordados numa sequência

linear.

8 – Os focos de interesses da Química – as propriedades, a

constituição e as transformações de substâncias e de materiais

– devem ser abordadas de forma inter-relacionada.

9 – Ênfase no aspecto

representacional, em detrimento

dos aspectos teórico e

fenomenológico.

9 – Os Três aspectos do conhecimento químico

(fenomenológico, teórico e representacional) devem

comparecer de modo cooperativo na abordagem dos temas.

10 Resolução de exercícios de

acordo com modelos bem

definidos.

10 – O enfoque contextual sugerido nesta proposta pretende

privilegiar a resolução de problemas abertos nos quês o aluno

deverá considerar não aspectos teóricos como também sociais,

políticos, econômicos e ambientais.

Fonte: LEAL, 2009, p. 64-65

A participação e o engajamento dos professores em ações de formação

continuada faz com que haja maior reflexão de posturas assumidas no cotidiano

escolar, pois quando tudo está atrelado somente ao livro didático e os alunos

começam a apresentar baixo rendimento, há que se questionar os objetivos de

resoluções de exercícios tão complexos.

Quando parte-se do senso comum ao conhecimento científico, havendo

discussões e promovendo a investigação, ao valorizar ideias trazidas pelos alunos,

respeitando o ritmo de cada um e entendendo a ciência como algo dinâmico, há

uma aprendizagem mais significativa.

Destaca-se como fator que pode ter grande contribuição: “os experimentos

são uma ferramenta para a explicação, problematização e discussão dos conceitos

com os alunos”. (MORTIMER, 2006, p. 77)

Ao pensar no ensino de Química e Ciências de modo geral, faz-se

necessário a promoção de estratégias de leitura no decorrer das aulas, justificadas,

entre outras, por compreender e interpretar artigos científicos; comunicar-se

corretamente em projetos e resultados de pesquisas; escrever e avaliar materiais

didáticos como livros e apostilas.

Cabe destacar que:

A organização pedagógica da leitura, função do educador, tem papel irrevogável. Essa organização deve fomentar o desenvolvimento de recursos que facilitem os educandos a assumirem a dialogicidade necessária frente ao texto. Insistir e, acima de tudo, orientar os estudantes a argumentarem sobre a leitura do texto, promove gradativamente a aquisição de posicionamentos pessoais e críticos. (FRANCISCO JÚNIOR, 2010)

Pesquisadores em educação, há algum tempo, recomendam textos

científicos no ensino de Química, tendo a necessidade de selecioná-los segundo

critérios, como: linguagem, conteúdo, a quem se destina e quais os objetivos a

serem atingidos, ao contribuírem para a formação e identificação cultural motivando

a aprendizagem.

Segundo PARANÁ (2008), como trabalhar com textos? * Fazer a leitura do

texto e apresentação por escrito com questões e dúvidas ou a leitura do texto para

discussão em outro momento; * solicitar que os alunos tragam textos de sua

preferência; * assistir a um filme.

Há trabalhos publicados, disponíveis on-line, que podem dar suporte

pedagógico, tais como:

Revista Química Nova e Química Nova na Escola da Sociedade Brasileira de Química, www.sbq.org.br;

Revista Brasileira de Ensino de Química, publicação da Editora Átomo, Campinas, são Paulo, www.atomolinea.com.br/rebeq;

Revista Ciência & ambiente, publicação da Universidade Federal de Santa Maria (UFSM. Endereço eletrônico: www.ufsem.br/cienciaeambiente;

Revista Brasileira de História da Ciência. Endereço eletrônico: HTTP://www.ifi.unicamp.br/~ghtc/sbhc.htm.

(PARANÁ, 2008)

As aulas de Química devem promover reflexões e problematização de

conhecimentos químicos favorecendo a aprendizagem ao mesmo tempo em que

desenvolvem habilidades e competências para o pleno exercício da cidadania.

Para tal, segundo LEAL (2010), as opções apresentadas são: debates &

argumentação; experimentação, filmes e mapas conceituais.

Vista como recurso metodológico para o ensino, a experimentação permite uma maior mobilização dos estudantes a partir da manipulação de materiais, do uso de equipamentos (ainda que muito simples) e da observação de objetos e transformações, associando habilidades motoras, avaliação visual e reflexão conceitual. [ ...], a experimentação constitui uma situação favorável para a articulação de aspectos empíricos, teóricos e representacionais, tanto para o aprofundamento de laços quanto para a produção de conflitos e rupturas (LEAL, 2010).

As atividades experimentais possibilitam questionamentos que permitem ao

professor identificar contradições e limitação dos conhecimentos discentes. É

importante que no transcorrer das atividades experimentais, o professor incentive

os alunos a exporem suas dúvidas.

A avaliação dar-se-á durante o processo educativo. Os critérios avaliativos

devem ser compartilhados com os alunos e o uso das estratégias estabelecidas,

colocadas em prática. As autoavaliações são importantes, bem como compreender

a necessidade das avaliações no ensino e em atividades da vida no trabalho ou

social; daí promover os trabalhos coletivos, com certeza contribuirá para a melhoria

na cooperação para a aprendizagem entre os colegas.

De acordo com as Diretrizes Curriculares Estaduais de Química do Estado

do Paraná (2008, p. 51):

O conhecimento químico, assim como todos os demais saberes não é algo pronto, acabado e inquestionável, mas em constante transformação. Esse processo de elaboração e transformação do conhecimento ocorre em função das necessidades humanas, uma vez que a ciência é construída por homens e mulheres, portanto, falível e inseparável dos processos sociais, políticos e econômicos.

Esta proposta de material foi construída por meio de pesquisa bibliográfica,

qualitativa, nos vários volumes on-line da Revista Química Nova na Escola,

especificamente ao coletar experimentos referentes a conteúdos a serem

trabalhados no primeiro semestre do ano de 2013 no referido colégio, os quais são

listados:

Expressando a concentração de soluções aquosas;

Propriedades coligativas;

Processos de oxirredução;

Eletroquímica: celas galvânicas; (PERUZZO; CANTO, 2010, p. 6)

O trabalho de implementação do material didático-pedagógico contará com

textos e experimentos da coleção de Revistas Química Nova na Escola (SBQ),

também disponíveis on-line em www.sbq.org.br.

Como já citado, um dos problemas é o número mínimo de aulas semanais,

daí a coerência em preparar um bom planejamento destas e avaliação contínua

durante aulas teóricas e práticas.

1.1 Expressando a concentração de soluções aquosas.

Fonte Imagem: SOLUÇÃO. Disponível em: <http://www.quimica.seed.pr.gov.br/modules/galeria/detalhe.php?foto=1275&evento=6 > Acesso em: 04 dez. 2012.

Materiais com os quais tomamos contato diariamente, quase sempre não

são substâncias puras, mas a mistura de duas ou mais substâncias.

Misturas classificam-se em heterogêneas ou homogêneas. Destas, as

misturas homogêneas, são também denominadas soluções.

As propriedades de uma solução não dependem somente dos

componentes da mesma, mas da proporção entre a quantidade dos componentes.

Soluções podem ser: mais concentrada ou mais diluída.

A abordagem matemática para expressar a concentração de soluções será

realizada, bem como o esclarecimento de termos tais como: mistura de soluções;

dissolução; diluição; aumento de concentração; diminuição de concentração e

neutralização.

Faz-se importante a apresentação dos materiais de laboratório aos alunos

para que compreendam os materiais dos experimentos.

A realização das aulas dar-se-á com o uso concomitante do livro didático

adotado (PERUZZO; CANTO, 2010, p. 8-41) e leituras dos textos on-line da revista

Química Nova na Escola, destacados como apoio ao trabalho docente noite

Orientações Metodológicas.

Os experimentos a seguir, não necessariamente precisam ocorrer na

ordem apresentada, mas são sugestões de práticas que ao gerar interesse e

participação poderão promover a aprendizagem significativa.

1.1.1 Padronização de Soluções Ácida e Básica empregando materiais

cotidianos

Material e reagentes

Balança com precisão de mg

Erlenmeyer de 125 mL (ou garrafa plástica cônica de refrigerante)

Balão volumétrico de 50 mL, 100 mL e 250 mL (ou frascos de vidro ou plástico calibrados. A calibração do frasco pode ser feita adicionando-se o volume de água requerido ou por meio da medida do volume ocupado por uma massa conhecida de água. Neste último caso, é importante consultar uma tabela de variação da densidade da água em função da temperatura)

Bureta de 50 mL (ou tubo plástico calibrado com torneira ou, ainda, seringa descartável sem agulha)

Pipeta volumétrica de 15 mL (ou seringa descartável sem agulha)

Pipeta volumétrica de 2 mL (ou seringa descartável sem agulha)

Béquer de 100 mL (ou frasco de vidro ou plástico calibrado)

Almofariz e pistilo (ou cinzeiro de ágata)

Suporte universal

Garra

Funil

Papel de filtro para café

Água destilada

Comprimido de AAS¹: Melhoral® ou Aspirina® (o comprimido de AAS deve ser o comum, não podendo ser o tamponado e nem o efervescente, que também é tamponado)

NaOH comercial² (a soda cáustica pode conter além de NaOH, Na2 CO3 e NaCl)

HCl impuro³ (ácido muriático)

Bicarbonato de sódio comercial (produto farmacêutico)

Solução alcoólica de fenolftaleína (dissolver 0,1 g de fenolftaleína em 25 mL de água + 25 ML de etanol). A fenolftaleína pode ser encontrada nos seguintes medicamentos: complexo homeopático Almeida Prado n. 46; Obesifran®; Obesiform®; Obesidex®; Esbelt® ou Agarol® (Simoni e Tubino, 2002)

Solução de alaranjado de metila (dissolver 0,2 g de alaranjado de metila em água quente, e após resfriamento, filtra-se se necessário, e dilui-se com água até 100 mL)

Etanol comercial (atualmente o álcool é vendido em supermercados em diversas concentrações: 46° INPM; 92,8° INPM entre outras. Assim, na preparação da solução de fenolftaleína ou da solução de AAS, o álcool 46° INPM deve ser empregado sem diluição)

Indicador preparado com extrato bruto de repolho roxo (FATIBELLO-FILHO et al., 2006) Procedimento 1. Padronização da soda cáustica com AAS (equação 1)

Colocar quatro comprimidos de AAS (500 mg cada) no almofariz

e triturar. A seguir, transferir o AAS já em pó para um béquer de 100 mL. Adicionar 50 mL de solução alcoólica 1:1 v/v. Em seguida, filtrar, lavar bem o papel de filtro e transferir o filtrado para um balão volumétrico de 100 mL e completar o volume com solução alcoólica 1:1 v/v. Calcular a concentração e em mol L

-1 dessa solução.

