Baixe projeto de educação em quimica e outras Manuais, Projetos, Pesquisas em PDF para Química, somente na Docsity! 1 - Introdução A educação desde a implantação da Lei de Diretrizes e Bases está passando por um processo de renovação. A ampliação desta legislação é encontrada nas novas pedagogias descritas nas diretrizes para o Ensino Médio, expressas no documento do Ministério da Educação através dos Parâmetros Curriculares Nacionais (PCN) e no Programa Sociedade da Informação, do Ministério da Ciência e Tecnologia, que estão impulsionando o desenvolvimento de cursos de formação de professores valorizando o uso das Ciências, Tecnologia e Sociedade (CTS). A escola é considerada, tradicionalmente, uma fonte de cultura e conhecimento. Contudo, as novas diretrizes colocam a escola, também, como fonte de “competências que devem ser adquiridas ou reconhecidas e desenvolvidas” e dentre essas competências se encontra o uso das tecnologias dentro da sala de aula (Alarcão, p.12, 2003). Sendo assim, é importante valorizar o trabalho do professor utilizando recursos tecnológicos já que a “Educação é o elemento-chave para a construção da sociedade da informação”, além de ser necessária de uma forma contínua na vida de qualquer cidadão(Takahashi, p.7, 2000). Na integração das inovações da CTS com a área educacional diferentes usos da tecnologia são possíveis, entre eles, os ambientes educacionais via internet. Tais ambientes disponibilizam textos, imagens e sons para estimular a aprendizagem com tarefas e apoio pedagógicos, além da troca de experiências com outras pessoas que estejam usando o mesmo ambiente (Lyra et al.,2003). Paralelamente, os PCN, direcionados para o Ensino Fundamental, consideram o Meio Ambiente como tema transversal obrigatório, destacando a necessidade de um estudo contextualizado e não-enciclopédico das disciplinas. Como a Química é considerada uma das disciplinas de grande dificuldade de aprendizagem, e ao mesmo tempo diversos assuntos são tratados nessa ciência, com várias questões e aplicações práticas no dia-a-dia do aluno, a criação e utilização de ferramentas dinâmicas podem auxiliar o ensino-aprendizagem desta disciplina. Assim, a fim de discutir as aplicações práticas das fundamentações acima citadas e atender a demanda de futuros profissionais da educação que saibam utilizar as CTS, este projeto descreve a utilização do uso de indicadores naturais para o Estudo de Ciência Química das espécies de plantas, flores e frutas possuem substâncias coloridas em sua seiva que mudam de cor conforme o pH do meio em que estão inseridas, sugerindo que tais espécies podem atuar como indicadores ácido-base. Estes indicadores naturais estão se revelando como um providencial recurso didático utilizado em algumas regiões do país que não dispõe de indicadores universais (Mazali, C. A. I, ; Ferraz. F.; Voegel, I. C.; Sá, A. B., 2006). Baseando-se nesse fenômeno foram investigadas as seguintes espécies: repolho-roxo, abacate (caroço), açafroa (raiz), beterraba (raiz), romã (polpa). Esse estudo teve como objetivo estudar e avaliar os extratos dos indicadores naturais de pH das espécies vegetais, visando o comportamento ácido-base em escala de pH e titulações ácido-base como uma alternativa simples e de baixo custo para o ensino de química no ensino médio. Soluções ácidas e básicas estão presentes no quotidiano de todos nós. Exemplo muito próximo de ácido é o ácido clorídrico (HCl) presente em nosso estômago que participa da digestão dos alimentos, as frutas azedas como o limão, vinagre, etc. Já as bases podem ser exemplificadas por frutas verdes que possuem o sabor adstringente, como a banana e o caqui verde. Através desses exemplos bastantes presentes no dia- a-dia dos alunos é possível explicar cientificamente o que são as substâncias ácidas e básicas assim como o pH.O pH é a concentração de íosn H+ em uma determinada solução. Esse índice pode variar de 0 a 14, onde as soluções ácidas tem pH próximo de 0 e as soluções básicas pH próximo de 14. Já as soluções neutras tem pH 7.Os indicadores ácido-base são substâncias químicas que quando adicionado à uma solução indica se ela é ácida ou básica de acordo com seu pH. Geralmente os indicadores são ácidos ou bases fracas que ao se unirem aos íons H+ ou OH- mudam de cor devido uma alteração em sua configuração eletrônica. Os indicadores ácido-base são recomendados para verificações rigorosas do pH. Num caso, mais rigorosas deve se usar um pHmetro que é um aparelho medidor de pH. Também é encontrado em lojas especializadas os papéis indicadores universais. 