Processos de separação de misturas envolvendo o tratamento de águas residuais

Processos de separação de misturas envolvendo o tratamento de águas residuais
Souza, A. S1*; Silva, J. E1; Cruz, M, A. M1; Silva, S.E. P1;Sá, R.A2.
*Amilton_souza2@hotmail.com
1-Universidade Federal de Pernambuco; Centro Acadêmico do Agreste; Licenciatura em Química.
2-Universidade Federal de Pernambuco; Centro Acadêmico do Agreste Núcleo de Formação Docente.
 

Palavras chaves: Contextualização, Misturas, Tratamento de Água.

Resumo
Em síntese foi empregado com utilidade a contextualização e experimentação para suscita nos alunos o interesse de explorar dessa forma a compreensão de conceitos químicos envolvendo soluções, fases, misturas, sistemas e processos de separações de misturas através do tratamento da água, alem de promover uma conscientização precoce e útil, pois a água é um dos recursos naturais mais importantes da terra, mas tratando-se da atividade humana, grande agente gerador de resíduos, causa sérios problemas ambientais.



Introdução
A contextualização é entendida como um dos recursos para realizar aproximações entre conhecimentos escolares e situações presentes no dia-a-dia dos alunos. Contextualizar é problematizar e interpretar situações significativas para os alunos de forma que os conhecimentos químicos auxiliem na compreensão e resolução dos problemas. Argumenta-se sobre a potencialidade do tratamento contextualizado do conhecimento, que contempla e extrapola o âmbito conceitual e que, quando bem trabalhado, permite que, ao longo da transposição didática, o conteúdo do ensino provoque aprendizagens significativas que mobilizem o aluno e estabeleçam entre ele e o objeto do conhecimento uma relação de reciprocidade (MEC, 1999).
A não-contextualização da ciência química, por exemplo,  pode ser responsável pelo alto nível de rejeição do estudo desta ciência pelos alunos, dificultando o processo de ensino. Fechando um círculo, terrivelmente pernicioso para a aprendizagem dos conteúdos químicos, temos uma formação ineficiente que não prepara os professores para a contextualização dos conteúdos (Zanon&Palharini, 1995).
 Com relação à experimentação em química, observa-se que é componente indispensável no processo de ensino/aprendizagem dos diversos conteúdos do conhecimento científico – conceituais, procedimentais e atitudinais – no sentido de favorecer a construção de inter-relações entre a teoria e a prática, bem como relações entre as concepções prévias do aluno e as novas ideias que serão trabalhadas. A realização de atividades experimentais deve também proporcionar aos alunos oportunidades para o desenvolvimento de habilidades e competências, atitudes e valores, além da (re) construção de conceitos. A experimentação mostra-se bastante atrativa do ponto de vista dos alunos para apropriação dos conhecimentos químicos (Cavalcante & Silva, 2008).
 No estudo do conteúdo misturas, é importante utilizar a contextualização e experimentação no cotidiano dos alunos. Segundo Usberco & Salvador (2002) mistura é formado por duas ou mais substâncias. Em nosso cotidiano dificilmente encontramos substâncias puras ou isoladas, tudo que nos cerca é formado por duas (2) ou mais substâncias, como é o caso da água, que é formada por hidrogênio e oxigênio formando uma solução H2O, podendo ainda ser compostos por mais substâncias, tendo como exemplo a água do mar, que é uma mistura de diversos componentes como: sódio (Na), cloro (Cl), Magnésio (Mg), Enxofre (S), Cálcio (Ca), entre outros (Usberco& Salvador, 2001).
As misturas são classificadas em: homogênea e heterogênea. È possível reconhecer se uma mistura é heterogênea com a ajuda de um microscópio ou até mesmo a olho nu. Muitas das rochas que formam a paisagem são percebidas a olho nu que são misturas heterogêneas. Já o leite, que parece uma substância pura, se observado com um microscópio, podemos ver os glóbulos da gordura do leite flutuando em um líquido que é principalmente água, sendo assim uma mistura heterogênea. Em algumas misturas, as moléculas ou íons componentes estão tão bem dispersos que a composição é a mesma em toda a amostra, independente do seu tamanho. Essas misturas são chamadas de misturas homogêneas. O melado, por exemplo, é uma mistura homogênea de açúcar e água. As moléculas de açúcar estão tão bem misturadas com a água que não podem ser identificadas regiões ou partículas separadas. Mesmo com a ajuda de um microscópio, não é possível distinguir uma substância pura de uma mistura homogênea (Atkins & Jones, 2007).
Existem várias técnicas de separação de mistura homogêneas e heterogêneas. Segundo Martha Reis (2001), essas técnicas são classificadas em catação, evaporação, flotação, filtração, centrifugação, decantação, destilação, entre outras. No dia-a-dia são usadas muitas técnicas que envolvem misturas heterogêneas, um exemplo é a catação e peneiração que é bastante usada na cozinha para a preparação do arroz, através da utilização de uma peneira. Entretanto, as misturas homogêneas são mais difíceis de serem realizadas no cotidiano, como por exemplo,no processo de produção do sal de cozinha, envolvendo evaporação. Neste processo a água do mar é represada em tanques e através de correntes de ar e sol, vai ocorrendo a evaporação do líquido (Martha Reis, 2001).
Esses processos de separações de misturas são muito usados no tratamento de águas residuais. De acordo com Di Bernardo, (1993), a água de qualquer qualidade pode ser, em princípio, transformada em água potável, porém, os custos envolvidos e a confiabilidade na operação e manutenção podem inviabilizar o uso de um determinado corpo d’água como fonte de abastecimento, a água consumida pelo ser humano deve obedecer a critérios de qualidade definidos por normas nacionais ou internacionais.
A água é um dos recursos naturais mais importantes da Terra, sendo imprescindível para a geração e manutenção de todas as formas de vida em nosso planeta. O volume total de água na Terra é estimado em 1,34 bilhões de km3, mas somente 2,7% deste valor correspondem à água doce, sendo que boa parte desta água encontra-se congelada nos pólos (cerca de três quartos) ou armazenada em depósitos subterrâneos (Bairddistribuição geográfica irregular e de má conservação da qualidade dos recursos hídricos, em todo o mundo cerca de 1,1 bilhão de pessoas sofrem com a falta de água para as suas necessidades mínimas e 2,4 bilhões não dispõem de programas de tratamento de água(http://www.aguaonline.com.br).
O Brasil é considerado um país privilegiado em termos de disponibilidade de recursos hídricos, pois possui cerca de 12% da água doce disponível no mundo (http://www.aguaonline.com.br). Até o final do século passado, a água era tida como um recurso abundante e praticamente inesgotável. Infelizmente esta concepção mostrou-se equivocada, pois constantes mudanças geoclimáticas vêm alterando a disponibilidade de água potável; muitas destas mudanças são decorrentes das atividades humanas.
  Além destes problemas, tem-se ainda uma série de carências quanto ao planejamento urbano e quanto à racionalização do uso da água (há enormes desperdícios durante sua distribuição e utilização; dependendo da região metropolitana estima-se uma perda entre 40 e 75% do total de água fornecida à população) Rebouças (2002). Não obstante, uma das agressões mais impactantes aos recursos hídricos é a falta de tratamento adequado dos resíduos industriais e domésticos que, constantemente, são despejados nos corpos d’água sem nenhum processo de remediação.
A atividade humana, seja ela industrial ou não, é um grande agente gerador de resíduos. Corantes, óleos, graxas e muitos ou¬tros subprodutos acarretam diversos problemas ao meio ambiente, sendo que uma importante parcela do processo de contaminação pode ser atribuída às atividades das refinarias de petróleo, das indústrias químicas, têxteis e farmacêuticas, da agricultura, esgotos sanitários e resíduos domésticos (Neto et al.,2011).
As águas residuais provenientes das indústrias têxteis impõem sérios problemas ambientais e correspondem a uma das principais fontes de contaminação aquosa. O tingimento e as operações de acabamento da indústria têxtil produzem grandes quantidades de resíduos com elevadas cargas orgânica e inorgânica, além de elevada coloração. Estes resíduos possuem também grande quantidade de surfactantes e agentes quelantes que podem provocar a eutrofização, além de perturbações na vida aquática. Este tipo de efluente apresenta alta coloração e alto valor de demanda química de oxigênio (DQO), acarretando poluição visual e alteração na biota, além de ser cancerígeno (Forgacs, 2004 e Papic, 2004).
Os esgotos domésticos são um dos principais vetores de contami¬nação para ambientes aquáticos, devido ao grande volume produzido diariamente e por conter, além de matéria orgânica, diversas outras classes de contaminantes presentes em produtos de uso residencial, tais como metais, hidrocarbonetos e compostos orgânicos persisten¬tes Laws, (2000). A grande concentração populacional nas grandes cidades, aliada à falta de infraestrutura para coleta, tratamento e disposição final de es¬gotos domésticos resultam no lançamento desses efluentes diretamente nos corpos, trazendo prejuízos para a qualidade da água e dos sedimentos, com reflexos sobre a saúde humana (GESAMP,2001).
As tecnologias de tratamento de água podem ser enquadradas em dois grupos, sem coagulação química e com coagulação química. Dependendo da qualidade da água bruta, ambos os grupos podem ou não ser precedidos de pré-tratamento. A decantação tem sido empregada principalmente quando se têm mananciais superficiais cujas nascentes são próximas a montanhas, como no caso dos países andinos. A Filtração em Múltiplas Etapas – FiME é uma tecnologia de tratamento que vem sendo utilizada em alguns países da América do Sul, tendo tido sua eficácia comprovada tanto em instalações piloto quanto em protótipos para o tratamento de água com qualidade variável (Di Bernardino 1993).
Este artigo proporcionará a compreensão dos conceitos químicos na execução temática sobre os processos de separação de misturas envolvendo o tratamento de águas residuais, propondo através de formas simples e objetivaum método de ensino mais contextualizado envolvendo o cotidiano do aluno sendo que o mesmo possa contribuir para o ensino/aprendizagem.

Resultados e Discussão
Através da pergunta P1, aonde será abordado à importância de uma estação de tratamento de água (ETA), espera-se que os alunos compreendam e exemplifiquem os diversos tipos de misturas. Relacionando o que foi ministrado em sala de aula com a visita técnica, os discentes poderão discutir, através da observação das águas não potáveis, sobre os diversos tipos de misturas homogêneas ou heterogêneas. Como também, baseando-se em observações inerentes aos tanques de águas não tratadas, espera-se que haja um questionamento sobre suspensões, óleos ou outros resíduos em contato com a mesma. Instigando-o, desta forma, a visualização das fases que compõe um sistema e/ou os diversos processos separação.
Relacionando P2 com os diversos tipos de processos de tratamento das águas residuais, espera-se que os alunos discutam sobre os seguintes processos de separação e tratamento da água: flotação/coagulação, decantação, filtração e cloração. As águas passam, primeiramente, pela coagulação, que tem como objetivo a destabilização de partículas coloidais não sedimentáveis, de modo a aumentar a capacidade de agregação entre as partículas, ou seja, o processo de coagulação tem com objetivo reduzir as repulsões entre partículas, aumentando a probabilidade de agregação das mesmas, formando partículas de maiores dimensões, denominadas por flocos (Matilainen, et al., 2010). A coagulação, no tratamento de água, é utilizada para a remoção de matéria particulada (como por exemplo, partículas de sílica, bactérias, oocistos de protozoários patogênicos) e espécies dissolvidas (como por exemplo ferro e manganês) que são adsorvidas à matéria em partículas presentes nas águas e, também a diminuição da turbidez e cor da água bruta (Matilainen, et al., 2010 e Vieira, 2009). Com relação à floculação ela é materializada na operação de mistura lenta, a qual favorece as colisões entre partículas. O objetivo da floculação é permitir que as partículas previamente destabilizadas, se agreguem e formem flocos de dimensões e densidade adequadas à sua separação gravítica.
P3 discorrerá sobre a etapa de decantação que é uma operação baseada nas forças gravitacionais para a separação das partículas de densidade superior à água (partículas floculadas ou não), sendo depositadas numa zona ou área de armazenamento. A decantação ou sedimentação é uma operação que tem como objetivo a clarificação da água, pela remoção de matéria em suspensão na água por sedimentação dos flocos presentes na água, floculada ou não (Almeida, 2008a).
Em relação ao processo de filtração, visa observar com P4, a compreensão desse tipo de separação que acorre após a decantação. Essa etapa consiste na remoção de partículas semelhantes à densidade da água que a decantação não removeu passando por várias camadas que são divididas em: cascalho grosso, cascalho fino, areia grossa e areia fina, essa filtração retira as todas as partículas sólidas deixando a água quase limpa (Ayrton &Sariego, 2001).
P5 abordará a fase final do processo de purificação das águas residuais. Nesta fase, a cloração consistirá na eliminação de patógenos prejudiciais à saúde (Ayrton &Sariego, 2007).

