O Show da Química: motivando o interesse científico

O Show da Química: motivando o interesse científico

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Quim. Nova, Vol. 29, No. 1, 173-178, 2006 Educação

*e-mail: alberico@iqsc.usp.br

Agnaldo Arroio Departamento de Artes e Comunicação, Centro de Educação e Ciências Humanas, Universidade Federal de São Carlos, 13560-970 São Carlos - SP Káthia M. Honório, Karen C. Weber, Paula Homem-de-Mello, Maria Teresa do Prado Gambardella e Albérico B. F. da Silva* Departamento de Química e Física Molecular, Instituto de Química de São Carlos, Universidade de São Paulo, CP 780, 13560-970 São Carlos – SP

Recebido em 14/12/04; aceito em 19/5/05; publicado na web em 1/12/05

THE CHEMISTRY SHOW: MOTIVATING THE SCIENTIFIC INTEREST. The aim of this article is to provide the understanding of the chemical world that underlies everything around us by introducing basic chemical concepts and their everyday applications. The specific topics presented were selected according to their relevance and their ability to be presented as an exhibition. This format is based on the visual effects that help the public to see abstract descriptions in a concrete form. In addition, a soundtrack is used to stimulate the affective intelligence and relax the public. According to the results obtained here, we can conclude that chemical demonstrations, combined with music, help the presentation of scientific topics and motivate and facilitate the “chemistry communication”.

Keywords: chemical demonstrations; informal education; chemistry communication.

As Ciências Básicas (Química, Física e Matemática) soam como carreiras que não despertam interesses nos jovens por diferentes razões: ou porque nossa sociedade ainda valoriza apenas a tríade Medicina-Engenharia-Direito, ou porque o desenvolvimento científico ainda não é visto como um tema nacional como a Economia e a Política, ou mesmo porque ser professor de Ciências está vinculado à educação, cujos valores e importância para o desenvolvimento e a soberania de uma nação não são priorizados. Enfim, as razões podem ser as mais diversas possíveis.

A maneira como a Química é abordada nas escolas pode ter contribuído para a difusão de concepções distorcidas dessa ciência, uma vez que os conceitos são apresentados de forma puramente teórica (e, portanto, entediante para a maioria dos alunos), como algo que se deve memorizar e que não se aplica a diferentes aspectos da vida cotidiana.

Os meios de comunicação também podem colaborar com esta distorção. Freqüentemente podem ser vistas na televisão propagandas oferecendo produtos que por serem naturais “não contêm química” e, assim, são mais saudáveis. Em outros momentos, a química é apresentada como a grande vilã contra o meio ambiente, pois dejetos químicos despejados nos rios e fumaças nas chaminés de indústrias são as principais imagens associadas à Química como fonte de poluição.

Não é novidade que os jovens não se interessem pela Química e que tenham esta visão distorcida, chegando a considerar que essa ciência não faz parte de suas vidas. Desta forma, verifica-se a necessidade da utilização de formas alternativas relacionadas ao ensino de química, com o intuito de despertar o interesse e a importância dos conceitos químicos presentes nos currículos escolares.

Babin e Koloumdjian1, em suas pesquisas com jovens frente à realidade da comunicação proveniente dos avanços da tecnologia, confirmam a hipótese de que “a invasão das mídias e o emprego de aparelhos eletrônicos na vida cotidiana modelam progressivamente um outro comportamento intelectual e afetivo nos jovens”. “Eles estão em outra”, afirmaram os autores, e isto significa outras necessidades, outras percepções, outros relacionamentos. A influência das mídias entre os jovens faz com que estes mudem seus padrões de referência, alterem suas relações consigo mesmos e com as circunstâncias sociais em geral, criando outras necessidades, envolvimentos, modelos de conduta e, porque não dizer, outros problemas que algumas escolas não estão preparadas para enfrentar.

Devido ao baixo interesse pelos cursos de Ciências Básicas nos últimos vestibulares, diferentes formas de motivar o interesse por temas científicos ainda nas escolas de ensino médio e fundamental foram estudadas. Com o intuito de divulgar de maneira informal a Química por meio de experimentos, bem como despertar a curiosidade e incentivar o interesse dos alunos por esta nobre área, foi elaborado o “Show de Química com Música”.

