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O Currículo Escolar e a Experimentação na busca de uma Alfabetização Científica no Ensino da Química de qualidade e
com utilidade no Ensino Médio
Lucilene Zacharias Salesse*Reinaldo Aparecido Baricatti**
RESUMO: Um ensino que tenha uma utilidade real e leve a uma efetiva aprendizagem com significação de conceitos e íntima relação com o contexto social, histórico, político e econômico passa por estratégias como a experimentação que inter-relaciona teoria e prática. O objetivo é a formação de cidadãos e cidadãs alfabetizados cientificamente e, se apropriando do conhecimento alcancem consciência das sensíveis relações que existem na natureza fazendo com que se esforce em mudar o mundo para melhor. Esse é o objetivo do Ensino Médio. Neste artigo, procura-se mostrar a importância de se conhecer com clareza o currículo escolar, traçar um plano de trabalho docente fazendo a seleção de conteúdos a serem trabalhados e utilizar a experimentação em seu caráter investigativo e pedagógico como estratégia que levará o aluno à formulação de teses, problematização, desenvolvimento de idéias, discussão e na elaboração de novos conceitos. Dessa forma, a abordagem experimental trará (re)significação aos conceitos químicos.
Palavras-chave: Currículo escolar. Ensino de Química. Experimentação. Alfabetização Científica.
ABSTRACT: An education that has a real utility towards to an effective learning with concepts meanings and an intimate relation with the social, historical, political and economic context, goes through strategies as the experimentation that interrelates practice and theory. The objective is the development of scientifically literate citizens and, with the knowledge appropriation they can reach conscience about the sensitive relations that exist in the nature, making them strive in changing the world for better. This is the objective of the High School. This article shows the importance of knowing the school curriculum clearly, tracing a plan of teaching work, making the contents selection to be worked and to use the experimentation in its investigative and pedagogical character as a strategy that will take the student to a thesis formulation, problematization, ideas development, discussion and in the elaboration of new concepts. In this way, the experimental approach will bring meanings to the chemical concepts.
* Professora graduada em Química pela Universidade Estadual de Maringá, UEM. Pós-graduada em Educação de Jovens e Adultos, pela Universidade Federal do Paraná UFPR. Atualmente, professora de Química e Ciências da Rede Estadual de Educação do Paraná.**Professor graduado em Química pela Universidade Estadual de Campinas, UNICAMP. Mestrado e doutorado em físico-química também pela UNICAMP. Atualmente professor da Universidade Estadual do Oeste do Paraná, UNIOESTE,
KEY WORDS: School Curriculum, Chemistry Education, Experimentation, Scientific literacy.
INTRODUÇÃO:
O ensino de Química de Ensino Médio apresenta problemas.
Percebe-se que há uma baixa qualidade na compreensão da
Química e que alguns alunos terminam a educação básica, sem ter
o conhecimento mínimo sobre a Ciência o que dificulta a inter-
relação entre o conteúdo estudado e a compreensão do Universo
em que vive.
Várias propostas para se fazer um ensino de Química com
utilidade, que leve o aluno a uma alfabetização científica, têm sido
sugeridas, mas muito pouco se muda porque, ao chegar à sala de
aula, o professor se depara com pequeno número de aulas na grade
curricular, turmas numerosas e um extenso programa a ser
cumprido. Nessa realidade, é comum se fazer um ensino pautado no
livro didático, estático, sem relação teoria-prática, sem dar tempo
ao aluno para pensar, amadurecer idéias, relacionar e inter-
relacionar o conhecimento químico com o contexto social.
É importante dizer que, por ter um caráter experimental a
disciplina de Química conta com uma quantidade insuficiente de
aulas nas grades curriculares o que dificulta sua especificidade no
Ensino Médio.
Nessa perspectiva, se faz necessária uma reflexão crítica dos
conteúdos curriculares a serem trabalhados, dentro das
possibilidades da carga horária da disciplina, encontrar estratégias
para se fazer um ensino de Química de qualidade que leve à
formação de cidadãos críticos. “O que queremos conseguir é que os
conhecimentos dos alunos evoluam até torná-los rigorosamente
úteis. Para isso, é necessário escolher, dentre a enorme quantidade
de informação gerada, aquela que permita desenvolver as
competências requeridas em um mundo cada vez mais cambiante e
que pelo menos, prepare melhor para o futuro que não está
determinado” (Chamizo, 2007; Izquierdo, 2007).
Como a escolha de conteúdos, (re)significando-os,
relacionando-os e contextualizando-os com aulas experimentais, em
laboratório ou em sala de aula, podem contribuir para mudar esta
realidade permitindo que o aluno sinta prazer no conhecimento e
apropriando-se dele, possa aplicá-lo para transformar o mundo para
melhor?
