PROJECTO Na pista do criminoso Este projecto foi originalmente desenvolvido na Universidade Técnica de Braunschweig Fonte: Laboratório dos Estudantes da Universidade Técnica de Braunschweig, Prof. Dr. Petra Mischnick, Schleinitzatr. 20, D-38106 Braunschweig Telefone: (0531) 391-7201 Fax: (0531) 391-7230 e-mail: p.mischnick@tu-bs.de No projecto Na pista do criminoso vão desempenhar o papel de detectives que examinam a cena do crime. A vossa função é a de descobrir quem são os criminosos e quem é a vítima. Começam por preparar a cena do crime para um segundo grupo. Para ajudar o segundo grupo, comecem por construir o vosso registo criminal, escrevendo o vosso nome e imprimindo as vossas impressões digitais na coluna ao lado do nome. Um membro do grupo é a vítima, todos os outros são criminosos. Todos eles deixam uma prova: dois deles deixam as suas impressões digitais numa folha de papel chamada prova de impressões digitais. Uma impressão digital deverá ser tornada visível através de pó de grafite, a outra através de hidrato de indantriona. Os outros dois criminosos deixam os seus nomes escritos a tinta invisível na cena do crime. Um deles usa a tinta invisível azul e o outro a vermelha. Usem duas folhas de papel intituladas prova de escrita invisível A e prova de escrita invisível B e escrevam os vossos nomes duas vezes na folha, para o caso dos membros do outro grupo se enganem durante o processo de detecção. A vítima deixa uma mancha de sangue na cena do crime. A vossa função é agora a de encontrar a mancha de sangue e descobrir quem deixou a mancha. Então: quem é a vítima? Nas próximas páginas vamos dizer-vos como tirar impressões digitais, escrever com tinta invisível e encontrar manchas de sangue.
Índice: Informação para os professores: Como manusear produtos químicos... 3 Tornar visíveis impressões digitais com pó de grafite... 4 Tornar visíveis impressões digitais com hidrato de indantriona... 6 Tirar impressões digitais... 7 A escrita invisível azul.... 8 A escrita invisível cor de rosa... 10 A escrita invisível com sumo de limão... 12
Informação para os professores: Como manusear produtos químicos Quando se trabalha com produtos químicos no laboratório é necessário conhecer as regras de segurança e agir de acordo com elas. Mesmo quando os produtos químicos utilizados não são mais perigosos do que os detergentes é importante alertar desde logo os alunos sobre a sua forma de utilização e as regras de segurança. Deste modo, os alunos aprendem desde o início a utilizarem de forma responsável os produtos químicos. Tal como acontece com os produtos químicos de uso doméstico (produtos de limpeza, detergentes, tintas, adesivos, lacas, etc.) os recipientes para estes produtos deverão estar rotulados com autocolantes cor de laranja com símbolos indicadores dos diversos perigos. Encontrarão explicações neste documento. Nas experiências com estudantes só são utilizados os produtos classificados com os símbolos Xn (venenoso), Xi (irritante), F (inflamável) ou C (cáustico) embora os produtos labelados com C (cáustico) contenham concentrações tão baixas que não há que receá-los. Cumprindo as regras de segurança seguintes qualquer potencial perigo é excluído: Utilizar óculos e luvas de segurança durante todas as actividades. Evitar qualquer contacto com a pele, os olhos e as mucosas. Nunca comer, beber ou fumar dentro do laboratório e, evidentemenete, nunca comer ou beber uma substância química. Lavar com muita água fria qualquer gota de uma substância química que tenha caído sobre a pele. Se, apesar de todas as precauções, alguma substância química entrar nos olhos lavá-los imediatamente com um jacto de água. Depois ir imediatamente ao médico. Em caso de acidentes ou de indisposições contactar sempre o médico. Naturalmente é preciso certificarmo-nos de que os estudantes não andam a brincar com quaisquer substâncias. Os estudantes devem ser instados a trabalhar do modo mais limpo possível. Nota: O contacto da pele com peróxido de hidrogénio (H2O2) causa imediatamente manchas brancas que desaparecem depois de um ou dois dias. Uma vez que está é uma reacção ligeiramente cáustica é possível que a pele fique um pouco queimada. Todavia, não há razão para preocupações. Hidrato de indantriona causa manchas violeta que também desaparecem após alguns dias. Também não há razão para preocupações.
