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Versão On-line ISBN 978-85-8015-075-9Cadernos PDE
OS DESAFIOS DA ESCOLA PÚBLICA PARANAENSENA PERSPECTIVA DO PROFESSOR PDE
Produções Didático-Pedagógicas
TÍTULO: “OBJETOS DE APRENDIZAGEM COMO RECURSOS DIDÁTICOS PARA
SIMULAÇÃO DE EXPERIMENTOS E ATIVIDADES DE INVESTIGAÇÃO EM QUÍMICA”.
Autor Elisangela Antonieta de Oliveira
Escola de Atuação CEEBJA - Centro Estadual de Educação
Básica para Jovens e Adultos. Prof. Manoel
R. da Silva
Município da escola Maringá
Núcleo Regional de Educação Maringá
Orientador Dr. Marcelo Maia Cirino
Instituição de Ensino Superior Universidade Estadual de Maringá - UEM
Disciplina/Área (entrada no PDE) Química
Produção Didático-pedagógica Unidade Didática
Relação Interdisciplinar (indicar, caso haja,
as diferentes disciplinas compreendidas no
trabalho)
Biologia
Público Alvo (indicar o grupo com o qual o
professor PDE desenvolveu o trabalho:
professores, alunos, comunidade...)
Alunos de coletivo
Localização (identificar nome e endereço
da escola de implementação)
CEEBJA - Centro Estadual de Educação
Básica para Jovens e Adultos. Prof. Manoel
R. da Silva – Rua Paranaguá, 430 – zona
sete – CEP: 87020-190 – Maringá – PR
Apresentação: (descrever a justificativa,
objetivos e metodologia utilizada. A
informação deverá conter no máximo 1300
caracteres, ou 200 palavras, fonte Arial ou
Times New Roman, trabalho 12 e
espaçamento simples)
O aluno tem aversão pela disciplina, para
decodificar os conteúdos complexos e torna
mais prazeroso sua descoberta. E utilizado
o objeto de aprendizagem como
instrumentos para a elaboração de
significados na Química.
Palavras-chave (3 a 5 palavras)
pH; objetos de aprendizagem (OAs); ácido e
bases; ensino de Química.
MATERIAL DIDÁTICO – UNIDADE DIDÁTICA
DADOS DE IDENTIFICAÇÃO
Professora: Elisangela Antonieta de Oliveira
Área PDE: Química
NRE: Maringá
Professor Orientador: Dr. Marcelo Maia Cirino
IES Vinculada: Universidade Estadual de Maringá – UEM
Escola de Implementação: CEEBJA - Centro Estadual de Educação Básica para
Jovens e Adultos. Prof. Manoel R. da Silva – Rua Paranaguá, 430 – zona sete –
CEP: 87020-190 – Maringá – PR
TEMA DE ESTUDO DO PROFESSOR PDE
“TECNOLOGIAS DE INFORMAÇÃO E COMUNICAÇÃO (TIC) APLI CADAS AO
ENSINO DE QUÍMICA”.
TÍTULO
“OBJETOS DE APRENDIZAGEM COMO RECURSOS DIDÁTICOS PA RA
SIMULAÇÃO DE EXPERIMENTOS E ATIVIDADES DE INVESTIGA ÇÃO EM
QUÍMICA”.
JUSTIFICATIVA DA PRODUÇÃO
A Química é uma ciência que está presente em nosso dia-a-dia, desde simples café
da manhã a coisas mais complexas como a elaboração de medicamentos. Apesar
de essa ciência estar tão próxima de nossa realidade, a maioria dos estudantes tem
grande aversão (ojeriza) pela disciplina. Acreditam que essa ciência é
desnecessária, e que não passa de um amontoado de símbolos e fórmulas que
devem ser memorizadas. Outra boa causa pelo repúdio, é que certos conteúdos
envolvem conceitos abstratos, complexos e conhecimento que se acumulam,
tornando essa disciplina difícil de ser entendida. Com isso, o educando passa a ter
dificuldade de aprendizagem dos conteúdos, não atingindo um desenvolvimento
intelectual.
Em relação às dificuldades citadas acima, cabe ao educador fazer uma
contextualização e experimentação em laboratório do conteúdo, e utilizar outros
recursos metodológicos pedagógicos como ferramenta para descodificar os
conteúdos complexo e tornar mais prazeroso a sua descoberta. E como sabemos
que nossos educando mais jovens nasceram e cresceram em contato com a era
digital e, por isso, não concebem o mundo sem tecnologia. E, em contrapartida, os
educando mais adultos, em sua grande maioria não têm acesso à tecnologia em sua
casa (em seu meio) e que a única oportunidade de estar interagindo com a era
digital (computador) será em sala de aula. E sabemos que a exclusão do mundo
digital e inclusão da ignorância. Pois, vivemos em uma sociedade que as
informações das atividades econômicas, política, social e cultural são divulgadas por
meio da comunicação informacional. Sem informação, o individuo vivera à margem
do mercado de trabalho e com raríssimas condições de subsistência. Sendo, que os
educando da Educação de Jovens e Adultos, que em sua grande maioria são
estudantes que não tiveram oportunidade de seguir os seus estudos, com o advento
da era moderna corre o risco de serem excluído do mundo digital.
Um experimento de química pode auxiliar na construção do conhecimento,
interagindo teoria e realidade, motivando o educando a questionar, formular
hipóteses, desenvolver formas de testá-las e modificá-las de acordo com os
resultados. Porém, nossa escola não possui espaço físico apropriado para isso.