Conclusão
Todo esse processo de tratamento pelos os quais passam ás águas antes de chegarem as nossas casas, é uma ferramenta de suma importância para o docente explorar, através da contextualização, assuntos relacionados ao ensino da ciência química. Desta forma, usando exemplos do dia-a-dia da sociedade, ele estará contribuindo para a compreensão de vários conceitos químicos: soluções, fases, misturas, tipos de misturas, sistemas e  processos de separações de misturas. Em síntese, o trabalho vem contribuir para desmistificação que esta química não é uma ciência “chata, decorativa ou que mesmo não faz parte do nosso cotidiano”.

Referências Bibliográficas:
Atkins, P.; Jones, L.; Princípios de Química: Questionando a Vida Moderna. 3ª ed. Bookman: 2007.
Baird, C.; Química Ambiental, 2ª ed., Bookman: Porto Alegre, 2002.
Cavalcante, D, D.; Silva, A, F, A.; Art. Modelos Didáticos de Professores: Concepções de Ensino-Aprendizagem e Experimentação
Di Bernardo, L. (1993). Métodos e Técnicas de Tratamento de Água, vols. 1 e 2. ABES, Rio de Janeiro.
Disponível em<http://www.aguaonline.com.br> acessado em Janeiro 2004.
Fonseca, M. R M; Completamente Química. FTD: 2001.
Forgacs, E.;Cserhati, T.; Oros, G.; Environ. Int. 2004, 30, 953
Group of Experts on Scientific Aspects of Marine Pollution.EmProtect¬ing the oceans from land-based activities, GESAMP Report and Studies n. 71, 2001.
Laws, E. A.; Aquatic Pollution: an introductory text, 2nd ed., John Wiley & Sons: New York, 2000.
MARCONDES, Ayrton César e SARIEGO, José Carlos. Ciências - Química e Física. 2a.Edição, Editora Scipione, São Paulo, 2001.
Matilainen, Anu&Vepsäläinen, Mikko&Sillanpää, Mika.(2010). Natural organic matter removal by coagulation during drinking water treatment: A review. Advances in Colloid and Interface Science. pp. 9
MEC - Ministério da Educação. Parâmetros curriculares nacionaispara o Ensino Médio. CiênciasMatemáticas e da Natureza e suas ecnologias. Brasília: Ministério daEducação (Secretaria de EducaçãoMédia e Tecnológica), 1999. v. 3.
Neto, S, A; Magri, T, C; Silva, C, M; Andrade, A, R; Art. Tratamento de Resíduos de Corante por Eletrofloculação:
Papic, S.; Koprivanac, N.; Bozic, A. L.; Metes, A.; DyesPigm. 2004, 62, 291
Rebouças, A.; Águas Doces no Brasil - Capital Ecológico, Uso e Conservação, 2ª ed., Escrituras: São Paulo, 2002.
Um Experimento Para Cursos de Graduação em Química, publicado em 2011.
Usberco, J.; Salvador, E.; Físico-química, 7ª ed.  vol. 2., Saraiva: 2001.
ZANON, l.B. e PALHARINI, E.M.A Química no ensino fundamental de ciências. Química Nova na Escola, n. 2, p. 15-18, 1995. ZANON, l.B. e PALHARINI, E.M.A Química no ensino fundamental de ciências. Química Nova na Escola, n. 2, p. 15-18, 1995.

Foto da apresentação do artigo em Banner:

A esquerda, Prof. Roberto, Ewerton e Amiltom e a direita, Sarah e Marcio.

Abordagem do Conceito de pH através da Contextualização e Experimentação Através de Exemplos do Cotidiano dos Alunos

Abordagem do Conceito de pH através da Contextualização e Experimentação Através de Exemplos do Cotidiano dos Alunos.

NASCIMENTO,J.I.jr.1 ; BATISTA,A.T.1; SILVA,F.Y.S.1 ; Roberto,A.S.2

1Universidade Federal de Pernambuco Centro Acadêmico do Agreste – Licenciando em Química
2Universidade Federal de Pernambuco Centro Acadêmico do Agreste.

Resumo
O artigo mostra uma abordagem do tema pH enfatizando o cotidiano dos alunos a partir da contextualização e experimentação utilizando exemplos do seu cotidiano. Também mostraa importância das aulas práticas além das teóricas que têm sido bastante utilizadas pelos professores, principalmente em escolas que não há laboratórios.A metodologia é baseada em um sequência didática que aborda o tema em questão e faz uso de experimentos simples como extrato de repolho roxo. Também serão utilizados papel indicado e pHmetro para caracterização ácido-básico dos exemplos a serem analisados pesos discentes.
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Introdução
O ensino de química, muitas vezes, tem-se resumido a cálculos matemáticos, memorização de fórmulas e nomenclaturas, sem valorizar os aspectos conceituais. Observa-se a ausência quase total da experimentação contextualizada que, quando realizada, limita-se a demonstrações que não envolvem a participação ativa do aluno, ou apenas os convidam a seguir um roteiro, sem levar em consideração o caráter investigativo e a possibilidade de relação entre o experimento e os conceitos (Lima et.al, 2000).
Segundo os PCNEM e PCN+, é de suma importância o docente relacionar conteúdos químicos com aspectos e temas da vida cotidianados discentes a fim de que  eles compreendam alguns importantes conceitos desta ciência.
O ensino-aprendizagem da ciência química exige que o docente implemente em suas aulas uma metodologia investigadora, deixando, desta forma, para trás, a utilização de apenas cálculos direto ou a simples memorização de tabelas, conceitos  ou fórmulas. O ato de experimentar faz com que haja um espírito curioso e revolucionado por parte dos discentes(Lima etal., 2000).
Giordan (1999), afirmaque é de conhecimento dos professores de ciências o fato de que a experimentação despertar um forte interesse entre alunos de diversos níveis de escolarização. Em seus depoimentos, os alunos também costumam atribuir à experimentação um caráter motivador, lúdico, essencialmente vinculado aos sentidos. Por outro lado, não é incomum ouvir de professores a afirmativa de que a experimentação aumenta a capacidade de aprendizado, pois funciona como meio de envolver o aluno nos temas em pauta.
A pesquisa em sala de aula envolvendo questionamento, argumentação e validação, tem mostrado ser um espaço profícuo de enriquecimento das teorias sobre os processos, sempre complexos, de ensino-aprendizagem. Dessa forma, contribui para a consolidação de um conhecimento profissional mais enriquecido e fundamentado em cada um dos participantes (Giordan,1999).

pH e a Química
O pHde uma substância pode ser medido através de um aparelho chamado pH metro.No entanto, opH de uma substância também pode ser indicado através do uso de substâncias presentes em alguns extratos e vegetais, como por exemplos repolhoroxo e da flor hortênsia,embora com menos precisão.Esses vegetais contêm substâncias (antocianinas) que ficam de cores diferentes na presença de ácidos, bases e água denominadasde indicadores. Estes compostos são substâncias que alteram de cor em função da concentração de H+ e de OH- de uma solução, ou seja, do pH (Spencer et al., 2007).
Mas como os indicadores revelam se uma solução é ácida ou básica?A fenolftaleína é o indicador mais usado em laboratório de ciências; é um indicador sintético que, quando dissolvida em água se ioniza originando íons que estabelecem um equilíbrio e se transforma em uma solução incolor que ao entrar em contato com uma base ou ácido muda de cor. Exemplo: se adicionarmos na solução de fenolftaleína um ácido ela se torna incolor, pois, o aumento da concentração de H+ desloca o equilíbrio(Atkins & Jones, 2006).
O uso do papel tornassol também é indicado para diferenciar compostos básicos dos ácidos. A técnica utiliza papel tornassol vermelho ou azul, queem contato com uma solução determinada muda de cor. O papel tornassol vermelho em contato com uma base muda da cor vermelha para a azul. O papel tornassol azul em presença de uma solução ácida muda da cor azul para a vermelha. Isso ocorre porque os íons reagem mudando o arranjo dos átomos(Spencer et al., 2007).
Os indicadores ácido-base também podem ser naturais, por exemplo, extrato repolho de roxo. Esse extrato, em presença de solução neutra, apresenta coloração roxa, mas quando o pH muda sua coloração varia do vermelho ao amarelo-claro (Kotz, 2009).

Escala de pH, sistemas tamponantese sobrevivência das espécies
O pH refere-se à água ser um ácido, uma base, ou nenhum deles (neutra). Um pH de valor 7.0 diz-se neutro, um pH abaixo de 7.0 é ácidoe um pH acima de 7.0 é básico ou alcalino. Assim, alterar um pouco o pHpoderá acarretar em uma mudança mais química e mais perturbadora para os peixes, por exemploOs peixes adaptaram-se a sobreviver num dado intervalo da escala de pH variando entre 6,5 a 7,5 (Kotz, 2009).
O estudo do pH faz parte do nosso cotidiano. Em relação ao meio ambiente é de suma importância o controle do pH nos ecossistemas aquáticos (rios, tanques de criação de peixe ou camarão). Como também nos aterros sanitários no controle do lixo tóxico (pH< 3 ou >12,5). Existem vários sistemas tamponantes nos seres vivos. Eles são indispensáveis para o bom funcionamento dos nossos órgãos. Pois, são responsáveis pelo controle químicos e biológicos das macromóléculas.Uma solução tampão consiste de um ácido fraco e sua base conjugada. Eles têm a capacidade de resistir a variações no pH resultantes da adição de pequenas quantidades de ácidos ou bases. Os principais sistemas tampão do organismo humano são: bicarboanto, hemoglobina, fosfato e proteínas. A ação deles dar-se noslíquidos intravascular (sangue), líquidos intersticial (tecidos) e líquidos intracelular (interior das células)(Atkins & Jones, 2006).

Importância
Segundo Atkins & Jones(2006), ácidos são doadores de prótons e as bases são aceptoras de prótons. A composição de uma solução de um ácido ou de uma base sempre se ajusta para satisfazer os valores das constantes de equilíbrio de todas as reações de transferência de prótons que ocorrem.

