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SimulaçãoLuminol

CONTEÚDOS DIGITAIS MULTIMÍDIA

Química1ª Série | Ensino Médio

Reações fotoquímicas

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Objetivo geral:

Abordar, através de um experimento, as reações de quimioluminescência usando o luminol.

Objetivos específicos:

Definir quimioluminescência;

Associar os fenômenos quimioluminescentes com o salto quântico dos elétrons na eletrosfera;

Citar a importância do uso da quimioluminescência na perícia técnica;

Explicar objetivamente a reação entre luminol e água oxigenada.

Pré-requisitos:

Não há pré-requisitos.

Tempo previsto para a atividade:Consideramos que uma aula (45 a 50 minutos) será suficiente para o desenvolvimento das atividades propostas.

Simulação (Software)

Tema: Luminol

Área de aprendizagem: Química

Conteúdo: Reações fotoquímicas

Conceitos envolvidos: camada de valência, catalisador, luminol,

quimioluminescência, química forense, substância oxidante.

Público-alvo: 1ª série do Ensino Médio

Coordenação Didático-Pedagógica

Stella M. Peixoto de Azevedo Pedrosa

Redação

Gabriel Neves

Revisão

Camila Welikson

Projeto Gráfico

Eduardo Dantas

Diagramação

Amanda Cidreira

Revisão Técnica

Nádia Suzana Henriques Schneider

Produção

Pontifícia Universidade Católica do Rio de Janeiro

Realização

Fundo Nacional de Desenvolvimento da Educação

Ministério da Ciência e Tecnologia

Ministério da Educação

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IntroduçãoLembramos que a simulação é um instrumento pedagógico

que tem como objetivo despertar o interesse dos alunos para

a matéria, transformando o processo de ensino-aprendiza-

gem em algo atraente e interessante sem perder de vista a

qualidade e a seriedade com que é transmitido o conteúdo.

Se você sentir necessidade de aprofundar seu conhecimento

sobre o tema tratado, não hesite em realizar sua própria

pesquisa. Agindo assim, certamente, o rendimento das au-

las será maior. Também é importante observar os requisitos

técnicos para a utilização do software:

Sistema operacional Windows, Macintosh ou Linux.•

Um navegador Web (Browser) que possua os seguintes •

recursos:

Plug-in Adobe Flash Player 8 ou superior instalado; ·

Recurso de Javascript habilitado pelo navegador. ·

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or Apresentação Do TemaApesar de não ser uma regra geral, quando se fala em experimentos químicos cria-se a expectativa da ocorrência de reações

com luzes e brilhos intensos no caso desta simulação, o objetivo principal é a demonstração de uma reação química que

brilha intensamente.

A quimioluminescência é a evolução dos estudos da bioluminescência. Bioluminescência trata do brilho gerado pelos vagalu-

mes, algo que seus alunos devem reconhecer ou até mesmo ter presenciado. A quimioluminescência trata da possibilidade de

fazer esta reação de luz brilhante através apenas de reagentes químicos, permitindo uma variedade de usos distintos e muito

úteis, sendo um dos mais famosos a aplicação na investigação de cenas de crime pela polícia.

Atividades – Na Sala De Computadores

Uma descoberta brilhante!

A palavra luminescência refere-se à propriedade de uma substância se tornar luminosa ao receber energia, logo, quando fala-

mos de quimioluminescência estamos falando de substâncias químicas que, ao reagirem umas com as outras, geram lumino-

sidade. Deve-se ter o cuidado de explicar que, na quimiluminescência, uma característica importante é o fato de ela não gerar

calor como outras fontes de luz (lâmpadas ou chamas, por exemplo).

A ausência de calor ocorre porque a quimioluminescência funciona de uma forma diferente. Explique que algumas moléculas,

ao serem irradiadas com uma energia eletromagnética específica, lançam de volta parte dessa energia na forma de luz. Quan-

do um elétron recebe energia, seja sob forma de luz ou calor, ele sobe um nível na camada de valência. Porém, ele fica instável

nessa nova configuração e o elétron acaba retornando, naturalmente, para a camada original, expelindo o restante da energia

– essa energia repelida chama-se fótons.