DESENVOLVIMENTO
A química, como todas as Ciências, foi/é construída com o
desenvolvimento, trabalho e lutas do ser humano, para
compreender a natureza e na busca de soluções para seus
problemas, para suas necessidades.
Para Marx e Engels, são os homens em seu relacionamento
com a natureza e com seus semelhantes que, dentro de “certas
condições”, promovem o desenvolvimento social. Em outras
palavras, para Marx, é através do trabalho físico, realizado pelos
homens com o intuito de satisfazer suas necessidades históricas,
que os homens entram em uma relação dialética com o mundo e,
nesse processo, transformam não só as idéias que possuem acerca
do mundo, mas também o próprio mundo e a si mesmos. ( Silva,
2004)
Neste processo de transformações pelas quais o ser humano
passa, a escola tem papel muito importante, pois é onde a Ciência
popular é sistematizada cientificamente, (re)significando os
conceitos e atrelando-os ao contexto social, histórico, político e
econômico.
É necessário que haja um resgate na importância da disciplina
de Química no currículo escolar e também no resgate da identidade
do Ensino Médio.
O objeto de estudo da Química é a matéria, suas propriedades
e transformações. Ela está presente em tudo o que se possa
imaginar e para que tenha uma utilidade real, cabe ao professor
analisar criticamente as diretrizes curriculares, o programa, fazendo
seleção e inter-relação entre os conteúdos, aprofundamento e
atualização de seu conhecimento e dos conceitos fundamentais, sua
metodologia de ensino e avaliação.
Para Neidson Rodrigues, (1995)
“A Ciência é uma produção humana e o conhecimento
científico é o modo pelo qual o homem domina a natureza e a
incorpora, transformando-a de acordo com sua necessidade”.
As Diretrizes Curriculares da Rede Pública de Educação Básica
do Estado do Paraná (DCE) para a disciplina de Química, apontam
algumas metodologias para superação de problemas que estão
entre as principais causas nas dificuldades em se fazer um ensino
de qualidade real e que leve a uma alfabetização científica. Dentre
eles, podemos destacar: a importância da abordagem experimental;
a contextualização; considerar os saberes populares e o senso
comum para que não haja um distanciamento do que é ensinado
com a realidade do aluno, sem se fazer um ensino simplista; a
migração do esoterismo, que de certa forma é uma herança dos
alquimistas, para o exoterismo, cuidando com a forma do discurso e
com o excesso de formulismo na linguagem; tratar o conhecimento
de maneira histórica; trabalhar com textos científicos atualizados
que integrem os avanços da Ciência e, buscar avaliações em que
haja participação do aluno, considerando o processo.
Para haver uma superação nas dificuldades de se fazer um
ensino de Química com utilidade real, ultrapassando as abordagens
tradicionais, que às vezes levam o aluno, ao final da educação
básica, a ser um analfabeto científico, é necessário se (re)fazer uma
reflexão de que a Química não é uma Ciência de conteúdo estático,
pronto e acabado e levar em conta as questões sobre a construção
desse conhecimento.
A primeira função da escola é ensinar os conhecimentos
socialmente produzidos pelo homem ao longo da história. Para
alcançar este objetivo é necessária uma busca de conteúdos
significativos, com uma seqüência adequada, fazendo uma reflexão
crítica e (re)significação dos conteúdos curriculares para que estes
levem a uma verdadeira alfabetização científica e conseqüente
formação de cidadãos e cidadãs críticos. Para que isto seja
alcançado, faz-se necessário um aprofundamento dos conceitos
fundamentais da Química e compromisso dos professores em fazer
mudanças.
Na maioria das vezes os professores não sabem quem
selecionou os conteúdos contidos no currículo e porque eles foram
considerados importantes, dentro de uma imensidão de saberes e,
porque eles são necessários para a formação de cidadãos críticos.
Historicamente, os professores, em sua maioria, se acostumaram a
reproduzir, a transmitir esse saber, sem muito questionar, e é nesse
ponto que deve haver mudanças. Porém, no Paraná, os educadores
tiveram participação na construção em documentos que orientaram
o currículo, nas semanas pedagógicas, onde houve discussões e
debates, por três anos, e alguns representantes de cada núcleo
participaram de seminários e simpósios para a construção do
documento. É preciso que agora, os professores leiam, discutam,
conheçam a fundo estas diretrizes, aplicando em sua prática
pedagógica, propondo mudanças e fazendo um esforço no sentido
de “resgatar a especificidade da disciplina de Química; deixar de
lado o modo simplista como a disciplina de Química foi tratada nos
PCNs, entendida como área do conhecimento; e recuperar a
importância da disciplina de química no currículo escolar”.(DCE -
Química)
Segundo Beltran e Ciscato, 1991:
O conteúdo de Química é praticamente inesgotável. Cumpre ao professor fazer a escolha do que vai trabalhar com seus alunos. O programa deve ser amplo (...) porém a extensão não pode prejudicar a clareza dos conceitos, nem confundir suas conexões (...) É preciso trabalhar os conteúdos de maneira a incorpora-los definitivamente ao conhecimento do estudante.
