A QUÍMICA DO SLIME
ISBN 978-85-85905-25-5
Área
Ensino de Química
Autores
Silva, A.C. (IFMA) ; Dias, A. (IFMA) ; Santos, B. (IFMA) ; Júnior, C. (IFMA) ; Neves, J. (IFMA) ; Costa, A. (IFMA) ; Cavalcante, K. (IFMA)
Resumo
A educação vigente está tornando-se cada vez mais heterogênea, aulas tradicionais em que só o quadro e os livros são objetos únicos de estudo estão cada vez mais ultrapassados. Principalmente em uma era digital na qual os alunos têm acesso aos mais diversos recursos, onde podem desenvolver ainda mais seus conhecimentos e senso crítico. A partir desse principio foi elaborada uma atividade que proporcionasse aos alunos do ensino médio, uma forma divertida de aprenderem um conteúdo que a maioria possuía dificuldade. Ao apresentar os alunos como produzirem o famoso “slime” conseguimos relacionar assuntos de química orgânica e apresentar uma metodologia alternativa em que os alunos interagissem e aprendessem ao mesmo tempo.
Palavras chaves
Metodologia; Química orgânica; Educação
Introdução
A prática experimental é um relevante instrumento no processo de ensino- aprendizagem dos conceitos e fenômenos científicos, que promovem o interesse dos alunos e contribuem para a autonomia destes, por meio da manipulação de instrumentos, substâncias, objetos e amostras, além de incentivar a discussão crítica dos resultados obtidos (LÔBO, 2012). E no ensino de química, a experimentação é também indispensável, propiciando a compreensão dos seus conceitos e linguagens e fomentando no(a) aluno(a) a liberdade para construir a sua interpretação individual sobre os conhecimentos que lhes são apresentados (SALESSE, 2012). Este trabalho aborda uma prática experimental divertida e de linguagem científica baseada no crescente e atual interesse dos jovens por um produto comumente chamado de “slime”, que se tornou muito procurado devido à facilidade. BREVE HISTÓRICO A jornada histórica do “Slime” (lama ou lodo em português) tem início nas primeiras décadas do século XX. O Silly Putty® ,nome que foi dado na época ao Slime, foi originalmente inventado por James Wright, que trabalhava no laboratório da General Electric em New Haven, Connecticut, em 1943. A invenção que foi chamada de Bouncy Putty, mais tarde renomeada Silly Putty, aconteceu acidentalmente A General Electric estava tentando encontrar uma maneira de fornecer borracha para pneus de caminhões e botas de soldados durante a Segunda Guerra mundial. Wright esperava criar um novo composto com toda a flexibilidade e elasticidade da borracha. (THOUGHTCO, 2018.) Ele misturou óleo de silicone com ácido bórico e descobriu que o composto tinha características muito parecidas com a borracha. Em 1949, um publicitário desempregado, Peter Hodgson, viu que existia um grande potencial no “brinquedo” e resolveu comprar os direitos de produção da GE (General Electric) e começou a produzi-lo. Hodgson renomeou o Silly Putty® e o embalou em ovos de plástico, já que a Páscoa estava a caminho. Logo, a Silly Putty® tornou-se uma sensacional marca multimilionária (STEVESPANGLERSCIENCE, 2018). Durante as décadas de 1980 e 1990 vários brinquedos com a aparência de slime foram introduzidos no mercado por diversos fabricantes. O slime passou a ser produzido a partir de álcool polivinílico (PVA), goma de guar e até leite (STEVESPANGLERSCIENCE, 2018). No século 21, o slime, devido a formulações variadas, passou a fazer parte do universo de pessoas de diferentes idades, Atualmente crianças de todas as faixas etárias sabem como produzir o seu próprio slime, devido as mais variadasformulações disponibilizadas em plataformas e mídias digitais (sites, blogs, portais), sendo também conhecido por Amoeba®, Geleca®, Geléinha® entre outros nomes.