Ácidos e Bases Segundo Arrhenius
A primeira definição de ácidos e bases foi dada por Arrhenius (1884).Para ele ácido é todo composto que, dissolvido em água, origina H+ como único cátion. Enquanto que base é todo composto que, dissolvido em água, origina OH- como único ânion. As definições de Arrhenius são limitadas, pois aplicam-se apenas a soluções aquosas (Atkins & Jones, 2006).
A teoria de Arrheniusfoi formulada com base em sua teoria de deionização das substâncias em soluções aquosas. As substâncias que se dissociavam totalmente ou em parte como íons em solução aquosa eram considerados eletrólitos. Aquelas que se dissociavam totalmente eram eletrólitos fortes, as que não se dissociavam totalmente eram eletrólitos fracos.
No caso dos ácidos fortes tais como H2SO4, HNO3, HCl, HClO4, os quais se ionizam completamente em solução aquosa e fornecem íons hidrogênio (H+), a teoria de Arrheniusfuncionava perfeitamente. De modo semelhante, as bases fortes como o NaOH e KOH também se ionizam completamente em solução aquosa e produzem íons hidroxilas (Atkins & Jones, 2006).
No entanto, em alguns casos, a teoria de Arrhenius não se aplicava bem onde asolução não era aquosa e até mesmo nestas condições onde certas substâncias com caráter ácido ou básico não forneciam íons H+ou OH-, respectivamente. Como por exemplo, a amônia (NH3) não contém íons hidroxila, porém em solução aquosa ela pode produzir íons hidroxilas reagindocom a água:
NH3(aq) + H2O → NH3HOH → NH4OH →NH4+ (aq) + OH -(aq)(1)
    O conceito de Arrhenius promoveu a ideia errônea que dissociação iônica era indispensável para manifestação da acidez e que, portanto,reaçõesdo tipo  ácido-base não poderiam ocorrer na maioria dos solventes não aquosos e na ausência de solvente(Atkins & Jones, 2006).
Química dos Refrigerantes
 Segundo Palha (2005), refrigerante é uma bebida não alcoólica, carbonatada, com alto poder refrescante encontrada em diversos sabores. Os ingredientes que compõem a formulação do refrigerante têm finalidades específicas e devem se enquadrar nos padrões estabelecidos. São eles: águaconstitui cerca de 88% m/m do produto final. Ela precisa preencher certos requisitos para ser empregada na manufatura de refrigerante.
Baixa alcalinidade:carbonatos e bicarbonatos interagem com ácidos orgânicos, como ascórbico e cítrico, presentes na formulação, alterando o sabor do refrigerante, pois reduzem sua acidez e provocam perda de aroma. Os Sulfatos e cloretos auxiliam na de-finição do sabor, porém o excesso é prejudicial, pois o gosto ficará dema¬siado acentuado;o cloro dá um sabor característico de remédio e provoca reações de oxidação e despigmentação, alterando a cor original do refrigerante. Os fenóis transferem seu sabor típico, principalmente quando combinado com o cloro (clorofenóis) (Palha, 2005).
 Os metais Ferro, cobre e manganês aceleram reações de oxidação, degradando o refrigerante.Em relação aos padrões microbiológicos, é necessário um plano de higienização e controle criterioso na unidade industrial, que garantam à água todas as características desejadas: límpida, inodora e livre de microorganismos(Palha, 2005).
Açúcar é o segundo ingrediente em quantidade (cerca de 11% m/m). Ele confere o sabor adocicado, “encorpa” o produto, juntamente com o acidulante, fixa e realça o paladar e fornece energia. A sacarose (dissacarídeo de fórmula C12H22O11- glicose + frutose) é o açúcar comumente usado (açúcar cristal). Em relação aos concentrados, eles conferem o sabor característico à bebida. São compostos por extratos, óleos essenciais e destilados de frutas e vegetais. (Goretti, 2005).
Os acidulante regulam a doçura do açúcar, realça o paladar e baixa o pH da bebida, inibindo a proliferação de microorganismos. Todos os refrige¬rantes possuem pH ácido (2,7 a 3,5 de acordo com a bebida). Na escolha do acidulante, o fator mais importante é a capacidade de realçar o sabor em questão (Palha, 2005).
Segundo Goretti, (2005) o ácido cítrico (INS1 330) é obtido a partir do microorganismo Asper¬gillusniger, que transforma diretamente a glicose em ácido cítrico. Os refrigerantes de limão já o contêm na sua composição normal. O ácido fosfórico (INS 338) apresenta a maior acidez dentre todos aqueles utilizados em bebidas. É utilizado principalmente nos refrigerantes do tipo cola. O ácido tartárico (INS 334) é usado nos refrigerantes de sabor uva por ser um dos seus componentes naturais (Goretti, 2005).
Osagentesantioxidantes previnem a influência negativa do oxigênio na bebida. Aldeídos, ésteres e outros componentes responsáveis pelosabor são susceptíveis a oxidações pelo oxigênio do ar durante a estocagem. Luz solar e calor aceleram as oxidações. Por isso, os refrigerantes nunca devem ser expostos ao sol. Os ácidos ascórbico e isoascórbico (INS 300) são muito usados para essa finalidade. Quando o primeiro é utilizado não é com o objetivo de conferir vitamina C ao refrigerante, e sim servir unicamente como antioxidante (Goretti, 2005).
O ácido benzoico (INS 211) atua praticamente contra todas as espécies de microorganismos. Sua ação máxima é em pH = 3. É barato e bem tolerado pelo organismo. Como esse ácido é pouco solúvel em água, é utilizado na forma de benzoato de sódio. O ácido sórbico (INS 202) é usado como sorbato de potássio e atua mais especificamente sobre bolores e leveduras(Goretti, 2005).
Edulcoranteé uma substância que confere sabor doce às bebidas em lugar da sacarose. As bebidas de baixa caloria (diet) seguem os padrões de identidade e qualidade das bebidas correspondentes, com exceção do teor calórico. A carbonatação dá “vida” ao produto, realça o paladar e a aparência da bebida. Sua ação refrescante está associada à solubilidade dos gases em líquidos, que diminui com o aumento da temperatura (Palha, 2005).O artigo propõe uma abordagem do conceito de pH através da Contextualização e Experimentação utilizando exemplos do cotidiano dos alunos.

Metodologia
A partir dos conceitos básicos dos alunos adquiridos em sala de aula sobre pH das substâncias, será aplicado um questionário que abordará este tema. Em seguida, utilizar-se-á uma sequência didática baseado em um modelo experimental onde serão utilizados materiais que fazem parte do cotidiano dos discentes como: refrigerantes, extratos de repolho roxo, vinagre, suco de limão, água sanitária, detergente e produto de limpeza “veja”. Com esta atividade espera-se dinamizar o ensino-aprendizagem da química.

Resultados e Discussão
O questionamento P1 abordará sobre exemplos de alimentos ou outros materiais do cotidiano dos alunos que apresentem caráter ácido ou e básico. Espera-se que eles citem mais exemplos de elementos que apresentem caráter ácido como limão, acerola ou Coca-Cola. Este resultado já é esperado, devido à relação que eles possam fazer com o aspecto ácido estar ligado ao sabor azedo de alguns alimentos. Em relação às bases, pode-se surgirexemplos de drogas com ação antiácidas como hidróxido de alumínio, hidróxido de cálcio ou hidróxido de sódio (soda cáustica).
P2 abordará a experimentação com extrato de repolho roxo. Será mostrado que a partir de exemplos do cotidiano,podemos investigar se uma substância é ácida ou básica através de substâncias que agem como indicador. Através das análises de sucos de várias frutas, refrigerantes e produtos de limpeza, objetiva-se que os discentes saibam diferenciá-los quanto a este aspecto. Consequentemente, os conceitos ácido-básico, poderão ser melhores trabalhados e assim, facilitar o ensino-aprendizagem da química.
A caracterização dos indicadores ácido-base e o seu princípio de funcionamento abordado por P3,oportunizará aos alunos, através investigação acima, o conhecimento químico da ação de alguns extratos vegetais. Eles poderão verificar que alguns vegetais, como exemplo o repolho roxo, contêm substâncias que ficam de cores diferentes na presença de ácidos, bases e água (antocianinas).Eles deverão concluir que indicador ácido-base é uma substância que apresenta uma determinada coloração em meio ácido e outra em meio básico.
A questão P4 enfatizará sobre os diferentes meios utilizados para aferir o pH das substâncias. Dentre eles o pHmetro e papel indicador. Serão feitos questionamentos sobre o método mais preciso e em quais os casos específicos se devem aplica-los. A partir da discussão levantada, espera-se que eles compreendam a importância como também e saibam utilizar cada método na aferição do pH.
Por último, após a experimentação, será sugerido aos alunos que discutam sobre o que foi mostrado na aula prática. Com esta etapa, deseja-se mostrá-los sobre a importância da experimentação e contextualização para o entendimento dos conceitos químicos. Espera-se que eles demonstrem o quanto foi prazeroso aprender sobre a química do pH utilizando exemplos práticos, econômicos  que procuram incentivar o espírito científico dos alunos.

Conclusão
Através deste artigo pretende-se mostrar que a abordagem do temapH enfatizando o cotidiano dos alunos a partir da contextualização e experimentação,é de suma  importância no entendimento deste conceito. Também procura mostrar a importância de haver aulas práticas além das teóricas que tem sidos bastantes utilizadas pelos professores, principalmente em escolas que não há laboratórios.

Referências Bibliográficas
LIMA,J.F.L.;PINA,M.S.L.;BARBOSA,R.M.N. e JÓFILI,Z.M.S. A contextualização no Ensino de Cinética Química. Química Nova na Escola nº 11, mai. 2000.
GIORDAN,M. Experimentação no Ensino de Ciências. Química Nova Na Escola, nº10, nov. 1999.
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A. Lavoronti, “Conceitos de ácidos e bases.”, Disponível em: <www.lce.esalq.usp.br/arquimedes/Atividade04.pdf>, Acessado em: 8 nov.2011.
PALHA, P.G. Tecnologia de refrigerantes. Rio de Janeiro: AmBev, 2005.
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ATKINS, P., JONES, L. Princípios de Química. Questionando a vida moderna e o meio ambiente. 6. ed. Editora Artmed-Bookman, 2006.

Jonh C. Kotz, Professor com Distinção em Ensino StateUniversityof New York_ Suny_CollegeatOneonta, Paul M. Truchel_ Professor de Química da Universityof Wisconsin_ Radison, Gabriela C. Weaver, Professora Associada da ChemistryPurdueUniversity. Química Geral e Reações Químicas, Vol. 1. 2009

JAMES N. SPENCER, GEORGE M. BODNER, LUMAN H. RICKARD, FRANKLIN an Marshall College, 2_ Purdue University, 3_ Millerville University Química, Vol. 2.3ª Ediçao. 2007

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Ijaelson e Antoyelle a esquerda e Francielle a direita

Funções Inorgânicas: um estudo nos ecossistemas aquáticos e aplicações no cotidiano através da experimentação e contextualização

Funções inorgânicas: um estudo nos ecossistemas aquáticos e aplicações no cotidiano através da experimentação e contextualização.

Santos, T.A1*; Ribeiro, C.V.S1; Melo, E.K.S1, Amorim, P.F1, Sá, R.A2.
*annylamlindinha@hotmail.com
1-Universidade Federal de Pernambuco; Centro Acadêmico do Agreste; Licenciatura em Química.
2-Universidade Federal de Pernambuco; Centro Acadêmico do Agreste Núcleo de Formação Docente.

