PERSPECTIVA DA INTRODUÇÃO DO ESTUDO DE POLÍMEROS NO ENSINO MÉDIO PELA SÍNTESE DA BAQUELITE

Transcrição

1 PERSPECTIVA DA INTRODUÇÃO DO ESTUDO DE POLÍMEROS NO ENSINO MÉDIO PELA SÍNTESE DA BAQUELITE Déborah de Moura MATTOS 1 ; Cosme Silva SANTOS 1 ; Jonh Anderson Macêdo SANTOS 1 ; Milena Taciana FACCIO 1 ; Franklin Kaic Dutra PEREIRA 1, Francisca Taíse da Silva ARAÚJO 1 ; Cláudia Laís Araújo ALMEIDA 1. Alunos do curso de licenciatura em química da Universidade Federal de Campina Grande, CES campus Cuité-PB. dmm.mattos@gmail.com. RESUMO O conteúdo de polímeros é visto na última série do ensino médio, geralmente sem contextualização e sem a realização de atividades práticas que auxiliam para a melhoria do aprendizado. Partindo desse pressuposto, o objetivo desse trabalho é analisar uma proposta de experimentação para a obtenção do polímero baquelite para a introdução do conteúdo de polímeros de forma contextualizada na terceira série do ensino médio, além de discutir as possibilidades de e desafios em sua realização. Palavras-chave: Experimentação contextualizada, polímeros, baquelite

2 1. INTRODUÇÃO A contextualização no ensino de química vem sendo discutida por muitos autores com base nos PCN s e por meio da aplicação de novas metodologias, dentre elas pode-se citar: jogos educativos, recursos didáticos, analogias, utilização de vídeos, experimentação, entre outros. Sabe-se que aulas contextualizadas contribuem de forma fundamental no processo de ensino aprendizagem dos discentes, visto que estimulam a curiosidade e despertam o interesse dos alunos pelo conteúdo abordado, bem como a busca de novos conhecimentos relacionados à temática discutida em sala. (CRUZ, et. al, 2011). A experimentação se aplica a uma infinidade de conteúdos de química, tais como ácidos e bases, reações química, termoquímica, ligações químicas, gases, polímeros, entre outros. Dessa forma, ao trabalhar o conteúdo de polímeros, a síntese de um material polimérico por meio de uma atividade experimental é uma forma de contextualizar os conceitos envolvidos. O ensino de polímeros é normalmente previsto para ser trabalhado no terceiro ano do ensino médio, no entanto, algumas vezes esse conteúdo não é visto, principalmente em escolas da rede pública, mesmo quando é abordado, os professores sentem dificuldade em realizar experimentos com o tema devido a falta de laboratório ou de reagentes. Partindo desse pressuposto, esse trabalho tem o objetivo de analisar a possibilidade de obtenção do polímero baquelite no ensino médio, por meio de uma atividade experimental referente ao conteúdo de polímeros. Além de discutir as possibilidades e desafios para obter a baquelite, um polímero muito utilizado em nosso cotidiano. 1.1.POLÍMEROS: CONTRIBUIÇÕES E PROBLEMÁTICA. A palavra polímero origina-se do grego poli (muitos) e mero (unidade de repetição). Assim, um polímero é uma macromolécula composta por muitas (dezenas de milhares) de unidades de repetição denominadas meros, ligados por ligação covalente.