Cada professor saberá adequar o ritmo de curso, tendo em
vista a capacidade de seus alunos, a disponibilidade de tempo e,
sobretudo do desenvolvimento harmônico dos assuntos.
Essa reflexão sobre os conteúdos curriculares nos leva a
observar que, muitas vezes, a extensão do programa é incoerente
ao número de aulas da grade curricular. Dessa forma, a seleção de
conteúdos é importante, priorizando conceitos fundamentais,
organizando-os em uma seqüência lógica, adequada, de forma que
instrumentalize o estudante e o leve a um posicionamento diante
da natureza e da sociedade.
“Ter noções básicas de química instrumentaliza o cidadão
para que ele possa saber exigir os benefícios da aplicação do
conhecimento químico para toda a sociedade (...) Saber como se
processa o conhecimento químico pode dotar as pessoas de um
pensamento crítico mais elaborado”. (Beltran & Ciscato, 1991)
O desenvolvimento do programa proposto deve ser assumido
pelo professor. Este, além de levar em conta o número de aulas
semanais, precisa observar também suas condições de trabalho,
perfil e interesse de sua clientela e as particularidades regionais.
Segundo Beltran & Ciscato (1991)
“O programa ideal deve ser amplo e pragmático. Deve-se fazer todo o possível para se ensinar muita Química, mas levando em conta que a extensão do programa não é a prova da qualidade dele. Essa prova é a sua unidade, sua lógica interna e sua capacidade de transmitir claramente ao aluno, permitindo-lhe também vislumbrar a própria construção do conhecimento químico.
Após essa comprometida análise dos conteúdos curriculares, é
necessário ter claro que objetivos se busca alcançar e que tipo de
aluno se quer formar, buscando metodologias e questionamentos
sobre os melhores caminhos que levam o cidadão a conhecer o
mundo em que vive, modificando-o e se modificando, para que,
dessa forma possa transformá-lo para melhor.
Para Chassot deve-se perseguir “alternativas para um ensino
com utilidade onde se busca mostrar uma educação através da
Química que: contribua para a alfabetização científica do cidadão e
da cidadã; faça a migração do esoterismo para o exoterismo, e
assim, facilite a leitura de mundo. (CHASSOT, 1995).
Para que contribua com a efetiva alfabetização científica do
cidadão, o ensino de Química deve inter-relacionar o conhecimento
científico e contexto social, para que o estudante se torne capaz de
compreender a realidade em que está inserido e assim, possa
transformá-la.
Nessa perspectiva, é importante um compromisso do
professor com o ensino-aprendizagem e com uma “busca de
alternativas para oferecer uma alfabetização científica aos homens
e mulheres, para fazê-los cidadãos e cidadãs mais críticos em nosso
continuado, mas aparentemente novo desafio” (Chassot, 2000)
Um dos principais instrumentos que busca fazer um ensino de
Química com utilidade, contribuindo para essa alfabetização
científica do cidadão, favorecendo a migração do esoterismo para o
exoterismo é a experimentação. “A Química, como todas as ciências
naturais, funciona à base de experiências e análise de dados,
através do que é possível formular teorias e enunciar leis cada vez
mais precisas a respeito do funcionamento do Universo.” (Espósito,
2003)
Um grave problema no ensino de química é tentar se construir
o conhecimento somente com aulas teóricas, seguindo muitas vezes
um livro texto. A experimentação é muito falada, mas, muitas vezes,
pouco colocada em prática. “Para Maldaner, a idéia de
experimentação é aquela formada na Universidade, que exige
condições dificilmente encontradas na escola de Ensino Médio. Daí a
necessidade de se refletir sobre o papel da experimentação no
contexto do ensino da Química”. (QNEsc, nº 25, maio, 2007,). O
professor encontra dificuldades em inter-relacionar aulas
experimentais apropriadas ao conteúdo trabalhado, mas, este
problema deve ser superado.
Segundo Vidal, (1986):
A Química é hoje uma Ciência experimental. Enquanto ciência, ela estrutura, através de teorias, os nossos conhecimentos de natureza. Reagrupa a multiplicidade das observações e das experiências respeitantes às transformações da matéria em conjuntos cujos elementos são unidos por meio de leis, por meio de relações de tipo explicativo. As teorias orientam as investigações para novas descobertas. A química aproxima-se também de uma técnica pelo seu caráter experimental. É por isso que seu objetivo consiste em dominar a Natureza, em modificá-la. Para isso, analisa e sintetiza corpos; por um lado, aqueles que a própria natureza produz, por outro, aqueles que as leis da Natureza tornam possíveis. Aspecto prático e aspecto teórico mais não fazem que caminhar lado a lado. Não só ombreiam um como outro.
