sexta-feira, 9 de dezembro de 2011

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.

Foto da apresentação do artigo em banner:
Annylam e Eva a esquerda e Patricia e Camila a direita

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