ENTENDENDO OS CONCEITOS DE ÁCIDO E BASE POR MEIO DE ATIVIDADE EXPERIMENTAL SIMPLES

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1 ENTENDENDO OS CONCEITOS DE ÁCIDO E BASE POR MEIO DE ATIVIDADE EXPERIMENTAL SIMPLES SILVA JUNIOR, Ranulfo Combuca da 1 - FAPREV / FAPEPE UNIESP ANANIAS, Natália Teixeira 2 - FCT-UNESP / FAPREV- UNIESP CUNHA, José Jailton da 3 FAPREV UNIESP Grupo de Trabalho Práticas e Estágios nas Licenciaturas Agência Financiadora: não contou com financiamento Resumo As aulas experimentais na disciplina Química têm por finalidade dar apoio didático e contribuir para que os alunos relacionem a Química com o contexto da sociedade e tecnologia evidenciando a teoria. Visando melhorar a proposta de Ensino de Química para alunos do curso de Licenciatura em Ciências Biológicas da Faculdade de Presidente Venceslau FAPREV Grupo Educacional UNIESP (União Nacional das Instituições Educacionais do Estado de São Paulo), este relato de experiência se propõe a contextualizar e a experimentar conceitos de ácido e base como recurso didático para um melhor entendimento dos alunos. A proposta central desse trabalho é discutir a idéia de que a aplicação de uma aula experimental de Química utilizando materiais do cotidiano dos alunos pode ser desenvolvida como uma boa proposta didática para que eles entendam melhor os conceitos de ácido e de base trabalhados em sala de aula. O conhecimento adquirido pelos alunos de licenciatura por meio de experimentos simples pode ser muito significativo no uso da atividade docente que os mesmos irão exercer, dando-lhes base para que apliquem aos seus alunos do Ensino 1 Mestre em Química: Ecotoxicologia Ambiental pelo Instituto de Biociências Letras e Ciências Exatas (IBILCE), Universidade Estadual Paulista Julio de Mesquita Filho (UNESP), São José do Rio Preto-SP. Professor do curso de Ciências Biológicas e Matemática da Faculdade de Presidente Venceslau (FAPREV) e Faculdade de Presidente Prudente (FAPEPE), União Nacional das Instituições Educacionais de São Paulo. e- mail: ranulfo.gpes@gmail.com. 2 Mestre em Educação: Práticas e Processos Formativos em Educação pela Faculdade de Ciências e Tecnologia (FCT), Universidade Estadual Paulista Julio de Mesquita Filho (UNESP), Pres. Prudente-SP. Professora do Curso de Pedagogia e Matemática da Faculdade de Pres. Venceslau (FAPREV), União Nacional das Instituições Educacionais de São Paulo (UNIESP). Membro do Grupo de Pesquisa Formação de Professores em Educação Infantil (FOPREI), FCT/UNESP Pres. Prudente. nathyteixeira@hotmail.com. 3 Mestre em Educação pela Universidade do Oeste Paulista UNOESTE, Pres. Prudente. Licenciado em Educação Física pela Faculdade de Ciências e Tecnologia, Universidade Estadual Paulista, FCT/UNESP, Pres. Prudente-SP. Docente dos cursos de Licenciatura em Educação Física e Pedagogia da Faculdade de Presidente Venceslau (FAPREV), União das Instituições Educacionais do Estado de São Paulo (UNIESP). comissaodeesportes@terra.com.br