A Química muitas vezes se apresenta abstrata, dogmática, por
sua própria caminhada histórica, herança também deixada pelos
alquimistas onde ela passou a ter um caráter esotérico. Faz-se
necessário e urgente que essa visão seja superada e que se lance
mão de novas metodologias para a desmistificação da disciplina.
A proposta de se fazer um trabalho onde a experimentação
seja uma prática cotidiana em sala de aula e no laboratório podem
ajudar neste sentido, “uma vez que as noções fundamentais para a
Química são muito abstratas, sugere-se que sejam utilizadas
atividades experimentais como apoio concreto e material para
auxiliar e fortalecer a conceituação. (QNEsc, nº 25, maio de 2007).
Com o acolhimento do aluno para chegar ao saber científico,
indo além do senso comum, da visão empírica, a experimentação é
estratégia de ensino que leva a uma aproximação qualitativa do
aluno na busca do conceito desejado, já que a proposta é sócio-
histórica.
Segundo Beltran & Ciscato (1991):
As atividades experimentais constituem um ponto crítico prioritário na análise dos problemas e na proposta de alternativas para o ensino. Como Ciência experimental que é ela exige para seu estudo, atividades experimentais (...) O objeto da Química compreende a natureza, e os experimentos propiciam ao estudante uma compreensão mais científica das transformações que nela ocorrem.
A importância da experimentação está em seu caráter
investigativo e pedagógico, auxilia o aluno na formulação de teses,
problematização, explicitação, discussão e na elaboração de novos
conceitos. Dessa forma, a abordagem experimental trará
significação aos conceitos químicos.
Os experimentos podem ser o ponto de partida para a
compreensão de conceitos e sua relação com idéias discutidas em
aula. Os estudantes, assim, estabelecem relações entre a teoria e a
prática e, ao mesmo tempo, expressam ao professor suas dúvidas.
Ainda que a palavra laboratório tenha como elemento de
composição o prefixo labor – realizar à custa de esforço ou trabalho,
trabalhar com cuidado -, a atividade laboratorial implica não
somente fazer com as mãos, sentir e experimentar, mas, também,
está relacionada à análise criteriosa e à articulação da teoria com a
prática.
“Uma aula experimental, seja ela com a manipulação do
material pelo aluno ou demonstrativa, não está associada a um
aparato experimental sofisticado, mas, sim, à sua organização,
discussão e análise, que possibilitam, interpretar os fenômenos
químicos e a troca de informações entre o grupo que participa da
aula”. (DCE)
Na verdade, não há necessidade de laboratórios muito
equipados. Muitos materiais podem ser elaborados e
confeccionados pelo próprio aluno o que o levará a um maior
interesse. Tendo o professor selecionado, construído, articulado
atividades experimentais significativas para cada assunto, estes
passam a fazer parte do contexto de sala de aula, levando teoria e
prática a caminharem juntas, já que é impossível separá-las, pois se
completam, reforçando e garantindo a solidez do conhecimento
adquirido. Isto faz parte do processo que leva o aluno a se relacionar
com os fenômenos sobre os quais estuda e o leva a sentir a
importância da experimentação em seu aprendizado, e, assim, os
conceitos serão (re)significados.
Sem experimentação e interpretação adequadas, a ciência é algo estático, livresco e sem desenvolvimento. Sem experimentação, o ensino de Química é apenas um arremedo do ensino, dogmático e sem atrativo, que afasta os alunos do estudo e compromete sua formação como cidadãos (...) As observações de laboratório devem ser sistematizadas cientificamente, ou seja, organizadas para fazer emergir os modelos e teorias. Tendo por alicerce as observações, os modelos e as teorias constituem os mais avançados e valiosos conteúdos do conhecimento. (Beltran e Siscato, 1991)
Para que este movimento aconteça, porém, é necessária uma
desestabilização do que se tem feito reservar tempo para organizar
aulas teóricas bem preparadas com produção de material a ser
utilizado, o que leva ao ganho de tempo, como transparências de
modelos, por exemplo, e aulas práticas significativas ao conteúdo
trabalhado. Cabe ao professor fazer o máximo para que na
construção do conhecimento pelo aluno, não falte elementos
básicos.
A experimentação como estratégia no Ensino de
Química
Algumas aulas experimentais realizadas pelos estudantes
partiram da problematização, pesquisa e análise dos resultados
observados. Sendo sugerida a fundamentação teórica,
procedimentos, objetivos da aula, os grupos fizeram inicialmente a
realização previa dos experimentos, contando com a supervisão da
laboratorista e a elaboração de questões que possibilitassem a
reflexão dos resultados e principalmente aquelas que remetem a
problemas sociais.