Preparar uma solução de hidróxido de sódio de concentração aproximada de 0,10 mol L

-1 em um balão volumétrico de 250 mL.

Transferir com o auxílio de uma pipeta volumétrica 15 mL dessa solução para um erlenmeyer de 125 mL e adicionar de 3 a 5 gotas de solução alcoólica de fenolftaleína (obs.: Na falta desse indicador, empregar uma solução de extrato bruto de repolho roxo. No ponto de equivalência, a viragem do indicador ocorre de verde para rosa claro).

Encher a bureta de 50 mL com uma solução de AAS e, a seguir, titular a solução contida no erlenmeyer. Para isso, adicionar lentamente a solução da bureta ao erlenmeyer até o desaparecimento da coloração rosa (ou mudança de verde para rosa claro se usar a solução de extrato bruto de repolho roxo). Anotar o volume da solução de AAS gasto para neutralizar o hidróxido de sódio. Com base nos dados obtidos na titulação, calcular a concentração de hidróxido de sódio comercial preparada. Como o NaOH comercial pode conter outras substâncias (Na2 CO3 e NaCl), o ideal é preparar uma nova solução, levando em consideração o teor de NaOH para obter uma solução 0,10 mol L

-1. Repetir o procedimento

descrito anteriormente pelo menos mais duas vezes. Procedimento 2. Padronização do ácido muriático com bicarbonato de sódio (equação 2)

Pesar acuradamente 150 mg de bicarbonato de sódio e transferir

para um erlenmeyer de 125 mL, adicionar cerca de 50 mL de água destilada e de 3 a 5 gotas de alaranjado de metila (obs: Na falta desse indicador, empregar uma solução de extrato bruto de repolho roxo. No ponto de equivalência, a viragem do indicador ocorre de verde para rosa claro). A seguir, transferir um volume de 2 mL de ácido muriático para um balão volumétrico de 100 mL e completar o volume com água. Encher a bureta com a solução de ácido muriático e titular a solução contida no erlenmeyer. Para isso, adicionar lentamente a solução da bureta ao erlenmeyer até o desaparecimento da coloração amarela e o aparecimento de uma coloração avermelhada (ou de uma coloração rosa com o extrato bruto de repolho roxo). Anotar o volume da solução de ácido muriático gasto para neutralizar o bicarbonato de sódio. Com base nos dados obtidos na titulação, calcular a concentração em mol L

-1 de

ácido muriático preparada. Repetir esse procedimento pelo menos mais duas vezes. Em seguida, calcular a concentração do ácido muriático e comparar com o valor rotulado. (SUAREZ; FERREIRA; FATIBELLO-FILHO, 2007, p. 36-37)

1.1.2 Saneamento Ambiental por Métodos Eletroquímicos. I – Tratamento de

Soluções Aquosas

Parte experimental a) Soluções contendo corantes (Ibanez et al., 1995; Ibanez et al., 1998b)

Neste experimento para a remoção de corantes, um eletrodo de ferro (clip para papel) é usado para fornecer íons metálicos para a formação de um hidróxido de ferro (II ou III) pouco solúvel que absorverá um corante presente na solução. Adicionalmente, bolhas de gás são produzidas no catodo, que arrastam alguns dos flocos formados pelo hidróxido e ajudam no estágio de separação. Os corantes usados neste experimento são indicadores de pH, de modo que mudanças dramáticas de cor serão notadas.

Coloque 4 mL de H2O em um béquer de 10 mL contendo cerca de 100 mg de Na2SO4 como um eletrólito inerte e adicione umas poucas gotas do indicador azul de timol (pH 1,2 - vermelho; 2,8 - amarelo; 9,2 - azul); esta solução imitará um rejeito contendo corante¹. Gota a gota, adicione H2SO4 0,01 mol/L agitando a solução até que o ponto de viragem rosa seja atingido. Pare neste ponto, pois a adição de muito ácido à solução atrasará o desejado efeito de eletrocoagulação. Separe 1 mL desta solução rosa e o coloque de lado como referência de cor². Esta solução apresentará diversas mudanças de cor na faixa de pH 1 a 10.

Monte uma microcélula eletroquímica inserindo dois clips para papel em lados opostos de uma pipeta de Beral. Esses serão posteriormente conectados a uma fonte de corrente dc (por exemplo, uma bateria de 9 V). Cada um dos fios conectores pode ser levemente enrolado ao redor do cabo da pipeta, o que impedirá que os clips se toquem e ocorra um curto-circuito. Um pedaço de cerca de 1 cm do cabo da pipeta também pode ser cortado e pré-inserido sobre um dos fios para esse propósito. Uma célula mais simples pode ser montada inserindo-se clips de papel em uma seringa plástica de 10 mL e conectando-os com jacarés à fonte de corrente dc (fixe a seringa de ponta-cabeça, mantendo o êmbolo em posição tal que resulte no volume de solução desejado e não haja solução próxima ao bico da seringa). Agitação pode ser conseguida com uma microbarra magnética feita no próprio laboratório (sele um pedaço do fio de um clip de papel em um capilar de vidro) e uma placa agitadora magnética.

Introduza na microcélula eletroquímica a solução imitadora do rejeito contendo corante. Usando jacarés, conecte os fios à fonte de corrente dc. A partir deste momento, o anodo da célula começa a ser lentamente dissolvido por oxidação, enquanto que sobre o catodo bolhas de hidrogênio serão produzidas e o pH aumentará ao seu redor: anodo: Fe(s) → Fe²

+(aq) + 2e

-

Fe2+

(aq) + 2OH-(aq) → Fe(OH)2(s)

catodo: 2H2O(l) + 2e-→H2(g) + 2OH

-(aq)

global: Fe(s) + 2H2O(l) → Fe(OH)2 (s) + H2 (g) Consequentemente, o corante indicador imediatamente

começará a mudar de cor ao redor do catodo e um lodo (contendo hidróxido de ferro, como descrito acima) começará a se formar. Dentro de uns poucos minutos haverá lodo suficiente para absorver a maior parte do corante e o experimento poderá ser encerrado. Agite bem a célula e seu conteúdo; então derrame a solução em um microfunil contendo filtro de papel de poro fino (do tipo para análise quantitativa ou para coar café) e colete o filtrado. Meça o seu pH. Para comparação, tome a solução inicial

de referência de cor, ajuste o seu pH até o valor do pH do filtrado e observe se há alguma diferença³.

b) Soluções contendo substâncias orgânicas (Ibanez et al., 1997)

No experimento a seguir, em uma versão em microescala desta técnica, usa-se um mediador redox com um alto potencial padrão (isto é, a dupla Co(III/II), Eº = 1,82 V) para destruir uma imitação de rejeito orgânico (por exemplo, glicerina ou ácido acético) convertendo-o em CO2 e água. Neste experimento, os alunos podem observar o desprendimento de CO2 , o qual leva à precipitação de CaCO3 ao ser borbulhado em uma solução de Ca(OH)2, bem como o final da reação assinalado por uma mudança de cor do meio eletrolítico (de rosa a cinza-roxo claro). Diversos pesquisadores demonstraram que este processo destrói com sucesso alguns compostos orgânicos clorados e não-clorados. Sistemas similares têm sido usados com outros mediadores redox, principalmente Ag(II/I), Fe(III/II) e Ce(IV/III) (Rajeshwar e Ibanez, 1997).

Obtenha uma pipeta plástica de transferência descartável (pipeta de Beral) de aproximadamente 5-6 mL de capacidade para uso como uma microcélula eletroquímica. Corte 6-7 cm de um fio de Pb (alternativamente, um pedaço pequeno de uma folha de Pb pode ser “enrolado” de modo a substituir o fio) para ser usado como anodo e um pedaço similar de fio de níquelcromo ou de um clip para papel (usualmente feito de aço) para ser usado como catodo. Um fio de platina também pode ser usado como anodo. Insira os eletrodos nos lados opostos da parte superior da pipeta de Beral, tomando cuidado para que não se toquem.

Prepare uma solução clara de Ca(OH)2 misturando aproximadamente 0,2 g deste hidróxido em 10 mL de água desionizada e, após, filtre a mistura resultante. O mediador é preparado como uma solução estoque de CoSO4 0,05-0,1 mol/L em H2SO4 2 mol/ L. Em um recipiente pequeno, coloque 2-3 mL desta solução. Em um outro frasco, prepare uma solução imitadora de um rejeito orgânico não-volátil adicionando, por exemplo, uma gota de glicerina a 40 gotas de água. A seguir, adicione uma gota desta solução à solução de cobalto-ácido sulfúrico. Se ácido acético (ou vinagre) for usado, adicione 4 gotas de uma solução 6 mol/L de ácido acético (ou 16 gotas de vinagre) diretamente à solução de cobalto-ácido sulfúrico. Agite a solução resultante, de modo a homogeneizá-la. Então, ou aspire esta solução rosa na pipeta de Beral por sua ponta ou introduza-a com uma pipeta de Pasteur descartável ou com uma seringa pequena por meio de um dos furos feitos pelos fios (não esqueça de reinserir o fio removido). Para evitar vazamentos de gás (vide abaixo), um selante tipo silicone ou mesmo cera derretida pode ser aplicado nos pontos de inserção dos eletrodos. A seguir, coloque a solução saturada de Ca(OH)2 em um pequeno tubo coletor. Introduza a ponta da pipeta nesta solução de modo a aí borbulhar os gases que saem da pipeta. Um pedaço de fio de Cu pode ser inserido na ponta da pipeta para facilitar sua dobra. Coloque o bulbo da pipeta em um banho de água morna (40- 50 °C). Usando jacarés, conecte os fios aos pólos positivo (fio de Pb) e negativo (fio de níquel-cromo ou clip para papel) a uma fonte de corrente dc que apresente uma tensão elétrica de pelo menos 3 V (por exemplo, uma bateria de 9 V, um adaptador ac/dc ou uma fonte ajustável de corrente dc). Tensão elétrica inferior a essa não é suficiente para fazer que a reação desejada aconteça.