Resumo
Este trabalho procura suprimir um dos principais problemas existentes no ensino de química: a ausência da experimentação e contextualização na abordagem dos conceitos.Fato este acarretado pela falta de infraestrutura de muitas escolas de ensino médio ou pela carência de professores qualificados que sejam capazes de elaborarem sequências didáticas que facilitem a compreensão da ciência química.
É de grande relevância que se relacione o conteúdo teórico com a prática, envolvendo materiais e reagentes que fazem parte do cotidiano do aluno. As aulas experimentais facilitam o ensino-aprendizagem de conceitos científicos. Além de permitir que os estudantes possam identificar a química no cotidiano e desenvolver oseu pensamento cientifico. O trabalho tem como objetivo estudar as funções inorgânicas abordando os ecossistemas aquáticos e aplicações no cotidiano através da experimentação e contextualização. Espera-se, através de uma sequência didática, que os alunos possam identificar o comportamento ácido-base, utilizando-se materiais que são facilmente encontrados em seu cotidiano: sucos de caju, laranja, limão, acerola, manga, goiaba, maracujá e abacaxi, como também da carne, frango, peixe e leite.  A tabela 1: Mostra o pH dos sucos de frutas e de alguns  alimentos.

Palavras chave:ácidos, bases, sais, experimentação e contextualização



Introdução
Segundo Marcano (2008), o principal objetivo do ensino-aprendizagem da ciência química é trabalhar de maneira prática e atrativa, através da experimentação e contextualização, os conceitos Consequentemente, despertaremos um maior interesse e dedicação por parte dos discentes. Tem se notado que um dos grandes problemas existentes no âmbito escolar, é a metodologia aplicada pela maioria dos docentes em sua sala de aula. Ondenão tem despertado o ser crítico e científico dos educandos. Este fato pode estár ligado falta de professores qualificados ou mesmo da carência de laboratórios de ciências para o desenvolvimento de práticaslaboratoriais.
A forma tradicional de trabalhar os conceitos de Química no Ensino Médio tem sido apresentada de maneira subdividida e descontextualizada. Isso se deve ao fato, de muitas vezes os professores exibirem de forma teórica assuntos relacionados ao cotidiano dos alunos. Este fatoresume-se a cálculos matemáticos e à memorização de fórmulas e nomenclaturas(Sá e Silva, 2006).
É de conhecimento de todos e principalmente dos docentes das áreas de ciências exatas, que é preciso trabalhar a experimentação para despertar a atenção dos alunos em diversos níveis de escolaridade, aumentando assim sua capacidade de aprendizagem, pois é uma forma de relacioná-los com temas dados em sala de aula vistos em seu cotidiano. (Giordan, 1999).
 A experimentação e contextualização é uma ferramenta indispensável para o estudo das funções inorgânicas. Utilizando, como exemplo, os ecossistemas marinhos,que são de grande importância para a manutenção da vida no nosso planeta. Eles representam uma fonte expressiva de diversidade biológica, água, produção de biomassa e oxigênio. Além de vários outros aspectos importantes para a saúde humana(Moura et. al., 2011).É importante salientar que nos oceanos existemdiversos exemplos de funções inorgânicas, os ácidos e as bases.Elas se caracterizam por ser um conjunto de substâncias com propriedades químicas semelhantes, denominadas propriedades funcionais (Spencer et al., 2007).
Dentre os diversos tipos de funções inorgânicas, o comportamento Ácido-Base foi reconhecido há muito tempo. Os químicos têm elaborado teorias que procuram explicar este comportamento. A primeira teoria a ser considerada é ade Arrhenius (de 1887), para eleácido é todo composto que, dissolvido em água, origina H+ como único cátion. Enquanto que base é todo composto que, dissolvido em água, origina OH- como único ânion.
As definições de Arrhenius são limitadas, pois aplicam-se apenas a soluções aquosas.Assim, para Arrhenius, o íon H+ é o responsável pelo sabor azedo dos ácidos e pela ação sobre os indicadores. Da mesma forma, o íon OH-é o responsável pelo sabor adstringente das bases, pela ação sobre os indicadores e pelo ataque à pele, tornando-a escorregadia. A neutralização seria a reação entre estas duas espécies iônicas produzindo água:H+ (aq) + OH-(aq) = H2O(l)(Atkins & Jones, 2006).
Segundo,Spencer et al., (2007), os ácidos possuem as seguintes características: são solúveis em água,  eletrolíticos, corrosivos e apresentam sabor azedo. Além de estarem presentes no nosso cotidiano: o vinagre possui ácido acético (C2H4O2); o limão, a laranja e demais frutas cítricas contêm ácido cítrico (C6H8O7); os ácidos são muitos utilizados, nas indústriasquímicas na produção de novos materiais.
Com relação às bases, elas apresentam as seguintes características: são solúveis em água, eletrolíticos, corrosivos e apresentam sabor amargo. No dia-a-dia as bases são facilmente encontradas como exemplo o hidróxido de sódio ou soda cáustica (NaOH). É a base mais importante da indústria e do laboratório. É usado na fabricação do sabão e glicerina, fabricação de papel, celulose e limpeza doméstica. Um outro exemplo é a amônia (NH3) e hidróxido de amônio (NH4OH); solução aquosa do gás amônia (amoníaco). A amônia é um gás incolor de cheiro forte e muito irritante. Ela é utilizada na fabricação de ácido nítrico, fertilizantes na agricultura e fabricação de produtos de limpeza doméstica. Hidróxido de magnésio Mg(OH)2 ;É pouco solúvel na água. A suspensão aquosa de Mg(OH)2 é o leite de magnésia, usado como antiácido estomacal. Hidróxido de alumínio Al(OH)3  é muito usado em medicamentos antiácidos estomacais, como Maalox, Pepsamar(Spencer et al., 2007).
 A partir da reação entre um ácido e uma base, formam-se os sais.Eles estão presentes em nosso cotidiano: o sal comum NaCl (Cloreto de sódio), faz parte em nossa alimentação, como também tendo como principal função conservar os alimentos (carne-seca, peixes e outros). Bicarbonato de sódio, NaHCO3, é utilizado como antiácido e também no preparo de bolos e biscoitos. Eles tambémsão usados nas indústrias químicas como fabricação da soda cáustica (NaOH). Outro exemplo importante é o doCarbonato de Cálcio, calcário (CaCO3), que usado na fabricação da cal (CaO), do vidro e do cimento. Todos elesestão presentes nos ecossistemas aquáticos, sendo de fundamental importância para a vida humana(Kotz, 2009).
A origem do sal vem da teoria Edmond Halley, em 1775,que propôs que os sais e os minerais fossem transportados para o mar pelos rios, tendo sido sugado da terra pela chuva, levando as rochas. Ao serem lançados ao mar, os sais eram retidos e concentrados pelo processo de evaporação. Eleobservou que pequeno lagos no mundo que não têm saída para o oceano (como o Mar Morto e o Mar Cáspio), a grande parte tem grande teor de sais. Então, ele denominou de intemperismo continental. Sua teoria estava correta em parte, isto é, quando o sódio era levado ao fundo do mar durante a formação dos oceanos. Com a presença dos demais elementos denominou-se Cloreto, resultado do escape de gases no interior da terra, na forma de ácido clorídrico por vulcões e fontes termais. O cloreto e o sódio juntaram-se formando um dos sais mais abundantes e existentes na água do mar, que é o cloreto de sódio (Fiorucci& Filho, 2005).
 Segundo Moura (2011) a salinidade dos oceanos vem mantendo estável por anos, isso se deve ao fato do sistema tectônico químico que recicla o sal. Desde o surgimento dos oceanos o sódio não é mais libertado pelo fundo do mar, mas é resgatado pelas camadas sedimentares que cobrem o leito do mesmo.
Através da oceanografia química os cientistas estudam a composição química dos oceanos e a concentração dos compostos da água do mar. Pouco mais de 70 elementos introduzidos na água, mas apenas seis formam mais de 90% dos sais, todos como íons. O principal foco dos cientistas são os macronutrientes, como: o Nitrogênio, Fósforo e o Enxofre, pois são importantes para avida marinha, principalmente para as plantas, sendo sua produção primária. Eles também contêm suas baixas concentrações, que podem se tornar limitantes para os diversos organismos marinhos. Os principais íons salinos são: Cloreto (cl-):55,4% (% m significa porcentagem em massa); Sódio (Na+): 30,61% m; Sulfato (So4-2): 7,68% m; Magnésio (Mg2+): 3,69% m; Cálcio (Ca2+): 1,16% m; Potássio (K+): 1,10% m.
De acordo com Moura (2011),é preciso manter a qualidade dos oceanos, que é um fator indispensável para a manutenção do planeta, e consequentemente, à saúde pública. Pois sem os oceanos a terra seria intoleravelmente quente durante o dia e congelada durante a noite. Com o advento da tecnologia nas últimas décadas, o ambiente marinho tem sofrido um forte impacto, isto é, têm ocorrido alterações no seu processo ecológico, isso se deve ao fato da grande maioria dos dejetos produzidos pelas atividades humanas serem despejadas nos oceanos, consequentemente provocando a vasta dimensão das alterações do ecossistema aquático. Devido a estes fatores tem ocorrido várias alterações climáticas. As mudanças climáticas globais ocorrem devido ao aumento da temperatura provocado por emissões antropogênicas de gases causadores do efeito estufa durante décadas. Essas mudanças podem ter tanto efeitos diretos quanto indiretos sobre a saúde pública. Um dos efeitos mais discutidos do aquecimento global em relação aos oceanos é o aumento do mar. Pois pode ter o efeito destruidor de fazer água salgada entrar no sistema de água fresca nos continentes, sendo assim afetando a qualidade e a disponibilidade desta para o consumo. Devido a esse desequilíbrio ecológico, secas mais frequentes e o aumento do nível do mar podem forçar as populações humanas a migrarem para áreas onde estão localizados organismos infecciosos, que porventura atualmente produzem pouco impacto sobre as pessoas. Porem algumas doenças infecciosas pode ser agravado pela má nutrição ou relacionado à fome como resultado de migrações humanas. É importante salientar que os oceanos produzem efeitos benéficos e essenciais para a manutenção e a estabilidade dos ecossistemas terrestres, pra o bem- estar e para a saúde humana4.
Para se viver na terra precisa-se de água. A maior parte da superfície do planeta é recoberta por ela, mas 97% é salgada, esse tipo de água não serve para beber e para o uso agrícolas. Nos lagos e rios é onde se encontra água potável, porém, tem menos de 0,01% do total (Fiorucci& Filho, 2005).
 O trabalho tem como objetivo, através de uma sequência didática,estudar as funções inorgânicas abordando os ecossistemas aquáticos e aplicações no cotidiano através da experimentação e contextualização. Espera-se que os alunos possam identificar o comportamento ácido-base, utilizando-se materiais que são facilmente encontrados em seu cotidiano:sucos de caju, laranja, limão, acerola, manga, goiaba, maracujá e abacaxi, como também da carne, frango, peixe e leite.  A tabela 1: Mostra o pH dos sucos de frutas e de alguns alimentos.

Tabela 1: pH dos sucos de frutas e de alguns  alimentos
Sucos de frutas    pH
Caju    3,53
Laranja    3,5
Limão    2,4
Acerola    3,14
Maracujá    2,73
Abacaxi    3,91
Tomate    4,2 – 4,3

Alimentos   
pH
Carne    5,5
Frango    6,2 – 6,4
Peixe    6,6 – 6,8
Leite    6,3 – 6,5

Sobral, ET AL;.Disponível em: http://dimprolquimica.com.br/blog/saiba-mais-sobre-o-ph-dos-alimentos/. (2010).