Todo resultado e modificações ocorridas foram anotados para
posterior análise e discussão entre os alunos, sendo que questões
devem ser elaboradas com o objetivo de elaborar explicações para
uma melhor compreensão do fenômeno investigado.
Com esse procedimento, o estudante se torna crítico,
questiona, propõem explicações diversas para o mesmo fenômeno,
interage com os colegas até que conceitos seja ressignificados.
1. Produção de etanol
Em 1975 foi lançado no Brasil o Programa Proálcool (Programa
Nacional do Álcool) cujo objetivo seria a diminuição gradativa da
dependência do petróleo importado. O etanol produzido pode ser
utilizado como combustível ou pode ser misturado à gasolina com a
vantagem de reduzir a produção de CO2 e aumenta a eficiência da
gasolina podendo então substituir os aditivos que são muito poluentes.
http://www.alcopar.org.br/estatisticas/merc_veic_alcool.htm
O etanol pode ser obtido da cana-de-açúcar, onde a sacarose
presente no caldo (garapa), sob a ação de leveduras, serão
fermentadas gerando etanol e dióxido de carbono.
O procedimento utilizado consiste em dissolver um tablete de
fermento biológico em água morna e adicionar a um litro de caldo de
cana, deixando a mistura em repouso por cinco dias. Após esse prazo
de “descanso” faz-se a destilação da mistura. O líquido obtido é uma
mistura de várias substâncias, entre elas o etanol é a principal.
A adição de leveduras, do fermento biológico produz enzimas,
tais como a Saccharomyces que transformam a sacarose (C12H22O11),
que é um dissacarídeo, em etanol. A transformação ocorre em duas
etapas:
Primeiro a sacarose se transforma em glicose e frutose, que são
monossacarídeos (C6H12O6) na presença da enzima invertase, segundo
a reação:
C12H22O11 C6H12O6 + C 6H12O6
Sacarose glicose frutose
Em seguida, glicose e frutose são fermentados, em presença da
enzima zimase, e o etanol é produzido com liberação de gás carbônico:
C6H12O6 + C 6H12O6 2 C2H5OH + 2CO2
Glicose frutose etanol gás
carbônico
A destilação é outro processo que pode ser trabalhado em aula
experimental para explicar vários conceitos básicos, tais como:
obtenção de álcoois, como foi realizada na prática acima, mudança de
estado físico, fracionamento do petróleo, extração de essências e
purificação de substâncias, considerando as diferenças em seus pontos
de ebulição.
Segundo Maria H. Beltran (QNEsc, nº 04, 1996):
Atualmente, a destilação, processo baseado nas diferenças entre os pontos de ebulição das substâncias, é adequadamente explicada pela idéia de que a matéria é formada partículas que se movimentam e interagem. O fracionamento do petróleo, a obtenção de álcoois e a extração de essências são apenas alguns exemplos de processos em que a destilação é empregada na indústria. Além disso, a destilação é um dos principais métodos de purificação de substâncias utilizadas em laboratório. Assim, a importância desse processo tão bem conhecido e claramente interpretado por meio de modelos sobre as partículas que constituem a matéria justifica sua inclusão em qualquer curso de química de nível médio.
Outro aspecto importante que pode ser explorado é ciclo da água
na natureza e soluções, considerando que a água na natureza não é
encontrada pura. O professor pode utilizar esse processo fazendo um
paralelo entre destilação e ciclo da água na natureza, enfocando o fato
que a água vaporiza sem poluentes e vai depender da contaminação
dos ecossistemas sua qualidade de potabilidade.
É de fundamental importância levar o cidadão e a cidadã a
refletir sobre sua responsabilidade diante da natureza.
Faz-se necessário a conscientização de que, enquanto o ser
humano não se envolver e partir para ações significativas, enquanto
ele estiver esperando pelos outros, pelo governo para tomar
providências, acreditar que não há motivo para pânico, o futuro do
planeta estará cada vez mais comprometido.
É importante levar à reflexão de que o desequilíbrio que tem
ocorrido na natureza é apenas um meio que o planeta tem de buscar
seu equilíbrio.
Somos apenas uma entre tantas espécies que habita este
planeta. Se não buscarmos reais ações para o respeito à natureza,
poderemos ser vomitados de sua face e, ele seguirá seu curso normal
e certamente voltará a se reorganizar. Outras espécies, mais
adaptadas, menos mercenárias permanecerão usufruindo das
maravilhosas condições aqui oferecidas, pois ele é único, é singular e
tem tudo o que os seres vivos precisam para viver confortavelmente.
