A Agua Sanitaria Um Experimento Relacionando o Cot
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Fernando Mainier
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All content following this page was uploaded by Fernando Mainier on 26 March 2015.
CBE - 50
1. INTRODUÇÃO
Segundo Abrantes [1], desde a Antiguidade, do ponto de vista da investigação científica, o recurso à
experimentação sempre foi um traço marcante das ciências naturais. Observa-se que os cientistas, na maioria das vezes,
produzem e reproduzem fenômenos em condições artificiais, com variáveis fenomenológicas controladas e/ou
selecionadas objetivando lançar luz sobre alguma questão significativa.
Em contrapartida, Chalmers [2], chama a atenção para alguns aspectos gerais da experimentação que podem ter
configurações onde os resultados experimentais sejam impróprios e não venham constituir bases seguras no
desvelamento de uma questão. Entretanto, deve ficar claro que os resultados são frutos de como o mundo funciona,
independentemente dos resultados obtidos baseados no ponto de vista pessoal de qualquer pesquisador. Isto significa
que os resultados não devem ser manipulados para que venham constituir uma concepção errônea da questão.
Ainda, Chalmers [2], explica que os resultados experimentais estão sempre em constantes desafios. Portanto
devem ser constantemente analisados, revisados, repensados, considerados irrelevantes ou até mesmo rejeitados, pois a
base experimental da ciência é constantemente atualizada e transformada e nada tem a ver com a observação e/ou com à
percepção humana. Desta forma, os experimentos devem ser construídos visando a obter dados significativos sejam
qualitativos ou quantitativos.
Não é objetivo deste estudo avaliar criticamente se as controvérsias, na ciência, podem ser resolvidas por meio
de experimentos feitos de maneira científica e objetiva, pois os resultados provenientes de quaisquer experimentos
podem levar a resoluções satisfatórias ou não.
Mas é objetivo avaliar, do ponto de vista crítico, se os modelos experimentais, destinados ao ensino de
Química para os Cursos de Engenharia, propostos neste trabalho, poderão desenvolver nos estudantes o conhecimento
necessário ao entendimento dos princípios, das leis, dos métodos e das técnicas referentes à Química e sua interação
com o ambiente.
Os experimentos educacionais podem ser classificados em duas vertentes diferentes, produzidos ou
manuseados pela pesquisa empírica e os utilizados de forma planificada e orientada. Os primeiros podem ser
desenvolvidos para servir de base referencial e ancorar as atividades de reconstrução lógica, mediante o uso de códigos
simbólicos. Os segundos estão subordinados ao interesse da própria pesquisa visando a elucidar os questionamentos e
os desejos de procurar respostas através de investigação particular. Para alcançar os objetivos do ensino de Química,
deixando que o discente descubra o conhecimento com base em seus próprios meios movido pela curiosidade ou, então,
aprendendo por um experimento orientado e planificado.
A proposta deste trabalho, segundo as idéias básicas de Giordan & Vecchi [3], consiste no desenvolvimento de
um processo de aprendizagem com base na construção de modelos didáticos, utilizando equipamentos específicos ou
até mesmo usando certos objetos do cotidiano, visando a criar nos experimentos as condições necessárias e
fundamentais para que o conhecimento da Química Aplicada seja, ao mesmo, tempo crítico e sistêmico.
Acredita-se que a maneira de pensar na Química Aplicada, associando os conceitos fundamentais da Química
aos parâmetros que compõem um sistema amplo do conhecimento esteja intimamente ligada ao “sentir” ou ao imaginar
os fatos observados, naturais ou induzidos, que fluem do experimento.
Desse modo, as modificações ou transformações que podem ocorrer durante os experimentos devem gerar
“sinais”, indícios, como por exemplo, as mudanças de cores e o aparecimento de odores (características bem definidas
de algumas reações químicas), que magicamente podem envolver os estudantes na experimentação crítica, na busca
desse “sentimento”.
As mudanças de cores observadas numa reação química durante uma experimentação podem ser caracterizadas
como uma imagem visual. Entretanto, está muito longe de ser uma réplica perfeita da imagem retiniana e mais longe
ainda de ser cópia fiel e transparente do objeto real que está sendo visto. No entanto, os estímulos que impressionam a
retina se convertem em um mosaico de pontos, por sua vez transmitidos ao cérebro por um complexo de células
nervosas óticas para, logo em seguida, integrar-se com as conexões neuronais dos demais sentidos e as experiências
sensoriais precedentes, antes de integrar a imagem consciente que fará parte do mundo real, com cor, forma, dimensões,
perspectiva espacial, som etc. As percepções não são, pois, os simples reflexos das coisas. Cada nova percepção e cada
nova aprendizagem se dão em cadeia no contexto de esquemas de aprendizagem construídos em sucessão.
No desenvolvimento deste processo de aprendizagem, objetiva-se uma progressiva interpretação dos
acontecimentos neuronais, pois existe a necessidade do desenvolvimento de uma série de parâmetros, tais como: busca
ativa e progressiva, seleção, exploração e integração de novas experiências. Todos esses fatores visam a construir a
mente consciente, que relaciona o conhecimento à visão crítica, item fundamental no processo de interação e inter-
relações entre a Química e o Cotidiano.
O experimento intitulado água sanitária (solução com cerca de 2%, em massa, de hipoclorito de sódio,
NaClO), por exemplo, foi o tema escolhido do cotidiano para representar o conhecimento das propriedades do ensino de
Química, tendo em vista sua utilização variada, desde o uso na desinfecção generalizada ao branqueamento de roupas.