Nome: Categoria: Química Tornar visíveis impressões digitais com pó de grafite Idade: 7 anos ou mais Para quantas crianças: cerca de 12 Onde: Sala de demonstração; Preparação/materiais: Esta experiência serve para familiarizar os estudantes com impressões digitais e Tempo: cerca de 45 minutos os seus padrões básicos e ajuda a praticar o desenho de impressões desconhecidas. Objectivos para as crianças:. Expandir o conhecimento científico. Aprender diversos métodos para tornar visíveis as impressões digitais. Aprender novos termos, como o de pó de grafite. Aumentar o sentido de responsabilidade e a capacidade de compreensão de regras - as crianças são chamadas a cumprir regras de segurança - as crianças têm de manusear materiais e produtos químicos de forma responsável - as crianças passam o conhecimento adquirido a outras Explicação científica: A pele segrega (especialmente quando está a transpirar) sais, gorduras e aminoácidos formando proteínas que podem ser transferidas por contacto para objectos. Devido à sua estrutura em sulcos as nossas impressões digitais deixam impressões únicas destas substâncias no objecto e podem ser visíveis através de reagentes específicos; por exemplo, o pó de grafite fixa-se nas gorduras, o hidrato de indantriona torna visíveis os aminoácidos. Quando tocamos um objecto, a gordura dos dedos é transferida para ele. Quando a cobrimos com pó de grafite este fixa-se nela, tornando-a visível. Num substrato escuro também se pode utilizar pó branco (por exemplo, amido). Para que esta experiência resulte é necessário utilizar luvas descartáveis sem pó durante algum tempo antes de tirar as impressões digitais. Assim mais gordura é transferida por exemplo para o Quando se tiram impressões digitais é importante não usar muita tinta. Tem de se imprimir a impressão digital inteira porque muitas vezes as características específicas de cada uma localizam-se na parte mais baixa. Doutro modo a classificação a partir do desenho dos padrões básicos não é possível. Grafite, pincel, um rolo de fita adesiva, um painel de vidro, papel para testar, dois pares de luvas descartáveis sem pó, óculos de segurança, lupa; molde dos padrões básicos, cartão para colocar as impressões digitais, cartões de impressões digitais. Adicionalmente, um pano para o rosto, um balde de água, rolos de cozinha Passos: 1.Conversar sobre as regras de segurança. 2. As crianças deixam as suas impressões deixam as impressões digitais no painel. 3. De seguida, cobrem-nas com pó de grafite, usando o pincel. 4. Remover a grafite extra batendo suavemente no painel. 5. As crianças pegam num bocado de fita adesiva e tiram a impressão digital. 6. Então a impressão é colocada no cartão. Com a lupa as crianças examinam as impressões e comparam-nas com o padrão básico. Possíveis variações: Detectar impressões digitais com hidrato de indantriona
vidro. Para papel o método é menos adequado. Em detalhe: Informação mais detalhada por exemplo em: Rompp-Chemie-Lexikon, Hrsg.: J. Falbe, M. Regntz, 9. Aufl., 1991, Thieme- Verlag, Stuttgart, S. 3004 Referências: e-mail: p.mischinick@tu-bs.de
Nome: Categoria: Química Tornar visíveis impressões digitais com hidrato de indantriona Idade: 7 anos ou mais Para quantas crianças: cerca de 10 Onde: Sala de demonstração; Preparação/materiais: - Conversar sobre regras de segurança. Tempo: cerca de 30 minutos - Conversar sobre como manusear instrumentos e produtos químicos. As crianças e os professores colocam os fatos de macaco, as luvas descartáveis sem pó e os óculos de segurança. Por criança: um fato de macaco, óculos de segurança, luvas, uma pequena garrafa com uma solução de hidrato de indantriona (0.2mg/100 ml em etanol), papel, um par de pinças. Para todos: uma placa de aquecimento, um balde de água, um pano, toalhas de papel. Objectivos para as crianças: Passos: O hidrato de indantriona reage apenas com o aminoácido transferido para o papel 1.Dizer às crianças para deixarem as suas impressões digitais no papel marcador pelo dedo. Durante a reacção desenvolve-se uma cor azul-violeta. e cortá-la.. Expandir o conhecimento científico 2. Deitar uma ou duas gotas de hidrato de indantriona na impressão digital.. Aprender novos termos, como o de hidrato de indantriona. 