EXPLORANDO A QUÍMICA DO REFRIGERANTE (2010) 1 ALINE MARQUES DA SILVA 2 ; CANDICE KEMMERICH 2 ; MÁRCIO MARQUES MARTINS 2 1 Trabalho de Pesquisa elaborado na disciplina de Projetos Interdisciplinares 2 Curso de Química do Centro Universitário Franciscano (UNIFRA), Santa Maria, RS, Brasil E-mail:candicekemmerich@gmail.com; RESUMO Sabendo-se que os refrigerantes são bebidas de fácil acesso, este pré-estudo sobre a utilização deste, como material didático, faz-se necessário mais aprimoramento e testes científicos para a melhor assimilação de dados e conteúdos envolvidos neste estudo. Os refrigerantes estão inseridos em nossa alimentação, podendo ser usados em procedimentos analíticos, como apresento neste trabalho, aos professores a oportunidade de proporcionar aos alunos a visualização prática dos conteúdos aplicados ao ensino de química. Palavras-chave: Refrigerante; Gás; Solubilidade. 1. INTRODUÇÃO Os refrigerantes são bebidas não alcoólicas, carbonatadas e em sabores diversos comum em nosso dia-a-dia. Surgiram para tratamentos terapêuticos em 1833, quando foi inventado um aparelho para produzir água gaseificada, e devido a crença nas propriedades terapêuticas da água gaseificada recomendada para uma simples cólica à poliomielite, surgem os primeiros refrigerantes. As primeiras misturas foram feitas com sabores de limão. Hoje, existem muitos sabores como: uva, laranja, guaraná, cola etc. A crescente aceitação por bebidas carbonatadas deve-se ao uso do Gás Carbônico. O CO 2, além da efervescência e do efeito refrescante, transmite à bebida um paladar insuperável. O Gás Carbônico também é bacteriostático e por isso conserva as características originais do produto. A fórmula do refrigerante contém ingredientes com finalidades específicas que devem estar enquadrados em padrões pré estabelecidos pelos regulamentadores de processos industriais: Qualidade da água, quantidades de açucares, concentrado (sabores), Acidulantes, os antioxidantes, Edulcorantes, conservantes e dióxido de carbono (gás carbônico). Alguns estudos sobre o comportamento dos gases nos permitem estabelecer leis sobre suas propriedades, e a partir delas foi desenvolvida a Teoria Cinética dos Gases. 1
O químico e físico irlandês Robert Boyle é quem iniciou o estudo de um gás e sua pressão, percebendo que, quando se aumenta a pressão sobre um gás, observa-se uma diminuição em seu volume, ou seja, aumentando a pressão, diminuímos a distância de uma molécula de gás da outra. A energia cinéticas das partículas dos gases é diretamente proporcional a sua temperatura, quanto maior a temperatura, maior a velocidade das moléculas e se a pressão for constante, o volume ocupado tende a aumentar. Entendendo que os gases consistem em um grande número de partículas que se movimentam livremente, nesta característica que se explica a propriedade de difusão, na qual os gases tendem a se misturar uns com os outros. Para o desenvolvimento da explicação do comportamento dos gases chamamos A Teoria de Cinética dos Gases, que se baseia na energia cinética das moléculas, ou seja, movimento. É por meio de colisões pelos movimentos das moléculas que as substâncias entram em contato e reagem entre si. A energia das moléculas, no momento destas colisões constitui em fatores determinantes para a ocorrência de certas reações químicas. A energia cinética e a temperatura são inversamente proporcionais, por isso, maior temperatura, maior movimentação de moléculas e mais rápida é a reação. O refrigerante, como será demonstrado neste trabalho, é uma ferramenta barata e muito versátil para ser utilizada em atividades demonstrativas no ensino de química nas questões relacionadas ao estudo dos gases como para demais áreas dos conteúdos. Este é apenas um pré-estudo de como poderemos utilizar o refrigerante para a boa assimilação dos conteúdos de química, sabendo-se que poderemos explorar ainda mais e com mais enfase este assunto em trabalhos e artigos posteriores e com conteúdos diversificados. 1.1 JUSTIFICATIVA Sabe-se da grande dificuldade da assimilação dos conceitos básicos da química para com os alunos de ensino básico, médio e superior. A produção de aulas fora da realidade de alguns alunos pode ser a principal dificuldade da assimilação dos conteúdos ministrados em sala de aula. A utilização dos livros didáticos de Química é importante, mas os experimentos com materiais do dia-a-dia faz-se ainda mais para a boa compreenção do aluno ao conteúdo. 2