3 A matéria-prima para a produção de um polímero é o monômero, isto é, uma molécula com uma (mono) unidade de repetição (CANEVAROLO, 2002). Por um longo período, os humanos processaram polímeros naturais, como lã, couro e borracha natural, para formar materiais úteis. Durante os últimos 60 anos ou mais, os químicos têm aprendido a formar polímeros sintéticos pela polimerização de monômeros por meio de reações químicas controladas. A grande maioria desses polímeros sintéticos apresentam esqueleto de ligação carbono-carbono porque os átomos de carbono têm habilidades excepcional em formar ligações fortes e estáveis entre si (Brown, 2005). Com o desenvolvimento da indústria dos polímeros, muitos produtos que antigamente eram produzidos com materiais como o vidro, cerâmica, aço, etc. hoje são substituídos por diversos tipos de plásticos que, devido à sua versatilidade, menor peso, maior facilidade de manuseamento, menor custo de produção, entre outros aspectos, cumprem de forma mais eficaz os requisitos pretendidos para os produtos (LIMA, 2007). Dessa maneira, em todas as partes do mundo, os setores de embalagens, construção civil, descartáveis, agrícola, utilidades domésticas, calçados, brinquedos, entre outras são os segmentos que mais utilizam o plástico. No entanto, uma problemática referente aos polímeros é quanto sua biodegradação, associada ao descarte incorreto dos mesmos, pois a grande maioria levam séculos para se degradar, contribuindo para o acúmulo de resíduos sólidos e gerando desequilíbrios ambientais. 2. METODOLOGIA Para a preparação do polímero baquelite faz-se necessário o uso de um béquer de 100ml, no qual é dissolvido 5g de fenol em uma solução aquosa de formaldeído 37%. Em seguida, adiciona-se lentamente 10ml de ácido clorídrico (HCl) concentrado agitando com um bastão de vidro, aferindo a temperatura durante o tempo reacional. Após a obtenção do polímero (figura 1), este deve ser lavado com água e deixar secar em um papel adsorvente. Posteriormente testa-se a solubilidade da baquelite em água, etanol e clorofórmio.

4 Figura 1: Baquelite 3. RESULTADOS E DISCUSSÕES Apesar de a baquelite ser um polímero muito utilizado em nosso cotidiano, sua preparação não é conhecida pelos alunos do ensino médio. Esse polímero pode ser obtido através de uma reação de condensação entre o fenol e o formaldeído, sendo que a reação pode ser catalisada tanto por um ácido quanto por uma base. A utilização dos polimeros é muito vasta, sua aplicação envolve desde utensílios domésticos até materiais modernos. A baquelite, por exemplo, serve como isolante térmico e tétrico, além de ser encontrado em utensílios de cozinha, conponentes eletrônicos, telefones entre outros materiais. A partir dessa proposta a síntese da baquelite poderá ser trabalhada pelo professor de forma interdisciplinar, associada a diversos conhecimentos, entre eles podemos citar funções orgânicas, polímeros, reações orgânicas, solubilidade, reações exotérmica, uma vez que a baquelite reage isotermicamente, dentre outros. Pode ser discutido também o contexto histórico, pois de acordo com FOGAÇA, a baquelite foi o primeiro polímero sintético a representar uma mudança significativa na indústria. Além dessas abordagens, a importância dos polímeros para os dias atuais, assim como seus impactos ambientais podem ser discutidos, uma vez que a grande maioria dos polímeros levam muitos anos para se biodegradar um processo realizado por bactérias, fungos ou enzimas, onde ocorre o desaparecimento completo de material, resultando resíduos que não são nocivos ao corpo humano. CRUZ, et. al, (2011). Como a biodegradação da grande maioria dos polímeros é um processo que leva muitos anos gera-se uma enorme