Dos nove planetas do nosso Sistema Solar, a Terra é o único que
possui água em abundância e no estado líquido. Cerca de três quartos
da superfície terrestre são cobertos por essa substância, o que propicia
uma enorme biodiversidade. Sem ela é impossível a existência de vida
como nós a conhecemos.
A contaminação e a degradação dos recursos hídricos estão
comprometendo a qualidade da água potável e de todo meio ambiente,
tornando-se um grave problema ecológico.
Levando o estudante a conhecer efetivamente o problema pode
levá-lo a atitudes que busquem preservar, proteger e conservar esse
bem precioso com a consciência de que o desenvolvimento sustentável
é o que atende as necessidades do presente sem o comprometimento
do futuro do planeta e das próximas gerações poderá levá-lo a uma
efetiva aprendizagem com significação de conceitos e íntima relação
com o contexto social, histórico, político e econômico inter-
relacionando teoria e prática e, se apropriando do conhecimento
alcance consciência das sensíveis relações que existem na natureza
fazendo com que se esforce em mudar o mundo para melhor.
Podem-se sugerir também temas sobre como Brasil e Estados
Unidos competem pela dianteira na corrida dos combustíveis verdes,
apostando na cana-de-açúcar e no milho, suas respectivas matérias-
primas ou como Pequenos agricultores descobrem a fórmula para ficar
longe da bomba do posto e fabricam na propriedade seu próprio
combustível.
Construindo um destilador
O destilador pode ser construído em laboratório utilizando os
seguintes materiais e procedimentos:
Utilizando uma lâmpada de vidro transparente (incandescente),
quebre o fundo da lâmpada e retire o filamento de metal e seu suporte
de vidro. A lâmpada funcionará como balão de destilação. Tampe a
abertura com uma rolha fazendo um furo com diâmetro de uma
mangueira com cerca 0,5 cm.
Uma garrafa de plástico de 2,0 litros pode ser utilizada como
condensador, fazendo um furo em sua base e em seguida introduzindo-
se uma mangueira de cerca de 2,0 m de comprimento, procedendo, em
seguida, a vedação do furo com cola ou massa epóxi e acrescentando
água gelada ate o gargalo. A mangueira deve ser torcida de maneira
que fique enrolada em espiral e saindo pela boca da garrafa e
conectada à rolha da lâmpada. O suporte para o destilador poderá ser
feito com madeira e arame conforme esquema abaixo.:
Fonte:
Beltran e Ciscato,1991
Dentro da lâmpada que serve como balão de destilação é
recomendável colocar pequenos pedaços de porcelana para que
acidentes sejam evitados no momento da ebulição.
Podem ser sugeridas questões para discussão:
a) Quais são as mudanças de estado físico que ocorrem no
balão de destilação (lâmpada ) e no condensador
(mangueira)?
b) Equacione as reações envolvidas na transformação da
cana-de-açúcar em álcool.
c) Esquematize a aparelhagem de destilação utilizada em
laboratório de química.
Com esta aula outros aspectos podem ser explorados e
relacionados a conteúdos significativos. Pode-se sugerir, por exemplo,
a pesquisa sobre a produção do etanol nos alambiques enfocando
métodos tais como: moagem, liquefação, fermentação, destilação,
desidratação, desnaturalização do álcool e reaproveitamento das
sobras.
Outro aspecto importante são os benefícios econômicos trazidos
pela produção do etanol, que envolve a redução da dependência
internacional, geração de empregos, produção de combustível
alternativo diante da problemática dos combustíveis fósseis, domínio
da tecnologia pelo Brasil, entre outros.
Na questão ambiental estão as possibilidades de diminuição da
poluição do ar, utilização de combustível renovável, diminuição da
emissão de poluentes como o chumbo.
2. Determinação de Álcool na Gasolina
O objetivo a Alcançar é relacionar os conteúdos, mistura de
soluções, separação de misturas e concentração às aulas teóricas
oportunizando ao estudante a formar a observação da qualidade do
combustível disponibilizado pelos comerciantes e relacionar com a
ética profissional, cuja máxima diz, "não faça ao outro o que você
não quer que te façam", formando assim, uma consciência crítica.
Os recursos utilizados são laboratório e material de laboratório
ou mesmo a sala de aula. Os conteúdos que podem ser relacionados
nesta aula são: mistura de soluções, polaridade, separação de
misturas, concentração e o conceito interdisciplinar sobre ética e
cidadania.
Pelas normas vigentes, o litro de álcool hidratado que
abastece os veículos deve ser constituído, em volume, de 96% de
álcool e 4% de água. (Densidades em g/L: álcool = 800, água =
1000).
Utilizando uma proveta de 100 mL acrescenta-se um volume
de 50 mL de gasolina e 50 mL de água (solução 1/1) agitando o
sistema e anotando a quantidade final de gasolina e água. A fase
aquosa sofrerá um aumento de volume pelo fato do álcool ser mais
solúvel em água que em gasolina.