Por isso, nessa proposta de intervenção será desenvolvido o conteúdo de
química em uma contextualização utilizando os recursos Tecnológicos de Informação
e Comunicação, conhecidas como TIC, em especial os objetos de Aprendizagem
(OA). A abordagem destes conteúdos se dará de acordo com as Diretrizes
Curriculares do Estado do Paraná para o Ensino de Química.
Ao desenvolver esse projeto na escola “Professor Manoel Rodrigues da Silva”
espera-se que ocorra uma melhoria da aprendizagem de química e que diminua a
exclusão digital, formando educando mais informados, crítico e que possam exercem
a cidadania.
OBJETIVO GERAL DA PRODUÇÃO
Utilizar e avaliar os resultados sobre Objetos de Aprendizagem como
instrumentos para a elaboração de significados na Química do Ensino Médio.
TIPO DE PRODUÇÃO DIDÁTICA - PEDAGÓGICA: UNIDADE DID ÁTICA
O desenvolvimento da unidade didática dar-se-á em etapas, pois o tempo
gasto em cada unidade depende muito da interação professor-aluno, que varia muito
com a realidade de cada escola. Cada aluno tem seu tempo de construção do
conhecimento o qual deve ser respeitado e compreendido, para que o estudante
estabeleça as relações necessárias.
Ao final de cada etapa será feita uma auto - avaliação, que servirá de subsidio
importante para orientar o desenvolvimento da etapa posterior. A avaliação será
durante todo o processo de utilização do Objeto de Aprendizagem, de uma maneira
contextualizada, contínua e dialógica, através de atividades desenvolvidas em
grupos ou individuais (avaliação formativa).
DESENVOLVIMENTO DA UNIDADE DIDÁTICA
1ª Etapa: Levantamento dos conhecimentos prévios do aluno.
Segundo Ausubel e colaboradores, a aprendizagem significativa ocorre
quando esta se relaciona as outras idéias, conceitos ou proposições relevantes. Os
conhecimentos já existente na estrutura cognitiva do sujeito seriam uma âncora em
que o novo conhecimento se apoiaria (SILVA E FURTADO, 2012).
Por isso, iremos considerar o conhecimento prévio do aluno. Para isso iremos fazer
um levantamento prévio das concepções alternativas, através de questionário,
contendo questões abertas e fechadas, que serão respondidas individualmente. As
respostas dos alunos serão valorizadas no desenvolvimento da seqüência didática.
Perguntas que serão respondidas individualmente pelos alunos:
1) Em noticiário sempre ouvimos falar que a chuva ácida deteriora os monumentos
históricos, as rochas, que prejudica o meio ambiente, mas, você já ouviu falar de
ácido em sua cozinha? Em caso afirmativo, que tipos de ácidos você pode citar
como exemplo em sua casa?
2) Quais são as possíveis propriedades de um ácido em sua cozinha?
3) Quais métodos você utiliza em sua casa para verificar se uma substância é ácida?
A) visão B) olfato C) paladar D) indicadores e) passagem de
corrente
4) Você já temperou o repolho roxo com vinagre ou limão? Qual das duas
substância muda a cor do repolho roxo? Por que o repolho muda de cor?
5) Caso, você venha deixar o repolho de molho em hipoclorito de sódio para eliminar
algum protozoário, você observa algum alteração no repolho roxo? Qual? Por que
isso ocorre?
6) Observamos que o repolho roxo em nossa cozinha muda de cor dependendo do
meio que se encontra. Você tem noção do que pode estar acontecendo? E por quê?
Na seqüência, promover uma discussão a partir das respostas fornecidas pelos
alunos de forma que eles possam refletir sobre as idéias iniciais da mudança da cor
do repolho roxo com adição de vinagre, limão e hipoclorito de sódio.
Para dar continuidade ao trabalho, e verificar se o repolho roxo muda de cor
com outras substâncias foi selecionamos o seguinte Objeto de Aprendizagem:
Indicadores de ácidos e bases na cozinha, criado pela USP e o Laboratório Didático
Virtual (LabVirt.fe.usp.br), que será discutido na etapa seguinte.
2ª Etapa: A construção do conhecimento de ácido e b ase.
O objeto de aprendizagem: Indicadores de ácidos e bases na minha cozinha,
criado pela USP e o Laboratório Didático Virtual (LabVirt.fe.usp.br) iniciam com uma
apresentação de situação do cotidiano, quando o vinagre é adicionado
acidentalmente ao repolho roxo e este muda de cor. Na seqüência ele traz alguns
conceitos, como os diferentes tipos de indicadores e suas respectivas colorações em
meio ácido e básico. Em seguida o aluno interage com uma simulação de diferentes
indicadores com diferentes substâncias. As questões propostas pelo OA na
simulação incentivam a memorização e a repetição, pois, no inicio da simulação é
fornecida uma tabela com os diferentes indicadores e suas respectivas cores em
meio ácido e básico. Após a simulação do experimento o aluno deve comparar as
cores com a informação dada na tabela e responder se o reagente é um ácido ou
uma base. Com o objetivo de construir o conhecimento sobre ácidos e bases, o
conteúdo a ser trabalhado necessita ser descoberto pelo aluno e que ele faça
comparações, análises e relações entre os reagentes. Para isso, o professor deve
fazer algumas adaptações para que a simulação dos indicadores seja algo
investigativo. Assim, na aula iremos iniciar com o OA na proposta de simulação e
depois o uso da tabela de cores dos indicadores. A figura 1 mostra a interface que
estará na tela do computador quando o aluno começar a trabalhar com o objeto de
aprendizagem no Laboratório Digital, o qual possui as informações de uso do
software.