Metodologia
A partir dos conceitos básicos dos alunos adquiridos em sala de aula sobre as funções inorgânicas, será aplicado um questionário que abordará este tema. Em seguida, utilizar-se-á uma sequência didática baseada em modelo experimental elementos do cotidiano dos discentes. Para a observação do comportamento ácido-base, será realizada a aferição do pH de certas frutas e outros alimentos.O principal intuito da experimentação será demonstrar o comportamento diferente dos materiais a serem analisadas e assim fazer com que os discentes saibam diferenciar características pertinentes dos ácidos e das bases em relação ao seu pH. Serão utilizados os reagentes: Fenolftaleína e fita indicadora de pH como padrão.

Resultados e discussões
Para uma melhor compreensão dos conceitos a serem abordados durante a experimentação em sala de aula, alguns alunos serão instigados a experimentar os diferentes tipos de sucos.
Assim, espera-se que eles saibam diferenciar algumas substâncias pelo seu sabor e compreendam que uma das características dos ácidos está relacionado ao seu sabor azedo enquanto que as bases: são substâncias que possuem sabor adstringente e ambos adquirem cores diferentes em presença de substâncias que agem com indicadores.
Esta prática também será importante para mostrar aos alunos que nem sempre é possível ou seguro, utilizar-se do sabor para a caracterização das substâncias inorgânicas. Assim, poderemos aplicar a técnica de aferição do pH com o papel indicador ou utilizando compostos com ação indicador.Alguns vegetais, como exemplo o repolho roxo, contêm substâncias que ficam de cores diferentes na presença de ácidos, bases e água (antocianinas).
As substâncias presentes no indicador de repolho roxo ficam com cores muito diferentes em meio neutro,básico ou ácido.Dentro dessas experiências, a fenoftaleína, o extrato de repolho roxo, o suco de uva e o de amora são chamados de indicadores ácido-base. Em síntese,Indicador ácido-base é uma substância que apresenta uma determinada coloração em meio ácido e outra em meio básico.
Após a sequencia didática, envolvendo a experimentação, será aplicado um questionário em que através da pergunta P1, será abordado à importância dosácidos e bases no cotidiano dos alunos. Espera-se que os discentes compreendam os conceitos dados através dos experimentos. Relacionando-os o que foi ministrado em sala de aula, os eles poderão discutir através da aulaprática o conceito ácido-base.
  Através de P2, mostraremos que os ácidos e as bases podem ser encontrados facilmente em nosso dia-a-dia. Utilizando-se diversos tipos de sucos de frutas. Onde eles, via experimentação com a fita de pH, poderão diferencia o comportamento ácido-base das substâncias a serem analisadas.
P3abordará sobre a reação de um ácido com uma base, formando um sal.A partir disso, espera-se que os alunos tenham uma noção sobre o que acontece nos ecossistemas aquáticos. Segundo Halley (1775) osal foi formado através da junção entre o cloreto e o sódio. Formando um dos sais mais abundantes e existentes na água do mar, que é o cloreto de sódio.
P4 Abordará sobre a importância dos ecossistemas marinhos, enfocando a vida nos oceanos e a sua relação íntimacom seres humanos. Deseja-se, com este questionamento, que os alunos possam discutir sobre a necessidade que temos de mantermos a harmonia com este sistema vivo. Pois, segundo Fiorucci& Filho (2005), para que a terra mantenha-se viva, é indispensável a presença da água. Onde a maior parte de nosso planeta é recoberto por ela, isto ésem os oceanos a terra seria quente durante o dia e congelada durante a noite.

Conclusão
Através deste artigo pretende-se mostrar que utilizando a contextualização eexperimentação, o professor de química poderá fazer com quer os seus alunos a compreenderem conceitos relacionados às funções inorgânicas: ácidos, bases e sais.  Visto que aulas práticas possibilitam um fácil entendimento dos educandos. Consequentemente, mostrando aos discentes que a química não é uma ciência entediante, como muitos pensam, diferente disso ela é quem comprova os vários acontecimentos, envolvendo o nosso dia-a-dia.

Referências Bibliográficas

1_ Karina DessiréNieves Marcano1 (PG)*, Roseli P. Schnetzler2 (PQ). Ações e concepções de professores de conhecimento Químico no Ensino Médio de Química. 1,2Universidade Metodista de Piracicaba – Programa de Pós – Graduação em Educação. Campus Taquaral (Bloco 7). 2008

2_ Helena Cristina Aragão de Sá1 (FM), Roberto Ribeiro da Silva2 (PQ). Contextualização e interdisciplinaridade: Concepções de Professores no Ensino de Gases.  1SEEDF/E.C. 803- Recanto das Emas, 2 UnB/ Instituto de Química. 2006

3_ Marcelo Giordan, O papel da Experimentação no ensino de ciências. Química Nova na escola Nº 10, Novembro 1999.

4_ JailsonFulgencio de Moura; Marcelo Cardozo; Mariana Soares da Silva Peixoto Belo; Sandra Hacon; Salvatore Siciliano. A interfase da saúde pública com a saúde dos oceanos: produção de doenças, impactos socioeconômicos e relações benéficas. Ciênc. Saúde coletiva vol. 16 no. 8 Rio de Janeiro Aug. 2011.

5_ Ricardo Feltre, Química vol. 1, 6ª Edição São Paulo, 2004, Editora Moderna.

6_ James N. Spencer1, George M. Bodner2, Luman H. Rickard3, 1_Franklin an Marshall College, 2_ Purdue University, 3_ Millerville University Química, Vol. 2.3ª Ediçao. 2007

7_ Jonh C. Kotz, Professor com DistinçãoemEnsinoStateUniversityof New York_ Suny_CollegeatOneonta, Paul M. Truchel_ Professor de Química da Universityof Wisconsin_ Radison, Gabriela C. Weaver, ProfessoraAssociada da ChemistryPurdueUniversity. Química Geral e Reações Químicas, Vol. 1. 2009

8_Disponivel em: http://www.cfh.ufsc.br/~oceano/documents/ApostilaFISQUIM.pdf 2011. Acesso em 03/10/2011 às 10 horas.

9_ Antonio Rogério Fiorucci e Edemar Benedetti Filho, A importância do oxigênio dissolvido em ecossistemas aquáticos. Química Nova na Escola Nº 22, Novembro 2005.

10_ Maria Angela Pita SOBRAL,
Maria Aparecida Alves de Cerqueira LUZ, Adriana GAMA-TEIXEIRA, Narciso GARONE NETTO, N. Influência da dieta líquida ácida no desenvolvimento de erosão dental. PesquiOdontolBras, v. 14, n. 4, p. 406-410, out./dez. 2000.

11_Disponivel em: http://dimprolquimica.com.br/blog/saiba-mais-sobre-o-ph-dos-alimentos/. Por Dimprol | Publicado: 8 de maio de 2010.

12- Atkins, P., Jones, L. Princípios de Química. Questionando a vida moderna e o meio ambiente. 6. ed. Editora Artmed-Bookman, 2006.

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Annylam e Eva a esquerda e Patricia e Camila a direita

O Ensino da Química Ambiental: Estudando os Gases Abordando a Poluição

O Ensino da Química Ambiental: Estudando os Gases Abordando a Poluição
Cardoso. E. A,1; Gomes. K. E. A. L1,; Medeiros. M. R. G. A,1 SilvaNeto. F. A1, ; Oliveira. J.S1; Sá,R.A.2.
1-Universidade Federal de Pernambuco- Centro Acadêmico do Agreste- Licenciatura em química
2- Universidade federal de Pernambuco

Resumo: Considerando a importância e a carência do ensino da química ambiental, buscamos mostrar de forma dinâmica temas presentes em nosso cotidiano junto com o estudo dos gases, meio ambiente e poluição, relacionamos o estudo da química com as transformações do meio ambiente incentivando o desenvolvimento de ações didático-pedagógicas e educativas de caráter populares e inclusivas.

Palavras chave: Química Ambiental, Poluição, Gases.



Introdução
Marcano et al., (2008), saber relacionar conteúdos químicos com aspectos e temas da vida cotidiana é indispensável para que os alunos compreendam algumas importantes contribuições da ciência química à sociedade e à vida das pessoas. Na maioria das escolas a forma como a química vem sendo ensinada geralmente é pouco atraente, e os alunos não são estimulados a aprendê-la. Este fato é devido à falta de criatividade de muitos educadores ao passar o conteúdo para o aluno. É de extrema importância que ao ensinar conhecimentos químicos insira-os em um contexto social, político, econômico e cultural de um indivíduo (Silva, 2003).
De acordo com Santos e Schnetzler (2003), a discussão dos temas sociais articulados ao Ensino de Química é uma possibilidade para auxiliar na compreensão dos problemas em que a sociedade se encontra imersa. É interessante que o aluno veja um determinado assunto em sala de aula, e depois no decorrer do seu dia- a- dia ele encontre formas de aplicar esse assunto de maneira prazerosa para benefício de sua comunidade, por exemplo. Assim ele estará fixando ainda mais o seu conhecimento e utilizando a química de forma atual e consciente.
 Ao trabalhar o ensino da química abordando temas tão presentes no nosso cotidiano como o meio ambiente, dando enfoque a poluição, os gases tóxicos o docente poderá desenvolver/despertar no aluno uma visão critica e investigativa sobre o assunto. A relação entre o ensino da química e a formação do cidadão caracteriza uma importância fundamental que é assegurar ao indivíduo o exercício consciente da cidadania, e para isso, é preciso apontar e levantar questões que envolvam aspectos sociais, tecnológicos, econômicos e políticos, preparando-o para participar ativamente numa sociedade democrática. (Nascimento et  al.; 2005).
É de conhecimento dos professores de ciências o fato da experimentação despertar um forte interesse entre os alunos em diversos níveis de escolarização. Em seus depoimentos, os alunos também costumam atribuir à experimentação um caráter motivador, lúdico, essencialmente vinculado aos sentidos. Por outro lado, não é incomum ouvir de professores a afirmativa que a experimentação aumenta a capacidade de aprendizado, pois funciona como meio de envolver o aluno nos temas que estão em pauta (Giordan, 2003).
Através deste questionário sobre temas do cotidiano que envolve o meio ambiente, e do questionário sobre o estudo dos gases pretende-se ao mesmo tempo ensinar e criar questionamentos buscando um melhor entendimento dos assuntos pelos alunos para que estes possam aplicar o conhecimento adquirido em sala de aula em seu dia-dia.