Nesta simulação, uma determinada substância vai emitir fótons a partir de uma reação de oxidação entre o luminol (C8H7N3O2), a

água oxigenada (H2O2) e o hidróxido de Sódio (NaOH).

professor!

Incentive a interdiscipli-

naridade. Pense em ati-

vidades que possam ser

realizadas em conjunto

com outros professores.

1.

2.

dica!

Saiba mais informações

sobre o brilho dos fótons

e o que eles são no artigo

de SANTOS, Pedro e

LORETO, Lúcio. Medidor

de Fluorescência Caseiro.

Revista Química Nova

Escola, vol. 31, nº 2, maio

de 2009, p. 150-154.

Disponível em http://

qnesc.sbq.org.br/online/

qnesc31_2/13-EEQ-

4508.pdf

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Antes de iniciar o experimento é interessante se deter na nomeação dos instrumentos utilizados.

Agitador magnético: é um aparelho que serve para agitar soluções. Dentro da solução coloca-se uma barra de metal magné-

tico que vai girar graças ao campo magnético criado pela base do agitador, garantindo deste modo uma agitação eficaz. Desta

forma é possível obter soluções homogeneizadas.

Suporte universal: é um suporte vertical com uma base retangular usada para dar sustentação e apoio para outras ferramen-

tas que precisam ser mantidas penduradas.

Equipamentos de Proteção Individual (EPI): vale ressaltar a importância do uso de EPIs em laboratório. Algumas substâncias

podem causar ferimentos nas pessoas que as manipulam. Por esse motivo é de grande importância que equipamentos de pro-

teção como luvas, óculos e jalecos sejam sempre utilizados.

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O experimento

Neste experimento, o primeiro passo foi fazer uma solução de luminol com água oxigenada em um meio alcalino. Você pode

dividir estes procedimentos em etapas, para simplificar a lição.

Primeiro passo: coloca-se uma quantidade de hidróxido de sódio (NaOH) em um béquer e adiciona-se uma quantidade de

luminol sólido na solução, sendo então agitada pelo agitador magnético para criar uma mistura homogênea. Esta nova solução

é guardada em um recipiente.

dica!

Peça que os alunos leiam

o artigo Um Prêmio Nobel

por uma Proteína Brilhan-

te, de VIVIANI, Vadim R.

e BECHARA, Etelvino J.

H. Revista Química Nova

na Escola, nº 30, novem-

bro de 2008, p. 24-26.

Disponível em http://

qnesc.sbq.org.br/online/

qnesc30/05-AQ-8408.pdf

Segundo passo: adiciona-se água oxigenada à solução de luminol e hidróxido de sódio. Em um novo béquer, também em

cima de um agitador magnético, adiciona-se uma mesma quantidade de água oxigenada e de solução de luminol.

O luminol, então, está ativado, pois está misturado a uma substância oxidante (água oxigenada) e a

um hidróxido metálico (hidróxido de sódio). No momento em que este composto entra em contato

com um catalisador, a reação da mistura tem sua velocidade aumentada. Existem muitas substâncias

que servem como catalisador e entre elas está o Ferrocianeto de Potássio.

O catalisador acelera a reação que está ocorrendo dentro da solução de luminol! Explique que o luminol

passa a perder nitrogênio e hidrogênio, ganhando oxigênio em seu lugar. Estes átomos de oxigênio

chegam com seus elétrons excitados (advindos da reação entre luminol e água oxigenada), tornando-os

instáveis e, eventualmente, lançando fótons (gerando luz). Porém, este brilho só pode ser visualizado

em ambientes escuros.

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Destaque a imagem do experimento no escuro, lembrando aos alunos que neste caso, a solução ficará luminescente.