Tão logo a fonte for conectada, bolhas serão observadas em ambos os eletrodos. Água está sendo reduzida a hidrogênio no catodo, enquanto que no anodo água está sendo oxidada a oxigênio e Co

2+ está

sendo oxidado a Co3+

, que por sua vez oxida o composto orgânico a CO2 que, ao entrar em contato com a solução recém-preparada de Ca(OH)2, forma CaCO3 insolúvel. Quando todo o composto orgânico tiver sido destruído (isto é, após cerca de 15-30 min, dependendo da quantidade adicionada, do número de átomos de carbono na sua molécula e da

voltagem aplicada), a solução tornar-se-á cinza-roxo claro, pois os íons Co

3+ continuarão a ser formados, mas não serão mais consumidos para

oxidar o composto imitador de rejeito orgânico. Esta mudança de cor indica o fim da reação (o íon Co

3+ também pode oxidar a água, mas esta

reação é consideravelmente mais lenta). Neste momento, a solução pode ser espremida para fora da pipeta em um béquer pequeno e mais um pouco da imitação de rejeito orgânico pode ser adicionado a ela (enquanto ainda estiver quente) para ser oxidado (adicione, por exemplo, uma gota de glicerina ou etanol). Uma imediata mudança de cor (para a coloração rosa inicial) poderá ser então observada. Para testar a presença de CaCO3 no tubo coletor, adicione a ela umas poucas gotas de H2SO4 diluído ou ácido acético diluído, o que ocasionará a dissolução do precipitado, produzindo CO2.

A solução de Co(II) e os eletrodos de Pb podem ser reusados. Como uma pequena quantidade de Pb pode estar presente neste eletrólito devido ao processo anódico, uma reutilização desta solução será mais adequada do ponto de vista ambiental. (IBANEZ, 2002, p. 46-48)

1.1.3 Equilíbrio Químico de Sais Pouco solúveis e o Caso Celobar

Material e reagentes

Barbante

Membrana semipermeável (tripa de celofane usada para fabricação de salsicha e lingüiça, encontrada em casas de embutidos)

3 espátulas (ou colheres de plástico pequenas)

Proveta graduada ou seringa descartável de 50 ML

3 pipetas graduadas ou seringas descartáveis de 10 mL

3 béqueres de 50 mL (ou copos plásticos descartáveis transparentes)

2 béqueres de 100 mL (ou copos plásticos descartáveis transparentes)

Béquer de 250 mL (ou copo plástico descartável transparente)

Solução de ácido clorídrico 0,5 mol L a 10 %, encontrado em supermercados e lojas de materiais de construção)

Cloreto de bário (BaCl2)

Carbonato de sódio (ou bicarbonato de sódio, encontrado em farmácias e supermercados)

Sulfato de magnésio (ou Sal Amargo®, encontrado em farmácias e supermercados) Preparo das soluções Solução de cloreto de bário (BaCl2)

Pese 1,25 g de cloreto de bário, transfira para um béquer de 100 Ml e adicione 50 mL de água. Agite até a dissolução completa do sal. Solução de carbonato

Pese 0,20 g de carbonato de sódio (Na2CO3) ou 0,16 g de bicarbonato de sódio (NaHCO3), transfira para um béquer de 50 mL e adicione 25 mL de água. Agite até a dissolução completa do sal. Identifique como Solução 1. Solução de sulfato de magnésio (MgSO4)

Pese 1,20 g de sulfato de magnésio, transfira para um béquer de 100 mL e adicione 50 mL de água. Agite até a dissolução completa do sal. Identifique como Solução 2. Em seguida, transfira 25 mL desta solução para um outro béquer de 50 mL e reserve. Identifique como Solução 3. Preparo das suspensões de carbonato de bário e sulfato de bário

Adicione 25 mL da solução de cloreto de bário à Solução 1 e os outros 25 mL à Solução 2. Agite e observe a formação de um precipitado branco em cada uma delas. Deixe as soluções em repouso por aproximadamente 15 minutos para a decantação dos precipitados. Em seguida, transfira, cuidadosamente, o líquido sobrenadante presente nos dois béqueres para o béquer de 250 mL (descarte), procurando conservar a maior massa possível de sólido dentro dos mesmos. Teste da solubilidade dos precipitados em meio ácido (HCl 0,5 mol L

-1)

Separe dois pedaços de 10 cm da membrana semipermeável (tripa de celofane) e feche uma das extremidades com o barbante. Transfira o precipitado do béquer identificado como Solução 1 para a primeira e o precipitado do béquer identificado como Solução 2 para a segunda. Adicione 20 mL da solução de HCl 0,5 mol L

-1 em cada uma das

tripas e agite. Observe se ocorre a solubilização dos precipitados. Evidência de que o bário livre chega à corrente sangüínea

Feche as membranas com o barbante e coloque cada uma em um béquer de 50 mL (identificados como 1 e 2), contendo 30 mL de água destilada (Figura 1). Espere por 10 minutos, agitando o líquido externo ocasionalmente. Em seguida, transfira 3 mL dos líquidos externos para dois tubos de ensaio (identificados como 1 e 2) e teste com 3,0 mL da solução de sulfato de magnésio reservada anteriormente (Solução 3). (SENE; CASTILHO; DINELLI; KIILL, 2006, p. 43-44)

1.1.4 Catalisando a Hidrólise da Uréia em Urina

Material e reagentes • Estante para tubos de ensaio • 4 tubos de ensaio • Pipeta 5,0 mL • Extrato de repolho roxo • Sementes de melancia • Solução aquosa de uréia 1,0% (a uréia pode ser facilmente

adquirida em lojas de produtos agropecuários) • Urina humana • Liquidificador • Filtro de papel • Funil • Erlenmeyer • Álcool etílico (comercial)

Procedimento

a) Para identificação, enumerar 4 (quatro) tubos de ensaio. b) Adicionar aproximadamente 100 mL de água e cerca de 40

sementes de melancia em um liquidificador e triturar por 15 segundos. Filtrar a mistura e recolher a parte líquida. Dividir a fração líquida em duas partes iguais e levar uma delas a fervura a 100ºC por 1 minuto (inativação enzimática). Deixar em repouso para atingir a temperatura ambiente.

c) Para a obtenção do extrato de repolho roxo, triturar no liquidificador 3 folhas de repolho roxo picadas com aproximadamente 100 mL de álcool etílico comercial. Filtrar a mistura e utilizar o extrato alcoólico como indicador ácido-base. A extração das antocianinas (pigmentos da classe dos flavonóides, responsáveis pelas cores azul, violeta, vermelho e rosa de flores e frutas e indicadores ácido-base naturais) pode inclusive ser realizada por imersão da folha de repolho roxo em etanol, seguido de repouso por 24 ou 48 horas (Terci e Rossi, 2002; Couto e cols., 1998).

d)Tubo 1 – No tubo de ensaio número 1, adicionar 1,0 mL de extrato de repolho roxo, 2,0 mL de urina recém-coletada e acrescentar 1,0 mL da fração líquida resultante da trituração de sementes de melancia em água (sem fervura). Agitar e observar a cada 10 minutos.

e) Tubo 2 – No tubo de ensaio número 2, adicionar 1,0 mL de extrato de repolho roxo, 2,0 mL de urina recém-coletada e acrescentar 1,0 mL do líquido resultante da trituração de sementes de melancia (fervido). Agitar e observar a cada 10 minutos.

f) Repetir os procedimentos (acima) para os tubos 3 e 4, substituindo a urina pela solução de uréia a 1%. (ALMEIDA; BONAFE; STEVANATO; SOUZA; VISENTAINER; MATSUSHITA, 2008, p. 44)

1.1.5 Colorimetria – Feterminação de Fe3+ em Água

Material e reagentes • 13 tubos de ensaio (ou copos descartáveis) • 1 estante para tubos de ensaio (desnecessário se forem utilizados copos descartáveis) • 1 proveta de 10 mL (ou medidor usado em cozinha) • 1 béquer pequeno (ou copo descartável) • 1 pipeta de Pasteur (ou contagotas) • Etiquetas ou caneta para escrever em vidro • Água destilada • Solução aquosa de cloreto de ferro (III) a 0,25% em massa recém-preparada1 (pode-se utilizar percloreto de ferro, reagente encontrado em casas especializadas em produtos para circuito elétrico) • Solução aquosa de tiocianato de potássio 0,1 mol/L • Solução aquosa de oxalato de sódio 0,1 mol/L (Tira Ferrugem Semorin®) Procedimento Preparação das soluções de cloreto de ferro(III)³

Etiquete (ou escreva com a caneta de escrever em vidro) 6 tubos

da seguinte maneira: • Solução 1 (correspondente à solução estoque de FeCl3 =

0,25% em massa) • Solução 2 (FeCl3 = 0,63% em massa) • Solução 3 (FeCl3 = 0,03% em massa) • Solução 4 (FeCl3 = 0,15% em massa) • Solução 5 (FeCl3 = 0,007% em massa) • Solução 6 (FeCl3 = 0,004% em massa). Adicione aproximadamente 8 mL da solução estoque no tubo

com etiqueta “Solução 1”. Para preparar a segunda solução, adicione 2,5 mL da Solução 1

no tubo com a etiqueta “Solução 2” e complete com 7,5 mL de água destilada.