Meio Ambiente
O termo “meio ambiente” é considerado pelo  pensamento geral como sinônimo de natureza, local a ser apreciado, respeitado e preservado. Porém é necessário um ponto de vista mais profundo no termo, estabelecer a noção no ser humano de pertencimento ao meio ambiente, no qual possui vínculos naturais para a sua sobrevivência. Por meio da natureza, reencontramos nossas origens e identidade cultural e biológica, uma espécie de diversidade “biocultural”. Outra definição sobre o termo “meio ambiente” o coloca no significado de recursos, de gerador de matéria-prima e energia (Odum & Barrett, 2007).
Nesta segunda definição, a educação  ambiental trabalha a noção de consumo responsável e solidária, na defesa do acesso às matérias-primas do meio ambiente de forma comum para todos. Na terceira concepção da palavra, quando falamos em “meio ambiente” no seu curso de problemáticas e questões, surgem as pesquisas e as ações em prol das soluções sobre as perdas e destruições que desfavorecem o equilíbrio natural de um determinado meio.
Meio ambiente no sentido de ecossistema é um conjunto de realidades ambientais, considerando a diversidade do lugar e a sua complexidade. O meio ambiente como lugar onde se vive é referente à vida cotidiana: casa, escola, e trabalho (Disponível em: < http://www.infoescola.com/geografia/conceito-de-meio-ambiente/> Acesso em: 13. Novembro. 2011).
Conceito de Ecossistema
Considerado como uma entidade única, o ecossistema é formado por relações entre os seres vivos e o meio ambiente, organizados em produtores, decompositores e compositores, na qual obtemos os fabricantes físicos e os fabricantes químicos, ou seja, o fator físico designa os abióticos e os químicos os bióticos. Floresta, lagoa, água, aquário, a água aparente do mar são considerados  ecossistemas (Disponível em <http://www.colegioweb.com.br/biologia/conceito-de-ecossistema-.html> Acesso em: 22. Outubro, 2011)

A evolução da poluição
Com o homem e sua atividade industrial, apareceu a poluição ambiental. O descobrimento do fogo e a consequente poluição do ar, assim como a salinização e o esgotamento de terras agrícolas foram as causas dos primeiros impactos negativos do homem sobre o meio ambiente. Durante o Império Romano, com a construção da “Cloaca Máxima”, sistema de evacuação de esgotos de Roma, o homem fez o primeiro intento de atenuar o efeito negativo da civilização sobre o meio ambiente. Etapas posteriores de descaso ambiental caracterizaram-se por epidemias de pestes e frequentes episódios de poluição em Londres, o berço da revolução industrial, com milhares de mortes. Embora não tenha sido até meados deste século quando a carga de poluentes ultrapassou a capacidade natural de “tratamento” da natureza e começaram a se agravar os problemas ambientais, passando de locais e regionais, a problemas de caráter global (Lopes et  al., 2005).
O que é poluição
Tudo que provoque desequilíbrio e prejudique a vida, é considerada poluição. A poluição sonora é caracterizada pelo barulho ou o alto volume de aparelhos de som produz o que chamamos poluição sonora. Enquanto que a poluição térmica é caracterizada pelo aumento da temperatura do ar ou da água, provocando alteração no meio, é denominada poluição térmica (Lopes et  al., 2005).

Poluição do Ar
A poluição do ar pode ser causada pelo aumento de gás carbônico, pela introdução de partículas que ficam em suspensão no ar e pela introdução de gases poluentes. A poluição por elementos radiativos elementos radiativos causam mutações genéticas que podem desencadear doenças, como o câncer, e até mesmo a morte dos indivíduos, e podem ser transmitidas ao longo das gerações. Assim, a preocupação sobre o que fazer com o lixo radiativo e como evitar acidentes deve ser sempre muito grande (Lopes et  al., 2005).

Poluição Por Derramamentos de Petróleo
Os derramamentos de petróleo no mar são causados principalmente por acidentes com navios petroleiros em plataformas de petróleo e pela água usada na lavagem dos reservatórios de petróleo dos navios, depois lançada diretamente no mar. O petróleo derramado forma extensas manchas na camada superficial das águas e, com isso, bloqueia a passagem de luz, afetando a fotossíntese e também impedindo as trocas de gases entre a água e o ar. (Lopes, et  al.,, 2005)

Lixo
De acordo com Nascimento, et  al., (2005), o lixo tem uma composição química diversificada, que é definido pelas características de onde é produzido, podendo ser classificado como: orgânico quando resultante de resto de ser vivo animal ou vegetal. É gerado pelas atividades humanas e é facilmente decomposto pela natureza. Inorgânico quando resultante de material sem vida. Constituído por vidros, plásticos, papéis metais, restos de tecidos. Pode ser gerado pelo homem ou pela indústria e é de difícil decomposição.
 Segundo Fadini et  al., (2001), o lixo pode ter a seguinte classificação: domiciliar quando é constituído por restos alimentares, embalagens em geral, papel higiênico, fralda descartável e demais rejeitos; comercial quando é constituído por restos alimentares, embalagens em geral e papéis; industrial é constituído por rejeitos sólidos e líquidos de composição variada dependendo dos materiais e processos usados; agrícola – constituído por resíduos sólidos das atividades agrícolas e da pecuária, como embalagens de adubos, defensivos agrícolas, ração e restos de colheita; entulho é constituído por resíduos da construção civil: demolição e restos de obras, solos de escavação, etc. Hospitalar– este é um tipo especial de lixo, contendo agulhas, seringas, curativos, o chamado lixo patogênico, o que produz inúmeras doenças.
 Os resíduos gerados por aglomerações urbanas, processos produtivos e mesmo em estações de tratamento deesgoto são um grande problema, tanto pela quantidade quanto pela toxicidade de tais rejeitos. A solução para tal questão não depende apenas de atitudes governamentais ou decisões de empresas; deve ser fruto também do empenhode cada cidadão, que tem o poder de recusar produtos potencialmente impactantes, participar de organizações não governamentais ou simplesmente segregar resíduos dentro de casa, facilitando assim processos de reciclagem. O conhecimento da questão do lixo é a única maneira de se iniciar um ciclo de decisões e atitudes que possam resultar em uma efetiva melhoria de nossa qualidade ambiental e de vida (Fadini et  al., 2001),.

Chuva Ácida
A verdade é que a chuva já é naturalmente ácida devido à presença de dióxido de carbono (CO_2) na atmosfera. Com um pH em torno de 5,4, a chuva comum não traz nenhum prejuízo ao homem ou à natureza.Isso porque, a acidez é baixa. (A escala utilizada para medir o pH vai de 0 a 14, sendo que 7 é o pH neutro. Acima disso, é básico e abaixo é ácido.Quanto mais baixo, mais ácido.) O problema, é que com a queima de combustíveis fósseis, como o petróleo, e o aumento considerável do acúmulo de dióxido de carbono na atmosfera (além do normal) fazem com que o pH da chuva caia para algo entre 5 e 2,2 e se torne extremamente nociva ao homem e à natureza (Faria, 2007)
Estima-se, embora não haja dados concretos, que o fenômeno da chuva ácida tenha surgido com a Revolução Industrial e a crescente queima de combustíveis fósseis. As grandes cidades como Nova York (EUA), Berlim (Alemanha) e até a Atenas (Grécia) já sofrem com os efeitos da chuva ácida há muito tempo, mas, há apenas 10 anos que este tema começou a ser investigado mais a fundo pelos ecologistas e cientistas do clima (Faria, 2007)
Os efeitos mais nocivos da chuva ácida ocorrem no meio ambiente. Um lago, por exemplo, que possui um pH em torno de 6,5 não sobrevive a um pH abaixo de 4 ou 4,5, podendo ocorrer a morte de todos os seres que vivem ali (figura 1).

                                              Figura 1. Lago afetado pela chuva ácida
Segundo Martins et  al.,(2003), a chuva ácida também causa a acidificação do solo tornando-o improdutivo e mais suscetível à erosão. A acidez do solo, inclusive, é um dos principais fatores para a diminuição da cobertura vegetal em diversos países.
Para o homem o acúmulo de dióxido de enxofre no organismo pode levar à formação de ácidos no corpo humano causando até danos irreversíveis aos pulmões. Na Inglaterra, em 1952, na cidade de Londres, cerca de 4000 pessoas morreram por causa da emissão de dióxido de enxofre pela queima de carvão nas indústrias e nas casas. O pior de tudo é que nem sempre a chuva ácida cai sobre a local onde foi feita a emissão de dióxido de enxofre e óxidos de nitrogênio. Como essas substâncias estão em forma de gás, elas podem ser transportadas pelo vento por quilômetros de distância antes de cair na forma de chuva (Martins et al.,2003).

A Importância dos Gases
Alguns gases presentes na atmosfera são muito importantes para nossa vida dentre eles destacam-se o carbono, por exemplo, que é onipresente na natureza e seus compostos como: proteínas e carboidratos são constituintes essenciais de toda a matéria viva, e são fundamentais na respiração, fotossíntese e regulação do clima. A amônia é um gás alcalino, sendo de grande importância na neutralização da chuva ácida na atmosfera. O enxofre possui grande capacidade de fazer ligações químicas, é um elemento essencial à vida na terra. (Martins et al., 2003).

Gases Tóxicos
 De acordo com Martins et  al., (2003), o elevado crescimento da população tem contribuído para o aumento da concentração de gases tóxicos na atmosfera. Como o dióxido de carbono 〖CO〗_2, que de acordo com medições efetuadas em camadas de gelo na antártica, a quantidade de 〖CO〗_2no ar, nos últimos 200.000 anos, variou entre 200 e 280 g/t, denotando uma grande estabilidade nos processos de formação e reformação. Atualmente, esse aumento é de cerca de 0,5% anuais, esse acréscimo é atribuído, principalmente, à queima de combustíveis fósseis e, em certo grau, aos processos de desflorestamento e queimadas. O metano (〖CH〗_4) é o composto orgânico em nível traço de maior presença na atmosfera, sendo, depois de 〖CO〗_2e vapor d’água, o gás estufa mais abundante. As principais atividades humanas responsáveis pela emissão de metano são: decomposição de lixo em aterros sanitários; queima de biomassa; mineração de carvão, processamento de petróleo e extração de gás natural. O nitrogênio é o mais abundante elemento químico na atmosfera terrestre. Seus constituintes minoritários, tais como óxido nitroso (N_2 O), óxido nítrico (NO), dióxido de nitrogênio (NO_2), ácido nítrico (HNO_3) e amônia (NH_3) são quimicamente reativos e têm importantes papeis nos problemas ambientais contemporâneos, incluindo a formação e precipitação ácida (chuva ácida). O enxofre contém importantes gases presentes na atmosfera como: dimetilsulfeto, sulfeto de carbonila, sulfeto de hidrogênio, dissulfeto de carbono e o dióxido de enxofre que é um dos mais comuns poluentes atmosféricos. As principais fontes de emissão deste gás são a queima de combustíveis fósseis e atividades industriais (Martins et  al., 2003).

Estudo dos Gases
Os gases possuem uma enorme capacidade de expansão, não apresentando volume nem forma fixa. As partículas constituintes do gás encontram-se em constante movimento desordenado. Todo gás exerce uma pressão, ocupando certo volume à determinada temperatura. Aos valores da pressão, do volume e da temperatura chamamos de estado de um gás. Os valores da pressão, do volume e da temperatura não são constantes, então, dizemos que PRESSÃO (P), VOLUME (V) e TEMPERATURA (T) são variáveis de estado de um gás. (Agamenon, 2011)

Pressão
De acordo com Agamenon, (2001), denominamos de pressão de um gás a colisãode suas moléculas com as paredes do recipiente em que ele se encontra. A pressão de um gás pode ser medida em atmosfera (atm), centímetro de mercúrio (cmHg) e milímetro de mercúrio (mmHg).

Volume
É o espaço ocupado pelo gás. No sistema internacional a unidade do volume é o metrocúbico (m3).
1 m3 = 1000 L
1 L = 1000 mL = 1000 cm

Temperatura
A temperatura dos gases pode ser medida em várias escalas termométricas diferentes (Agamenon, 2011).