Conclua lembrando que o luminol perde átomos de nitrogênio e hidrogênio, adquirindo átomos de oxigênio. Nesse processo

ele recebe também elétrons em estado energético excitado. Rapidamente, os elétrons excitados do produto da reação entre

luminol e água oxigenada voltam ao estado fundamental, liberando os fótons responsáveis pela luminosidade característica

do luminol.

Quimioluminescência: a luz da justiça

A quimioluminescência é regularmente empregada pelas forças policiais investigativas em crimes de difícil resolução. Muitas

vezes, o criminoso tenta ocultar seu delito “limpando” a cena do crime e removendo evidências como sangue ou outras subs-

tâncias. Como a química pode ajudar nisso?

Um dos usos da química na investigação forense é a identificação de machas de sangue na cena do crime. Isso é possível devi-

do ao ferro presente nas hemoglobinas.

dica!

A investigação da cena

do crime pelos peritos

da polícia é um tema que

pode despertar a curiosi-

dade e o interesse de sua

turma. Saiba mais sobre

essas investigações

lendo o artido de OLI-

VEIRA, Marcelo Firmino

de. Química Forense:

A utilização da química

na pesquisa de vestígios

de crime. Publicado na

revista Química Nova Es-

cola, nº 24, novembro de

2006, p. 17-19. Disponí-

vel em http://qnesc.sbq.

org.br/online/qnesc24/

ccd2.pdf

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O ferro age como um catalisador para a reação entre o luminol e a água oxigenada, ou seja, ele acelera a reação. Desta forma,

basta ter um composto (solução de luminol mais água oxigenada) recém produzido e borrifá-lo na cena do crime. Onde houver

sangue, haverá ferro, mesmo que tenha sido passado algum produto de limpeza. Assim, o composto irá reagir no lugar da

evidência (sangue) do crime.

É necessário que haja escuridão no local, para que possa ser observado o efeito luminoso da reação. Mas deve-se ter cuidado

com os chamados “falsos positivos”, pois a solução de luminol pode ser catalizada por outras substâncias de uso comum e coti-

diano. É por isso que os especialistas investigativos dedicam-se a estudos rigorosos na pesquisa das evidências do crime.

Atividades complementaresOrganize a turma em grupos e peça que realizem uma breve pesquisa sobre casos de crimes que foram solucionados graças

à química forense. Não é necessário que se obtenha detalhes muito profundos, apenas o suficiente para que o grupo possa

realizar uma apresentação sobre um dos usos práticos da química.

Proponha que os alunos, divididos em grupos, pesquisem reações quimioluminescentes e agende um dia para que cada gru-

po apresente a sua pesquisa.

AvaliaçãoA avaliação é muito mais do que simplesmente atribuir conceitos e notas. Considere a participação dos alunos, o levantamento

de dúvidas e questões pertinentes e a demonstração de interesse pela matéria.

professor!

Utilizar o bom humor

associado a situações

do dia a dia é uma forma

eficaz de aproximação e

identificação dos alunos

com o professor.

3.

4.

a)

b)

ANIMAÇÃO - SOFTWARE

EQUIPE PUC-RIO

Coordenação Geral do ProjetoPércio Augusto Mardini Farias

Departamento de Química Coordenação de Conteúdos José Guerchon Ricardo Queiroz Aucélio

Assistência Camila Welikson

Produção de Conteúdos PUC-Rio

CCEAD - Coordenação Central de Educação a Distância Coordenação GeralGilda Helena Bernardino de Campos

Coordenação de Software Renato Araujo

Assistência de Coordenação de Software Bernardo Pereira Nunes

Coordenação de Avaliação e Acompanhamento Gianna Oliveira Bogossian Roque

Coordenação de Produção dos Guias do ProfessorStella M. Peixoto de Azevedo Pedrosa

Assistência de Produção dos Guias do ProfessorTito Tortori

RedaçãoAlessandra Muylaert ArcherCamila Welikson Gabriel Neves

DesignAmanda CidreiraJoana Fellipe Romulo Freitas

RevisãoAlessandra Muylaert ArcherCamila Welikson