Como atividade para avaliação poderá ser calculado:
a) o volume de álcool que estava dissolvido na gasolina
usando a operação:
Válcool = Vinicial de gasolina - Vfinal da gasolina
b) A porcentagem do álcool na amostra da gasolina. Utilize a seguinte relação:
Vinicial de gasolina ---------------- 100%
Válcool dissolvido ------------------ X(quantidade de álcool na gasolina)
O ideal é fazer o teste utilizando várias amostras recolhidas
de diferentes postos e diferentes distribuidoras para se fazer uma
comparação.
Após terem sido feitos os cálculos as observações e reflexões
sobre os resultados é importante questionar sobre a problemática
da ética e respeito às normas vigentes a verificação do
cumprimento ou não das normas do Conselho Nacional do Petróleo
(CNP) por diferentes postos de gasolina da cidade e sugerir formas
de conter o não cumprimento das normas vigentes.
Para contextualizar ainda mais os temas, propor questões de
atualidades pode aumentar o interesse. São alguns exemplos:
Questão 01:
O etanol é um combustível considerado como uma das melhores
alternativas renováveis ao petróleo. A opção pelo etanol como
alternativa mais amigável ao meio ambiente do que a gasolina está
apoiada no fato de que
(A) as lavouras de cana-de-açúcar consomem CO2
(B) a queima o etanol em motores biocombustíveis não produz CO2
(C) o catalisador usado nos carros a etanol impede a formação de CO2
(D) o etanol contribui, de forma permanente, para o aumento da
concentração atmosférica de CO2
(E) a combustão do etanol, independente da quantidade e das
condições em que se realiza, é completa.
http://www.vunesp.com.br/vestibulares/uabc0601/ConhecGerais.pdf
Questão 02
A adulteração da gasolina visa à redução de seu preço e compromete o
funcionamento dos motores. De acordo com as especificações da
Agência Nacional de Petróleo (ANP), a gasolina deve apresentar um
teor de etanol entre 22% e 26% em volume.
A determinação do teor de etanol na gasolina é feita através do
processo de extração com água.
Considere o seguinte procedimento efetuado na análise de uma
amostra de gasolina: em uma proveta de 100 mL foram adicionados 50
mL de gasolina e 50 mL de água. Após agitação e repouso observou-se
que o volume final de gasolina foi igual a 36 mL.
De acordo com as informações acima, assinale a(s) proposição(ões)
CORRETA(S).
01. A determinação de etanol na amostra em questão atende as
especificações da ANP.
02. A parte alifática saturada das moléculas de etanol interage com as
moléculas dos componentes da gasolina.
04. A água e o etanol estabelecem interações do tipo dipolo
permanente-dipolo permanente.
08. No procedimento descrito acima, a mistura final resulta num
sistema homogêneo.
16. As interações entre as moléculas de etanol e de água são mais
intensas do que aquelas existentes entre as moléculas dos
componentes da gasolina e do etanol.
32. Água e moléculas dos componentes da gasolina interagem por
ligações de hidrogênio. http://www.vestibular2007.ufsc.br/
Bafômetro
É um tema atual e importante que desperta interesse,
considerando que para combater motoristas embriagados no
trânsito, a polícia vem utilizando desses aparelhos.
Ao ingerir bebida alcoólica, o álcool é levado a todas as partes
do corpo pela corrente sanguínea, comprometendo a capacidade da
pessoa em dirigir um veículo, considerando que a intoxicação atinge
o sistema nervoso afetando a coordenação motora e os reflexos.
O condutor do veículo suspeito deve soprar através de
instrumentos chamados bafômetros, que indicará se está
embriagado e o grau de embriagues.
O material utilizado será o ácido sulfúrico, dicromato de
potássio, álcool etílico, essência de hortelã e vinagre.
O ácido sulfúrico deve ser diluído a 20 mL/L e a concentração
do dicromato de potássio 0,1 mol/L, misturados na proporção de 1:1
e apenas algumas gotas de álcool.
O que ocorre no bafômetro, em presença de álcool, é uma
reação de oxidação do álcool em aldeído e a redução do dicromato
(alaranjado) a cromo III (verde).
• Equações da reação química que ocorre no bafômetro portátil (QNEsc, nº 5, MAIO 1997):
K2Cr2O7(aq) + 4H2SO4(aq) + 3CH3CH2OH(g) Alaranjado incolor
Cr2(SO4)3(aq) + 7H2O(l) + 3CH3CHO(g) + K2SO4(aq)
Verde incolor
• Equação na forma iônica:
Cr2O72-(aq) + 8H+(aq) + 3CH3CH2OH(g)
2Cr3+(aq) +7H2O(l) + 3CH3CHO(g)
A essência de hortelã e o vinagre foram utilizados por
sugestão de alguns estudantes que queriam comprovar se estes
produtos realmente disfarçavam o álcool presente no organismo.
