Guia do Professor Olá Professor(a)! Este Guia tem por finalidade ajudar você a conduzir as atividades propostas para o estudo de conceitos relacionados ao tema motivador Química na Cozinha! Este vídeo faz parte da série A Química nossa de cada dia, uma produção da Universidade Federal Fluminense, com apoio MEC/MCT- EDITAL DE SELEÇÃO Nº 1/2007. Módulo Propriedades das substâncias e dos materiais Área de Aprendizagem: Química Público-alvo: Todos os níveis do Ensino Médio Programa 2: Viajando com o meu avô. 1
Guia do Professor Tema: QUÍMICA NA COZINHA Caro (a) professor(a), o tema escolhido articula vários conceitos de Química básicos num contexto bastante familiar a qualquer estudante, que é a cozinha. Nesse ambiente, é possível abordar todos os tópicos fundamentais da Química, no entanto por limitações de tempo, escolhemos alguns conteúdos. Mas com certeza, você terá outras idéias e com um pouco de pesquisa será possível ampliar a abordagem, de maneira que fique mais apropriada para seus alunos. Não se esqueça de ouvi-los, as concepções trazidas pelos alunos são normalmente diferentes dos conceitos científicos aceitos, mas são extremamente ricos e só com uma proposta dialógica, é possível (re)elaborar novos conceitos que propiciem a formação de cidadãos confiantes e dispostos a tomar decisões. Introdução: Neste vídeo, um cozinheiro químico bem humorado, o chefe Tiossulfato, demonstra que diversas situações comuns do cotidiano de uma cozinha são resolvidas com base em princípios da Química, estimulando uma associação com conteúdos vistos na sala de aula. Assim através de uma abordagem lúdica e diversificada a Química na Cozinha é o tema motivador que articula unidades temáticas que envolvem a Química do cotidiano, destacando assim: o reconhecimento de transformações químicas e suas evidências macroscópicas; propriedades específicas da matéria, estados físicos e suas alterações, o processo de fermentação e propriedades coligativas. A abordagem de cada conteúdo é feita de maneira independente e se você desejar pode escolher qual ou quais conteúdos pretende trabalhar na sala de aula. Outra questão importante é que os temas permitem uma abordagem interdisciplinar com a biologia, através do conceito 2
de fermentação, enquanto os aspectos termodinâmicos, envolvendo conceitos de equilíbrio térmico e temperatura, são estudados também nas aulas de Física. Ou seja, o material produzido tem o compromisso de falar de ciência de uma maneira natural, com uma linguagem acessível que permite várias abordagens e ao mesmo tempo mantem o compromisso de oferecer qualidade e rigor científico nas informações e relações estabelecidas dentro dos temas propostos. Objetivos Geral: Explorar diversos conteúdos de Química, usando a cozinha como ambiente de contextualização. Pré-requisitos de conhecimento: O vídeo pode ser usado para alunos com os mais diversos níveis de conhecimento. O mais importante é que você professor tenha o cuidado de introduzir os conceitos preliminares de propriedades dos materiais e aspectos de transformação física e química da matéria. Tempo previsto para a atividade: O vídeo pode ser usado em várias aulas, uma vez que aborda vários conceitos diferentes. Uma aula de 50 minutos é suficiente para que o vídeo seja visto na íntegra e para que sejam realizadas atividades complementares. Requerimentos técnicos: Para assistir ao vídeo, necessita-se de um aparelho que reproduza DVDs e uma televisão, ou ainda o vídeo pode ser reproduzido com o auxílio de um computador acoplado a um datashow para ampliação da imagem. É importante que a televisão ou o computador estejam acoplados a bons alto falantes. 3
NA SALA DE AULA/ VÍDEO A proposta deste trabalho está fortemente vinculada aos princípios de que o ensino de Química deva ser útil na formação dos cidadãos, na medida em que ele seja capaz de usar o conhecimento químico para nortear tomadas de decisão. Para isso, é importante que o aluno perceba que o que ele aprende, está relacionado ao mundo real. Assim, consideramos que é fundamental antes de iniciar o uso de qualquer recurso didático, deixar claro para o aluno qual é a metodologia de trabalho que será utilizada, inclusive parâmetros de avaliação, e mostrar que a participação ativa deles em todas as etapas de aprendizagem será fundamental na (re)construção do conhecimento, onde