Verifica-se, desta forma, que há a necessidade da utilização de alternativas experimentais para o ensino de química, com o intuito de despertar o interesse e a importância dos conceitos químicos presentes nos currículos escolares. 1.2 OBJETIVOS GERAIS A proposta deste pré-estudo sobre a utilização dos refrigerantes de modo exploratório e diversificado apresentam tecnologias de ensino adequadas a maioria das realidades sociais dos professores e alunos. Como objetivos principais, podemos citar: a A melhor compreensão dos conteúdos de química repassados em sala de aula; b - O interesse por parte do aluno e professor, no que se diz respeito a química experimental; c - A apresentação de materiais alternativos para experimentos simples e fáceis de compreender. 1.2.1 OBJETIVOS ESPECÍFICOS Os objetivos principais deste trabalho : - Estudar os refrigerantes como solução ácida; - Estudar o efeito do gás presente no refrigerante; - Estudar a solubilidade de gases em líquidos com refrigerantes; - Estudar o efeito da temperatura e da pressão na solubilidade dos gases; - Estudar a dissolução de bicarbonato de sódio no refrigerante; - Estudar a reação de ferro metálico com o ácido do refrigerante; 2. METODOLOGIA O trabalho de pré-aprimoramento sobre o estudo da utilização dos refrigerantes para a exposição de conteúdos e conceitos básicos de química desenvolveu-se de acordo com as seguintes etapas: a) Leitura de muitos artigos científicos sobre o assunto estudado; b) O estreitamento de casos que poderia ser estudado neste trabalho; c) O recolhimento de dados experimentais e teóricos para testes e experimentações; d) A execução das técnicas selecionadas e estudadas; 3
e) O aprimoramento das técnicas com as dificuldades apresentadas nos experimentos com os refrigerantes. 3. EXPERIMENTAL As técnicas experimentais deste trabalhos foram retiradas de artigos científicos e livros de experimentos químicos. Para a construção deste trabalho foi desenvolvida várias técnicas que mostram o quanto pode-se explorar o refrigerante para a compreensão das leis químicas e suas propriedades. Abaixo (figura 1) segue um fluoxograma de como realizou-se a idéia dos experimentos com os respectivos conteúdos onde pode-se estudar a química com a versabilidade do refrigerante: Figura 1. Diagrama de fluxo do trabalho Segue abaixo os experimentos: 3.1.O gás do refrigerante Material: - Uma garrafa de refrigerante (sabor sem especificação) - açucar 4
- gelo - areia - bala (mentos) - 4 copos de vidro ou béquer transparente - colher Procedimento: colocou-se no primeiro copo uma colher de açucar, no segundo copo uma colher de areia, no terceiro copo a famosa bala mentos com superfícies irregulares e no quarto copo, o gelo (figura 2a). Figura 1a. Montagem experimento O gás do refrigerante. Observou-se o comportamento do refrigerante com a adição dos materiais diversos (figura 2a). Figura 2a. Comportamento do gás carbônico na adição de diferentes materiais 3.2.Reação do ferro metálico com o ácido do refrigerante Material: - Béquer de 250 ml 5
- Refrigerante de sabor limão (sem cor) - palha de aço (bombril) - solução de H 2 O 2 a 3% - pipeta Procedimento: colocou-se um pouco de refrifgerante no béquer, mediu-se o ph inicial da solução e logo após adicionou-se o bombril (figura 1b). Após algum tempo de observação visual da mudança de cor do refrigerante adicionou-se o peróxido de hidrogênio no fundo do béquer com uma pipeta (figura 1b). Figura 1b. Adição do bombril e do peróxido de hidrogênio no refrigerante. 3.3.Dissolução de bicarbonato de sódio no refrigerante Material: - béquer de 250 ml - refrigerante de sabor limão ou outro sem corante - bicarbonato de sódio - Espáluta ou colher - Tiras de medir ph Procedimento: colocou-se um pouco de refrigerante no béquer, mediu-se o ph inicial da solução. Adicionou-se aos poucos, com colher ou espátula, o bicarbonato de sódio. Esperou-se o desprendimento do gás antes de adicionar novamente o bicarbonato. Quando não houve mais desprendimento do gás, mediu-se o ph (figura 1c). 6
Figura 1c. Medida do ph após a adição do bicarbonato de sódio 3.4.Quantidade de gás carbônico existente em um refrigerante Material: - uma balança de até 500 gr - uma garrafa de refrigerante lacrado de 250 ml Procedimento: pesou-se o refrigerante lacrado na balança e tarou-se (importante que manteve-se a balança tarada para posterior pesagem). Sacudiu-se o refrigerante, esperouse um tempo e abriu-se a garrafa para o desprendimento do gás. Pesou-se. Foram realizadas aproximadamente 20 pesagens até o desprendimento total do gás após a agitação do refrigerante (figura 1d). Figura 1d. Pesagem e agitação da garrafa de refrigerante. 7
4. RESULTADOS E DISCUSSÕES Com base na facilidade do manuseio do material, surge a oportunidade de encontrar aplicabilidade que proporcione aos alunos uma melhor compreensão dos conteúdos de química estudados. Os procedimento realizados até o momento, neste pré estudo, tem por finalidade o aproveitamento de uma figura do dia-a-dia, o refrigerante, para gerar uma melhor compreensão dos conteúdo de Físico-química proporcionando o interesse dos alunos do ensino médio e superior ao estudo das disciplinas relacionadas. 5. BIBLIOGRAFIA ORTEGA, George Gonzáles; NETZ, Paulo A. Fundamentos de Físico-Química, Uma abordagem conceitual para ciências farmacêuticas. 1ªed. São Paulo: ARTMED, 2002. LIMA, A.C. da Silva, Química Nova na Escola, vol 31, N.3, agosto 2009. 8