Em seguida, temos a segunda interface na figura 2, onde o aluno irá interagir com o
software, escolher os indicadores e adicioná-lo aos diferentes reagentes.
Figura 01 – Informações de como usar a simulação: Indicador acida e base na
minha cozinha.
Figura 02 – A simulação de ácido e base de diferentes substâncias e indicadores.
Atividade 1
No primeiro momento o aluno vai interagir com o software e em seguida o
professor fornece uma tabela para que o aluno preencha conforme suas
observações, obtidos do experimento virtual, a qual está representada na tabela 1.
Essa atividade será realizada em grupos de dois alunos para cada computador.
Tabela 01 – Diferentes indicadores e reagentes
Reagente Tornassol Fenolftaleína Caldo de repolho
roxo
Alaranjado de metila
Água com leite
Água com sabão
Solução de
bateria de carro
Suco de limão
Detergente
líquido
Clara de ovo
A representação da interface da simulação do indicador caldo de repolho roxo
com os diferentes reagentes está na figura 3.
Figura 3 – Interface do resultado da simulação do indicador caldo de repolho roxo com os
diferentes reagentes.
Atividade 2
Em seguida, os alunos colocam o resultado da tabela no quadro da escola
(tabela 02). E compara a sua tabela com os demais colegas, para ver se coincidem
as observações das cores nos respectivos reagentes. Caso, não coincide, levanta
possíveis hipóteses e pedir para o aluno refazer o experimento virtual.
Tabela 2 – Resultado da cor para os diferentes indicadores e reagentes no quadro da
escola.
Reagente Tornassol Fenolftaleína Caldo de repolho roxo Alaranjado de
metila
Água com leite vermelho Incolor vermelho vermelho
Água com sabão azul vermelho amarelo amarelo
Solução de
bateria de carro
vermelho incolor vermelho vermelho
Suco de limão vermelho incolor vermelho vermelho
Detergente
líquido
azul vermelho amarelo amarelo
Clara de ovo azul vermelho amarelo amarelo
Para que ocorra o conhecimento significativo entre o (propriedade) conceito
de ácido e base com os experimentos virtual, foram elaboradas as seguintes
perguntas para serem discutidas entre os alunos com a mediação do professor.
1) É possível classificar os materiais estudados em grupos diferentes? Em caso
afirmativo, quais critérios você utilizou para propor essa classificação?
2) O limão, formado pela interação do ácido cítrico com a água (a água está em
maior porcentagem no suco do limão), torna o suco de limão ácido, o que pode ser
evidenciado pela mudança de cor do caldo de repolho roxo. Entre os materiais
estudados, quais são ácidos? Esses materiais apresentam outras propriedades em
comum?
3) Os materiais que, ao interagirem com a água, fazem com que ela se torne ácida,
são chamados de ácidos (Lembrando que os materiais que não foram adicionados
à água, possuem água em sua constituição. A água é o solvente universal, estando
presente na maioria dos materiais) Considerando essas informação e suas
respostas às questões anteriores, defina o que é um ácido.
4) Além dos ácidos, há materiais que são classificados como básicos, tendo como
critério de classificação as propriedades que esses materiais conferem ou não à
água, após interagir com ela. Baseado em seus dados, defina material alcalino.
5) A classificação dos materiais em grupo ácido e básico do caldo de repolho roxo e
o mesmo para o alaranjado de metila? Em que você se baseia?
6) E em relação à fenolftaleína os materiais que pertence ao mesmo grupo ácido do
caldo de repolho roxo e o mesmo ou não? Por quê?
7) Se a resposta do item 6 for não , porque existe a cor incolor na fenolftaleína e a
cor azul no tornassol, cores que não existem no caldo de repolho roxo e no
alaranjado de metila, sendo que os materiais são os mesmos.
Após, fazer a interação entre os alunos referente ao experimento virtual, faça a
relação com o levantamento prévio e o conceito teórico de ácido e base. Faça a
relação do limão do experimento virtual com o vinagre do levantamento prévio do
aluno, será que ambos têm as mesmas propriedades químicas? Qual é a função
química? Faça a mesma relação com o hipoclorito de sódio do levantamento prévio
com o detergente e sabão do experimento. Como é classificado o repolho roxo da
sua cozinha para os químicos? Por que ocorre a mudança de cor em relação aos
diferentes reagentes (ácido e base)?
Atividade 3
Para explicar tantos levantamentos e hipóteses e necessário apresentar aos
alunos o conhecimento científico. Por tanto, o conceito de ácido e base segundo
Arrhenius. E o funcionamento dos indicadores na identificação de uma solução ácida
e básica.
Existem várias teorias de ácido e base, mas, a primeira foi proposta em 1884,
por Svante Arrhenius. O químico sueco ficava intrigado pela má condução de
corrente elétrica da água destilada e a não condução de corrente quando o cloreto
de sódio (um dos compostos do sal de cozinha) estava na forma sólida. No entanto,
ele observou que ao dissolver o cloreto de sódio em água havia a passagem de
corrente elétrica. Por isso, após pesquisar, Arrhenius observou que ácido dissolvido
em água (solução aquosa) sofre ionização, devido à formação do cátion hidrônio
(H3O+1) e a base dissocia em presença de água liberando na solução o íon
hidróxido, OH-1 (STADLER, 2006).
Em relação ao indicador, como o próprio nome diz, indica o meio em que se
encontra, adquirindo uma coloração conforme o meio em que se encontra esse meio
pode ser uma solução com características ácidas ou básicas (STADLER, 2006).