o diálogo será fundamental. Achamos que para motivar sobre o tema Química na Cozinha os alunos poderiam começar aprendendo sobre a profissão e sua valorização no mercado de trabalho. Isso ajuda a quebrar preconceitos com relação ao fato de que os meninos tendem a pensar que cozinhar é uma tarefa feminina. Poderiam começar coletando matéria sobre o assunto, inclusive sobre aqueles que se tornaram astros na TV. Os alunos poderiam começar assistir ao vídeo e anotar os temas que mais chamaram a atenção. Juntos, vocês podem relacionar quais temas serão estudados mais detalhadamente. Depois de fazer uma discussão com eles, após a escolha do tema a ser trabalhado, você pode traçar metas sobre que questões, inclusive de cunho interdisciplinar, que eles deverão estar aptos a responder no final do período estabelecido. Propomos uma ampla exploração do vídeo, que pode ser apresentado de uma só vez ou por etapas, dependendo de como se deseje trabalhar. Assim, destacamos como eixos articuladores selecionados abaixo: 1) Cozinha X laboratório: Você deve ter reparado que não estamos num laboratório, certo? Errado! (Chefe Tiossulfato) 4
O momento em que o cozinheiro apresenta a cozinha e seus utensílios buscando a similaridade com um laboratório, chama o aluno a refletir sobre o fato de que a Química e os experimentos a ela relacionados estão num ambiente que todos são capazes de reconhecer. Neste momento você deve deixar clara a incrível semelhança que existe entre as duas práticas estimulando os alunos a associar a arte de fazer uma preparação qualquer numa cozinha com o ato de experimentar num laboratório. Questões como separação de materiais, proporção, técnicas de procedimento podem ser comparados às receitas, dicas e preparações culinárias, onde esses mesmos elementos aparecem. Peça aos alunos que tragam receitas culinárias e comparem com receitas de experimentos. Esta comparação pode ser vista em : RIBEIRO, C. M. R.; LUZ, D. M.; BORGES; M. N. (org). Cadernos de Experimentos e Curiosidades da Química na Casa da Descoberta. Niterói:Eduff, 2009. 97 p. 2. Fermentação: reações e densidade: É um tema revisitado nas aulas de biologia, com ênfase nos aspectos biológicos do processo. Aqui cabe também uma abordagem histórica e econômica de um dos mais antigos domínios tecnológicos controlados pelo homem. Neste ponto, o aspecto da importância da representação por meio de fórmulas e equações fica salientado como necessário para descrever numa linguagem apropriada as transformações vistas experimentalmente. Aspectos físico-químico relativos a solubilidade de gases e equilíbrio químico, podem ser também abordados nesta etapa. Ainda com relação a essa parte, vimos como a relação de massa e volumes dos corpos estabelecem o conceito de densidade e como as densidades relativas explicam a capacidade de corpos flutuarem ou afundarem em líquidos. 5
3- O leite e a emulsão- O leite (...)É um líquido formado por água, proteínas, gorduras, lactose, vitaminas e sais minerais em emulsão (Chefe Tiossulfato) O estudo tradicional de colóides é quase sempre apresentado nos livros enfatizando o estudo classificatório dando pouca ênfase às suas propriedades em fenômenos da natureza e no cotidiano. A visão macro de sistemas coloidais e a visão micro da matéria podem ser comparadas, assim como questões de solubilidade e fatores que influenciam em sua estabilidade podem ser compreendida pelos alunos estudando as propriedades do leite. Sua floculação, por exemplo, é facilmente demonstrada pela adição de suco de limão, ou seja, pela acidificação do meio. Um experimento simples de ser feito em sala de aula, que mostra como os sistemas coloidais podem ser destruídos. 4- A panela de pressão e momento faça você mesmo 1. Alterações no ponto de ebulição e congelamento da água e alface murcha- propriedades coligativas. A água é provavelmente, a única substância química que sabemos que nossos alunos conhecem nos três físicos e, além disso, é essencial numa cozinha. No momento do vídeo em que falamos do funcionamento da panela de pressão, das alterações de ponto de ebulição, congelamento da água provocada pela presença de um soluto solúvel e quando tratamos da questão da alface murcha, procuramos envolver uma série de conceitos relacionados às propriedades gerais dos líquidos. Nesse momento seria interessante relembrar com os alunos como os tipos de ligações químicas e interações intermoleculares influenciam na solubilidade e nos pontos de ebulição de líquidos a uma dada pressão. Mostrar como funciona a panela de pressão é um artifício que sempre provoca curiosidade nos alunos. Nesse caso, eles aprendem na prática como a influência da pressão é real na alteração do ponto de ebulição de líquidos, antes de ter contato com as equações matemáticas que estabelecem estas relações. Assim, na panela de pressão ele percebe a influência do aumento da pressão e no experimento da seringa, ele vê o que acontece com o líquido 6