Para preparar a terceira solução, adicione 5 mL da Solução 2 no tubo com a etiqueta “Solução 3” e complete com 5 mL de água destilada.

A partir da Solução 3, as demais soluções são obtidas diluindo-se a solução anterior pela metade, ou seja:

• Solução 4 = 5 mL da Solução 3 mais 5 mL de água destilada. • Solução 5 = 5 ml da Solução 4 mais 5 mL de água destilada. • Solução 6 = 5 mL da Solução 5 mais 5 mL de água destilada. Discuta com os alunos o conceito de concentração expressa em

percentagem ou os cálculos envolvidos na diluição.

Preparação da escala de cores Pegue mais 6 tubos de ensaio e etiquete-os como: T1, T2, T3,

T4, T5 e T6. Em cada tubo, adicione 20 gotas (ou 1 mL) da solução de FeCl3 correspondente (T1 = Solução 1; T2 = Solução 2; assim por diante).

Adicione 3 gotas da solução aquosa de tiocianato de potássio em cada um dos tubos. Você irá obter uma escala de cores de acordo com a Figura 1.

Discuta com os alunos a necessidade de se usar sempre o mesmo volume dos reagentes.

Teste em branco

Pegue um tubo de ensaio limpo, adicione 20 gotas de água destilada e 3 gotas de KSCN 0,1 mol/L. Compare o resultado com a escala de cores.

Discuta com os alunos o significado do teste em branco, empregado para se ter certeza de que a água usada para preparar as soluções não continha nenhum contaminante que pudesse atrapalhar a análise, como, por exemplo, traços de íons Fe

3+ ou qualquer outra

substância que poderia reagir com o tiocianato produzindo alguma substância de cor parecida com a do complexo Fe(SCN)3.

Interferência Para mostrar aos alunos o que é uma interferência, faça a

reação de 20 gotas da Solução 1 com 5 gotas de oxalato de sódio. Adicione no mesmo tubo 3 gotas de tiocianato de potássio e compare com a escala de cores.

Discuta o significado deste teste com os alunos.

Análise das amostras Distribua para cada grupo uma amostra de FeCl3 de

concentração desconhecida (qualquer uma das concentrações utilizadas na preparação da escala de cores).

Lave o tubo de ensaio usado no teste da interferência. Adicione 20 gotas (1 mL) da solução de concentração desconhecida. Adicione 3 gotas da solução de KSCN 0,1 mol/L e compare o resultado com a escala de cores para determinar a concentração de Fe

3+ da sua amostra. (CURI,

2006, p. 39-40)

1.2 Propriedades coligativas

Fonte Imagem: Aparelho de Osmose Reversa. Disponível em: <http://www.quimica.seed.pr.gov.br/modules/galeria/detalhe.php?foto=1163&evento=6> Acesso em: 04 dez. 2012.

As soluções aquosas estão presentes em todos os seres vivos e

compreender as propriedades destas contribui para que entendamos o

funcionamento dos organismos vivos.

Entre as soluções líquidas, em particular as aquosas de solutos não

voláteis, destacam-se quatro, as denominadas propriedades coligativas, ou seja, as

que dependem da concentração de partículas dissolvidas. São elas: abaixamento

da pressão de vapor do solvente; aumento da temperatura de início de ebulição;

diminuição da temperatura de início de solidificação e pressão osmótica.

Termos como: sublimação; reação química; aumento de volatilidade;

aumento da temperatura de ebulição e diminuição da temperatura de

congelamento serão abordados.

1.2.1 Fatores Ambientais que afetam a Precipitação Úmida

Material e reagentes utilizados • Frascos de vidro • Bexigas de borracha • Forma de alumínio ou plástico • Palitos de madeira

• Algodão • Água • Ácido clorídrico concentrado (HCl 37%, m/m)¹ • Hidróxido de amônio concentrado [solução aquosa de amônia,

NH3 (aq) 25%, m/m] O ácido clorídrico e o hidróxido de amônio devem ser

cuidadosamente acondicionados em um pequeno frasco conta-gotas e apenas manipula dos pelo professor.

Cuidados a serem tomados

Faça os experimentos em locais bem ventilados, a fim de possibilitar uma maior dispersão dos gases liberados. Se os testes forem feitos em ambientes com pouca ventilação natural, deve haver um sistema de exaustão funcionando durante o período de trabalho.

Use equipamentos de proteção individual apropriados, como óculos, luvas descartáveis de borracha e avental. Além disso, deve-se evitar contato com a pele e olhos e não respirar diretamente ao abrir os frascos dos reagentes.

HCl(aq) e NH3 (aq) em contato com a pele podem causar irritação se não forem removidos por meio de lavagem com água. Como ambos são voláteis, os seus vapores, se inalados, podem provocar efeitos irritantes nas vias respiratórias, como tosse, sensações de engasgo e queimadura da garganta. Porém, se mesmo com todos os cuidados tomados houver algum tipo de contato acidental com a pele, deve-se lavar imediatamente com muita água. Em caso de inalação, deve-se remover a pessoa para local fresco e arejado. Entretanto, é importante ressaltar que, como nesses experimentos são manipuladas quantidades muito pequenas dos reagentes, os riscos são baixos.

Procedimento experimental Formação do material particulado atmosférico

Utilize dois palitos de haste longa, cujas pontas foram enroladas com um pequeno chumaço de algodão. Coloque uma gota de HCl(aq) concentrado em um deles e uma gota de NH3 (aq) concentrada no outro. Aproxime lentamente as pontas dos palitos sem que elas se toquem. Observe a formação do material particulado. Efeito da superfície de evaporação Coloque em dois frascos de vidro de diâmetros diferentes uma mesma quantidade de água e, em seguida, tampe-os por aproximadamente 10 minutos, para que o ar contido dentro deles fique saturado de vapor d’água. Remova as tampas e introduza dois palitos com pontas enroladas em algodão, contendo respectivamente HCl(aq) e NH3(aq) concentrados e tampe-os novamente. Faça essas operações o mais rápido possível e evite contato entre os palitos. Observe em quais dos frascos foi possível a melhor visualização das nuvens e formação das chuvas.

Efeito da pressão

Sabe-se que a variação da pressão provoca mudanças no estado gasoso da água. Com base nisso, é possível realizar experimentos que mostrem como a pressão influencia esses fenômenos. Utilize novamente os palitos para formar o material particulado e repita o mesmo procedimento anterior, desta vez tampando o frasco com uma bexiga de borracha, com o propósito de variar a pressão no interior do frasco. Em seguida, empurre e puxe a bexiga várias vezes e observe se a condensação do vapor d’água foi favorecida quando houve aumento ou diminuição da pressão.

Efeito da temperatura

A temperatura é um fator importante na formação de chuvas. Regiões quentes e próximas ao mar são favorecidas pelas chuvas, porque a alta temperatura possibilita a evaporação da água e, além disso, o mar é uma fonte de partículas, principalmente NaCl. Essas partículas são originadas pelo movimento das ondas que se quebram e formam pequenas gotículas de água que são arrastadas pelo vento para a atmosfera. O resultado é a criação de uma condição favorável para formação de chuva. É possível simular o efeito da temperatura sobre a formação das nuvens e chuvas. Para isso, pegue dois frascos, semelhantes àqueles onde foram obtidos os melhores resultados nos experimentos anteriores, e coloque um deles em uma forma contendo água morna, mantendo o outro em temperatura ambiente, a fim de comparar os resultados. Após 2 min, abra rapidamente e introduza os palitos com algodão contendo o HCl e o NH3(aq) concentrados. Após a formação das partículas, feche rapidamente o frasco e observe. Repita o procedimento com tempo de espera de cerca de 10 min. (FELIX; CARDOSO, 2005, p. 48-50)

1.2.2 Um experimento Simples e de Baixo Custo para compreender a Osmose

Material Todo material necessário está abaixo relacionado e é mostrado

na Figura 1a. • 1 batata tipo inglesa; • 1 recipiente plástico de 250 mL (caneca de plástico); • água destilada; • 1 rolo de filme de PVC; • copo plástico de café • 1 seringa hipodérmica esterilizada de 1 mL (vendida em

farmácias); • 1 colher de chá; • açúcar (cristal ou refinado); • 1 haste flexível sem o algodão nas pontas; • corante alimentício vermelho.

Procedimento experimental

1) Tomar a seringa e cortar a sua ponta, de tal modo que ela possa ser usada como um fura-rolhas;

2) Fazer um orifício em uma batata do tipo inglesa com o auxílio da seringa (fura-rolhas). Tomar o devido cuidado para não romper o tubérculo. O orifício formado deve ter uma profundidade adequada, isto é, a metade do comprimento da haste flexível de plástico;

3) Cortar uma tira do filme de PVC comprimento e 3 cm de

largura;

4) Pegar uma haste flexível, retirar o algodão das pontas e envolver a parede central externa com o filme de PVC;

5) Dissolver em 30 mL de água contidos em um copo plástico para café uma colher das de chá de açúcar (~3,5 g) e uma pequena quantidade do corante de alimento vermelho (~1,2 g). Transferir a solução para o orifício feito na batata; 6) Tampar o orifício com a haste flexível revestida com o filme de PVC; e 7) Finalmente, colocar a batata em um copo contendo água de torneira (ou preferencialmente água destilada

1) e deixar em repouso durante 3- 6 h.