2 23297 Fundamental e Médio e colaborem para que os estudantes passem a conhecer melhor a natureza por meio da ciência. A atividade consistiu em preparar extrato de repolho roxo (indicador ácido-base), adicionar a diferentes produtos e agrupá-los de acordo com as colorações obtidas. Estudos posteriores das propriedades dos ácidos e bases foram facilitados a partir da idéia simples e direta obtida com a observação do experimento. Por meio deste relato de experiência, constata-se que esta metodologia facilitou a aprendizagem do conceito entre alunos de primeiro ano da Licenciatura em Ciências Biológicas, que se sentiram motivados para aplicação desse recurso de modo que, possam efetuar este tipo de atividade com seus alunos futuramente, desenvolvendo interesse pela ciência e aquisição de habilidades investigativas. Palavras-chave: Atividade experimental. Ensino de química. Indicador natural. Introdução A Química é uma disciplina vista com grande dificuldade por muitos estudantes do curso de Licenciatura em Ciências Biológicas. A realização de aulas experimentais e a contextualização podem ser utilizadas como estratégia didática para que os estudantes possam evidenciar os conceitos teóricos, mas a simples realização de experimentos não implica em construir o conhecimento e aprender química. De acordo com os Parâmetros Curriculares Nacionais (PCN s) de Ciências Naturais, o uso da experimentação é uma aprendizagem, muitas vezes lúdica, onde os professores trabalham com demonstração do experimento ou até mesmo quando alunos têm interação direta com os fenômenos. O professor deve utilizar todas as ferramentas de ensino disponíveis para minimizar os diversos problemas que venham a existir na questão de aprendizagem e proporcionar um momento de discussão e reflexão das idéias juntamente com os procedimentos. (BRASIL, 2000). Para Piaget (1977, p.200), o conhecimento [...] realiza-se através de construções contínuas e renovadas a partir da interação com o real[...], não ocorrendo pela simples reprodução da realidade, e sim pela assimilação e acomodação a estruturas anteriores que, por sua vez, criam condições para o desenvolvimento das estruturas seguintes. Se, a partir de Piaget, entende-se o real como sendo o cotidiano do aluno, é possível perceber a importância da química na construção destas etapas de formação do conhecimento. Foi realizada uma aula experimental intitulada Ácidos, Bases e Indicador Natural Ácido-Base (MATEUS, 2001 p.58) com uma turma de primeiro ano do curso de

3 23298 Licenciatura em Ciências Biológicas da Faculdade de Presidente Venceslau FAPREV/UNIESP ministrada após duas aulas teóricas expositivas. O conceito de ácido e base se concretiza quando os alunos conseguem agrupar substâncias que têm propriedades químicas semelhantes. Muitos vegetais possuem substâncias coloridas na sua seiva denominadas antocianinas. Estas substâncias apresentam a propriedade de mudar de coloração na presença de ácido ou de base. Os indicadores ácidobase são substâncias orgânicas que apresentam caráter fracamente ácido ou básico e mudam de coloração de acordo com o ph do meio em que se encontram (LIMA et al. 2009). Este tópico do conteúdo programático da disciplina Química Aplicada à Biologia foi apresentado aos alunos partindo da primeira definição de ácido e de base dada pelo sueco Svante Arrhenius no ano de Segundo Arrhenius, ácido é toda substâncias que em meio aquoso libera íons H +, e base é toda substância que em meio aquoso libera íons OH - (SARDELLA, 2000 p. 76). O estudo desse conceito geralmente é feito somente em aulas expositivas. A proposta foi fornecer alternativas experimentais envolvendo contextualização dos conceitos de ácido e base além da utilização de materiais de fácil acesso encontrados na vida cotidiana, para que os alunos entendessem que a ciência faz parte do dia-a-dia. Utilizando o extrato de repolho roxo como indicador natural ácido-base os alunos foram capazes de agrupar diferentes substâncias de acordo com a mudança de coloração e classificá-las em ácidas, básicas ou neutras. Apesar de que a definição de Arrhenius não é aplicável quando a solução não é aquosa, ou quando nessas condições substâncias com caráter ácido ou básico não liberam íons H + ou OH -, o aprendizado dessa teoria se faz importante para amadurecer o conceito e dar pré-requisito aos alunos para facilitar o entendimento dos conceitos de Lewis, de Bronsted- Lowry e posterior estudo de equilíbrio químico (LAVORENTI, 2002). O uso da experimentação na explicação das teorias ácido-base auxilia o professor nesta tarefa. Inicialmente as substâncias são classificadas como ácidos, bases ou nenhum dos dois e isso pode ser testado qualitativamente com indicadores. Posteriormente essas mesmas substâncias podem ser classificadas de acordo com o comportamento na presença do indicador (CHAGAS, 2000). Após a realização dos testes os alunos descreveram as cores observadas antes e depois da adição do indicador natural e foram orientados a propor uma explicação para as mudanças de coloração além de classificar as substâncias.