A escolha por esta modalidade (show de química com música) deve-se ao fato da força da linguagem audiovisual conseguir dizer muito mais do que captamos, chegando simultaneamente por muito mais caminhos do que conscientemente percebemos, fazendo com que encontremos dentro de nós uma repercussão em imagens básicas, centrais, simbólicas, arquetípicas, com as quais nos identificamos, ou que se relacionam conosco de alguma forma, segun- do Arroio e Giordan2 .

É consenso que a experimentação desperta interesse entre os alunos, independente do nível de escolarização3. Os experimentos demonstrativos ajudam a enfocar a atenção do estudante nos comportamentos e propriedades de substâncias químicas e auxiliam, também, a aumentar o conhecimento e a consciência do estudante de química4. Resgatando os experimentos demonstrativos de Shakhashiri5,6 e a idéia da divulgação da Química através de shows como os do grupo “Química em Ação”, coordenado pelo saudoso Prof. José Atílio Vanin7, que atingiu um público estimado em 50 mil pessoas através de três centenas de apresentações, buscamos preparar uma apresentação visando a divulgação da Química, principalmente para alunos do ensino médio, através de recursos visu-

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ais e sonoros da linguagem audiovisual, que fazem parte do universo destes alunos, estabelecendo assim uma comunicação mais efetiva através da sensibilização de suas atenções.

cionar mais de?”. Em princípio, e na prática, todo experimento

Durante a realização de experimentos demonstrativos, o conhecimento do professor sobre comportamento e propriedades do sistema químico, e a forma como o professor manipula os sistemas químicos funcionam como um modelo não somente de técnica, mas também de atitude. Experimentos demonstrativos envolvem geralmente maior participação dos estudantes e maior confiança em questões e sugestões tais como “O que acontecerá se você adidemonstrativo é uma situação em que os professores podem transportar suas atitudes sobre a base experimental de química e podem, deste modo, motivar os estudantes a realizarem experimentações adicionais, além de induzí-los a relacionar teoria e experimentação.

No processo de ensino-aprendizagem de química, professores e estudantes tomam parte em uma série complexa de atividades intelectuais. Estas atividades podem ser organizadas em uma hierarquia que indica sua complexidade crescente: observar fenômenos e aprender fatos; entender modelos e teorias; desenvolver habilidades de raciocínio e examinar a epistemologia química.

Essa hierarquia constitui a estrutura básica envolvida na aplicação de experimentos demonstrativos no ensino de química6. Evidentemente, os experimentos demonstrativos não devem ser considerados como substitutos para as aulas experimentais. No laboratório, os estudantes podem trabalhar com substâncias químicas e diferentes equipamentos e fazer suas próprias descobertas por ação mediada pelo professor, participando ativamente do processo de aprendizagem. Durante a realização dos experimentos demonstrativos, os alunos testemunham mudanças químicas que são manipuladas pelo professor. Portanto, o professor controla o experimento e explica os objetivos de cada passo e ambos os tipos de instrução são partes integrantes da educação que deve ser oferecida aos estudantes5 .

Em geral, as pessoas foram acostumadas a pensar e agir baseando-se no raciocínio lógico, linear e seqüencial, deixando de lado emoções, intuição, criatividade e capacidade de ousar soluções diferentes. Sendo assim, utilizam muito mais o hemisfério esquerdo do cérebro, considerado racional, deixando de usufruir os benefícios contidos no hemisfério direito, tais como imaginação, criatividade, generalidade, visão global, capacidade de síntese e facilidade de memorizar, dentre outras. Porém, através de técnicas variadas, pode-se estimular o lado direito do cérebro e buscar a integração entre os dois hemisférios, equilibrando o uso de nossas

A linguagem e a memória desenvolvem-se conjuntamente, uma se apoiando na outra. A aprendizagem relaciona-se com a linguagem por meio dos conteúdos que a memória traz à tona através da fala. Segundo Vygotsky9, existe uma inter-relação fundamental entre pensamento e linguagem, um proporcionando recursos ao outro. Desta forma, a linguagem tem um papel essencial na formação do pensamento e do caráter do indivíduo.