Durante esse período, verifica-se a subida da solução pelo tubo flexível até atingir um nível constante. Dependendo do volume da solução externa de sacarose e de sua concentração, poderá haver o transbordamento da água pela ponta do tubo flexível. Nesses casos, há necessidade de se adequar o volume do orifício da batata com a concentração da solução de sacarose e/ou altura do tubo flexível, que poderia ser substituído por um canudo plástico de maior comprimento, como é o caso dos tubos plásticos (canudinhos) para tomar refrigerantes ou sucos. O processo envolvido nesse experimento também é conhecido como osmose. Como a tendência de escape das moléculas de água contidas nas células da batata (menor concentração do soluto dentro das células da batata) é maior que a tendência de escape das moléculas de água na solução de sacarose, a velocidade de transferência das moléculas do solvente das células do vegetal para a solução de sacarose é maior do que aquela no sentido inverso. Assim, há uma transferência líquida de água do interior das células da batata para a solução de sacarose, causando assim aumento do nível da solução no tubo plástico. O aumento da coluna de solução de sacarose no tubo flexível de plástico causa uma pressão que é denominada de pressão osmótica e representada pela letra grega π (pi). A pressão osmótica é uma propriedade coligativa e depende apenas da concentração do soluto número de moléculas ou íons do soluto) e não da sua natureza.(VIEIRA; FIGUEIREDO-FILHO; FATIBELLO-FILHO, 2007, p.41-42)

1.2.3 Bafômetro – Um Modelo Demonstrativo

Materiais e reagentes • 4 balões de aniversário de cores diferentes; • 4 pedaços de tubo plástico transparente (diâmetro externo de

aproximadamente 1 cm ou 3/8 de polegada) de 10 cm de comprimento; • 2 tabletes de giz escolar; • 4 rolhas para tampar os tubos; • algodão; • solução ácida de dicromato de potássio preparada da seguinte

maneira: a 40 mL de água adicione lentamente 10 mL de ácido sulfúrico comercial concentrado e 1 g de dicromato de potássio. Agite o sistema até que a solução fique homogênea. Atenção! Como o ácido sulfúrico concentrado é ao mesmo tempo um ácido forte e um poderoso agente desidratante, ele deve ser manuseado com muito cuidado. A diluição do ácido sulfúrico concentrado é um processo altamente exotérmico e libera calor suficiente para causar queimaduras. Ao preparar soluções diluídas a partir do ácido concentrado, sempre adicione o ácido à água lentamente e agitando continuamente a solução.

Procedimento Quebre o giz em pedaços pequenos (evite que o pó de giz se

misture aos fragmentos). Coloque os fragmentos de giz em um recipiente e a seguir molhe-os com a solução de dicromato, de maneira que eles fiquem úmidos, mas não encharcados. Com o auxílio de um palito, misture os fragmentos de giz colorido pela solução de forma que o material fique com uma cor homogênea. Esse material (giz + solução de dicromato) não pode ser armazenado; deve ser usado imediatamente após preparado.

Coloque um chumaço pequeno de algodão em cada um dos quatro tubos e depois coloque as rolhas do lado em que se coloca o chumaço de algodão. A seguir, coloque mais ou menos a mesma

quantidade de fragmentos de giz nos quatro tubos. Então, coloque 0,5 mL (cerca de 10 gotas) de aguardente no balão nº 2, 0,5 mL de vinho no balão nº 3, 0,5 mL de cerveja no balão nº 4; no balão nº 1 não coloque nada, pois ele é o controle do experimento. Encha os quatro balões com mais ou menos as mesmas quantidades de ar (quem encher os balões não deve ter consumido bebidas alcoólicas recentemente) e, depois, coloque os balões nos tubos previamente preparados. 1. Começando pelo balão nº 1, solte o ar vagarosamente, desapertando a rolha. Proceda da mesma forma com os balões restantes. Espere o ar escoar dos balões e compare a alteração da cor nos quatro tubos. A seguir, ordene os tubos 2 a 4 em função da intensidade de mudança de cor (alaranjado para azulado). (FERREIRA; MOL; SILVA, 1997, p. 32-33)

1. 3 Processos de Oxirredução

Fonte Imagem: Oxidação e Redução. Disponível em: < http://www.quimica.seed.pr.gov.br/modules/galeria/detalhe.php?foto=1592&evento=4 > Acesso em: 04 dez. 2012.

A Química envolve observação e descrição de fenômenos naturais por

meio de experimentos controlados, mas também tenta entender como e por que

ocorrem.

Generalizando, em Química Geral, destaca-se ácido versus caráter básico.

Outra ênfase dá-se ao caráter oxidante versus caráter redutor. Daí em reações

química que envolvem transferência de elétrons, nomeamos reações de

oxirredução.

1.3.1. Oxidação de Metais

Material e reagentes Tela de pintura, pedaços de metais (ferro, aço inoxidável, cobre,

prata, ouro, alumínio) e solução de vinagre contendo cloreto de sódio (em uma solução de vinagre 20% (v/v), adiciona-se uma colher de NaCl) ou de permanganato de potássio (1 comprimido dissolvido em 100 mL de água). Procedimento

Os diferentes passos envolvidos na realização do experimento proposto estão explicitados ilustradamente no Esquema: Montagem das telas para o experimento de oxidação.

1. Coloca-se a tela de 15 cm x 20 cm dentro de um recipiente plástico. Observação: a tela não deve conter impermeabilizante.

2. Os metais são dispostos sobre a tela, de acordo com a criatividade do aluno.

3. A solução de vinagre é vertida lentamente sobre os metais e a tela é deixada em repouso por um período

de três dias. Em seguida, os metais são retirados e a tela é mantida à temperatura ambiente, por um período de dois dias, para secagem. (PALMA: TIERA, 2003, p. 52-53)

1.3.2 Experimentação em Sala de aula e Meio Ambiente: Determinação

Simples de Oxigênio Dissolvido em Água

Materiais e reagentes • 3 garrafas PET de refrigerante de 2 L • 3 pedaços de palha-de-aço usada em limpeza doméstica

(Bombril ® ou Assolan®) • Água de torneira • Papel de filtro (usado para coar café) • Acetona comercial • Bastão de vidro • Estufa ou forno de fogão doméstico • Balança de supermercado (com precisão de ±0,01 g) Procedimento Para a execução do experimento, deve-se pesar três pedaços de

palha-de-aço de proximadamente 1,5 g cada. Com o auxílio de um bastão de vidro, cada um dos três pedaços já pesados deve ser introduzido em uma garrafa PET devidamente identificada. Em seguida, abre-se a torneira de onde será coletada água, de forma que o fluxo de água que saia desta seja bem pequeno. As garrafas devem ser inclinadas (~30°) com relação à torneira. O fluxo de água deve escoar pelas paredes da garrafa, de forma a evitar uma oxigenação da água nesta etapa. Após a coleta das amostras, as garrafas devem permanecer abertas por 15 minutos e depois fechadas e observadas por cinco dias. Passado este tempo, as garrafas devem ser abertas e o sólido marrom avermelhado ferrugem) nelas contido deve ser recolhido por filtração. O papel de filtro deve ser previamente seco (110 °C, 1 h), esfriado à temperatura ambiente e pesado. O sólido deve ser lavado com acetona, a fim de facilitar a secagem. O sistema (papel + sólido) deve ser seco em estufa (110 °C, 1 h) e depois transferido para um dessecador. Caso se utilize forno caseiro em substituição à estufa, não use acetona em hipótese alguma.

Determina-se a massa do sólido vermelho formado utilizando balança. O sistema (papel + ferrugem) à temperatura ambiente deve ser pesado e a massa de ferrugem determinada pela subtração da massa do papel filtro. Por meio da estequiometria da reação de formação da ferrugem, é possível calcular a COD na água das garrafas. Os resultados devem ser expressos nas unidades mg L

-1.(FERREIRA; ABREU, IAMAMOTO;

ANDRADE, 2004, p. 32-33)

1.3.3 Um Experimento Simples envolvendo Óxido – Redução e diferença de

Pressão com materiais do Dia-a-Dia

Material e métodos • Uma seringa plástica de volume igual ou superior a 10 mL • Um pedaço de esponja de aço para lavar louças • Um béquer ou copo contendo água • Vinagre O procedimento e os materiais utilizados no experimento são

simples, o que permite a realização pelos próprios alunos sem maiores riscos. Primeiramente, um pequeno pedaço da esponja deve ser embebido em vinagre por cerca de um minuto e sacudido para a retirada do excesso de vinagre. Em seguida, a esponja deve ser introduzida na seringa plástica (não a deixar próxima à extremidade inferior para que não haja interferência na medida do volume de água), que rapidamente deve ter a extremidade superior tapada pelo êmbolo e a inferior mergulhada na água contida no béquer ou copo, evitando deste modo o contato da esponja com o oxigênio do ar que não seja aquele de dentro da seringa. Em poucos instantes será observado um fenômeno realmente belo e interessante, a entrada da água na seringa e a elevação do seu nível, o que deve cessar em cerca de 20 min. (FRANSCISCO JÚNIOR; DOCH), 2006, p. 49-50)

1.3.4 Escurecimento e Limpeza de Objetos de Prata – Um Experimento

Simples e de Fácil Execução Envolvendo Reações de Oxidação – Redução

Material e reagentes

Lista de material necessário para a realização do experimento, de escurecimento e limpeza da prata:

• objeto de prata ou recoberto por prata (brinco, acessórios de prata). Neste trabalho, foram utilizados um brinco e um fio de prata enrolado;

• 1 béquer de 500 mL ou um frasco de vidro Pyrex®; • 3 ovos; • bico de Bunsen ou lamparina; • tripé e tela de amianto; • 1 copo tipo americano; • papel alumínio; • 1 colher de sopa; • sal de cozinha (cloreto de sódio, NaCl); • água;

• papel toalha ou lenço de papel; • flanela

Procedimento

O trabalho foi dividido em duas etapas: a primeira correspondendo ao processo de escurecimento do objeto de prata; e a segunda, ao processo de limpeza da prata.

Escurecimento de um objeto de prata 1) Colocar uma certa quantidade de água em um béquer,

suficiente para o cozimento de três ovos; 2) Após 12 minutos de aquecimento, quando os ovos já se

encontram cozidos, dar leves batidas nestes, com auxílio de uma colher, até que se observem rachaduras na casca dos ovos, deixando parte da clara exposta;

3) Inserir o objeto de prata e deixar em cozimento por 25 minutos;

4) Parar o cozimento, retirar o objeto de prata, lavar com água de torneira e observar o resultado.