Escala Celsius
Segundo o autor a escala Celsius foi construída em 1742 por Andes Celsius (1701-1744), onde ele adotou que o ponto de fusão da água seria 0 e o ponto de ebulição seria 100, e o intervalo entre esses dois valores seriam dividido em cem partes iguais e cada parte dessa escala se denomina grau Celsius (°C) (Agamenon, 2011).
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Escala Fahrenheit
De acordo com o autor, escala Fahrenheit foi construída em 1727 por Daniel G. Fahrenheit (1686-1736). Para determinar um ponto fixo, Fahrenheit baseou-se em uma mistura de água, sal e gelo, atribuindo valor 0, e para o segundo ponto ele tomou como base a temperatura do corpo humano, atribuindo valor 100. Assim nasceu o escala Fahrenheit \(°F) (Agamenon, 2011).
.
Escala Kelvin
A escala Kelvin foi construída  em 1848 por William Thomson, o Lorde Kelvin (1824-1907). Thomson verificou que ao manter um gás a volume constante, a pressão do gás diminuiria 1/273 do valor inicial se a temperatura caísse 1°C. A partir disso ele concluiu que se diminuísse a temperatura 273°C a partir do 0°C, a pressão do gás seria zero. Então o 0K (zero kelvin) corresponde a -273°C, (Galeano, 2010).

TRANSFORMAÇÕES GASOSAS COM MASSA DE GÁS FIXA

Quando os valores das variáveis de estado de um gás sofrem alterações dizemos que o gás sofreu uma transformação gasosa.
Algumas transformações gasosas possuem denominações especiais.

TRANSFORMAÇÃO ISOTÉRMICA

É quando na transformação o gás mantém constante a temperatura e muda os valores da Pressão e do volume.

TRANSFORMAÇÃO ISOBÁRICA

É quando na transformação o gás mantém constante a pressão e modifica os valores do volume e da temperatura.

TRANSFORMAÇÃO ISOCÓRICA

É quando o gás, na transformação, mantém constante o volume e altera os valores da temperatura e da pressão. Esta transformação também é chamada de ISOMÉTRICA ou ISOVOLUMÉTRICA. (Agamenon, 2011)

AS LEIS DOS GASES

Lei de Boyle: para uma massa constante de um gás, mantida a temperatura constante, o seu volume é inversamente proporcional a pressão.
Pressão 1. Volume 1= Pressão 2. Volume 2
Sofi, leis físicas dos gases, química, 2007. Disponível em: <http://www.sofi.com.br/node/729>. Acesso em: 20. Outubro. 2011.

Lei de Gay-Lussac: Na Química e na Física a Lei de Gay-Lussac é uma lei dos gases perfeitos: sob volume constante, a pressão de uma quantidade constante de gás aumenta proporcionalmente com a temperatura:
Pressão sobre Temperatura = Kelvin
onde:
P é a pressão do gás
T é a temperatura do gás (em kelvins)
k é uma constante
Alves.  Líria, Brasil escola, portal R7, Disponível em: <http://www.brasilescola.com/quimica/leis-gay-lussac-proust%20.htm>. Acesso em: 20. Outubro. 2011.

Lei de Avogadro: Gases que ocupam o mesmo volume, nas mesmas condições de temperatura e pressão, contêm o mesmo número de moléculas. Isto quer dizer que à mesma pressão e temperatura, o volume que um gás ocupa é proporcional à quantidade de moléculas desse gás existentes no recipiente. Ou seja, para pressão e temperatura constantes:
Volume 1 sobre Volume 2 = Número de moles 1 sobre Número de moles 2

Em que:
V1 - representa o volume do gás 1;
V2 - representa o volume do gás 2;
n1 - representa o número de moles do gás 1;
n2 - representa o número de moles do gás 2.
Neta, Miguel. físicaequímica.net, 2010. Disponível em: <http://www.fisicaequimica.net/gases/leiavogadro.htm>. Acesso em: 20. Outubro. 2011.
O objetivo deste artigo desenvolver junto  a professores e alunos do ensino médio o estudo da química e as mudanças ocorridas meio no ambiente, relacionando  a poluição e o estudo dos gases, despertando nos alunos o interesse pela química ambiental que é de extrema importância para o futuro de um país sustentável e desenvolvido.

Metodologia
 Através da abordagem de temas importantes e presentes em nosso cotidiano, procurou-se relacionar o ensino do conteúdo químico gases, ligando-o a aspectos do meio ambiente e cotidiano dos alunos. Onde o tema poluição foi abordado como o foco principal.  O trabalho teve como base artigos científicos, sites de ensino de química e meio ambiente e em livros de biologia. Também foi elaborado um questionário sobre temas ambientais focando a conscientização da sociedade em relação aos problemas ambientais e além da abordagem dos principais conceitos sobre gases relacionando com aspectos do cotidiano dos alunos.

Resultados e discussões
Através deste trabalho espera-se que os estudantes do ensino médio tenham um pensamento crítico em relação aos problemas que acometem o meio ambiente. Os conceitos de poluição, chuva ácida, gases tóxicos, importância dos gases, além da abordagem do conteúdo gases que foram explorados através de um questionário.
Por meio do questionário espera-se que os alunos relacionem coisas do seu cotidiano ao tema meio ambiente e gases, através da P1, que pergunta o que eles entendem por consciência ambiental, espera-se que os mesmos respondam que consciência ambiental é algo indispensável para os dias de hoje uma vez que esse é um tema recorrente na vida das pessoas, principalmente de jovens estudantes, Respondendo a P2, que pede para que eles citem exemplos de desrespeito ao meio ambiente na cidade em que moram, eles iram identificar exemplos de poluição sonora, ambiental entre outros tipos de desrespeito ao planeta, a P3 questiona o que o aluno faz em benefício do meio ambiente isso fará com que eles reflitam sobre quais atitudes eles estão tomando e poderão tomar para mudar esses fatos, a P4 e a P5 especificam certas atitudes diárias dos estudantes que se feitas corretamente podem ajudar o meio ambiente conscientes do quanto essas atitudes são importantes para preservação do nosso planeta os mesmos se não as praticam deveram praticá-las, a P6 pede a sugestão do aluno para melhorar a relação do homem com o meio ambiente acredita-se que as respostas iram além de palavras bonitas, os estudantes iram expor idéias reais e possíveis na visão de cada um, a P7 pergunta sobre que tipo de sentimento o tema “Química Ambiental” desperta no estudante, espera-se que os mesmos respondam: desenvolvimento sustentável, ciência e preservação, por exemplo, supondo que esse artigo influencie os alunos a P8 pede para eles iram citarem  exemplos de como a vida deles irá muda depois deste conteúdo, através da P9 eles tão iram relatar se esse assunto já havia sido abordado antes, na escola em que eles estudam , respondendo a P10 eles iram dizer como enxergam a química em relação ao meio ambiente, espera-se que eles ressaltem que hoje a química busca avanços de forma ética e responsável.
Através da P11 que pergunta aos alunos quais são os gases de maior importância para a vida na terra, eles iram, por exemplo, o carbono, a amônia e o enxofre, com a P12 o mesmos iram responder os que são gases tóxicos, espera-se que eles respondam que os gases tóxicos, são gases que causam males ao nosso planeta, graças a algumas atividades humanas e indústrias que têm contribuído para o aumento de concentração desses gases na atmosfera, a P13 pergunta quais as atividades humanas responsáveis pela emissão de gases tóxicos na atmosfera, espera-se que os mesmos destaquem entre outras atividades a queima de combustíveis fósseis, os desmatamentos, e as queimadas, com a P14 eles iram responder que as variáveis do estado de um gás, são: Pressão, Volume e Temperatura, através da P15 os alunos iram resumir em poucas palavras o que eles entendem por lei dos gases, espera-se que eles falem que existem equações para se verificar o comportamento dos gases. 

Conclusão
Mediante a realização desse artigo concluímos que hoje é muito importante trabalhar a química ambiental em sala de aula, mostrando as consequências de toda a destruição causada pelo homem ao meio ambiente, e questionando os alunos sobre seu papel social e científico neste contexto.

Referências
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Santos, W. L. P, Schnetzler, R. P, Educação em Química, Compromisso com a Cidadania, 3ª Edição, Editora UNIJUÍ, Ijuí, Rio Grande do Sul, 2003.
Nascimento, A. M, Silveira, A. P. C, Costa, K, Riehl, L. A. S. R, Santos, Z. A.M, Reciclagem de Lixo e Química Verde, Química e o Meio Ambiente, Curso de Formação Continuada, Ciências da Natureza, Matemática e Suas Tecnologias, 2005.
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Lopes. S, Rosso, S, Biologia, Editora Saraiva, São Paulo, 1ª Edição 2005, 7ª Tiragem 2008.
Faria. C, Chuva Ácida, InfoEscola, Química, 2007. Disponível em:<http://www.infoescola.com/quimica/chuva-acida/> Acesso em: 19, Outobro, 2011.
FADINI, P. S. Lixo: Desafios e Compromissos. Química Nova na Escola, v. 1, p. 9-18, 2001.
Pinto, L, O Ar e Seus Factores, Slideshare, 2011. Disponível em:< http://www.slideshare.net/mjagualuza/importncia-dos-gases> Acesso em: 20. Outubro. 2001.
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Plicas, L. M. A, Forgerini, D, Facchini, F. A, Filho, L. A. G, O Ensino de Química e Meio Ambiente: O Exercício da Transversalidade da Educação Ambiental, 3° Congresso de Extensão Universitária, Meio Ambiente, 2006.

You tube,Experimento de Gay Lussac, Epalm, 2009. Disponível em: <http://www.youtube.com/watch?v=ifEqJhnzELY&feature=related> Acesso em: 23. Outubro. 2011.


Rebouças, F, Conceito de Meio Ambiente, Ecologia, Geografia, Meio Ambiente, 2009.< Disponível em: http://www.infoescola.com/geografia/conceito-de-meio-ambiente/> Acesso em: 13. Novembro. 2011.
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Domingues. G, Silva. D, Guimarães. M, Mano. N, Chuvas ácidas, Mundo a Morrer, Disponível em:<http://mundoamorrer.com.sapo.pt/mundo_a_morrer.htm> Acesso em: 15. Novembro. 2011.

Foto da apresentação do artigo em banner:

 Kaio, Rebeca e Fernando a esquerda e Rebeca e Edicarlos a direita

UTILIZAÇÃO DO LABORATÓRIO DE CIÊNCIA COMO UMA FERRAMENTA NO ENSINO-APRENDIZAGEM DE QUÍMICA

UTILIZAÇÃO DO LABORATÓRIO DE CIÊNCIA COMO UMA FERRAMENTA NO ENSINO-APRENDIZAGEM DE QUÍMICA




LINS, C. M. J1; FLORENCIO, E. S; SILVA, M. F; SOARES, J. M. M; Sá. R. A2
1Universidade Federal de Pernambuco; Centro Acadêmico do Agreste; Licenciatura em Química.
2Universidade Federal de Pernambuco; Centro Acadêmico do Agreste.



Resumo


Este artigo tem como principio expor de forma clara e abrangente as praticas e técnicas de segurança num laboratório, propõem-se uma nova abordagem sobre a compreensão de conceitos químicos; tem-se como objetivo o despertar para a ciência, através da realização de experimentos relacionando os conteúdos abordados em sala de aulas com experimentos simples que liguem as idéias sobre a Química junto ao cotidiano dos discentes. Pretende-se, ainda, revelar aos alunos qual a importância das normas de segurança, se devidamente aplicadas. E de modo geral melhorar a compreensão do aluno quando o mesmo estiver participando de aulas experimentais em laboratório.