Os indicadores são formados por diferentes substâncias e, por isso, que
apresentar diferente cor em relação ao meio que se encontra, seja uma solução
alcalina ou básica (SANTOS E MÓL, 2005). Os diferentes pigmentos responsável
pela mudança de cor são compostos orgânicos com caráter ácido fraco ou base
fraca com fórmula estrutural complexa, por isso, iremos representar por (HIn) e (In-1),
respectivamente (PERUZZO e CANTO, 2010).
O funcionamento dos indicadores baseia-se no equilíbrio químico em meio
aquoso, sendo que o HIn e In-1 possui coloração diferente. Quando o meio em que
se encontra o indicador é ácido existe um excesso na concentração de H+1, por isso,
segundo o principio de Le Chatelier, o equilíbrio irá se deslocar para o lado oposto
que se encontra o H+1, ou seja, desloca para a cor 1. Quando a concentração de OH-
1 é predominante o equilíbrio se desloca para o lado da cor 2.
Ex: HIn(aq) ↔ H+1 (aq)+ In-1 (aq) (PERUZZO e CANTO, 2010)
cor 1 cor 2
Existem várias substâncias que servem como indicador em meio ácido e meio
básico, como existem indicadores ácido e base naturais, como por exemplo, o
extrato de repolho roxo, beterraba, uvas, flores, etc.
A substância provavelmente responsável pela mudança de cor em meio ácido
ou básico em extrato de repolho roxo são as antocianimas. Essa substância está
presente na seiva de muitos vegetais, como por exemplo, as uvas, amoras,
beterrabas, jabuticabas, bem como as folhas e flores coloridas, tais como folhas e
flores coloridas, tais como flores de azaléia e quaresmeira. As antocianinas são
responsável pela coloração rosa, laranja, vermelha, violeta e azul da maioria das
flores.
A cor das pétalas de muitas flores como a hortência, pode ser usada para
saber o pH do solo. Essa flor tem suas pétalas com cor azul em solo ácido (quanto
mais ácido o solo, suas flores são mais azuis) e cor – de – rosa em solo básico
(FOGAÇA).
3ª Etapa: A construção do conhecimento de que uma s olução ácida é
constituída pelos íons hidrônio e hidróxido e a rel ação do pH com a
concentração.
Segundo Ausubel, a aprendizagem significativa ocorre por recepção ou por
descoberta. Na aprendizagem por descoberta, o conteúdo a ser aprendido necessita
ser descoberto pelo aluno (SILVA E FURTADO, 2012).
Por isso, no terceiro momento, iremos utilizar o objeto de aprendizagem
escala de pH disponível no Repositório ou Banco de Dados do ensino médio em
química no Portal do Professor do MEC ou pelo site:
http://phet.colorado.edu/en/simulation/ph-scale, o qual pode ser visto na figura 4 a
primeira interface do OA utilizado. Esse OA mostra um sistema real ao qual simula a
medida de pH de diferentes substâncias encontradas em nosso dia a dia, como por
exemplo: o leite, a cerveja, o café, etc.
Esse software permitindo que o estudante escolha diferente líquidos e o volume do
mesmo no béquer, com ou sem adição de água, medindo seu respectivo pH,
concentração da solução, quantidade de matéria e quantidade de molécula, ou seja,
o aluno visualiza uma situação real de diferentes formas. Essas formas podem ser
visualizadas de diversas maneiras como ocorre essa variação, como por exemplo, a
contagem da quantidade de matéria em diferentes escalas. Porém, ele não traz
informações escrita da teoria. Esse objeto segundo o estudo feito pelo grupo de
estudo do Instituto de Química de UFBA foi classificado como modelo conceitual
(SÁ, 2010).
Figura 04 – A primeira interface do OA escala de pH.
O objetivo de utilizar esse objeto de aprendizagem é que o aluno perceba que
o leite, líquido sita do no primeiro objeto de aprendizagem que foi classificado como
ácida seguindo como critério a cor dos indicadores. E segundo a teoria de Arrhenius
em presença de água libera o íon hidrônio. Porém, no OA escala de pH a interface
que possui o leite como líquido de estudo como pode ser visto na figura 5 possui as
duas formas, o íon hidrônio e o íon hidróxido. E que o leite é classificado como ácido
devido a predominância do hidrônio na solução, seja através da quantidade de
molécula, quantidade de matéria ou concentração. Essa observação pode ser vista
em outros líquidos como o café, a cerveja, refrigerante, etc.
Figura 5 – A interface do leite no OA escala de pH em diferentes escalas.
Que o educando seja capaz de perceber que existem uma variação
inversamente proporcional do íon hidrônio e o do íon hidróxido e que através dessa
informação e o conhecimento de que uma substância é classificada como ácido
devido à predominância da quantidade de hidrônio, o aluno seja capaz de montar
uma escala de acidez dos líquidos presentes no objeto de aprendizagem a escala de
pH.
Ao comparar os valores do íon hidrônio e do íon hidróxido em uma
visualização de diferentes maneiras (quantidade de moléculas, mols, concentração)
em volumes diferentes de leite sem adição de água, que existe algumas
semelhanças e diferenças na quantidade dos íons hidrônio e hidróxido, que podem
ser relacionado com o valor do pH. Portanto, induzindo o aluno ao conhecimento de
como é obtido os valores de pH.
Então, o procedimento utilizado para esse OA é que o aluno receba uma
orientação prévia de como utilizar esse OA e alguns pontos a ser observados, para
isso será fornecido um roteiro com perguntas e tabelas para serem preenchidas.