Limpeza de objeto de prata

1) Aquecer 250 mL de água até a fervura; 2) Adicionar a esta 1 colher (sopa) de sal de cozinha e misturar

bem; 3) Forrar a parte interna de um copo tipo americano com papel

alumínio e colocar a solução preparada anteriormente; 3) Inserir o objeto de prata e deixar reagir por 3 minutos; 3) Retirar o objeto de prata e lavar com água em abundância; 4) Secar com papel toalha ou lenço de papel e lustrar com uma

flanela. Observar o resultado. (SARTORI; BATISTA; FATIBELLO-FILHO, 2008, 62-63)

1.4 Eletroquímica: celas galvânicas

Fonte Imagem: Celas Galvânicas. Disponível em: <http://www.quimica.seed.pr.gov.br/modules/galeria/detalhe.php?foto=1070&evento=2>. Acesso em: 05 dez. 2012.

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As pilhas e as baterias baseiam-se na ocorrência de reações de

oxirredução. Hoje, são produtos de importância para boa parte da sociedade.

Estudaremos o funcionamento dos tipos de bateria e aparelhos eletrônicos;

distinção entre comum e recarregável; cuidados com a realização correta do

descarte de pilhas e baterias e por que é importante tal atitude; em que consiste a

corrosão de certos metais e como retardar ou evitar.

Também faz-se necessário a prática dos experimentos da Revista Química

Nova na Escola e a parceria com o Lions Club de Ribeirão do Pinhal, no projeto

“Papa Pilhas”, cujo objetivo é coletar pilhas e baterias em caixas coletoras já

presentes no comércio, órgãos públicos e escolas do município no ano de 2012,

impedindo que muitos materiais fossem descartados em lixo doméstico. O projeto

citado tem o apoio da Prefeitura Municipal ao destinar o material para descarte

final, como se observa:

L C Ribeirão do Pinhal, PR, realizou o projeto Papa Pilhas, lançado em parceria com a Secretaria Municipal de Agricultura e Meio ambiente e Prefeitura Municipal. A campanha é destinada ao recolhimento de pilhas e baterias de celular. O clube colocou caixas coletoras com os dizeres da campanha da cidade. (LION, 2012, p. 38)

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1.4.1 Experimentos sobre Pilhas e a composição dos Solos

Materiais empregados Pilha 1 • 1 membrana de casca de salsicha (de celulose regenerada) ou

casca de lingüiça (tripa seca bovina), ambas existentes em casas frigoríficas, de 13 cm de comprimento

• Fio de náilon (linha de pesca) • 1 placa de cobre e 1 de zinco (lixadas), de aproximadamente

10 cm x 2 cm x 0,1 cm • 1 L de solução saturada de NaCl em água (sal de cozinha) • Sulfato de cobre (CuSO4. 5H2O), 1 mol/L (12,5 g em 50 mL de

água), encontrado em lojas de artigos de jardinagem e casas agropecuárias

• Lâmpada de 1,5 V (farolete pequeno) com os pólos ligados a fios

• 1 garrafa plástica descartável de refrigerante 2 L • 1 placa de madeira ou isopor, com dois orifícios (3,5 cm de

diâmetro) separados por 1,5 cm (essa peça serve somente para suporte) • Fita adesiva • Elástico • Multímetro (opcional) Pilha 2 • 2 placas de cobre e 2 de zinco (lixadas) • 4 tiras de feltro (tecido) • 2 tiras de papelão (usado em confeitarias na embalagem de

bolos), todas as tiras medindo 10 cm x 2 cm • Sulfato de cobre (CuSO4.5H2O), 1 mol/L (aproximadamente 6,2

g em 25 mL de água) • Aproximadamente 100 mL de solução saturada de NaCl em

água (sal de cozinha) • Fita adesiva

• Lâmpada de 1,5 V com os pólos ligados a fios Detalhes experimentais Pilha 1 A compartimentalização da semicélula de cobre é feita na casca,

que é uma membrana porosa e permite o fluxo de íons. Lave muito bem a membrana com água e detergente; corte a garrafa plástica a uma altura de 15 cm da base (formando um recipiente) e corte o bocal, conectando uma das extremidades da casca a este.

Apóie o bocal de garrafa (com a membrana) no suporte de madeira/isopor. Adicione, pelo bocal, a solução de CuSO4. Introduza o conjunto no recipiente plástico contendo a solução de NaCl saturado. A seguir coloque a placa de cobre na solução de sulfato de cobre e a placa de zinco diretamente na solução de NaCl (use o outro orifício do suporte); conecte os fios da lâmpada às placas metálicas com fita adesiva.

Pilha 2 Monte a pilha com a seguinte seqüência de empilhamento: placa

de cobre, feltro encharcado com a solução de sulfato de cobre; papelão encharcado com a solução de NaCl; feltro encharcado com a solução de NaCl; placa de zinco (Figura 3); continua-se o empilhamento repetindo-se a mesma seqüência. Conecte os fios da lâmpada às placas laterais (de cobre e de zinco). (HIOKA; MAIONCHI; RUBIO; GOTO; FERREIRA, 1998, p. 37)

1.4.2 Pilhas de Cu / Mg = construídas com materiais de fácil obtenção

Materiais A seguir é sugerida uma lista de materiais usados na construção

das pilhas, todas dispondo de liga de magnésio e fio de cobre, juntamente com alguns aparelhos que operaram com a pilha. Alguns pontos importantes devem ser salientados:

1- Neste trabalho foram testadas apenas algumas e não todas as combinações possíveis entre solução eletrolítica da pilha e aparelho; portanto os experimentos são apenas sugestões.

2- Os aparelhos utilizados são facilmente encontrados no mercado e produzidos por vários fabricantes e, portanto, estão disponíveis em várias marcas e modelos. Deve-se, então, considerar que podem existir diferenças mecânicas e/ou eletroeletrônicas que se traduzam em diferentes desempenhos (por exemplo, velocidade, regularidade, intensidade ou tempo de funcionamento), quando da utilização das pilhas sugeridas. Entretanto, deve-se ressaltar que todos os aparelhos aqui testados, que usam uma pilha tipo AA (1,5 V), operaram nas condições descritas.

1 - Materiais para confecção da pilha

• Barras de magnésio (liga) que podem ser adquiridas em casas de soldagem ou oficinas de conserto de rodas. As barras são vendidas por quilo, eventualmente, pedaços podem ser obtidos por doação, pois para os experimentos são suficientes fragmentos de 25 cm de comprimento. As barras utilizadas neste trabalho apresentavam diâmetro entre 0,4 cm e 0,5 cm.

• Fio de cobre para aterramento residencial, de espessura não inferior a 0,4 cm, facilmente encontrável em lojas de materiais elétricos ou de construção, cortado em tamanho similar ao do da liga de magnésio.

• Fio fino de cobre (tamanho de n° entre 20 e 26), para conexão os eletrodos aos aparelhos.

• Proveta de 100 mL. • Frasco de vidro de Nescafé ® ou maionese, com tampa plástica

(não pode ser metal) provida de rosca (recomenda-se um frasco estreito e alto).

• Na produção dos meios eletrolíticos sugere-se o uso de: _ Frutas in natura e em quantidade suficiente para a produção de

pelo menos 300 mL de suco. As frutas cítricas são mais adequadas laranja, limão, abacaxi).

_ Refrigerantes (em especial Coca-Cola ®). _ Solução de sal de fruta (tipo Eno ® ou similar). _ Vinagre. _ Solução de NaCl 0,1 mol/L. _ Solução de HCl 1,0 mol/L.

2 - Materiais diversos • Fita adesiva. • Massa de modelar (opcional). • Soquete para conexão da lâmpada (opcional).

3 - Equipamentos (todos operam com uma pilha tipo AA, 1,5 V) • Relógio de parede. • Lâmpada de farolete pequeno (1,5 V a 2,2 V). • “Flash” de máquina fotográfica descartável. • Carrinho elétrico, de preferência um pequeno caminhão

asculante, que possa comportar o frasco de Nescafé®. Se o carrinho a motor não comportar o vidro, conectá-lo a um pequeno caminhão basculante.

• Rádio portátil.

Parte experimental A seguir, são descritos os procedimentos básicos para a

confecção das pilhas e operação dos equipamentos. A montagem das pilhas consiste unicamente em mergulhar os eletrodos no meio eletrolítico em questão. Para a solução ácida recomenda-se extremo cuidado. Execute três perfurações (não muito largas) na tampa do vidro, separadas por cerca de 1,5-2,0 cm. Por duas delas, passe os eletrodos metálicos, que devem ser mantidos o melhor possível na vertical; a terceira perfuração visa permitir o escape de gases formados nos eletrodos. Fixe os bastões com massa de modelar. Ligue as extremidades dos mesmos aos terminais dos aparelhos, via fio de cobre fino. No caso da pilha de HCl, preencha 2/3 do frasco de Nescafé ® com a solução eletrolítica e mergulhe os eletrodos montados na tampa, rosqueando-a com cuidado. Atenção no transporte e manuseio da pilha. Ocorre, inclusive, forte desprendimento de gás hidrogênio. Ressaltase o extremo cuidado necessário no manuseio da solução de ácido clorídrico e a necessidade da completa ausência de chama nas vizinhanças, uma vez que o gás hidrogênio é altamente inflamável.

Para operar uma pilha diferente, substitua a solução ácida pelos sucos (300 mL) e teste os equipamentos. Substitua os sucos por vinagre, refrigerante, solução de sal de fruta, NaCl e as demais soluções eletrolíticas sugeridas acima. Se for usar os mesmos eletrodos, lave-os com água em abundância, assim como o frasco e a tampa, antes de testar novas soluções; caso contrário, substitua os metais. Uma adaptação interessante da pilha de suco de frutas é descrita a seguir.