4 23299 Muitas vezes não conseguimos contextualizar todos os conteúdos e nos cursos de licenciatura se faz necessário formular atividades que contemplam o cotidiano dos alunos. Através da contextualização, o aluno faz uma ponte entre teoria e a prática, o que é previsto na Lei de Diretrizes e Bases (LDB) e nos Parâmetros Curriculares Nacionais (BRASIL, 1998), que definem Ciência como uma elaboração humana para a compreensão do mundo. Contextualizando a aula de Química, o professor aponta significado ao que se quer ensinar ao aluno e auxilia na construção de um conhecimento que o aluno ainda não tem (RICARDO, 2003). Desenvolvimento Após reavaliação da prática de ensino realizada por aula expositiva e resolução de exercícios, optou-se em utilizar a contextualização e experimentação como recursos didáticos para o melhor entendimento do conceito de ácido e base. Os conhecimentos prévios dos alunos foram investigados por meio de discussões e a atividade experimental foi realizada no laboratório didático da Faculdade de Presidente Venceslau - FAPREV/UNIESP que dispunha de reagentes, vidrarias e utensílios necessários. A turma (composta por 30 alunos) foi dividida em duplas e avaliada por meio de relatório com análise das observações. O experimento foi realizado em duas etapas: preparação do indicador natural e em seguida teste qualitativo das substâncias e classificação de acordo com acidez ou basicidade (GRUPO DE PESQUISA EM EDUCAÇÃO QUÍMICA/INSTITUTO DE QUÍMICA/USP, 1995). Descrição dos Experimentos (MATEUS, 2001 p.58) Experimento 1: Preparação de Indicador Natural Ácido-Base. Materiais e Reagentes: almofariz pistilo funil

5 23300 papel de filtro béquer álcool Água folhas vegetais picadas (repolho roxo) Procedimento Colocar os pedaços de folhas (as mais externas e escuras) do repolho roxo no almofariz acrescentando álcool e água. Amassar bem com auxilio do pistilo até obter um extrato denso e escuro. Deixar um pouco em repouso e filtrar. O líquido obtido é o indicador (HESS, 1997 p.21). Experimento 2 Ácidos e Bases Uso de Indicadores Materiais e Reagentes: Becker Tubos de ensaio Pipeta Pasteur Sabão em pó Fermento em pó Vinagre Refrigerante Leite Limão Soda Água Sanitária Água Detergente Xampu Bicarbonato de amônio (sal amoníaco) Ácido Muriático

6 23301 Cal Soda Cáustica Indicador feito no experimento anterior. Procedimento Colocar em um dos tubos de ensaio uma ponta de espátula de fermento em pó e completar com um quarto do volume de água, colocar os demais materiais em diferentes tubos. Usar a pipeta de Pasteur e adicionar 10 gotas do indicador em cada tubo de ensaio. A Tabela 1 a seguir mostra os valores de ph aproximados para cada coloração obtida a partir do indicador natural. Tabela 1 - ph aproximado para indicador repolho roxo. ph COLORAÇÃO 2 Vermelho 4 Púrpura 6 Roxo 8 Azul 10 Azul/Verde 12 Verde >13 Amarelo Fonte: (FIGUEIREDO, 2013). Durante a realização do experimento discussões foram promovidas com a finalidade de oferecer condições para que os alunos compreendessem o fenômeno estudado, concretizassem o conceito e relacionassem com suas experiências cotidianas. Os alunos se sentiram motivados e começaram a ver um sentido entre o que estavam aprendendo e as substâncias comuns em seus respectivos dia-a-dia. Após experimentação, foi proposto aos alunos um roteiro de observação e questionário, buscando obter mais informações sobre o que os discentes conseguiram absorver das atividades realizadas (ANDRÉ, 2008). Aplicando este instrumento de investigação e de analise da prática pedagógica foi possível coletar dados a respeito do aprendizado dos alunos com relação ao conceito ácido-base, separação das substâncias e classificação de acordo com acidez, neutralidade ou basicidade. Na aula seguinte foi recolhido o relatório com as observações dos alunos e as respostas dos questionários aplicados, o que gerou discussão no contexto de sala de aula.

