Uso de Spot tests e imagens digitais no ensino de ácidos e bases a partir de indicadores naturais com antocianinas

ISBN 978-85-85905-21-7

Área

Ensino de Química

Autores

de Lima, C.A.A. (UFPA) ; dos Santos, V.B. (UFPA) ; de Oliveira, L.M.A. (UFPA)

Resumo

No presente trabalho foi desenvolvido uma prática experimental em uma sala de aula do ensino médio, contextualizando funções inorgânicas: ácidos e base, empregando o uso de Spot tests, imagens digitais e indicadores naturais para identificação do pH em produtos comerciais. A prática obteve bons resultados, pois auxiliou os alunos a responderem de forma mais consistente as questões propostas ao fim da atividade sobre o referido assunto. Além disso, foi observado o interesse dos alunos para manipulação dos utensílios e a curiosidade para interpretar as reações colorimétricas envolvidas no experimento.

Palavras chaves

Spot test; Indicadores naturais; pH

Introdução

O ensino da Química abrange conteúdos nos quais os conceitos estão sempre associados a símbolos, equações para representar as propriedades microscópicas das substâncias, o que gera além de dificuldades para compreensão, o desinteresse pela maioria dos alunos do ensino médio. Nesse contexto, os Parâmetros Curriculares Nacionais – PCNs de Química do Ensino Médio – propõem a utilização de atividades experimentais como parte integrada do conteúdo curricular, para construção de conceitos a partir de experimentos ou observações relacionados ao cotidiano do aluno, despertando o seu interesse investigativo em sala de aula (GUIMARÃES, 2009; BRASIL, 1999). Porém, os principais empecilhos relatados pelos professores para realização dessas atividades são a ausência de um laboratório minimamente adequado, falta de reagentes, equipamentos e acessórios para aplicação dos experimentos (CALIL, 2009). Partindo disso, neste trabalho foi proposto uma prática experimental em sala de aula com materiais alternativos e de baixo custo, pouco volume de reagente, e sem necessidade de infraestrutura laboratorial, empregando o uso de Spot Tests, imagens digitais e indicadores ácido-base naturais para a construção de conceitos de funções inorgânicas, ácidos e bases a partir da identificação de pH de alguns produtos comerciais. Os indicadores ácido-base naturais são aqueles provenientes de espécies vegetais ou frutas que contêm antocianinas, um pigmento natural que muda de coloração em diferentes valores de pH devido sua estrutura química (TERCI; ROSSI, 2002). Associado a isso, com o uso dos Spot tests, têm-se um método rápido e simples que requer quantidade mínima de reagentes, baseada em reações colorimétricas sensíveis e seletivas, usando smartphones como detectores (BENEDETTI, 2013).

Material e métodos

Antes da prática em sala de aula, foram preparados os indicadores naturais de repolho roxo e azeitona preta, e a escala padrão de pH correspondente as cores dos indicadores. Para o indicador de extrato de repolho roxo foi seguido o procedimento descrito pelo o Grupo de Pesquisa em Educação Química (GEPEQ, 1995). Já o outro, foi triturado o fruto com água destilada e misturada com o líquido de cobertura, e depois filtrado. Na escala padrão, utilizou-se soluções tampões de pH 3, 10, 11 e 13 para verificar por análise screaming as cores equivalentes a cada valor de pH exibido pelos indicadores, onde a reação colorimétrica foi manipulada em Spot tests dentro de um aparato destinado a esse fim. Os produtos comerciais usados foram a água sanitária, vinagre, leite de magnésia e amoníaco. No dia da aula, aplicou-se um questionário para avaliar o conhecimento prévio dos alunos do 1º ano do ensino médio da Escola Raymundo Martins Vianna, localizada em Belém (PA). Em seguida, ministrada uma aula sobre a segurança de produtos comerciais contextualizados ao ensino de funções inorgânicas: ácidos e bases, abordando suas propriedades em relação à força dos ácidos e bases e as medidas de segurança no seu manuseio. Depois, a prática seguiu duas etapas: a primeira consistiu na reação colorimétrica onde foram adicionados seis gotas do produto comercial e de indicador de repolho roxo em cada poço da placa de porcelana. Na segunda etapa, capturou-se as imagens digitais dos spots test e por análise screaming comparadas com a escala padrão para determinar o valor de pH (Ver Fig. 1). O mesmo procedimento foi feito para o outro indicador. Ao final da prática, foi aplicado outro questionário para identificar os conhecimentos adquiridos pelos os alunos e suas respectivas opiniões sobre a prática.