3. De seguida, pegar no papel com as pinças e colocá-lo sobre a placa de. Aumentar o sentido de responsabilidade e a capacidade de compreensão de aquecimento cuja temperatura foi ajustada para cerca de 100 graus centígrados. regras 4. A impressão digital torna-se visível apresentando uma cor azul-violeta. - as crianças são chamadas a cumprir regras de segurança - as crianças têm de manusear materiais e produtos químicos de forma responsável. Explicação científica: Com o método de hidrato de indantriona as impressões digitais podem ser detectadas em papel. Possíveis variações: Detectar impressões digitais com pó de grafite e tinta. Quando aquecido o hidrato de indantriona reage com os aminoácidos transferidos pelos dedos para o papel. Durante a reacção desenvolve-se uma cor azul-violeta. Antes de tirar a impressão digital é novamente aconselhável o uso de luvas descartáveis sem pó de forma a que as mãos possam transpirar. Este procedimento melhora a qualidade das impressões digitais. Em detalhe: Informação mais detalhada por exemplo em: Rompp-Chemie-Lexikon, Hrsg.: J. Falbe, M. Regntz, 9. Aufl., 1991, Thieme- Verlag, Stuttgart, S. 3004 Referências: e-mail: p.mischinick@tu-bs.de
Nome: Categoria: Biologia Tirar impressões digitais Idade: 6 anos ou mais Para quantas crianças: 7 Onde: Sala de demonstração; Preparação/materiais: Tempo: cerca de 45 minutos - almofada de tinta, lupa, cópias dos cartões de amostragem/padrões básicos, Objectivos para as crianças: Esta experiência serve principalmente para familiarizar os estudantes com impressões digitais e o seu padrão básico e ajudar a mapear impressões digitais desconhecidas. O conhecimento científico sobre impressões digitais é partilhado.. As crianças ficam a conhecer os padrões básicos das impressões digitais.. As crianças ficam a conhecer as suas próprias impressões digitais e as de outros.. As crianças praticam o correcto uso dos materiais.. As crianças aprendem a utilizar a tinta necessária para imprimir as impressões digitais. Explicação científica: A impressão digital é para cada pessoa um padrão característico revelado pelo relevo na pele da ponta dos dedos obtido durante o processo de crescimento (daktyloskopie). papel, cartões de impressão digital. Passos: 1.Dá-se a todas as crianças papel para praticarem o acto de tirar impressões digitais. 2. Pedir-lhes para imprimirem com os dedos de ambas as mãos. 3. Depois dos primeiros testes, todas as crianças recebem um quadro onde se encontra marcado: PD - polegar direito; ID - indicador direito; etc., bem como PE polegar esquerdo; IE indicador esquerdo; etc. 4. Neste momento, as crianças podem trabalhar sozinhas e deixar as suas impressões digitais no quadro. 5. Em seguida, as crianças analisam as suas impressões digitais, com a ajuda da lupa. 6. Depois, as crianças comparam as suas próprias impressões digitais com os quatro padrões básicos e afectam as suas impressões a estes padrões. Possíveis variações: Comparação de diferentes impressões digitais. Esta experiência serve principalmente para familiarizar os estudantes com impressões digitais e o seu padrão básico e ajudar a mapear impressões digitais desconhecidas. Cuidados a ter: Quando se tiram as impressões digitais é importante não utilizar demasiada tinta. Tem que se tirar uma impressão da ponta do dedo inteira uma vez que muitas vezes as características distintivas estão localizadas na zona mais baixa. De outro modo, a classificação que mapeia os padrões básicos não é possível. Em detalhe: Referências: e-mail: p.mischinick@tu-bs.de