Material e métodos
Para a execução deste trabalho, foram inicialmente efetuados testes em laboratório, nas dependências do campus Monte Castelo do Instituto Federal de Educação Ciência e Tecnologia do Maranhão (IFMA) para obtenção das medidas exatas que levaram a formação do slime. Seguem as medidas e procedimentos realizados: Os materiais e reagentes utilizados para a produção do slime foram: Água boricada (solução a 3% de ácido bórico), bicarbonato de sódio, cola branca, tinta guache para a coloração, colher de plástico e uma balança para pesagem das massas. Em um recipiente foram pesados 40g de cola branca, 0,05g de bicarbonato de sódio e adicionados entre 10 a 15 gotas de água boricada, mexeu-se constantemente com a colher, até que fosse possível retirar a mistura sem muito esforço do recipiente, como passo final, a mistura foi para as mãos, sendo alcançada uma consistência estável. O experimento foi construído visando o ensino lúdico do conteúdo de polímeros, na disciplina de química orgânica. Nesse sentido Rizzo (2001, p.40) diz sobre o lúdico que: “A atividade lúdica pode ser, portanto, um eficiente recurso aliado do educador, interessado no desenvolvimento da inteligência de seus alunos, quando mobiliza sua ação intelectual”. Ainda que o lúdico possua atestada eficiência no processo de ensino aprendizagem, não significa que seja utilizado constantemente por professores. Infelizmente, estudo e brincadeira ainda ocupam momentos distintos na vida de nossos alunos. O recreio foi feito para brincar e a sala de aula para estudar. Dessa forma, o lúdico perde seus referenciais e seu real significado, acompanhando, as exigências de um currículo a ser cumprido (FIALHO, 2018, p.12300). O experimento foi realizado nas turmas do terceiro ano da Escola C.E. Margarida Pires Leal, sendo também executado em dois eventos científicos, No Encontro de Pesquisa, Pós-Graduação, Inovação e Iniciação à Docência e Extensão (EPIDE), no qual foi ministrado para os alunos do ensino médio do Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Maranhão (IFMA), e no 58° Congresso Brasileiro de Química, onde os discentes tiveram a oportunidade de apresentar a química do slime para vários alunos da rede pública de ensino do Maranhão.
Resultado e discussão
Composição do slime/ Composição do nosso slime
Os polímeros são produzidos a partir da reação entre uma infinidade de micromoléculas, denominadas de monômeros, mediante ligações covalentes do tipo sp3(ligações simples), que formam grandes estruturas moleculares ou simplesmente macromoléculas (Figura 1) (CHANG, 2013). Segundo Nogueira et al. (2000), “o termo polímero vem do grego e quer dizer muitas partes”.
Figura 1. Macromoléculas são formadas mediante a junção de vários monômeros.
O poli(álcool vinílico) ou usualmente álcool polivinílico PVA (C4H6O2)n de composição química relativamente simples. Por ser um álcool possui grupos hidroxila (OH) em sua estrutura, obtido pela hidrólise de outro polímero o poliacetato de vinila (PVAc). O PVA é um polímero sintético amorfo e termoplástico, insípido, inodoro e não-tóxico, que apresenta características adesivas. É utilizado na produção de adesivos; como a cola escolar, tintas, papéis, tecidos, entre outros (LUCAS; ARANHA, 2001).
Já a denominada solução ativadora é constituída por uma solução de ácido bórico a 3% (H3BO3), que auxilia no aumento da viscosidade do Slime. Entretanto, o excesso do ácido bórico torna-o rígido e quebradiço, outro reagente essencial é o “sal” bicarbonato de sódio (NaHCO3). A coloração do slime pode ser feita utilizando tinta guache, aquarela, e também podem ser utilizados corantes alimentícios diversos.
Formação do slime/ Como o slime é formado
Para que seja produzido o slime é necessário que as macromoléculas do PVA sejam ligadas por um processo de reticulação ou ligação cruzada (Figura 2), que se trata de um processo físico-químico de transformação de polímeros. Sendo utilizado um agente ativador que tem como função manter unidas as macromoléculas, uma ponte de átomos entre elas, por meio de ligações covalentes (FERNANDES, 2009).
A reação entre o ácido bórico (H3BO3) e o bicarbonato de sódio (NaHCO3) origina o “sal” tetraborato de sódio, conhecido como “Bórax” (Figura 3) que sofre hidrólise, devido à presença de água nas colas escolares, formando íons, cátions de sódio e ânions tetraboratos.
Os ânions tetraboratos reagem com a água e produzem ácido bórico e ânions hidróxidos. O ácido bórico reage com os ânions hidróxidos e produz um novo ânion, o tetrahidroxiborato, este por sua vez possibilita a reticulação, formação das ligações cruzadas, entre as macromoléculas de PVA, por meio dos grupos alcoóis do polímero, liberando moléculas de água (Figura 4).
Figura 4. Processo de reticulação das macromoléculas de PVA./Fonte: Baseado em TEACHENGINEERING, 2017.
Industrialmente o slime é produzido com o uso de muitos aditivos, como por exemplo, a glicerina ou propanotriol, que entre as suas diversas propriedades, possui a característica de ser higroscópica, ou seja, absorve umidade do ar, o que impede o ressecamento dos produtos aos quais é adicionada.