O uso de música apropriada, que diminui o ritmo cerebral, também contribui para que haja equilíbrio no uso dos hemisférios cerebrais. Músicas para relaxamento têm a mesma freqüência que um feto escuta e nos direciona automaticamente ao lado direito do cérebro, fazendo com que as informações sejam gravadas na memória de longo prazo. Portanto, o indivíduo encontra-se motivado e, conseqüentemente, muito mais receptivo à aprendizagem, pois sua inteli-

A utilização de experimentos demonstrativos associados à música, que estimulam tanto a percepção visual quanto a auditiva, aliados a uma divulgação da pesquisa científica, abordados de for- ma bastante simples e didática, são boas ferramentas para a desmistificação da Ciência no ensino médio e fundamental. Desta forma, neste trabalho, alguns experimentos demonstrativos foram apresentados a alunos de ensino médio e superior, juntamente com temas musicais, com o objetivo de avaliar o impacto deste tipo de atividade na divulgação da Química.

O projeto “Show de Química com Música” foi desenvolvido por alunos do programa de Pós-Graduação do IQSC/USP, com apoio da Comissão de Cultura e Extensão (CCEx) do IQSC/USP. Na primeira fase do projeto, os experimentos foram apresentados em três ocasiões distintas: recepção aos alunos ingressantes do Curso de Química do IQSC em 2003; visita de alunos do ensino médio ao IQSC, como parte do programa Casa Aberta da USP; I Feira das Profissões da USP – Campi Interior, realizada em São Carlos.

Após as apresentações, um questionário de avaliação das atividades foi aplicado aos alunos com a finalidade de obter a opinião dos mesmos e, assim, aprimorar as demonstrações, buscando sempre maior aproximação com os interesses dos alunos. Um total de sete experimentos demonstrativos foi utilizado nas três apresentações citadas acima: tornado, decomposição da água oxigenada, reação química “ativada” pela voz, “garrafa azul”, reação de Briggs- Rauscher, reação colorida e reação simulando a chuva ácida. A seguir, cada um dos experimentos realizados é descrito em maior detalhe.

Experimento 1. Tornado

A reação chamada de tornado é um equilíbrio de precipitação no qual duas soluções - A (2 g de Hg(NO3)2 e 100 mL de HNO3) e B (16 g de KI e 100 mL de H2O) - são misturadas levando à formação de um precipitado laranja, como está representado na Equação 1

O precipitado laranja inicial é o produto cineticamente favore- cido (HgI2), o qual apresenta coloração laranja e é insolúvel. O íon

HgI4-2 é termodinamicamente favorecido, o qual é incolor e solúvel. Sendo assim, um equilíbrio entre estas duas espécies (forma- ção do precipitado seguido pela dissolução do mesmo) é alcançado e, devido à agitação do sistema, um efeito semelhante a um tornado pode ser observado6. Esta reação foi acompanhada pela “Marcha” de “O Quebra-Nozes”, de Tchaikovsky, escolhida por apresentar alternância de volumes altos e baixos e dar a idéia de idas e voltas como em um tornado.

Experimento 2. Decomposição da água oxigenada

A segunda reação apresentada foi a decomposição da água oxigenada, que aborda conceitos sobre velocidade de uma reação química e utilização de catalisadores. A velocidade de uma reação química depende de numerosos fatores, como, por ex., concentrações dos reagentes, temperatura, catalisadores, etc. Um catalisador pode aumentar notavelmente a velocidade de uma reação química sem que ele próprio se altere quimicamente. Os catalisadores apresentam grande importância na indústria química, possibilitando ou acelerando reações que não seriam utilizáveis, na prática, sem a presença deles. São mais importantes ainda em reações bioquímicas, pois sem catalisadores as reações essenciais para o metabolis-

175O Show da Química: Motivando o Interesse CientíficoVol. 29, No. 1 mo ocorreriam tão vagarosamente que o mundo como nós conhe- cemos não existiria10 .

Neste experimento, observa-se a formação de espuma em grande quantidade, que pode ser colorida com a adição de anilinas. A espuma é um tipo de colóide em que um gás (neste caso o oxigênio) se encontra disperso em um líquido, isto é, tem-se um grande número de bolhas de gás espalhadas em uma superfície líquida com uma fina película de líquido separando as bolhas de gás entre si. A formação da espuma pode ser facilitada pela presença de detergentes que, à semelhança dos sabões, facilitam a formação de colóides do tipo da espuma. O presente experimento, muito simples, permite exemplificar esses conceitos de forma visual, o que pode auxiliar muito na compreensão dos conceitos discutidos.