Nome: Categoria: Química A escrita invisível azul. Idade: 7 anos ou mais Para quantas crianças: 10 Onde: Sala de demonstração; Preparação/materiais: - 50 ml de ferrocianeto de potássio amarelo (hexacianoferrato (III) de potássio), Tempo: cerca de 45 minutos 50 ml de solução de cloreto de ferro (III), luvas de protecção, óculos de segurança, fato de macaco, um secador de cabelo, dois pincéis ou cotonetes de algodão, papel branco para cada criança. Objectivos para as crianças: Passos: O conhecimento científico é alargado. 1.As crianças tiram uma folha de papel e colocam-na à sua frente. A criança aprende que há diferentes métodos como tornar visível a escrita. 2. As crianças pegam no pincel ou no cotonete e mergulham-no no ferrocianeto A criança aprende novos termos de produtos químicos. de potássio. Em seguida elas podem pintar ou escrever qualquer coisa no papel. A criança a forma correcta de manusear o material. 3. O texto ou desenho é então seco com o secador de cabelo. 4. Agora, as crianças mergulham o pincel, ainda não utilizado, na solução de cloreto de ferro (III) e pintam sobre o papel seco. Explicação científica: Se utilizar a solução B (haxafianoferrato II de potássio: K4[Fe(II)(CN)6], 3 g/100 ml) para escrever qualquer coisa no papel e em seguida pincelar sobre o escrito com FeCl3 o resultado produz um complexo de cor azul (azul de Berlin), resultante da seguinte reacção: K4[Fe(II)(CN)6] + FeCl3 amarelo claro amarelo K[Fe(III)Fe(II)(CN)6] + 3 KCl azul de Berlim solúvel 5. O que se pode observar? Possíveis variações: - tinta invisível vermelha. - escrita invisível com lápis. - escrita invisível com uma caneta correctora. - escrita invisível com limão. 3 K[Fe(III)Fe(II)(CN)6] + FeCl3 Fe(III)[Fe(III)Fe(II)(CN)6]3 azul de Berlim insolúvel A cor intensa resulta da existência simultânea do ferro com número de oxidação bi e trivalente. As transições entre os dois causa a cor. No caso do ferro (III) o azul de Berlim solúvel não adere às zonas escritas obtendo-se, assim, os contornos das letras. Se utilizar as soluções em ordem inversa o azul desaparece porque se desenvolve a forma solúvel. As crianças podem perguntar se a ordem pela qual são utilizadas as soluções é importante.
Cuidados a ter: Não misturar os pincéis pois tal implica o fracasso da experiência. Conversar sobre as regras de manuseamento de produtos químicos, uma vez que estes são de baixo grau tóxico. Em detalhe: Referências: e-mail: p.mischinick@tu-bs.de
Nome: A escrita invisível cor de rosa Categoria: Química Ácidos e lixívia Idade: 6 a 10 anos Para quantas crianças: 4 a 6 Onde: Sala de demonstração; Tempo: 20 a 30 minutos Preparação/materiais: Mistura de produtos químicos. Papel branco, pincel ou cotonete de algodão para as soluções e secador de cabelo. Objectivos para as crianças: Passos: - O conhecimento científico é alargado. 1.As crianças pegam numa folha de papel e colocam-na à sua frente. - A criança aprende por que razão a escrita se torna visível. 2. As crianças pegam no pincel ou no cotonete e mergulham-no na solução F - A criança fica a conhecer novos produtos químicos. (solução de fenolftaleína) e pintam ou escrevem qualquer coisa no papel. As crianças têm que ter cuidado para não aplicar demasiado líquido. 3. O texto ou desenho é então seco com o secador de cabelo. 