Realizado no Rio de Janeiro/RJ, de 14 a 18 de Outubro de 2013.
ISBN: 978-85-85905-06-4
ÁREA: Ensino de Química
TÍTULO: SÍNTESE DE POLÍMEROS COMO EXPERIMENTOS MOTIVADORES DE ALUNOS VESTIBULANDOS DE QUÍMICA
AUTORES: Povoa, M.N. (UNIVERSIDADE FEDERAL FLUMINENSE) ; Viana, L.M. (UNIVERSIDADE FEDERAL FLUMINENSE)
RESUMO: Este trabalho foi desenvolvido no primeiro semestre de 2013, na disciplina de Química Geral Experimental A oferecida pelo Departamento de Química Orgânica, em uma turma de calouros dos cursos de Química e Química Industrial. Com o objetivo de motivar e interessar os alunos, foi proposta a síntese do Acetato de Celulose (AC), um polímero de larga aplicação, usando técnicas simples e reagentes de fácil manipulação. O experimento foi realizado a partir da acetilação da celulose presente no algodão, seguida de hidrólise; e mostrou-se compatível com os conteúdos da disciplina e o tempo de aula. O polímero obtido na forma de um pó branco surpreendeu os alunos pelo fato de demonstrar que é possível obter materiais nobres, a partir de matrizes e rejeitos abundantes, como é o caso da celulose.
PALAVRAS CHAVES: acetato de celulose; polímeros; ensino de química
INTRODUÇÃO: Muitos alunos abandonam o curso de Química logo no início, entre outros motivos, porque não conseguem perceber a aplicação e o alcance dos experimentos que são realizados nas disciplinas iniciais. A conexão dos conhecimentos disciplinares com a prática é fundamental porque estabelece a relação do indivíduo com os conhecimentos da ciência onde pretende trabalhar (MORIN, 2000; BRASIL, 1996), representando um dos principais elos dos estudantes com o curso. Entretanto, para os alunos iniciantes, geralmente, práticas de síntese em Química Orgânica não costumam ser viáveis seja por sua complexidade, custo dos reagentes e riscos de manipulação, entre outros fatores. Dentro deste enfoque, este trabalho teve por objetivo, além dos propostos pela disciplina, fortalecer o interesse dos alunos calouros pelo curso de Química através da proposição de um experimento na área de polímeros, onde se realizou a síntese de um polímero de baixo custo e fácil manipulação: o diacetato de celulose, mais conhecido como acetato de celulose (AC). A escolha da síntese do AC deveu-se a este polímero, um sólido branco termoplástico inodoro insípido e não tóxico, ser um dos mais importantes ésteres orgânicos devido a sua larga aplicabilidade como fibras e plásticos (OTHMER, 1964). Além disso, esperava-se que o fato de poder ser obtido a partir de uma matriz tão simples como a celulose, surpreendesse positivamente os alunos.
MATERIAL E MÉTODOS: A proposta foi desenvolvida na disciplina de Química Geral Experimental A, oferecida pelo Departamento de Química Orgânica da Universidade Federal Fluminense, a uma turma com 10 alunos ingressantes dos cursos de Química e Química Industrial no primeiro semestre do ano de 2013. As aulas da disciplina ocorrem duas vezes por semana, com três horas de duração, onde os alunos trabalham em duplas. Os experimentos foram realizados nas últimas aulas do semestre.
A síntese do acetato de celulose consiste basicamente da acetilação da celulose (esterificação) seguida de hidrólise (ABEB et al., 1995). No laboratório, para a síntese do acetato de celulose preparou-se uma só mistura para a turma, visando facilitar seu armazenamento, composta de 83mL de ácido acético, 81mL de anidrido acético e 1,5mL de H2SO4 que foi adicionada a 25g de algodão. A mistura foi agitada, resfriada e deixada em repouso por uma semana. Na sequência, foi realizada a hidrólise, onde cada dupla de alunos preparou uma solução de 36 mL de água e 4mL de ácido acético que foi adicionada a 15g da mistura. Agitou-se e a seguir filtrou-se. Após a secagem o material foi pesado e triturado. Durante os experimentos chamou-se atenção para aspectos como a matéria prima usada e a baixa geração de resíduos. Ao final discutiu-se com cada dupla a aplicabilidade do acetato e a possibilidade de utilização de outras matrizes de celulose além do algodão.
RESULTADOS E DISCUSSÃO: O experimento foi realizado ao final da disciplina, quando os alunos já haviam realizado alguns experimentos envolvendo filtração e noções de solubilidade. A prática mostrou-se adequada às três horas de duração da aula, sendo realizada em no máximo duas aulas. Em média, as duplas obtiveram cerca de 4g de acetato de celulose como um sólido branco. Os alunos mostraram-se surpresos com a facilidade de sintetizar um polímero a partir de uma matéria prima tão simples como o algodão e, especialmente, com o seu aspecto final, na forma de um pó branco, que após a trituração tornou-se finíssimo. A prática permitiu chamar a atenção dos alunos para o fato de que é possível a obtenção de materiais nobres, a partir de matrizes e rejeitos abundantes, como é o caso da celulose; e, que atualmente a sociedade espera que os químicos encontrem este tipo de solução para outros materiais. O fato de gerar pouco resíduo possibilitou a discussão do papel do pesquisador na redução dos impactos ambientais que seu trabalho pode acarretar.
CONCLUSÕES: Os resultados dos experimentos geraram um alto grau de motivação quando mostraram aos alunos que é possível, sintetizar um polímero de grande aplicabilidade, de forma simples e com baixa geração de resíduos. Além de integrar os conteúdos da disciplina de Química Geral Experimental A ao cotidiano e possibilitar discutir aspectos da transformação das substâncias, o trabalho permitiu também ampliar a visão discente quanto à importância da futura profissão e a responsabilidade que o profissional da Química deve ter em suas atividades.
AGRADECIMENTOS: À Profa. Dra. Sonia Regina Alves Nogueira do Departamento de Físico-Química do Instituto de Química da Universidade Federal Fluminense (UFF).
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICA: ABEB, M. E., ABRANCHES, S. H. H.; ABREU, F. P. S. (Eds.), Enciclopédia Mirador Internacional, Rio de Janeiro, 1995, 4564 a 4566p.
BRASIL. Lei de Diretrizes e Bases da Educação Nacional. Lei Nº 9.394/96, artigo 43. Disponível em: <http://www.planalto.gov.br/ccivil_03/leis/L9394.htm> Acesso em 16 maio 2013.
MORIN, E., Os Sete Saberes necessários à Educação do Futuro. São Paulo: Cortez, 2000.
OTHMER, D. F.(Ed.), Encyclopedia of Chemical Tecnology, 2ª ed. New York: Editorial Board, 1964, v.4, 632a 645p.