Perfure uma laranja com os eletrodos separados e faça, com os dois, movimentos circulares no interior da fruta, para gerar suco livre. Os eletrodos devem estar mergulhados por, pelo menos, 7 cm no interior da

mesma. Com exceção do relógio de parede, os equipamentos utilizados funcionam apenas com meio eletrolítico de solução de HCl.

1 - Lâmpada de “flash” de máquina fotográfica (Catálogo Aldrich)

Remova parte dos componentes da máquina até ter acesso ao circuito interno. Localize então os pólos para a conexão dos fios da pilha bem como o circuito disparador do “flash”.

Conecte o pólo negativo do compartimento de pilha da máquina ao fio com magnésio e o positivo ao do cobre. O disparo da lâmpada envolve o pré-carregamento de um capacitor. Mergulhe os bastões (profundidade de 10 cm) em 80 mL de solução de HCl 1 mol/L (use a proveta de 100 mL). Ao término da carga, um pequeno “LED” da máquina fotográfica irá acender acusando que o capacitor está carregado. Retire o circuito com cuidado e dispare a luz. Repita esse procedimento demonstrativo por algumas vezes. Lembre-se de que o capacitor acumula bastante energia, podendo causar choque. Não toque nos circuitos com o capacitor carregado! (cheque o LED). Certifique-se de que o capacitor esteja descarregado ao término da demonstração. No presente trabalho, os eletrodos foram mantidos diretamente nas soluções e os disparos de luz foram provocados sem interrupção do circuito. Avalie o tempo necessário para recarga do capacitor e o número de disparos possíveis com cada uma das pilhas.

2 - Carrinho elétrico (Apostila Química em Ação)

Engate o caminhão basculante na traseira do carrinho elétrico através de arame. No primeiro coloque o frasco de Nescafé® contendo solução de HCl 1 mol/L (por motivos de segurança prenda o frasco ao carrinho com fita adesiva). O terminal positivo do compartimento de pilha do carrinho elétrico deve ser conectado ao bastão de cobre enquanto que o negativo ao de magnésio; estes devem ser submersos na solução ácida a uma profundidade aproximada de 7 cm. Cuidado, ao iniciar o movimento: a solução de ácido clorídrico pode cair devido à partida brusca.

3 - Rádio portátil

Conecte os fios de cobre provenientes dos eletrodos nos terminais do rádio com as polaridades corretas, isto é, o magnésio no pólo negativo e o cobre no pólo positivo. Use a pilha com ácido clorídrico (cuidado). Ligue o rádio, sintonize uma estação transmissora e ajuste o volume. Acompanhe o tempo de funcionamento do rádio e as alterações de volume. Procure outros efeitos (acendimento de “LEDs” e variações de volume com a profundidade de imersão dos bastões, por exemplo).

4 - Lâmpada (Feltre, 1996)

Para a lâmpada não existem problemas de polaridade. Conecte, através de fios elétricos, o magnésio e o cobre à lâmpada. Caso disponha de um soquete, seu uso facilita em muito a conexão. Utilize, como meio eletrolítico, 100 mL de solução de HCl 1 mol/L em uma proveta, mantendo-a firme em uma bancada. Mergulhe o bastão de magnésio a aproximadamente 20 cm e o de cobre a 10 cm de profundidade na solução. Acompanhe o tempo de permanência da lâmpada acesa e sua intensidade.

5 - Relógio de parede (Kelter et al., 1996)

Diferentemente dos equipamentos usados acima, que funcionam apenas com solução de HCl como eletrólito, o relógio de parede funciona com diversos outros meios. Conecte o fio fino de cobre, ligado no bastão de magnésio, ao pólo negativo do compartimento de pilha do relógio; o pólo positivo ligue, através de outro fio, ao fio de cobre; deixe o relógio em

posição vertical. Introduza os eletrodos nos meios eletrolíticos. Acompanhe o tempo de funcionamento do relógio bem como sua regularidade (observe hora certa, atrasos etc.). (HIOKA; SANTIN FILHO; MENEZES; YONEHARA; BERGAMASKI; PEREIRA, 2000, p. 41-43)

1.4.3 Potencial de eletrodo: uma medida arbitrária e relativa

Material e métodos • 1 voltímetro digital • grafita (pilhas usadas) • metais [chumbo (casas de baterias), chapas de zinco (pilhas

usadas), fio de cobre (casas de materiais elétricos)] • soluções de nitrato de cobre (ou chumbo ou zinco) 1,0 mol/L • béqueres de 50 mL • 1 tubo de vidro ou plástico (diâmetro de 1 cm) em forma de “U”

para construção da ponte salina • nitrato de sódio (ponte salina) • lixa fina, para polir os metais. É importante que a superfície do

metal a ser medido esteja brilhante, ou seja, livre de óxido ou qualquer outra cobertura ou contaminação.

Construção da ponte salina A ponte salina é de fundamental importância para a realização

dessas medidas: sua função é manter a eletroneutralidade das soluções e fechar o circuito elétrico.

Como preparar Utilizando um tubo em forma de “U”, completa-se seu volume

com solução aquosa de nitrato de sódio 1,0 mol/L, deixando um espaço vazio de 1 cm no topo, para ser preenchido com um chumaço de algodão, que permitirá que a solução interna não escoe quando o tubo for invertido. Deve-se tomar cuidado para não deixar bolhas de ar dentro da solução. (MARCONATO; BIDÒIA, 2003, p. 47)

2 Orientações Metodológicas

O trabalho consiste em executar de forma crítica os experimentos da

Revista Química Nova na Escola (SBQ), citada nas DCEs e disponível em

www.sbq.org.br, para a promoção de leitura contextualizada e informativa ao

professor dos conteúdos a serem trabalhados na disciplina.

De acordo com os experimentos citados no item Material Didático, aqui

estarão as orientações dadas aos docentes.

Primeiramente:

- O professor apresenta aos alunos os materiais de laboratório disponíveis

na escola e/ou imagens dos não presentes.

- Pesquisa significados de termos e/ou conceitos, com os alunos;

- Estimula a leitura de textos: livro didático (PERUZZO; CANTO, 2010, v. 2)

e outros disponíveis, bem como artigos apresentados aos alunos;

- Promoção de confecção de planilha de custos dos materiais relacionados

nos experimentos para posterior montagem de manual de trabalho impresso aos

alunos e inserção deste no orçamento anual do colégio, como material didático;

- Confecção, com os alunos, de mapas conceituais a cada conteúdo

abordado;

- Produção de relatórios pelos alunos; outras vezes, responder a questões

propostas ou consulta a outros autores, bem como a busca de atualidades sobre o

tema;

Uso das tecnologias, tais como: TV Pendrive; data show e outras

disponíveis para dinamizar o tempo das aulas.

A cada conteúdo abordado, o professor terá subsídios de trabalho ao

pesquisar on-line em www.sbq.org.br, os textos e experimentos propostos com

análises posteriores.

2.1 Expressando a concentração de soluções aquosas

Fonte Imagem: Frascos com soluções. Disponível em: < http://www.quimica.seed.pr.gov.br/modules/galeria/detalhe.php?foto=1234&evento=6 > Acesso em: 04 dez. 2012.

O professor poderá inicialmente fazer as leituras no item “O aluno em

Foco” de dois textos da Revista Química Nova na Escola (www.sbq.org.com):

Como os estudantes concebem a Formação de Soluções (ECHERRÍA,

1996, p. 15-18)

Abordando Soluções em Sala de Aula – uma Experiência de Ensino a

partir das ideias dos Alunos (CARMO; MARCONDES, 2008, p. 37-41)

Após realizar as leituras, deverá ocorrer a realização dos experimentos.

Nos itens: Saneamento Ambiental por Métodos Eletroquímicos; Equilíbrio

Químico de Sais Pouco Solúveis e o Caso Celobar; Catalisando a Hidrólise da

Uréia em Urina e Colorimetria – Determinação de Fe 3+ em Água; a leitura dos

textos antecede os experimentos, bem como “Conclusões”, “Notas”, “Questões

Propostas” e “Resultados / discussão”.

Para exemplificar, no tema Padronização de Soluções Ácida e Básica

Empregando Materiais do cotidiano em 1.1.1, destaca-se:

Por fim, o professor poderá propor outro experimento para determinar as concentrações de ácidos e de bases em produtos comerciais (produtos ácidos: refrigerante do tipo cola, vinagre, suco de laranja etc.; básicos: leite de magnésia; produtos de limpeza contendo amônia etc.), empregando como titulantes as soluções de soda cáustica ou de ácido muriático padronizadas. Considerações finais

O experimento aqui descrito emprega materiais acessíveis e de baixo custo encontrados facilmente no comércio. A realização desse experimento permite ao aluno a observação direta da determinação do ponto de equivalência e, conseqüentemente, uma melhor compreensão dos conceitos envolvidos na preparação de soluções ácida e básica e padronização destas, além de fundamentos de estequiometria e indicadores ácidos-bases. Notas

1. A rigor, o ácido acetilsalicílico não pode ser utilizado como padrão primário, já que em solução aquosa sofre hidrólise. No entanto, como essa reação é muito lenta, pode-se utilizá-lo logo após o preparo da solução.

2. O hidróxido de sódio comercial pode conter carbonato de sódio e cloreto de sódio. Além disso, nem sempre o teor de hidróxido de sódio descrito na embalagem corresponde ao valor real. Para preparar uma solução com concentração desejada, é preciso levar em consideração o teor de NaOH no produto comercial, a partir da sua padronização. Dessa maneira, a primeira titulação é realizada para que

seja determinada a concentração ou o teor de NaOH na mistura 3. O ácido muriático comercial contém muitas impurezas, mas estas

interferem muito pouco na reação ácido-base (reação de neutralização).