Após a adição de um catalisador, ocorre a reação de decomposição da água oxigenada, representada pela Equação 2

Esta é uma reação cuja velocidade é acelerada utilizando catalisadores. Neste caso, o catalisador utilizado foi o iodeto de potássio, por meio do íon iodeto. As reações envolvendo o íon iodeto são apresentadas na Equação 3

O experimento foi realizado em provetas de 500 mL e em cada proveta foram colocados 20 mL de H2O2, 10 mL de detergente e algumas gotas de anilina (utilizamos uma coloração diferente para cada proveta). A seguir, foram adicionados 2 g de iodeto de potássio e, então, a decomposição se processou, gerando espuma de diferentes cores suficiente para preencher todo o volume da proveta.

A música escolhida para esta reação foi “Uma Noite sobre o

Monte Calvo“, de Mussorgsky. Esta música propicia uma sensação de catástrofe e explosão, oferecendo um clima apropriado para a “erupção” da espuma formada.

Experimento 3. Reação química “ativada” pela voz

A reação química “ativada” pela voz envolve óxidos ácidos. Os óxidos ácidos são formados por não metais (sendo neste caso compostos geralmente gasosos) ou por metais com número de oxida- ção elevado, como por ex. CrO3, MnO3, Mn2O7, etc. Estes ácidos são compostos moleculares e, em geral, solúveis em água. Nos óxidos ácidos, o oxigênio encontra-se ligado a um não metal através de ligações covalentes. Tais óxidos caracterizam-se por produzirem um ácido ao reagirem com água. A formação do ácido pode ser visualizada pela adição de um indicador.

Neste experimento foram adicionadas 4 gotas do indicador azul de bromotimol a 25 mL de álcool etílico em um erlenmeyer. A seguir, acrescentou-se uma gota de solução 1 mol L-1 de NaOH. A solução obtida apresentou uma coloração azulada e foi pedido aos alunos que pronunciassem algumas palavras no recipiente contendo a solução. O resultado observado após algumas palavras era a mudança na colora- ção da solução, ou seja, a cor passou de azul para verde10 .

A explicação para este fato é a seguinte: o azul de bromotimol é um indicador ácido-base que apresenta as seguintes colorações para faixas de pH: ácido (amarelo), neutro (verde) e básico (azul). Quando o hidróxido de sódio (base) é adicionado à solução contida no erlenmeyer, esta se torna básica. Durante o processo da respiração, quando expiramos liberamos boa quantidade de gás carbônico que é um óxido ácido. Este gás em meio aquoso produz ácido carbônico. Quando alguma palavra é pronunciada bem perto do erlenmeyer injetamos grande quantidade de ar contendo gás carbônico e este, em contato com a água, produz ácido carbônico conforme a Equação 4

(4)

A produção desse ácido vai neutralizando a solução que, inicialmente, é básica. O efeito visual da neutralização é a solução mudar sua coloração para verde. A equação de neutralização é dada por:

(5)

O experimento foi acompanhado pelo “Entreato I” e pela “Dança Boêmia”, ambos trechos de “Carmen” de Bizet.

Experimento 4. “Garrafa azul”

Um outro experimento realizado foi o da “garrafa azul”, no qual são abordados conceitos envolvendo óxido-redução, ação de catalisadores e dissolução do ar atmosférico em água. Neste experimento, uma garrafa de plástico transparente é parcialmente preenchida com um líquido de coloração rósea. Quando o líquido é agitado, uma coloração azul é adquirida. Após permanecer em repouso a coloração azul muda para rosa. Este ciclo rosa-azul-rosa, obtido pela seqüência agitação/imobilidade/agitação, pode ser repetido dezenas de vezes antes que o líquido se inutilize.

O procedimento para realização deste experimento é o seguinte: adicionar 180 mL de água destilada e 3,5 g de hidróxido de sódio na garrafa e agitar até dissolver completamente o hidróxido; a seguir, dissolver 6,0 g de glicose na solução de hidróxido de sódio e, então, acrescentar 70 gotas de azul de metileno 0,1%.

A glicose em meio alcalino é lentamente oxidada pelo oxigênio dissolvido em solução, formando ácido glicólico, conforme a Equação 6

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