Resultado e discussão

Para avaliar a prática, foi feito um tratamento estatístico das respostas dos alunos acerca das seguintes questões: Avaliação sobre a contextualização e aplicação prática experimental (1), conhecimento a respeito do uso de antocianinas como indicador ácido-base (2), da técnica de análise por Spot test para identificação de substâncias (3), e das possibilidades de análise química com smartphone (4). Onde se verificou para a questão 1, 85,7% dos alunos aprovaram o método contextualizado da aula teórica e sua respectiva atividade científica. Para a questão 2, apenas 28,6% sabiam do uso de extrato de repolho roxo e da azeitona preta como indicadores naturais. Questão 3, no qual 83,3% consideraram útil a técnica de análise por Spot test. E na questão 4, 66% dos alunos não tinham conhecimento sobre viabilidade do uso de smartphone em análises químicas (Ver questões enumeradas na fig. 2). Assim, foi visto que a prática obteve boa aceitação pelos alunos. Pois demonstraram interesse para manipular os produtos comerciais e os indicadores naturais, e curiosidade sobre quais seriam os resultados do experimento e as mudanças colorimétricas para a identificação do pH dos produtos comerciais. A escolha dos produtos comerciais consistiu na intenção de contextualização de funções inorgânicas associadas ao uso doméstico dos produtos comerciais e a importância do conhecimento de suas propriedades ácido-base.

Fig 1. Adição dos indicadores naturais a água sanitária, vinagre, leite de magnésia e amônia respectivamente. a) Repolho roxo e b) Azeitona preta.


Fig. 2. Tratamento estatístico das respostas do questionário final.

Conclusões

A partir da avaliação dos resultados, notou-se a possibilidade de desenvolver uma atividade experimental como recurso didático através da contextualização no ensino de química utilizando materiais alternativos, de baixo custo, fácil manuseio, pouco volume de reagente e análise screeming por imagem da escala padrão de pH. Para um estudo sequente, existe a perspectiva do uso de imagens para quantificação via imageJ (software de decomposição da imagem em valores de cor em RGB) para melhorar o tratamento dos dados obtidos das reações e também propor a análise em amostras coloridas.

Agradecimentos

Escola Raymundo Martins Vianna (Belém-PA) pela oportunidade para o desenvolvimento desta atividade. A Proex/UFPA pelo auxílio financeiro.

Referências

BENEDETTI, L. P. S. Determinação in situ de analitos de interesse alimentício empregando tratamento de imagens digitais de Spot Tests. Dissertação (Mestrado em Química Analítica) – Universidade Federal de São Carlos, São Carlos, 2013, 76p.
BRASIL, Ministério da Educação. Parâmetros Curriculares Nacionais (Ensino Médio). Parte III Ciências da natureza, matemáticas e suas tecnologias. Brasília: Secretaria de Educação Média e Tecnológica, 1999, 58 p.
CALIL, P. O professor-pesquisador no ensino de ciências. Curitiba: Ibpex, 2009.
GEPEQ. Extrato de repolho roxo como indicador universal de pH. Química Nova na Escola, n. 1, p. 32-33, 1995.
GUIMARÃES, C. C. Experimentação no Ensino de Química: Caminhos e Descaminhos Rumo à Aprendizagem Significativa. Química Nova na Escola. vol. 31, n. 3, p. 198-202, 2009.
TERCI, D. B. L.; ROSSI, A. V. Indicadores naturais de pH: Usar papel ou solução? Química Nova, vol. 25, n.4, p.684-688, 2002.