quando a pressão é diminuída. Acreditamos que a abordagem desses conceitos aliados a aplicação permitam por parte dos alunos uma aprendizagem mais significativa sobre questões relacionadas ao entendimento do conceito de pressão de vapor e fatores relacionados. A alteração do ponto de ebulição e congelamento de líquidos em função da presença de um soluto solúvel são experimentos bastante contextualizados e que facilitam o entendimento do conceito de propriedades coligativas. A osmose é um processo fundamental á vida. O experimento com a alface mostra como membranas semipermeáveis perdem o solvente, no caso a água que sai da alface quando a mesma é temperada com uma solução ácida e salina. Aqui, é uma excelente oportunidade de incentivar a interdisciplinaridade propondo aos alunos que pesquisem como a circulação do nosso sangue depende da pressão osmótica e porque é importante que mantenhamos um volume de água mínimo em nosso corpo para o seu bom funcionamento. Já a osmose reversa, é um processo de tratamento que remove a maioria dos componentes orgânicos e sais minerais dissolvidos em forma de íons da água. Essa técnica é bastante utilizada para produzir água potável a partir de águas salobras, na dessalinização da água do mar e no tratamento por hemodiálise. Durante a atividade: Para um melhor aproveitamento desta atividade é necessária atenção, para que se ouça detalhes da narrativa. Se necessário, pause em alguns momentos e /ou escute novamente. Depois da atividade: Você pode trabalhar com a aplicação de questionários diagnósticos, que são repetidos ao final da etapa de aprendizagem do que se deseja 7
avaliar. É um excelente recurso para perceber o quanto os conceitos dos alunos forma evoluindo. Além dessas atividades também é desejável completar os estudos, com pesquisas em várias fontes complementares: selecionar artigos de jornal, livros e revistas, sobre os temas relacionados é sempre interessante, inclusive para que os alunos comparem as diversas linguagens: aquela usada num texto científico e a usada num texto jornalístico ou só informativo. No final deste material há uma seleção de bibliografia recomendada, que inclui também literatura não especializada. Propomos também a realização de debates que incentive os alunos a se posicionarem diante de questões atuais que envolvam os temas relacionados ao vídeo. É importante que os alunos respaldem suas opiniões com base em informações científicas. Como opções, sugerimos alguns temas, mas você deve analisar o que realmente pode motivar seus alunos. Por isso é importante adequar ou optar por outro tema mais adequado à realidade que eles vivenciam. Temas sugeridos: 1) Como a redução do sal na alimentação influencia na hipertensão? 2) As pessoas que vivem em regiões baixa altitude,tem dificuldade de se adaptar aos locais com altitude muito altas. Por que? 3) O leite é um dos alimentos mais importantes para o homem. Faça um breve resumo dos processo envolvidos no seu beneficiamento pra obtenção de derivados como: queijo, iogurte, coalhada e outros. Avaliação 8
Durante a execução desta atividade, o professor deve estimular a participação de seus alunos e questioná-los como suas dúvidas. Exercícios com perguntas que contextualizem o assunto, assim como provas de concursos podem ser utilizadas para mostrar aos alunos que eles são capazes de aprender ou ampliar conhecimentos de uma maneira divertida sem perder a qualidade da aprendizagem. Várias atividades complementares poderão ajudá-lo a avaliar a atividade. Atividades Complementares Já que falamos de química na cozinha, nada melhor do que uma receita para ampliar conhecimentos. Sugerimos aqui a receita do doce de abóbora cristalizado ou marmorizado, disponibilizado pela autora de diversos livros de Química, Martha Reis, na internet através do endereço http://www.cliquequimica.com.br/receitas.htm. O doce é muito gostoso e apresenta uma fina camada de aspecto vítreo em sua superfície, o que torna sua aparência bastante atraente. É interessante notar que a autora, assim como o chefe Tiossulfato, usa termos químicos, mostrando inclusive algumas reações que acompanham as transformações ocorridas. 9