7 23302 Os registros escritos constavam de cinco questões que contribuíram para proporcionar uma visão da aprendizagem dos alunos de acordo com as respostas apresentadas. Segundo as respostas, o experimento chamou muito a atenção, pois, apesar de terem uma idéia superficial a respeito do tema tiveram pouco contato com experimentação durante a vida escolar. A seguir estão apresentadas a análise e conclusão das respostas dadas ao questionário. Você sabe o que é ácido? E o que é base? 93% dos alunos utilizaram conhecimento adquirido anteriormente em aula e responderam a definição segundo Arrhenius. 7% responderam de acordo com conceitos que aprenderam durante a vida escolar e definições que usam no dia-a-dia para representar as diversas substâncias que os cercam. Definiram ácido como produto que corrói, algo perigoso, corrosivo, algo que têm sabor azedo e base como substância de sabor adstringente semelhante ao sabor de banana verde. Alguns ainda ressaltaram que ácidos e bases conduzem eletricidade em solução. O que é um indicador ácido-base? Qual a sua importância? 48% dos alunos disseram que é uma substância que muda de coloração em função do ph do meio em que se encontram. 7% relataram que o indicador é uma substância que indica acidez ou basicidade; já os 7% restantes definiram como substância orgânica. A maior parte dos alunos justificou a importância do indicador ácido-base exclusivamente em classificar as substâncias em ácidas, neutras ou básicas. Nota-se que os alunos tentam responder usando idéias próximas ao conhecimento cientifico. Você considera importante saber o conceito de ácidos e bases? O que esse conceito influencia no dia-a-dia? 100% dos alunos julgaram importante ter conhecimento sobre o conceito de ácidos e bases, pois precisam entender o que representa o ph do xampu, relacionar o conceito com o dia-a-dia e selecionar os produtos utilizados tais como vinagre, bicarbonato de sódio. Justificaram a importância em saber se o produto é perigoso, se causa risco e de acordo com essa classificação saber se o produto pode ser ingerido além de facilitar o entendimento do controle do ph de piscinas, solos, urina, sangue. As discussões promovidas ofereceram

8 23303 condições para que os alunos relacionassem o experimento estudado com os produtos que utilizam diariamente. Você considera que a aula prática Ácidos, Bases e Indicador Natural Ácido-Base é significativa para entender o conceito ácido-base? De acordo com os alunos, todos declararam que esta aula prática foi muito significativa e possibilitou uma forma importante de aprender a identificar e classificar ácido e base pela mudança de coloração. O uso de um indicador extraído de um vegetal comum na alimentação foi uma alternativa clara de entender esses conceitos. Os alunos aprimoraram a capacidade em argumentar as suas opiniões e declaram que esta atividade facilita a compreensão para relacionar o conceito com os produtos utilizados no cotidiano. Como você ensinaria esse tema para seus alunos? Após a aula, a maioria dos alunos pesquisou outros vegetais que contém pigmentos que agem como indicador natural de ácido-base tais como: amora, casca de jabuticaba, beterraba, Jamelão, entre outros que também podem ser usados em aula. Todos os alunos afirmaram que ensinariam seus alunos contextualizando o conceito e aplicando a experimentação como recurso didático. Conclusão A presença de ácido é mais abundante na nossa vida e menos agressiva do que os alunos imaginam previamente. Ensinar esse conceito de forma concreta necessita que o professor faça uso de todas as ferramentas didáticas possíveis. Como nem sempre o planejamento de uma aula é estanque, fechado, muitas vezes devem ser feitas modificações e reavaliações da prática de ensino. Ao término da aula expositiva foi diagnosticada a dificuldade dos alunos em entender o conceito de ácido-base e como relacionar com o cotidiano, sendo necessário retomar o conteúdo e utilizar a experimentação como recurso didático para que os alunos visualizassem a diferença e compreendessem esse conceito. Os resultados apresentados evidenciam que os alunos foram