2 - Tema e Situação-problema 2.2 - Tema O estudo das ciências possibilita ao homem conhecer a si próprio, entender suas relações com os demais seres vivos, e desvendar os fenômenos que se manifestam no meio ambiente. Enfim, abre novas perspectivas para que possa viver com qualidade e dignidade, nesse mundo cada vez mais globalizado. O professor de Ciências deve ser capaz de promover o aprofundamento dos conhecimentos científicos e do desenvolvimento tecnológico, assim como estabelecer relações entre a ciência e o desenvolvimento da tecnologia. No mundo atual, as transformações advindas do processo de globalização podem levar a sociedade a requerer níveis superiores de reflexão, particularmente em relação ao estudo das ciências e à aplicação de novas tecnologias, de modo a contribuir para uma melhor qualidade de vida e, em conseqüência, para o verdadeiro exercício da cidadania. Portanto, a química é um tema que vem sendo explorado por outros autores da área de ensino de ciências. A proposta do projeto inclui um estudo do uso do extrato de repolho roxo como indicador de pH, elaborando uma escala de cores e testando o pH de materiais de uso doméstico.Lima et al. (1995) utilizaram o extrato de repolho roxo para demonstrar o efeito tampão de comprimidos efervescentes.Cavalheiro et al. (1998) apresentaram o uso de pigmentos extraídos de flores no ensino de Química. Já Gouveia-Matos (1999) realizou um estudo que trata da mudança das cores de extratos de flores e do repolho roxo. Soares et al. (2001) destacaram a aplicação de extratos brutos de flores e casca de feijão preto em aulas experimentais de volumetria ácido-base. Recentemente, Terci e Rossi (2002) relataram as escalas de cores para diferentes pHs dos extratos de amora, jabuticaba, jambolão e uva. Logo, os extratos de alguns vegetais também fazem o papel de indicador ácido-base natural, como exemplo, utilizaremos o repolho roxo no experimento, mas podem ser usadas as soluções aquosas de chá- preto, de beterraba, de brócolis, de rabanete e da pêra, dentre outros. 2.3 - Situação-problema O gosto de frutas podem nos mostrar se ela é ácida ou básica. Por exemplo: O limão e a laranja são frutas ácidas, enquanto que a banana verde e o caqui verde tem um sabor adstringente - uma das características de substâncias básicas. Mas nem sempre podemos colocar na boca uma determinada substância para provar se ela é ácida ou básica, pois elas podem ser nocivas para a saúde e ao ser ingeridas podem até mesmo serem fatais. 3.1 - Objetivos Específicos Realizar um experimento que explique o que são substâncias acida e básica; Construir uma tabela utilizando como indicador o extrato de repolho-roxo para medir o pH de substâncias utilizadas no dia-a-dia. 4.0 - Metodologia 4.1 - Sujeitos do projeto Destinado a alunos do 1º ano do ensino médio com faixa etária entre 14 - 16 anos. 4.2 - Tempo didático Este projeto será desenvolvido em 6 hora/aulas de 50 minutos cada. 4.3 - Recursos Didáticos 4.3.1 - Recursos Didáticos – teórico Textos, data show, quadro branco e pincel para quadro branco. 5.4 - Estrutura das Atividades Teórica e Experimental 5.4.1 - Atividade Teórica: uma abordagem histórica. Indicadores visuais são substâncias capazes de mudar de cor dependendo das características físico químicas da solução na qual estão contidos, em função de diversos fatores, tais como pH, potencial elétrico, complexação com íons metálicos e adsorção em sólidos. Podem ser classificados de acordo com o mecanismo de mudança de cor ou os tipos de titulação nos quais são aplicados(Hawkins, S.; Ravenscroft, M.; Schulz, G., 1989). Os indicadores ácido-base ou indicadores de pH são substâncias orgânicas fracamente ácidas (indicadores ácidos) ou fracamente básicas (indicadores básicos) que apresentam cores diferentes para suas formas protonadas e desprotonadas; isto significa que mudam de cor em função do pH(Baccan, N.; Andrade, J. C.; Godinho, O. E. S.; Barone, J. S.,1979). O uso de indicadores de pH é uma prática bem antiga que foi introduzida no século XVII por Robert Boyle(Boyle, 1972). Boyle preparou um licor de violeta e observou que o extrato desta flor tornava-se vermelho em solução ácida e verde em solução básica. Gotejando o licor de violeta sobre um papel branco e, em seguida, algumas gotas de vinagre, observou que o papel tornava-se vermelho. Assim foram obtidos os primeiros indicadores de pH em ambas as formas: solução e papel(Oesper, R. E.1964). Nesta época, o conceito de ácidos e bases ainda não estava formalizado. Isto só veio a ocorrer numa primeira tentativa cientificamente reconhecida, no século XIX, por iniciativa do químico sueco Svante Arrhenius(Arrhenius, ,1887) . Entretanto, ainda no século XVII, Boyle empregava a seguinte descrição: "Ácido é qualquer substância que torna vermelho os extratos de plantas". A partir dos trabalhos de Boyle, publicações sobre o uso de extratos de plantas como indicadores tornaram-se freqüentes. Os extratos mais utilizados nesta época eram os de violeta e de um líquen, Heliotropium tricoccum, chamado em inglês de "litmus" e em francês "tournesol"( Bányai, E.,1972) Durante o século XVIII, notou-se que nem todos os indicadores apresentavam as mesmas mudanças de cor. Em 1775, Bergman escreveu que extratos de plantas azuis são mais sensíveis aos ácidos, ou seja, possuem uma variação gradual de cor, que pode diferenciar ácidos fortes de fracos. Por exemplo, ácido nítrico torna o extrato vermelho, já o vinagre não. E quando se trabalha com extrato de litmus, esta mudança gradual de cor para ácidos de diferentes forças não é observada .