DOCE DE ABÓBORA MARMORIZADO Reagentes e aparelhagens - 15 colheres de café de cal virgem (óxido de cálcio) para uso culinário, portanto, de alta pureza - 1 garrafa de vidro com 2 litros de capacidade - 1,5 litro de água filtrada - 0,5 kg de abóbora cortada em cubos de uns três centímetros de aresta - 0,5 kg de açúcar - 0,5 copo de água filtrada - 1 vasilha grande de plástico - 1 panela Procedimentos Comece preparando a água de cal. Encha a garrafa de vidro com água e adicione a cal virgem, CaO(s), com muito cuidado, pois ocorrerá uma reação química de síntese com formação de cal hidratada ou extinta (hidróxido de cálcio), um fenômeno altamente exotérmico, ou seja, que ocorre com grande desprendimento de calor. Para otimizar a reação, tampe a garrafa e agite várias vezes, virando-a de cabeça para baixo. Você irá obter um líquido esbranquiçado como leite. Deixe em repouso até o dia seguinte para que a cal virgem não dissolvida se deposite no fundo. A solução límpida que fica por cima é a chamada água de cal (solução de água e hidróxido de cálcio). Para separar a água de cal do hidróxido de cálcio precipitado e da cal virgem não dissolvida, passe a solução em três filtros de papel (um dentro do outro), tomando cuidado para não sacudir a garrafa. Coloque a água de cal em uma vasilha grande de plástico e mergulhe os pedaços de abóbora, deixando-os imersos nessa solução de um dia para o outro. 10
Retire os pedaços de abóbora, lave-os bem e ponha numa panela com o açúcar e a água. Cozinhe em fogo brando até a abóbora ficar tenra. Retire do fogo e deixe esfriar em recipiente aberto. O hidróxido de cálcio que ficou impregnado na abóbora irá reagir com o gás carbônico do ar atmosférico formando o carbonato de cálcio (substância presente no mármore) e liberando vapor de água. Depois de fria observe a camada cristalina de carbonato de cálcio que se formou na superfície dos pedaços de abóbora e sirva-se. Que tal um concurso de receitas que sejam econômicas e que para cada receita os alunos elaborem e respondam perguntas que envolvam conceitos químicos e/ou interdisciplinares? Que tal pensar também nos aspectos ambientais? O que fazer com o lixo produzido numa cozinha? Como separálos? Enfim, a cozinha é um ambiente fantástico e se você procurar, vai conseguir fazer com que seus alunos não queiram sair mais dela. Bibliografia ATKINS, P.W.; JONES.L.L. Princípios de Química. Porto Alegre: Bookman, 2001. GARRITZ RUIZ, A., CHAMIZO GUERRERO, J. A., Química. Mexico: Pearson Education, 2002. 626p. MAGALHÃES, Mariza. Tudo o que você faz diariamente tem a ver com Química! Niterói: Muiraquitã, 2004. 77 p MORTIMER, E. F., MACHADO, A. H. Química para o ensino médio. São Paulo: Scipione, 2002. 398p. 11
RIBEIRO, C. M. R.; LUZ, D. M.; BORGES; M. N. (org). Cadernos de Experimentos e Curiosidades da Química na Casa da Descoberta. Niterói:Eduff, 2009. 97 p. SANTOS, W. L. P.; MÓL, G. S. (Coords.) et al. Química e Sociedade. São Paulo: Nova Geração, 2005. 741 p. SNYDER, C., H. The extraordinary chemistry of ordinary things. 4 th ed. New Jersey: John Wiley & Sons, 2002, 814 p. TOLENTINO, M.; ROCHA-FILHO, R. C.; O átomo e a tecnologia, Química Nova na Escola, n 3, p. 04-07, Mai. 1996 disponível em http://qnesc.sbq.org.br/online/qnesc03/quimsoc.pdf Para estudos complementares SANTOS, J. A. Por que o leite derrama quando ferve? Ciência Hoje, v. 31, n. 185, p. 7, Ago. 2002. THIS, Hervé. Um cientista na cozinha. São Paulo: Editora Ática, 4 ed., 1999. VIEIRA, H. J.; FIGUEIREDO-FILHO, L. C. S. e FATIBELLO-FILHO, O. Um experimento simples e de baixo custo para compreender a osmose. Química Nova na Escola, n 26, p. 40-43, Nov. 2007. disponível em http://qnesc.sbq.org.br/online/qnesc03/quimsoc.pdf WOLKE, Robert D. O que Einstein disse a seu cozinheiro: A ciência na cozinha. Rio de Janeiro: Jorge Zahar Ed, 2003. http://www.cienciaviva.pt/divulgacao/cozinha/ 12