9 23304 estimulados a pensar sobre o tema de ácido-base e propor explicações para os fenômenos observados. A partir desta aula, percebe-se que atividades com o contexto de experimentação possibilitam ao professor a abordagem de outros conceitos químicos, colaborando significativamente com a formação dos futuros licenciados em Ciências Biológicas. Selecionar as substâncias em ácidas, básicas ou neutras é muito útil na construção do conhecimento, mas têm suas limitações. Partindo desta prática simples os alunos compreenderam melhor as propriedades químicas dos ácidos e das bases trabalhados em aulas posteriores. De acordo com a experiência efetuada com essa turma, a aprendizagem de alguns conceitos de química se tornam mais significativas quando os alunos associam os conceitos teóricos com a prática em laboratório, o que facilita a reflexão e relacionamento com o cotidiano de cada um. REFERÊNCIAS ANDRÉ, M. E. D. A de. Estudo de caso em pesquisa e avaliação educacional. 1. ed. Brasília: Líber Livro, p. (Série Pesquisa, 13). BRASIL, MINISTÉRIO DA EDUCAÇÃO E DO DESPORTO. Parâmetros Curriculares Nacionais - terceiro e quarto ciclos: apresentação dos temas transversais. Brasília: MEC/SEF, BRASIL, MINISTÉRIO DA EDUCAÇÃO E DO DESPORTO. Parâmetros Curriculares Nacionais: Ensino Médio. Secretaria de Educação Fundamental. Brasília: MEC/SEF, CHAGAS, A. P. O. Ensino de aspectos históricos e filosóficos da química e as teorias ácido-base do século XX. Química Nova, 23, p , Disponível em: < Acesso em 10 abr FIGUEIREDO, E. G. B. Extrato de repolho roxo como indicador universal de ph. Disponível em: < Acesso em: 17 abr GRUPO DE PESQUISA EM EDUCAÇÃO QUÍMICA/INSTITUTO DE QUÍMICA/USP. Estudando o equilíbrio ácido-base. Química Nova na Escola, 1, p.32-33, Disponível em: < Acesso em 17 abr HESS, S. Experimentos de Química com Materiais Domésticos. 1. ed. São Paulo: Editora Moderna, p. LAVORENTE, A. Conceito de ácidos e Bases. Disponível em: < Acesso em: 20 abr 2013.

10 23305 LIMA, M. A. A. et al. Obtenção e aplicação de indicadores naturais de ph. 32 a Reunião Anual da Sociedade Brasileira de Química Disponível em: < Acesso em 21 abr MATEUS, A. L. Química na Cabeça. 1. ed. Belo Horizonte: UFMG, p. PIAGET, J. et al. A tomada da consciência. Trad. Edson B. de Souza. São Paulo: Melhoramento; EDUSP, RICARDO, E. C. Implementação dos PCN em sala de aula: dificuldades e possibilidades. Caderno Brasileiro de Ensino de Física. Florianópolis, v. 4, n. 1, SARDELLA, A. Química, Série Novo Ensino Médio. 1. ed. São Paulo: Editora Ática, p.