5 Temperatura ( C) quantidade de resíduos sólidos, além de desequilíbrios ambientais. Dessa forma, cabe ao professor discutir o descarte correto desses materiais com seus alunos. Gráfico 1: Variação da temperatura com o tempo durante o processo reacional Tempo (s) Durante a obtenção da baquelite, ao adicionar a solução de formaldeído juntamente com o formol e em seguida o ácido clorídrico poderá ser observado a formação de uma solução leitosa e também um aumento aparente da viscosidade, acompanhada de uma mudança de coloração. Notar-se-á também que a reação que se procede é exotérmica, visto que ocorre uma liberação de calor. Respectivamente a variação de temperatura pode ser verificada em função do tempo de reação (gráfico 1). Dessa maneira, a cinética de reação e processos que liberam energia podem ser incluídos na discussão do professor, não deixando de mencionar a importância de catalisadores para a maioria das reações orgânicas. Após a obtenção da baquelite o professor poderá realizar um teste de solubilidade com etanol, água, clorofórmio, dentre outros. Ao mergulhar a baquelite no etanol (b), será observado que esta é parcialmente solúvel. Isso se dá porque o etanol possui um grupo polar (hidroxila OH) e a cadeia apolar (CH 3 -CH 2 -). Ao imergir a baquelite em água (a) e no clorofórmio (c), poderá ser verificado que praticamente não ocorrerá a solubilidade do polímero devido estes solventes serem polares. (figura 2). Dessa maneira o professor poderá discutir conceitos de polaridade com os estudantes.

6 Figura 2: teste de solubilidade da baquelite A partir da potencialidade do tema polímeros em unificar diversos conhecimentos, sendo este, um conteúdo muito significativo para os educandos, já que estamos rodeados por esses materiais em nosso cotidiano, é possível notar sua importância. Nessa perspectiva, a introdução do conteúdo de polímeros, por meio de uma experimentação contextualizada se apresenta como uma alternativa viável. Entretanto, dificuldades para realização dessa proposta de experimentação no ensino médio podem surgir, primeiramente porque alguns professores não utilizam o recurso da experimentação, mesmo existindo laboratório com certos reagentes e equipamentos. Segundo porque a maioria das escolas públicas não dispõe de laboratórios, nem mesmo reagentes químicos, principalmente os envolvidos na experimentação em questão. De acordo com BERNARDES, a falta de laboratório de química impede o aluno de ter contato direto com experiências da área, o que dificulta seu entendimento da matéria, não propiciando um aprendizado significativo. Com a superação dessas dificuldades, a presente proposta é uma alternativa para trabalhar a introdução do conteúdo de polímeros atrelado a vários conhecimentos.

7 4. CONCLUSÃO O objetivo de obter a baquelite a partir dessa proposta é alcançado, uma vez que ao final da atividade prática obtém-se o polímero da forma esperada. Assim ao reproduzir esse experimento no ensino médio os alunos poderão compreender a produção da baquelite um polímero de grande importância, sendo utilizado em vários materiais. Essa proposta possibilitará também o aprendizado de uma variedade de conceitos de química, bem como discussões a respeito da importância dos polímeros e seus impactos ambientais. Assim a síntese da baquelite se apresenta como uma alternativa para o estudo contextualizado do conteúdo de polímeros. No entanto, um aspecto negativo com relação a essa proposta é quanto a falta de laboratório e de reagentes na maioria das escolas, ocasionando a falta de realizações de atividades práticas no ensino de química.

8 5. REFERÊNCIAS BERNARDES, A. O. Recursos lúdicos para o ensino de Química no Ensino Médio: relato de experiência. Disponível em: < Acessos em: 28/02/13. CANEVAROLO Jr., Sebastião V. Ciência dos Polímeros Um Texto Básico para Tecnólogos e Engenheiros. Artliber Editora. São Paulo, CRUZ, M. C. P.; SATOS, J. M. S. dos SANTOS; SANTOS, E. da. P. Abordagem de polímeros biodegradáveis através dos rótulos de alimentos: uma proposta didática para o ensino de química.v colóquio internacional. Educação e contemporaneidade. São Cristovão, FOGAÇA, J. R. V. polímero baquelite. Disponível em: < Acessos em: 29/02/13. Lima, C. Manual Polímeros e Materiais Poliméricos Nova Versão. Brasil, PAOLI, M. A. de. Degradação e Estabilização de Polímeros. 2ª Versão on-line, ChemKey, Polímeros e Materiais Poliméricos. Manual para o professor. Disponível em: < %20e%20Materiais%20polimericos%20NV.pdf> Acessos em 29/02/13.