Há também uma série de formulações, em sites e blogs, para a produção de slime (Tabela 1), que incluem espuma para barbear, shampoo,óleo corporal, tinta para tecido, bórax, entre outros (XANDÓ, 2018) e até a adição de copolímeros como o poli[(etileno)-co-(acetato de vinila)] ou (EVA), um material muito empregado nas indústrias de calçados e brinquedos, principalmente na confecção de solados e materiais didáticos (ZATTERA, 2005).
Tabela 1: Características e composição de alguns tipos de slime. Fonte: Os autores
Alguns tipos de slime Características Composição
Slime Fluffy
Textura e aparência de espuma Espuma de barbear / cola branca / água / bicarbonato de sódio / água boricada / corante alimentício
Slime Glitter
Aparência brilhante e transparente Cola transparente / água boricada / bicarbonato de sódio / glitter / corante alimentício
Slime Butter
Textura macia semelhante à manteiga
Cola branca/ água boricada / bicarbonato de sódio / espuma de barbear / glitter / massa de (EVA) / corante alimentício
Slime Crunchy
Textura e aparência dependeram dos materiais que forem adicionados Cola branca/espuma de barbear /água / bórax diluído /corante alimentício / bolinhas de isopor / miçangas /miniaturas de plástico/lantejoula /entre outros
Slime Teia de Aranha
Aparência semelhante a teias de aranha Cola branca / óleo de bebê /creme hidratante / shampoo /condicionador/ tinta acrílica / sabão líquido / cola de isopor
Slime um fluído não newtoniano
Os fluidos são substâncias que possuem a capacidade de escoamento e de adquirirem a forma do recipiente que ocupam, já que, se movimentam a partir de uma ação ou tensão de cisalhamento. Os líquidos apresentam uma superfície de contato e um volume finito, enquanto os gases ocupam todo espaço do recipiente no qual estão contidos. A força de cisalhamento ou tensão de cisalhamento consiste em toda a tensão gerada por forças aplicadas, em sentidos iguais ou opostos, porém em direções semelhantes, podendo resultar em corte ou deformações em uma determinada superfície, como no caso da tensão de cisalhamento gerada pela tesoura, que consiste na a aplicação de forças paralelas, mas em sentidos opostos, responsável pelo corte dos materiais submetidos a esta tensão (PORDEUS, 2018).
Existem dois tipos de fluidos: os fluidos newtonianos e os fluidos não-newtonianos. No caso dos newtonianos, a viscosidade depende em grande parte da temperatura e pressão: a água continuará a fluir - ou seja, agir como água - independentemente de outras forças que ajam sobre ela. Em geral, nos fluidos newtonianos, a viscosidade é baixa e constante, esta classe abrange todos os gases e líquidos não poliméricos e homogêneos. Exemplos: água, leite, soluções de sacarose, óleos vegetais (OUELLETTE, 2016).
No entanto em um fluído não-newtoniano, a viscosidade muda em resposta a uma tensão aplicada nele, fazendo-o se comportar no limite entre líquidos e sólidos. Nesses fluidos a relação entre a taxa de deformação e a tensão de cisalhamento não é constante.
A aplicação de uma tensão cisalhante sobre o slime, como bater fortemente ou puxar de maneira brusca, aumenta a sua viscosidade o que possibilita que ele aja momentaneamente como um sólido (as macromoléculas se agrupam em um emaranhado), ou seja, promove o seu enrijecimento fazendo-o resistir à deformação e a tensão aplicada, gerando quebras em sua estrutura. Já quando a tensão cisalhante é removida a sua viscosidade diminui, possibilitando o seu fácil escoamento, o fazendo agir como um líquido (ROHRIG, 2009).
Pode-se perceber isso, ao colocar uma força grande sobre o slime, quando puxado com força, ele quebra fácil, pela sua característica sólida, porém ao movimentar com as mãos ou esticá-lo, percebe-se a sua fluidez, como um líquido. Há ainda outros exemplos de outros tipos fluidos não-newtonianos no nosso cotidiano, que é o caso da maisena mais água, creme dental, ketchup, entre outros.
Macromoléculas são formadas a partir da junção de vários monômeros.
Processo de reticulação de macromoléculas de PVA.
Conclusões
A utilização da química do slime como uma pratica inovadora no ensino acaba se tornando um meio muito importante de promover um sistema de ensino-aprendizagem onde o aluno se encontra em um dos papeis principais nesse processo. Os trabalhos com a utilização de atividades lúdicas em sala de aula auxiliam no desenvolvimento da absorção de conteúdo, pensamento, concentração e da atenção. O professor pode comprovar isso quando em sua aula utiliza-se desses meios para criar uma atmosfera de maior absorção de conhecimento. A química do slime se comprova como um meio de utilizar componentes presentes na vida das crianças como formas inovadoras de ensino.
Agradecimentos
Referências
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