( Berg, T. ,1775) Em 1767, Willian Lewis usou, pela primeira vez, extratos de plantas para a determinação do ponto final em titulações de neutralização. Antes disso, os extratos obtidos a partir de diversas espécies de plantas só tinham aplicação para a análise qualitativa de águas minerais mencionadas por Boyle, Iorden e duClos (DuClos, S.; Iorden, E.; Boyle, R., 1972) Em 1835, Marquat, realizando estudos com diversas espécies vegetais, propôs o termo antocianinas (do grego: anthos = flores; kianos = azul) para se referir aos pigmentos azuis encontrados em flores (Ikan, R. 1969). Somente no início do século XX, Willstätter e Robinson relacionaram as antocianinas como sendo os Solução 1 5 mL de água destilada + 5 de gotas de vinagre + 5 mL de solução de repolho roxo 2 5 mL de álcool + 5 mL de solução de repolho roxo 3 5 mL de água destilada + 5 mL de solução de repolho roxo 4 5 mL de água destilada + 1 gota de detergente com amoníaco + 5 mL de solução de repolho roxo 5 5 mL de água destilada + 5 gotas de detergente com amoníaco + 5 mL de solução de repolho roxo Teste de pH em diferentes substâncias Para fazer o teste de pH devemos realizar os seguintes passos: Rotular 6 tubos de ensaio; Acrescentar 5 mL de água destilada e 5 mL de solução de repolho roxo em cada tubo de ensaio. Em cada tubo acrescentar 5 gotas das seguintes substâncias: Tubo de ensaio Solução acrescentada 1 Xampu 2 Leite 3 Suco de limão 4 Detergente liquido 5 Solução aquosa de sabão em pó 6 Clara de ovo Depois classificar as substâncias como ácidos fortes ou fracos e bases fortes ou fracas; Fizemos uma escala de pH entre as substâncias analisadas. 5.5 - Estrutura da Atividade Audio-Visual Recomendam-se os vídeos: http://www.youtube.com/watch?v=Y8XLpQHd3zQ http://www.youtube.com/watch?v=gzQRDNJtqIU 6.0 – Conclusão A aula prática utilizando como tema os corantes naturais mostrou-se eficiente no seu objetivo de despertar o interesse do aluno do Ensino Médio pela Química. A atividade proporcionou a abordagem e discussão de conteúdos da Química, bem como sua relação com aspectos da vida cotidiana dos alunos. Desta forma, alcançou-se uma grande participação dos alunos, decorrente de sua maior motivação e interesse. Na atividade escolar, o tratamento descontextualizado de problemas científicos tem se mostrado com 0 0 1 Ffre quência improdutivo para promover a aculturação dos indivíduos na prática das comunidades científicas. Investigações recentes sobre aprendizagem apontam para a impossibilidade de separar o que 0 0 1 Fé aprendido da forma como isso é aprendido e usado, Autores como Brown e cols. (1989) su gerem que 0 0 1 F 0 0 1 Fo desenvolvimento de determinadas estruturas ló gicas não confere compe tência aos sujeitos para lidar com problemas diferentes, mesmo que eles demandem a mesma lógica subjacente, já usada em outras 0 0 1 F 0 0 1 F 0 0 1 Fcircunstân cias. O conhecimento depen de, pois, da situação em que é apren dido e usado. Assim, 0 0 1 F 0 0 1 Fatividade, con teúdo e contexto são vistos como inter dependentes. Pode-se concluir que os extratos das espécies estudadas apresentam potencialidades didáticas para a demonstração dareversibilidade do equilíbrio químico e do comportamento de substâncias naturais como indicadores em titulações para o sistema ácido forte/base forte, ácido fraco/-base forte e ácido forte/base fraca. Iorden, E.; A Discourse of Natural Bathes and Mineral Waters, 2nd ed., London, 1632 [ Links ]apud Bishop, E., ed.; Indicators; Pergamon Press: Oxford, 1972, p. 8. Boyle, R., Short Memoirs for the Natural Experimental History of Mineral Waters, London, 1684 [ Links ]apud Bishop, E., ed.; Indicators; Pergamon Press: Oxford, 1972, p. 8. Ikan, R.; Natural Products - A Laboratory Guide, Israel University Press: Jerusalém, 1969, p. 17. [ Links ] Willstätter, R.; Everst, A. E.; Justus Liebigs Ann. Chem. 1913, 401, 189. [ Links ] Pratt, D. D.; Robinson. R.; J. Chem. Soc. 1922, 1577. [ Links ] Timberlake, C. F.; Bridle, P. Em The Flavonoids; Harbone, J. B.; Mabry, T.J. 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