PALAVRA-CHAVE: Laboratório. Experimentos simples. Estequiometria no cotidiano.


    Atualmente o ensino da química está sendo limitado, na maioria das vezes, por cálculos e teoria, com isso o desenvolvimento das aulas de Química nas escolas, vem sendo defasada por falta da experiência do aluno em um ambiente diversificado; a vivência do aluno, nesse ambiente, contribui para a formação de conceitos, futuras escolhas, na vida profissional e social (SILVA, 2003).
    O conceito levantado acima faz com que o professor ministre suas aulas com o propósito de favorecer uma aproximação do aluno, não só com a teoria, mas também com a experimentação. Assim, alimentando a interdisciplinaridade e a contextualização desenvolvendo o aprendizado do aluno (SILVA, 2003).
    Os experimentos contribuem para o desenvolvimento do aluno, pois auxiliam na compreensão do objeto de pesquisa. Quando colocadas em prática, as atividades experimentais objetivam o entendimento dos conceitos químicos que estão sendo abordados em sala de aula pelo professor. Para a realização dos experimentos é indispensável o cuidado com os materiais a serem utilizados durante a experimentação. Isto se deve ao fato de muitos serem prejudiciais a saúde humana. Por isso, é necessário que os alunos conheçam o local onde fará os experimentos, como também como manuseá-los corretamente.
    A utilização de laboratórios escolares exige cuidados especiais por diversos aspectos que, entre os quais, destaca-se a: inadequação do ambiente, grande número de alunos em sala, inexperiência e agitação típicas dos adolescentes (Machado & Mol, 2008).
    De acordo com Machado (2005), é de responsabilidade da direção da escola dotar o laboratório de infraestrutura básica; exigir que as normas de segurança sejam seguidas pelos usuários do laboratório; planejar a compra de produtos químicos para o período letivo, evitando excesso e prevendo estocagem segura; elaborar e executar, em conjunto com os professores, um plano de disposição final dos resíduos provenientes de experiências laboratoriais.
    Objetivando minimizar os riscos inerentes às atividades, os professores devem: adotar todos os procedimentos de segurança, educando também por meio do exemplo; debater previamente com os alunos normas de segurança a serem adotadas nas atividades práticas; planejar atividades experimentais, priorizando experimentos simples e seguros; manter-se atento à conduta de seus alunos; registrar, para posterior avaliação, qualquer tipo de incidente ou acidente ocorrido no laboratório (Machado, 2005).
    Como participantes do processo de ensino-aprendizagem os alunos são responsáveis pela segurança individual e coletiva, obedecendo as seguintes orientações: seguir as orientações estabelecidas pela direção e pelos professores; cobrar da direção e professores coerência com as normas vigentes; informar imediatamente ao professor a ocorrência de qualquer evento não previsto na atividade (Machado, 2005).     Através da experimentação e contextualização, o objetivo deste trabalho é estimular o docente a usar o laboratório como uma ferramenta que lhe dará suporte no ensino da ciência química, fazendo com que os alunos de ensino médio tenham um maior interesse por esta ciência. Objetiva-se, também, com este trabalho procurar identificar aspectos que motivem os alunos a aprender química. O experimento, ou seja, aula prática é mais eficaz no ensino e na aprendizagem de química, dessa forma os docentes seriam motivados a dinamizarem suas aulas e os discentes motivados a aprender.


Metodologia
    Apresentaram-se alguns conceitos básicos sobre a utilização do laboratório de ciência e os cuidados que se deve ter para evitar acidentes, será aplicado um questionário que abordará este tema. Posteriormente, será mostrado um experimento que aborda a estequiometria no cotidiano relacionando, também uma receita de pudim comparando-a com uma reação química, elaborado por Costa (2008).
    O experimento adaptado, a seguir, mostra de forma simples, a ideia a qual se deseja apresentar:

Receita Básica de pudim de Leite Condensado
•    1 Lata de leite condensado (LC)
•    1 Lata de leite (LL)
•    3 Ovos (Ov)

    As unidades que se utiliza para os ingredientes são: a "lata" de leite condensado e de leite, que possui uma massa (396g e 300g respectivamente), a massa de um ovo (ovos pesam perto de 65g). Quando se faz uma receita, ao lerem- se os ingredientes necessários para a mesma, precisa-se ter o cuidado de manter as proporções.
    Essas quantidades que aparecem na representação são equivalentes as massas dos ingredientes utilizados na receita. Na química os cálculos são bastante semelhantes. Isto é o que os químicos fazem quando estudam Estequiometria, só que aqui, até o momento, não foram utilizadas expressões características da linguagem química.

1LC    +   1LL    +   3OV   =    1Pudim
395g        300g         195g          890g

    Na química ao invés de usarmos a palavra receita, usamos experimento. A palavra quantidade é semelhante à palavra mol.

1 C   +   2 H2   +   1/2 O2    =   1 CH3OH
LC         LL            Ov                Pudim

    Este trabalho propõe uma nova abordagem para a compreensão dos conceitos químicos, objetivando despertar nos discentes de ensino médio: habilidades nos manuseios de vidrarias e equipamentos; interesse pelo conteúdo abordado em sala de aula; criatividade; segurança; poder de síntese; organização; responsabilidade; desenvoltura; trabalho em grupo; interdisciplinaridade e experimentação favorecendo, desta forma, o ensino-aprendizagem da ciência química. Através da realização de experimentos relacionando os conteúdos abordados em sala de aulas, será utilizado o laboratório de ensino de química como ferramenta para estimular esta prática no cotidiano escolar dos docentes.
    Será aplicado um questionário sobre um determinado conteúdo abordado pelo docente, por exemplo, estequiometria. Também, serão abordados questionamentos sobre o interesse, dedicação, responsabilidade, trabalho em grupo e organização por parte dos docentes. Em seguida, os alunos serão levados para conhecer o laboratório de química e realizar um experimento sobre estequiometria. Aonde serão abordados temas sobre seu cotidiano.


Resultados e Discussão


Questionário
Q1. Qual a importância da segurança em um laboratório?
Q2. O que é Estequiometria?
Q3. O que o experimento tem haver com a química?
Q4. A proporção entre os ingredientes na receita é importante?
Q5. Quantos litros de leite são usados por mês, para fazer pudins, por uma padaria que vende dois pudins por dia?
Q6. Existem semelhanças entre a receita do experimento e uma reação Química? Cite uma.
Q7. Que outro fator do cotidiano serviria como experimento estequiométrico? Justifique.
    Através da análise do questionário aplicado entre os docentes do segundo ano de ensino médio, espera-se obter as seguintes respostas: a pergunta Q1, onde se aborda a importância da segurança no laboratório, espera-se que os docentes compreendam que a segurança no laboratório é crucial para evitar o risco de acidentes. Sabe-se que, a variedade de riscos nos laboratórios é muito ampla, que se deve a substâncias tóxicas, determinados equipamentos que podem oferecer riscos, etc.; a segurança deve ser sempre a primeira instrução dada aos discentes, antes de aulas práticas, pois instruções adequadas, uma supervisão do orientador e o uso correto de equipamentos, podem evitar futuros acidentes.
    Na pergunta Q2, onde se aborda o que é a Estequiometria, espera-se que os docentes possam responder de forma simples e clara este conceito, para que os alunos consigam entender com mais facilidade.
    A Q3, que aborda o que o experimento tem haver com a química, pretende-se que os docentes percebam que por diversas vezes no dia-a-dia utiliza-se a estequiometria, pois se manipula quantidades, por exemplo, ao fazer um pudim, os professores poderiam utilizar essa forma mais fácil e clara de repassar conteúdos, assim, os mesmos não seriam ‘decorados’ para provas, mas aprendidos e assimilados para o cotidiano, posteriormente aborda-se a Q4, que traz consigo, a pergunta se a proporção dos ingredientes seria importante, como tratado na questão anterior, utiliza-se medidas em tudo, por isso, a receita é seguida para que se obtenha um produto de qualidade, e se a vontade do cozinheiro é ‘dobrar’ a receita, não dobrará apenas a medida de ovos, mas todos os ingredientes, sabendo disso pretende-se que seja observado pelos docentes que existem outras formas de abordar conceitos químicos, objetivando um melhor aprendizado.
    A Q5 é um problema matemático que pergunta quantos litros de leite são usados por mês, para fazer pudins, por uma padaria que vende dois pudins por dia, aguarda-se o entender do educador sobre as proporções e medidas adequadas para a execução de qualquer ação diária, ligada a Estequiometria.
    Na pergunta Q6, que trata sobre as semelhanças entre a receita do experimento e uma reação Química, tem a intenção de fazer o professor perceber que o cotidiano tem mais aspectos em comum com a química do que se imagina, pois a receita é a manipulação de ingredientes, a equação química é a manipulação da matéria.
    A Q7, que faz a indagação sobre outro fator do cotidiano que serviria como experimento estequiométrico, depois das respostas para as questões anteriores, essa se torna a mais fácil de responder, por exemplo, bolos e pães. Porem, não adianta que apenas os educadores saibam disso, essa informação teria que ser passada para os alunos, por isso, deseja-se que os docentes percebam que o nosso cotidiano é química pura e que os conteúdos podem ser exibidos de forma dinâmica.
   
Conclusões
        Com os conceitos apresentados espera-se que os professores saibam aproveitar dessas metodologias para incrementar suas aulas, tornando-as mais dinâmicas e fazendo com que os alunos tenham uma visão da química como a ciência maravilhosa que ela é, não só como ele ver num laboratório, mas também no seu dia-a-dia. Abandonando a ideia da química como uma entediante disciplina que atormenta sua cabeça em sala de aula.
    Com isso, temos a expectativa de que os docentes e discentes compreendam que existem aspectos distintos que podem influenciar na abordagem de conteúdos químicos. Ao tratar de um conteúdo complexo, como a estequiometria, de forma simples, utilizando o cotidiano, supõe-se que a simplicidade, por se tratar de algo comum que participa de um dia-a-dia, torne o sentido do aprendizado algo mais espontâneo, natural.
    Pretende-se, também e principalmente, que os alunos percebam que não é obrigatório o uso do laboratório, dependendo da experiência a ser executada, pois o necessário é adotar as devidas normas de segurança, independente do uso do laboratório. O objetivo é mostrar aos alunos que a ciência é mais do que a teoria, é um ‘mundo’ fascinante.


Referencias Bibliográficas
 SILVA, R. M. G. Contextualizando aprendizagens em química na formação escolar. Química Nova na Escola, N° 18, NOVEMBRO 2003. - (SILVA, 2003).
MACHADO, P. F. L.; MÓL, G. S. Experimentando Química com Segurança. Química Nova na Escola, N° 27, FEVEREIRO 2008. - (Machado & Mol, 2008).
MACHADO, P.F.L. Segurança em laboratóriosde ciências. Em: MACHADO, P. F. L. e MÓL, G. S.Experimentando Química com Segurança. Rio de Janeiro: Ed.UFF, 2005. p. 207 a 217. - (Machado, 2005).
COSTA, E. T. H. Produção Didático-pedadógica – Unidade Didática. Uma proposta diferenciada de ensino para o estudo de estequiometria. Maringá 2008. - (Costa, 2008)

Abaixo segue a foto da apresentação do artigo em banner:

No canto esquerdo Makissuel e Elinaide e a direita Cynthia, Fátima e Profº Roberto