Questões que podem ser trabalhadas pelos professores 1) O que é pureza? 2) Qual a pureza da soda cáustica que foi utilizada nesse

experimento? 3) Calcule o título do ácido muriático que estava contido no

frasco comercial? 4) Quais os requisitos para que uma substância química possa

ser utilizada como padrão primário? 5) Demonstre, por meio de reações químicas, como o ácido

acetilsalicílico pode sofrer hidrólise. (SUAREZ; FERREIRA; FATIBELLO-FILHO, 2007, p. 38)

2.2 Propriedades coligativas

Fonte Imagem: Aparelho de Osmose Reversa. Disponível em:

<http://www.quimica.seed.pr.gov.br/modules/galeria/detalhe.php?foto=1162&evento=6> Acesso

em: 04 dez. 2012.

O professor poderá propor pesquisa aos alunos com os itens apresentados

no livro de PERUZZO e CANTO:

É possível ferver a água sem aquecê-la?

Diagrama de fases de uma substância pura

Pressão de vapor de um líquido

Temperatura de ebulição de um líquido

O conceito de propriedade coligativas e Propriedades coligativas para

solutos não voláteis e de natureza molecular

Aumento da temperatura de ebulição (ebulioscopia)

Abaixamento da temperatura de solidificação (crioscopia)

Analisando a ebulição e o congelamento por meio de gráficos

Pressão osmótica

Propriedades coligativas para soluções eletrolíticas.

As colaborações serão apresentadas pelos alunos a medida que o

conteúdo desenvolve-se. Os experimentos destacados no item Material Didático

devem ser praticados durante o desenvolvimento dos temas.

2.3 Processos de Oxirredução

Fonte Imagem: Bracelete de Prata. Disponível em: < http://www.quimica.seed.pr.gov.br/modules/galeria/detalhe.php?foto=1994&evento=1> Acesso

em: 04 dez. 2012.

A leitura dos textos O Conceito de Oxidação-Redução nos Livros Didáticos

de Química Orgânica do ensino Médio (MENDONÇA; CAMPOS; JÓFILI, 2004, p.

45-48) e A corrosão na Abordagem da Cinética Química (COSTA; ORNELAS;

GUIMARÃES; MERÇON, 2005, p. 31-34), disponíveis em www.sbq.org.br.

Especificamente no experimento do Material Didático intitulado Oxidação

de Metais, proponho uma exposição de telas feitas pelos alunos no decorrer das

aulas.

Paralelamente à realização dos experimentos, questões, discussões e

anotações deverão ser realizadas bem como a todo instante, avaliadas. Lembrando

sempre que antecede a cada experimento, um texto; bem como a conclusão é

comentada; o que não impede dos alunos chegarem às suas.

2.4 Celas Galvânicas

Fonte Imagem: Célula voltaica. Disponível em: < http://www.quimica.seed.pr.gov.br/modules/galeria/detalhe.php?foto=1070&evento=2> Acesso

em: 04 dez. 2012.

O desenvolvimento do trabalho consistirá no trabalho concomitante dos

experimentos; consultas a livros (adotado no colégio e/ou outros) e dinamização da

conscientização da população.

A formação do aluno enquanto cidadão transformador do meio, ocorrerá

através do conhecimento químico ao interferir na realidade.

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A parceria com o Lions Club do município dar-se-á pelos esclarecimentos

do histórico do Projeto e qual(is) objetivo(s) do clube; aceitação da inclusão dos

alunos no Projeto Papa Pilhas, bem como o auxílio dos mesmos, como por

exemplo, a formação de palestras a setores da comunidade. Acima de tudo, a

mudança de atitudes com disseminação do trabalho é que interessará a todos e

principalmente pela atuação consciente.

Antes de iniciar a prática dos experimentos importante faz-se as leituras de

dois textos da Revista Química Nova na Escola em www.sbq.org.br, com os títulos:

O Bicentenário da Invenção da Pilha Elétrica e Pilhas e baterias: funcionamento e

impacto ambiental.

A finalização do trabalho semestral dar-se-á com a exposição à

comunidade escolar das atividades realizadas.

Referências:

ALMEIDA, Vanessa Vivian de ET. AL. Catalisando a Hidrólise da Uréia em Urina. Química Nova na Escola, São Paulo, n. 28, p. 42-46, mai. 2008. BOCCHI, Nerilso; FERRACIN, Luiz Carlos; BIAGGIO, Sonia Regina. Pilhas e Baterias: funcionamento e Impacto ambiental. Química Nova na Escola, São Paulo, n. 11, p. 03-09, mai. 2000. CARMO, Miriam Possar do; MARCONDES, Maria Eunice Ribeiro. Abordando soluções em Sala de Aula – Uma Experiência de Ensino a partir das Ideias dos Alunos. Química Nova na Escola, São Paulo, n. 28, p. 37-41, mai. 2008. COSTA, Thiago Santangelo, ET. AL. A corrosão na Abordagem da Cinética Química. Química Nova na Escola, São Paulo, n. 22, p. 31-34, nov. 2005. CURI, Denise. Colorimetria – Determinação de Fe 3+ em Água. Química Nova na Escola, São Paulo, n. 24, p. 39-42, nov. 2006. ECHEVERRÍA, Agustina Rosa. Como os Estudantes concebem a Formação de Soluções. Química Nova na Escola, São Paulo, n. 03, p. 15-18, mai. 1996. FELIX, Erika Pereira; CARDOSO, Arnaldo Alves. Fatores Ambientais que Afetam a Precipitação Úmida. Química Nova na Escola, São Paulo, n. 21, p. 47-50, mai. 2005. FERREIRA, Geraldo A. Luzes; MÓL, Gerson de Souza; SILVA, Roberto da. Bafômetro – Um Modelo Demonstrativo. Química Nova na Escola, São Paulo, n. 05, p. 32-33, mai. 1997. FERREIRA, Luiz Henrique ET. AL. Experimentação em Sala de Aula e Meio Ambiente: determinação Simples de Oxigênio dissolvido em Água. Química Nova na Escola, São Paulo, n. 19, p. 32-35, mai. 2004. FRANCISCO JÚNIOR, Wilmo Ernesto; DOCHI, Roberto Seiji. Um Experimento simples Envolvendo Óxido-Redução e Diferença de Pressão com Materiais do Dia-a-Dia. Química Nova na Escola, São Paulo, n. 23, p. 49-51, mai. 2006. GUIMARÃES, Cleidson Carneiro. Experimentação no ensino de Química: caminhos e descaminhos rumo à aprendizagem significativa. Química Nova na Escola. São Paulo, v. 31, n.3, p. 198-202, ag. 2009. HIOKA, Noboru. et. al. Experimentos sobre Pilhas e a Composição dos Solos. Química Nova na Escola, São Paulo, n. 08, p. 36-38, nov. 1998. HIOKA, Noboru. Pilhas de Cu/ Mg. Construídas com Materiais de Fácil Obtenção. Química Nova na Escola, São Paulo, n. 11, p. 40-44, mai. 2000.

Experimentos sobre Pilhas e a Composição dos Solos. Química Nova na Escola, São Paulo, n. 08, p. 36-38, nov. 1998. IBANEZ, Jorge G. Saneamento ambiental por Métodos Eletroquímicos. I – Tratamento de Soluções Aquosas. Química Nova na Escola, São Paulo, n. 15, p. 45-48, mai. 2002. LEAL, Murilo Cruz. Didática da Química: fundamentos e práticas para o ensino médio. 1 ed. Belo Horizonte: dimensão, 2010. MARCONATO, José Carlos; BIDÓIA, Edério Dino. Potencial de Eletrodo: Uma Medida Arbitrária e Relativa. Química Nova na Escola, São Paulo, n. 17, p. 46-49, mai. 2003. MENDONÇA, Rildo J; CAMPOS, Angela F.; JÓFILI, Zélia M. Soares. O Conceito de Oxidação-Redução nos Livros Didáticos de Química Orgânica do Ensino Médio. Química Nova na Escola, São Paulo, n. 20, p. 45-48, nov. 2005. MORTIMER, Eduardo Fleury (org). Química: ensino médio. Brasília: Ministérios da Educação, Secretaria de Educação Básica, v. 5, 2006, p. 73-78. O QUE VAI pelos distritos. LION, Goiânia, n. 288, p. 38, jul / ago. 2012. PALMA, Maria Helena Cunha; TIERA, Vera Aparecida de Oliveira. Oxidação de Metais. Química Nova na Escola, São Paulo, n. 18, p. 52-54, nov. 2003. PARANÁ. Diretrizes Curriculares da Educação Básica para a Química. Curitiba: Secretaria de Estado da Educação – SEED, 2008. PERUZZO, Francisco Miragaia; CANTO, Eduardo Leite do. Química na abordagem do cotidiano. 4 ed. São Paulo: Moderna, 2010. QUADROS, Marivete Basseto de. Monografias, dissertações & Cia: caminhos metodológicos e normativos. 2 ed. Curitiba: Tecnodata Educacional, 2009. SARTORI, Elen Romão; BATISTA, Érica Ferreira; FATIBELLO-FILHO, Orlando. Escurecimento e Limpeza de Objetos de Prata – Um Experimento Simples e de Fácil Execução Envolvendo Reações de Oxidação-Redução. Química Nova na Escola, São Paulo, n. 230, p. 61-65, nov. 2008. SENE, Jeosadaque J. ET. AL. Equilíbrio Químico de Sais Pouco Solúveis e o Caso Celobar. Química Nova na Escola, São Paulo, n. 24, p. 43-45, nov. 2006. SUAREZ, Willian, Toito; FERREIRA, Luiz Henrique; FATIBELLO-FILHO. Padronização de Soluções Ácida e Básica Empregando Materiais do Cotidiano. Química Nova na Escola, São Paulo, nº 25, p. 36-38, mai. 2007. TOLENTINO, Mario.; ROCHA-FILHO, Romeu C. O Bicentenário da Invenção da Pilha Elétrica. Química Nova na Escola, São Paulo, n. 11, p. 35-39, mai 2000.

VIEIRA, Heberth Juliano; FIGUEIREDO-FILHO; FATIBELLO-FILHO. Um Experimento Simples e de Baixo Custo para Compreender a Osmose. Química Nova na Escola, São Paulo, n. 26, p. 40-43, nov. 2007.

Site Consultado:

www.sbq.org.br