Que mais tarde, após, a manipulação do OA será discutido em sala entre os colegas
e com a mediação do professor.
Atividade 1
ROTEIRO:
1) Selecionar o milk (leite) como objeto de estudo, interagir com o OA e observar o
que ocorre nos vários recursos disponível na interface selecionada, tais como
escala; volume do leite adicionado ou removido através das torneiras; diluição do
leite com água. Em seguida, preencher a tabela 3 em relação ao milk (leite) do OA.
Continuar o mesmo procedimento da interface do líquido leite para a hand soap
(sabão de mão) e a water (água) que será registrado na tabela 4 e 5,
respectivamente.
2) Selecionar no OA os itens concentration (concentração) no gráfico; H3O+1/OH-1
ratio (razão de da H3O+1/OH-1); molecule count (quantidade de moléculas); volume
de 1L (sem adição de água) para todos os líquidos. Fazer as seguintes observações
o que esse líquido tem de comum e diferente, em seguida completar a tabela 6.
3) Em seguida faça a mesma seleção do OA do item 2, porém, usando o liquido
custom liquid, veja que nesse líquido não tem a torneira de adição de água, podendo
o estudante variar a coluna do gráfico como do pH e não ocorre a mudança do
líquido em questão, coisa que não seria possível fazer com os outros líquidos.
Tabela 3 – Interface do leite do objeto de aprendizagem escala de pH.
Quantidade da
molécula
mols Concentração (mol/L)
H2O H3O+1 OH-1 H2O H3O
+1 OH-1 H2O H3O+1 OH-1 pH Volume (L)
1L de leite
0,5L de
leite
0,5L de
leite e 0,5L
de água
Tabela 4 – Interface do hand soap (sabão de mão) do objeto de aprendizagem escala de
pH
Quantidade da
molécula
mols Concentração (mol/L)
H2O H3O+1 OH-1 H2O H3O
+1 OH-1 H2O H3O+1 OH-1 pH Volume (L)
1L de leite
0,5L de
leite
0,5L de
leite e 0,5L
de água
Tabela 5 – Interface do water (água) do objeto de aprendizagem escala de pH
Quantidade da
molécula
mols Concentração (mol/L)
H2O H3O+1 OH-1 H2O H3O
+1 OH-1 H2O H3O+1 OH-1 pH Volume (L)
1L de leite
0,5L de
leite
0,5L de
leite e 0,5L
de água
Tabela 6 - concentration (concentração) no gráfico; H3O+1/OH-1 ratio (razão de da
H3O+1/OH-1); molecule count (quantidade de moléculas) em um volume de 1L (sem
adição de água) para todos os líquidos.
substância H3O+1 OH-1 pH
Battery acid (ácido de
bateria)
Vomit (vomito)
Soda pop ( refrigerante)
Beer ( cerveja)
Coffe (café)
Milk (leite)
Water (água)
Spit (saliva)
Blood (sangue)
Hand soap (sabão de mão)
Drain cleaner ( limpador de
carro)
Atividade 2
Seguindo o roteiro no ambiente virtual e preenchendo as tabelas 3, 4 e 5. O
alunos serão orientados em formar grupo para comparar as respostas da tabela. Se
a resposta não for igual será orientado a refazer a atividade 1. Em seguida os alunos
irão responder individualmente a questões para cada tabela. Respondendo as
questões serão convidados a discutir as perguntas com os colegas com a mediação
do professor para a construção do conhecimento.
Perguntas da Tabela 03 – Análise dos parâmetros do leite
O primeiro alimento que um recém nascido recebe é o leite materno, após
alguns dias experimenta outros alimentos como o leite de vaca, através das papilas
digestivas o ser humano percebe que o leite tem o sabor levemente azedo devido à
presença do ácido lático. O leite fica mais azedo quando alguns fatores externos
como temperatura o transforma em coalhada.
a) O leite tem algumas características semelhantes ao vinagre?
b) Será que pode ser classificado no mesmo grupo do vinagre?
Segundo a definição de Arrhenius, ácido é qualquer reagente que em presença de
água sofre ionização, resultando o íon hidrônio. E a base sofre dissociação
resultando no íon hidróxido. No entanto, o leite no segundo objeto de aprendizagem
tem a presença do íon hidróxido e hidrônio, seja na representação de colunas (mol
ou concentração) ou de moléculas a nível microscópico.
c) Diante dessa situação, qual deve ser o caráter do leite, ácido ou básico?
Justifique sua resposta.
d) Independente da resposta, porque existem as duas espécies (hidrônio e
hidróxido)?
Perguntas da Tabela 04 – Análise dos parâmetros do sabão
A rainha Isabella da Espanha orgulhava-se de ter tomado apenas dois banhos
durante a sua vida, um no dia do seu nascimento e outro no dia do seu casamento.
Claro, que nos dias atuais temos o habito de tomar banho todos os dias, os quais
utilizam o sabão para ajudar na higienização. Com isso, tivemos a oportunidade,
principalmente na infância de experimentar o sabor do sabão em barra ou do
sabonete durante o banho. Portanto, você tem condição de responder as seguintes
questões:
a) que sabor tem o sabonete ou o sabão? Qual foi a classificação do sabão no
primeiro OA?
b) No segundo OA, o sabão possui em sua solução a presença de íon hidróxido e de
íon hidrônio. Por tanto, você consegue manter a mesma classificação do primeiro
OA? Em que você baseia a sua resposta?
c) Independente da resposta, porque existem as duas espécies (hidrônio e
hidróxido)? Você pode manter a mesma resposta que foi dada para o leite?