4. Agora, as crianças mergulham o pincel, ainda não utilizado, na solução G (solução de carbonato de sódio) e pintam sobre o papel seco. Atenção, só pode Explicação científica: O princípio desta escrita invisível baseia-se no valor de ph do carbonato de sódio aquoso. Isto é denominado dissociação da água. A acidez de uma solução aquosa é determinada pela concentração de protões que é influenciada pelas substâncias dissolvidas e indicada como o valor de ph. Um valor de ph de 7 caracteriza a solução na qual há tantos protões como iões hidroxilo. Esta solução é denominada de neutra. Qualquer solução com valor de ph inferior a 7 é ácida. Elas contêm mais protões do que iões hidroxilo. Qualquer solução com valor de ph superior a 7 é alcalina. Nestas soluções os iões hidroxilo são predominantes. O carbonato de sódio utilizado nesta experiência absorve protões da água e, portanto, reduz a concentração de protões. Como resultado, o valor de ph da solução, sobe. Em solução básica, ou alcalina (ph 8,2 9,8) a fenolftaleína forma um sistema extenso de electrões que rapidamente absorve luz visível resultando, assim, na produção da cor observada. A coloração é baseada no alargado sistema de electrões, que se desenvolve durante a doação de electrões, pelo que transições electrónicas na região do visível podem ocorrer facilmente. Uma vez que a doação de protões apenas ocorre em meio aquoso, tem que inicialmente ser aplicado a solução de etanol contendo a fenolftaleína e então, num segundo passo, a solução aquosa de carbonato de sódio. Uma vez dissolvida a fenolftaleína numa mistura de água e etanol, a coloração ocorre. Equação da reacção: pintar-se o papel. Possíveis variações: Ver tinta invisível azul.
H2O H+ + OH- CO32- + H2O HCO3- + OH- Cuidados a ter: Carbonato de sódio (Na2CO3) Xn = Baixo nível tóxico Óculos de protecção, luvas e fato de macaco, lavar as mãos depois das experiências. Em detalhe: O princípio desta escrita invisível é baseado no facto de a fenolftaleína incolor reagir com lixívia (solução alcalina) na formação do corante cor de rosa. Portanto, se escrevermos alguma coisa com a solução de fenolftaleína numa folha de papel, a deixarmos secar e tratarmos depois com lixívia, a escrita aparece em cor de rosa.. Referências: e-mail: p.mischinick@tu-bs.de
Nome: Categoria: Química A escrita invisível com sumo de limão. - acastanhado natural Idade: 3 ou mais anos Para quantas crianças: 4 Onde: Numa sala; Preparação/materiais: Despejar o sumo de limão numa taça. Tempo: cerca de 30 minutos Pincel, sumo de limão, sumo de cebola, tacinhas, papel e ferro de engomar. Objectivos para as crianças: Passos: As crianças deverão reconhecer que alguns ácidos, como por exemplo o sumo de 1.Cada criança fica com um pincel e uma folha de papel. limão ou sumo de cebola, se tornam visíveis em papel quando aquecidos. 2. Em seguida, a criança usa o sumo para pintar qualquer coisa no papel. 3. Depois de processo de secagem, as crianças engomam cuidadosamente a Explicação científica: O sumo de limão contém hidratos de carbono que carbonizam quando aquecidos sobre uma vela ou sobre uma placa de aquecimento especialmente em condições ácidas, como no sumo. Existem outros ingredientes que também podem formar produtos acastanhados por desidratação ou polemerização. É um conjunto de reacções muito complexo. Fazendo isto em todos os locais pintados com sumo de limão, surge uma coloração castanha e, assim, a escrita torna-se visível. No entanto, é importante não aquecer demasiado o papel pois tal pode resultar na sua própria carbonização. pintura para que a tinta invisível se torne visível. Possíveis variações: Para fazer os desenhos é possível utilizar outros sumos como o de uva (vinagre). Em vez de sumo de limão também pode usar-se sumo de cebola, sumo de laranja, sumo de uva ou leite. Cuidados a ter: Cuidado com a temperatura do ferro de engomar. Em detalhe: Referências: e-mail: p.mischinick@tu-bs.de