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2. PRINCÍPIOS BÁSICOS DOS EXPERIMENTOS
Com base na literatura referenciada e na experiência dos autores são propostas as diversas fases que os
experimentos devem obedecer aos seguintes princípios e procedimentos gerais:
• as demonstrações devem ser apoiadas em experimentos que tenham grande valor pedagógico,
permitindo que os estudantes tenham contato direto com química aplicada;
3. DESCRIÇÃO DO EXPERIMENTO
Nesta fase são avaliadas as várias marcas de água sanitária encontradas nos supermercados levando em
consideração os seguintes parâmetros:
• especificação do rótulo;
• fabricante;
• volume;
• teor de cloro;
• preço.
O objetivo desta fase é a preparação em laboratório de água sanitária (hipoclorito de sódio - HClO) através do
borbulhamento de cloro (Cl2) em solução de hidróxido de sódio como mostra a reação a seguir:
3.2.1 Obtenção de cloro a partir da reação entre bióxido de manganês e ácido clorídrico
A produção de cloro é obtida colocando-se 20 g de bióxido de manganês (MnO2) e 120 mL de ácido clorídrico
concentrado (HCl) no erlenmeyer. Em seguida adapta-se o coletor de cloro em um becher contendo 500 mL de solução
a 1 % (em massa) de hidróxido de sódio.
Após um aquecimento do erlenmeyer o cloro gasoso é deslocado e borbulhado numa solução de hidróxido de
sódio (NaOH) para produzir a água sanitária conforme mostra o esquema da figura 1.
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HCl
Cl2
MnO2 + 4 HCl → MnCl2 + Cl2 + 2 H2O
MnO2
NaOH
A obtenção de cloro (Cl2) é realizada através da célula eletrolítica apresentada na figura 2. São colocados na
célula 2 L de solução de 300 g/L de cloreto de sódio e a seguir são conectados os eletrodos à fonte de corrente contínua.
O cloro que se desprende no anodo de grafite é borbulhado num becher contendo solução a 1 % de hidróxido de sódio
formando a água sanitária.
Reações:
Cl2
NaCl → Na+ + Cl-
H2
→ Cl2
Anódica: 2 Cl- -2 e→
Catódica:
↑ 2 H2O+ 2e → H2 +2 OH-
Cl2
NaCl
Cl2 + 2 NaOH → NaClO + NaCl + H2O
A determinação do cloro baseia-se na dissociação iônica do íon hipoclorito (ClO-) em meio ácido formando
cloro (Cl2) segundo a reação:
O cloro livre formado na reação é determinado iodometricamente pela adição de iodeto de potássio (KI) e
ácido sulfúrico (H2SO4) à amostra de água sanitária conforme a reação:
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A quantidade de iodo liberado é equivalente ao cloro livre e pode ser titulada através de uma solução padrão de
tiosulfato de sódio 0,1N (S2O3-2) segundo a reação:
2 S2O3-2 + I2 → S4O6-2 + 2 I¯
• primeiramente, é feita a diluição de uma amostra da “água sanitária” comercial, da seguinte forma:
10 mL da “água sanitária” são transferidos para um balão volumétrico de 100 mL e o volume
restante é completado com água destilada;
• pipetar uma alíquota de 10 mL da solução diluída a ser analisada e transferir para um erlenmeyer;
• adicionar ao erlenmeyer 10 mL de uma solução de ácido sulfúrico a 10 % (em massa), 10 mL de
iodeto de potássio a 20 % (em massa) e 5 mL de água destilada;
• gotejar a solução de tiosulfato de sódio através de bureta (figura 3) até que a amostra se torne
amarelo claro;
• juntar 5 mL de solução de amido e continuar a gotejar até desaparecer a coloração azul;
• anotar o volume gasto e repetir novamente a titulação;
• calcular o teor de cloro livre na “água sanitária” com base na seguinte equação, a seguir:
V1 N1 meqCl2 x 100
% Cl2 =
Valiq Vdil
onde,
2 S2O3-2 + I2 → S4O6-2 + 2 I¯
amostra
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3.4 Avaliação das propriedades químicas das soluções de hipoclorito de sódio
1. Colocar 5 mL de água sanitária em tubo de ensaio e em seguida adicionar 5 mL de sulfeto de sódio (Na2S) e
algumas gotas de ácido sulfúrico. Verificar o aparecimento do enxofre (S) em função das reações:
2. Colocar 5 mL de água sanitária em tubo de ensaio e em seguida uma tira de papel de tornassol. Verificar a
mudança de cor e posteriormente o descoramento da coloração.
Nesta etapa final os alunos devem preparar um relatório que contenha os seguintes tópicos: os métodos e
tecnologias aplicadas à produção industrial de água sanitária, a descrição dos experimentos, as reações envolvidas, os
resultados, as observações, uma análise crítica do experimento e as conclusões finais.
4. CONSIDERAÇÕES FINAIS
Conforme exposto anteriormente, o experimento água sanitária foi idealizado para mostrar e evidenciar os
seguintes pontos:
Com base nas experiências dos autores e na prática de aula pode-se concluir que o experimento – água
sanitária, faz uma ponte de ligação entre o cotidiano e o ensino das propriedades e das reações químicas envolvidas.
5. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
[1] P. C. Coelho Abrantes, Imagens de natura, imagens de ciência, Campinas, SP: Papirus, 1998, 247p.
[2] A. Chalmers, A fabricação da ciência. São Paulo; Editora da Universidade Estadual Paulista, 1994, 185p.
[3] André Giordan & Gérard Vecchi, Les origines du savoir des conceptions des apprenants aux concepts
scientifiques. Paris; Delachaux et Niestlé, 1994, 212p.
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