Perguntas da Tabela 05 – Análise dos parâmetros da água
a) Depois de ter feito a análise e classificação do leite e do sabão no segundo OA. E
olhando as quantidades do íon hidrônio e do íon hidróxido na água, o que você pode
concluir em relação à classificação da água: A final, a água é um ácido, uma base ou
existe outra classificação? Qual?
b) O leite é ácido e o sabão é básico, porque predomina a quantidade do íon
hidrônio e o íon hidróxido, respectivamente. Portanto, a água do OA que possui a
mesma quantidade dos íons é neutra. No entanto, ouvimos na mídia falar dos danos
causados pela chuva ácida ou lemos nos rótulos de água mineral que a água é
levemente alcalina. Afinal, qual é a classificação da água? E quais são os critérios
para avaliar essa classificação? Podemos continuar a usar o conceito que a
classificação está relacionado a quantidade dos íons hidrônio e hidróxido?
Pergunta da Tabela 03 – do leite
Olhando a tabela 3, referente ao leite, responda:
a) O leite que está em uma caixa de um litro possui a mesma composição, cor, sabor
que o leite da mesma caixa que foi transferido para um copo de 250mL?
O que mudou nessa situação?
b) Na tabela 3, o que você observa de semelhante e diferente quando mudamos o
volume da composição do mesmo leite (sem adicionar água)?
c) Por tanto, das diferentes maneiras de representar a quantidades de hidrônio, qual
forma expressa melhor a composição do leite em diferentes volumes, sem a adição
de água?
D) Será que o pH tem alguma relação com a concentração? Justifique sua resposta,
fazendo comparações dos valores das espécies em diferentes volumes.
e) Por que ao adicionar água no leite a medida de pH muda?
Perguntas da Tabela 06 – Análise dos parâmetros da concentração e pH das
diferentes líquidos no mesmo volume sem adição de água
A) E possível fazer uma escala de acidez do mais forte para o mais fraco em relação
aos líquidos estudados?
B) Em seguida, é possível separar em grupos ácidos, base e neutro nessa escala?
C) Qual a relação do pH com a concentração do íon hidrônio?
A interface custom liquid do objeto de aprendizagem escala de pH pode ajudar a
ilustrar a relação de concentração com o pH, nesta interface não existe a adição de
água e ao variar o parâmetro da concentração dos íons hidrônio e hidróxido que esta
sendo representado pela coluna vermelha e azul, respectivamente, o pH muda de
valor na escala. Como pode ser feito o processo inverso, variar o pH irá variar as
concentrações no OA sem que ocorra a mudança dos líquidos. Sendo que ao variar
a concentração ou pH em outras interfaces de líquidos desse objeto de
aprendizagem ocorre automaticamente a mudança do líquido estudado.
Figura 7 – A interface do custom (tradução?????) no OA escala de pH em diferentes
escalas.
Em seguida introduza o conhecimento de pH e a escala de pH dos químicos
para facilitar a classificação das substâncias.
Os valores da concentração de hidróxido e hidrônio que indicam o caráter
básico e ácido da solução aquosa, respectivamente, são expressos por números
com expoentes negativos, como por exemplo, 10-10. Como o uso de expoente
negativo não é prático, o químico dinamarquês Soren Peter Lauritz Sorensen em
sua pesquisa visando o controle de qualidade em indústria de fermentação propôs o
uso de logaritmo para deixar os números negativos mais cômodos. Surgindo, a
seguinte definição: pH = - log [H+1] e pOH = - log [OH-1] (FELTRE, 2008).
Sendo assim, o pH é a potência hidrogeniônica e o pOH é a potência
hidroxiliônica. E no que diz respeito às concentrações de [H+1] e [OH-1] em água pura
tem que pH = pOH = 7. E em soluções ácidas, o pH e menor que 7 e em soluções
básicas o pH é maior que 7. Para facilitar os químicos criaram uma escala de pH que
varia de 0 a 14 (FELTRE, 2008).
4ª Etapa: Nesta etapa relacionar a importância de c onhecer o pH dos produtos
de higienização.
Essa etapa tem como objetivo uma compreensão entre os alunos da relação
entre o conhecimento químico, a tecnologia para a tomada de decisão do melhor
produto para a saúde do cidadão.
Atividade 1
Nesta atividade pretendemos que o aluno conheça as substâncias presentes
nos materiais de higiene pessoal e quais informações o rótulo traz, principalmente
em relação ao pH. Para isso, os alunos trazerem para a sala de aula os rótulos e o
sabão utilizado em suas casas, seja os sabões domésticos usados na cozinha, no
banho, no cabelo, em adultos ou crianças, em barra ou líquido, ou seja, sabões
utilizados em seu dia a dia na higienização do seu corpo.
Inicialmente, será feito um levantamento prévio do conhecimento que o aluno
tem em relação aos rótulos e as substâncias utilizadas na elaboração o produto de
limpeza. Para isso, será feito um questionamento por meio das questões:
A) Você costuma olhar as informações do rótulo do produto de limpeza, tais como o
prazo de validade, modo de uso e composição química?
B) Quais as substâncias químicas usadas no sabão?
C) Dessas substâncias usadas na fabricação do sabão (item b), qual é o principio
ativo?
D) A frase “O sabão é um detergente” é coerente? O que difere um sabão de um
detergente?
E) Nos rótulos de sabão, sabonete, detergente, xampu tem a informação do pH do
produto? Se existe essa informação, qual é o pH?
Em seguida, os aluno será orientados a analisar os rótulos e a preencher a tabela 7.