O procedimento utilizado investigou quatro situações
diferentes:
1º) 1 ml de dicromato de potássio (alaranjado) foi colocado
em um tubo de ensaio juntamente com 1 ml de ácido sulfúrico e
algumas gotas de álcool etílico;
2º) 1 ml de dicromato de potássio (alaranjado) foi colocado
em um tubo de ensaio juntamente com 1 ml de ácido sulfúrico e
algumas gotas de álcool etílico acrescentando bala de hortelã;
3º) 1 ml de dicromato de potássio (alaranjado) foi colocado
em um tubo de ensaio juntamente com 1 ml de ácido sulfúrico e
algumas gotas de álcool etílico acrescentando vinagre;
4º) 1 ml de dicromato de potássio (alaranjado) foi colocado
em um tubo de ensaio juntamente com 1 ml de ácido sulfúrico e
sem álcool.
Feito o experimento, todas as observações e resultados foram
anotados em uma tabela:
Experimento Odor CorSomente com álcool Álcool VerdeÁlcool com essência
de hortelã
Hortelã Verde
Álcool com vinagre Vinagre VerdeSem álcool ___________________ Alaranjado
O mesmo procedimento foi repetido usando o álcool produzido
pelo alunos para comparação de resultados e comprovação do teor
alcoólico da mistura produzida na primeira aula experimental.
Após observações e reflexões sobre os resultados é
importante questionar sobre a problemática do álcool e trânsito e
também a respeito da atitude de alguns condutores de veículo que
tentam burlar a lei utilizando artifícios que mascarem a presença de
álcool no sistema circulatório.
O professor pode apresentar tabelas que apresentem as
estatísticas de acidentes no trânsito por responsabilidade de
motoristas alcoolizados, quantas vítimas fatais e, até dados sobre o
quanto o Estado gasta com o tratamento de pessoas feridas nestes
casos ou até mesmo encaminhar para que estes dados sejam
pesquisados pelo alunos.
RESULTADOS
Esse modo de trabalho foi muito positivo, pois, além de ter
sido atividades prazerosas, teve reflexos no desempenho escolar. Ao
serem feitas avaliações quantitativas, a média da classe aumentou
de 56 no primeiro bimestre para 72, no segundo. Este avanço no
desempenho pode ser associado ao aumento da atenção do aluno
referente ao tema escolhido e conseqüentemente aumento do
rendimento.
Estas aulas experimentais, entre outras, foram aplicadas aos
alunos do terceiro ano do Ensino Médio. O que se pode observar foi
o interesse e o empenho com que desenvolveram seus trabalhos.
Pesquisaram, testaram previamente as aulas com a colaboração da
laboratorista questionaram, buscaram sanar as dúvidas com auxílio
do professor e finalmente puderam fazer discussão e leitura
consciente dos resultados, (re)construindo conceitos concluindo o
trabalho com entrega de relatório.
CONCLUSÕES
As aulas experimentais interessam ao estudante, eles se
engajam e participam das atividades com muito empenho e
entusiasmo, sentem prazer em desenvolver o experimento e isto faz
com que o conhecimento seja construído.
A aceitação e o entusiasmo do aluno dependem, porém, da
condição que ele possui de estar apto a aprender, que é um
posicionamento dele diante do conhecimento. Dessa forma,
envolve-lo, depende do incentivo do professor propondo e
desenvolvendo temas instigantes, atuais, metodologias
satisfatórias, procedimentos otimizados na questão do material
utilizado, simplificado e com possibilidade de tempo para realização
do experimento e discussão dos resultados.
Para um mesmo experimento muitas relações são feitas e
perguntas relevantes aparecem dos grupos no desenvolvimento das
aulas. Saber descrever procedimentos, elaborar perguntas e propor
soluções para resolvê-las são questões fundamentais e conduzem à
formulação de teses, problematização, desenvolvimento de idéias,
discussão e na construção de novos conceitos propiciando ao
estudante ao desenvolvimento do conhecimento científico.
O maior contratempo observado é a carga horária pequena e
o número excessivo de alunos em sala, o que complica o
acompanhamento adequado aos grupos. Para superar este
obstáculo é preciso ter bem clara a proposta curricular, organizar
bem o Plano de trabalho Docente fazendo a reflexão crítica dos
conteúdos curriculares a serem trabalhados e, preparar as aulas a
serem ministradas, de forma que alcance o objetivo esperado.
Nesta turma, onde o projeto foi desenvolvido integralmente,
os resultados foram bem satisfatórios e deve-se levar em
consideração que se tratava de uma turma com número adequado
de alunos para trabalhar no laboratório.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
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