Tabela 7 – Informações referente ao rótulo do produto de limpeza usada no dia a dia do
aluno
Produto de
higienização
Marca Composto ativo do
produto
Composto
meramente
comercial
pH
Sabão em barra
Sabonete em
barra
Sabão líquido
detergente
xampu
Em aula, para que os alunos possam compreender o principio ativo e os
compostos meramente comerciais serão explicados pelo professor que o composto
ativo de um sabão é uma solução alcalina (hidróxido de sódio ou potássio que
antigamente era substituído por cinza) e ácido graxo (gordura animal ou óleos
vegetais). E que o sabão é um detergente, porém, esse termo é utilizado para
substituintes sintéticos (que surgiu na segunda guerra mundial), pois, a gordura e
óleo foram substituídos por agente tenso ativo (alquil-benzeno-sulfonatos;
dodecilbenzenossulfonato de sódio; sulfato sódico de laurila; sulfonatos de
alquilbenzeno; entre outros.) (BARBOS, 1995). E que para atribuir valor comercial
nos produtos de higiene, existe outras substâncias tais como essências (perfume),
corantes (função visual), aumenta a viscosidade (viscosidade, ex: sal de cozinha
diluído em água); conservantes; amida (função umectar) e etc. (BORSATO, 1999).
Atividade 2
Os rótulos de produto de limpeza em si não trazem a informação do pH,
alguns citam que o pH é neutro e outros trazem informações duvidosas, como o pH
é ideal. Afinal, o que é ideal?
Por tanto, o aluno irá diluir o produto de limpeza (xampu, sabonete em barra ou
líquido para criança e adulto) em água e medir o pH através do método da fita de
pH. Em seguida, os alunos iram preencher a tabela 8 e 9 e posteriormente será
exposta no quadro para a análise de toda turma.
Tabela 8 - Sabonetes em barra e líquido para criança e adulto e seu pH
Marca do sabonete para Criança Marca do sabonete para adulto
Em barra pH Em líquido pH Em barra pH Em líquido pH
Tabela 9 – xampu e seu pH
Marca do xampu pH
Tanto os sabões em barras ou líquidos, detergentes e xampus têm a função
de limpeza, ou seja, remover a sujeira que serve como fonte de alimento para as
bactérias, a proliferação das bactérias resulta em compostos como ácido butírico, o
metanotiol e a butanodiona, dentre outros, responsáveis pelo odor corporal (Guia
Didático do Professor).
A qualidade do sabão está relacionada ao pH, que pode ser ajustado conforme a
necessidade.
Atividade 3
Conhecendo o pH dos referidos produtos, qual deve ser o produto mais
adequado conforme o pH para a limpeza do seu corpo, levando em consideração a
saúde do mesmo. Para isso, vamos conhecer os principais constituintes e
funcionamento da pele humana para tomar a melhor decisão.
Em seguida o professor explica através de uma aula expositiva os principais
constituintes e seu funcionamento do maior órgão do corpo humano, a pele. Pois, a
própria pele humana possui naturalmente sua ação de limpeza devido à renovação
contínua das células da epiderme. Mas, o sebo da pele pode reter a sujeira e servir
de fonte de nutrientes para bactérias, resultando na formação de compostos como o
ácido butírico, o metanotiol e a butanodiona, dentre outros, responsáveis pelo odor
corporal, por isso, e necessário tomar banho para ajudar na limpeza da pele (Guia
Didático do Professor).
A pele é dividida na seguinte ordem: epiderme, derme e hipoderme. A
epiderme e a região mais externa que ocorre a renovação das células mortas com a
escamação da mesma, ou seja, é a região que ocorre a limpeza natural da pele. A
porção mais profunda da epiderme é formada pelo estrato germinativo, cujas células
são vivas e se dividem continuamente, respondo as células descamadas na
superfície. No estrato germinativo encontram-se os melanócitos, que contém
melanina que é responsável pelas diferentes tonalidades de pele e pêlo, o qual
funciona como protetor solar.
Na derme encontram-se inúmeros terminais nervosos e glândulas sebáceas e
sudoríferas. As glândulas sebáceas localizam-se na base dos pêlos e têm função
lubrificadora e impermeabilizadora. As glândulas sudoríferas têm papel importante
no controle da temperatura corpórea, produzindo o suor. A água é retirada da derme
e eliminada através de poros na superfície da pele (PEZZE, 2010).
Em 1892, Heuss foi o primeiro a afirmar que o pH da superficial
da pele era ácido. Mas, foi Schade e Marchionini em 1930 que publicaram os
primeiros experimentos sobre a teoria do pH ácido da superfície cutânea. Nos
diversos trabalhos relatam que o pH da pele normal seria neutro na época do
nascimento, tornando-se ácido provavelmente entre a segunda e a quarta semana
de vida. O pH varia de 4,2 a 5,9 dependendo da área do corpo, prevalecendo
maiores valores em axilas, regiões genitálias e inter genitálias. A reação ácida da
pele mantém se pela presença de ácido lático do suor e, em menor quantidade, pelo
ácido glutâmico e aspártico na epiderme (VOLCHTCHUK, 2000).
Assim sendo, a pele apresenta pH levemente ácido (4,6 – 5,8), que tem ação
emoliente e moderada propriedade bactericida e fungicida em sua superfície, o que
protege a pele de infecções.
Além disso, as secreções cutâneas apresentam apreciável capacidade de solução
tampão, importantes propriedade, uma vez que o pH da pele é freqüentemente
alterado em conseqüência de ações externas, como o uso inadequado de produtos
de limpezas ou cosméticos.
A exposição repetida de substâncias inadequadas, como agentes de
limpeza, pode alterar o pH da superfície cutânea em longo prazo, ou seja, o pH
diminui com o uso de produto ácido e aumentar com o uso continua de um sabão
alcalino (VOLCHTCHUK, 2000).
A literatura sugere o uso de sabonetes com pH ácido, pois, não alteram muito
a microflora cutânea. O produto de limpeza com pH ácido tem sido sugerido para
doenças de pele como á xerose (algum grau de hipersensibilidade aos sabonetes
com pH alto), à dermatite atópico (são mais sensível à irritação e desidratação da
pele com sabonetes alcalinos, por isso e aconselhável evitar o seu uso), ás lesões
de acne e mesmo para pele hígida. (LEONARDI, 2002).
As bactérias Staphylococcus aureus desenvolve-se quando encontra pH de
7,5, e o Propionibacterium acnes em pH entre 6 e 6,5, porém, quando o pH é igual a
5,5, o desenvolvimento do Propionibacterium acnes é impedido. Por isso, o uso de
sabão com pH ácido ajuda a reduzir as inflamações e previne novas lesões
acneiformes. Caso venha a usar sabonete alcalino ocorrerá a proliferação e
aumento da bactéria. Conseqüentemente, o uso de sabonete alcalino prolifera o
aumento dessa bactéria, mas não interfere no crescimento de Staphylococcus
aureus. (LEONARDI, 2002).
Para pele sadia o sabonete ácido se aproxima com o pH fisiológico da
mesma, portanto, a pele se beneficia mais com o uso de sabonete com pH ácido. Os
sabonetes alcalinos tende a desidratar e irritar a pele (LEONARDI, 2002).
E agora, você tem condição de escolher o melhor sabonete para a sua pele?
Atividade 4
Com o objetivo de escolher o melhor sabonete para a sua pele em relação ao
pH iremos usar a simulação explorando o sabão X pH, que é um objeto de
aprendizagem encontrado no site:
http://objetoseducacionais2.mec.gov.br/handle/mec/20494, esse objeto traz o uso de
tiras de papel absorventes, ou seja, apresenta cores diferentes para cada valor de
pH. No software ao clicar em quadro de avaliação de resultados aparece uma tabela
com as cores padrão para comparar a cor do indicador usado na solução. Em
seguida, ao clicar em tabelas de observação, o aluno pode assinalar o pH de cada
amostra testada, como pode ser observado na figura 8 e 9. Em seguida, terá uma
simulação em que o aluno terá que observar o uso de diversos tipos de sabões e
sabonetes com a sua indicação de uso conforme o tipo de pH, como pode ser
observado na figura 10.
Figura 08 – A interface do objeto de aprendizagem explorando sabão x pH em
relação a tabela com as cores padrão do indicador universal.
Figura 9 - A interface do objeto de aprendizagem explorando sabão x pH em relação à
tabela de observação.
Figura 10 - A interface do objeto de aprendizagem explorando sabão x pH em relação ao
tipo de sabão e sabonete.
Portanto, nessa etapa o aluno terá condição de escolher o melhor sabonete
para a limpeza de sua pele.
Atividade 5
O objetivo dessa atividade é que o aluno sabendo do pH usando em seu
xampu veja qual a melhor marca para usar em seu tipo de cabelo. Para isso, ele irá
pesquisa no artigo química nova na escola, número 2, novembro de 1995
(BARBOSA, 1995). E irá apresentar essa informação na fora de seminário.
Como pode pesquisar e comentar em sala outra circunstância não relacionada a
materiais de limpeza que o pH é importante, tais como, agricultura, tratamento de
piscina, aquário, xampu, etc.
5ª Etapa: Nesta etapa elaborar um sabonete líquido com pH ácido, adequado
para a pele.
Após estudar a constituição da pele e o pH dos produtos de higienização,
concluímos que o pH ideal para um adulto e ácido, no entanto, a maioria dos
sabonetes seja em barra ou líquido e alcalino, por isso, nessa etapa propõe a
confecção de um detergente líquido. Tomando cuidado com o ajuste apropriado do
pH.
Atividade 1
Produção do sabonete líquido
Antes de iniciar com a formulação do sabonete líquido, faça a alguns
questionamentos e peça para que os alunos respondam:
Se você fosse trabalhasse em uma indústria de sabonete líquido e o pH no material
não está nas condições ideais de uso, o que você faria? Jogaria fora? Ou tentaria
ajustar o pH? Dê que forma você iria fazer essa correção: adicionando ácido e base
ou diluindo? Qual seria a melhor opção? Para resolver esse problema use o seu
conhecimento químico.
Em seguida, proponha aos alunos a elaboração do sabonete líquido com
ajuste apropriado do pH. Para essa atividade, os alunos serão divididos em grupos,
cada grupo irá receber o procedimento para a elaboração do sabonete líquido, como
segue abaixo (TRINDADE, 1997).
Procedimento do sabonete líquido
Coloque 100mL de água em frasco e dissolva lentamente 2,50mL de soda líquida e
espere clarear. Em seguida, adicione “lentamente” o ácido sulfônico até que o
mesmo fique homogêneo. Verifique o pH e ajuste até 7 com base (soda). Na
seqüência, adicione lentamente a amida (previamente dissolvida em água). Verifique
se o pH variou, caso necessário ajuste-o. Agora, adicione 1g de sal (previamente
dissolvido em água) de maneira lenta. Complete com água até um volume final de
250mL e finalmente adicione o corante e a essência de sua preferência.
BIBLIOGRAFIA
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