ANO INTERNACIONAL DA TABELA PERIÓDICA: UMA PROPOSTA PARA O ENSINO DOS ELEMENTOS QUÍMICOS DESCONHECIDOS

ISBN 978-85-85905-25-5

Área

Ensino de Química

Autores

Régis Campos Silva, R. (CEFET-MG) ; Santos Queiroz, M. (CEFET-MG) ; Alves Silva, T. (CEFET-MG) ; Amaral Silva, M.T. (CEFET-MG)

Resumo

O ensino do conteúdo sobre a tabela periódica aborda comumente de forma superficial os elementos lantanídeos e actinídeos, também conhecidos como elementos do bloco f. A maioria dos estudantes desconhecem a maior parte dos elementos que constituem este grupo, bem como suas propriedades e aplicações. Apesar de parecerem exóticos, com nomes pouco ou nada difundidos no meio acadêmico, tornam-se cada vez mais presentes no nosso cotidiano. Diante de diversas aplicações e notáveis propriedades, foi proposto um trabalho sobre estes elementos para os estudantes do 1° ano do CEFET-MG Campus Divinópolis, a fim de que estes elementos de tornassem mais familiares para os mesmos, auxiliando o ensino sobre a tabela periódica, principalmente na ocasião de comemoração do seu ano internacional.

Palavras chaves

Tabela Periódica; Ano Internacional; Terras-raras

Introdução

O grupo de elementos conhecidos como “terras-raras” inclui os lantanídeos (elementos de número atômico entre 57 e 71, além dos elementos escândio (Z=21) e ítrio (Z=39). As amplas aplicações dos elementos terras-raras consistem, de maneira geral, na exploração de suas propriedades magnéticas, ópticas e redox (MARTINS;ISOLANI, 2005). Podemos citar algumas importantes aplicações destes elementos, como na produção de pedras para isqueiro (elementos lantânio, cério,praseodímio e neodímio), no tratamento de emissões automotivas atuando como catalisadores(elemento cério) , na produção de ímãs permanentes (elementos samário e neodímio), como agente de contraste em exames de ressonância magnética (elemento gadolínio) e nos mais diversos materiais luminescentes com aplicações em LEDs, lâmpadas fluorescentes, aparelhos de televisão e tintas (elementos európio e térbio) (FILHO; SERRA, 2014). Diante das suas diversas aplicações, foi proposto um trabalho sobre os elementos terras-raras para os estudantes dos primeiros anos do ensino profissionalizante técnico de nível médio do CEFET-MG Campus Divinópolis, a fim de que estes elementos antes desconhecidos, se tornassem mais familiares, auxiliando assim, o ensino do conteúdo da tabela periódica, especialmente, no ano internacional da tabela, proclamado pela ONU, onde se comemoram os 150 anos da descoberta do sistema periódico pelo russo Dmitri Mendeleev.

Material e métodos

Os estudantes do 1°ano dos cursos técnicos em Eletromecânica, Informática e Produção de Moda foram divididos em grupos de até 6 componentes. No total, 105 estudantes participaram do trabalho. Foram sorteados 6 diferentes temas entre os grupos, de forma que cada tema fosse apresentado por 3 diferentes grupos. Todos os grupos eram representados por estudantes dos 3 diferentes cursos técnicos. Essa iniciativa fomentou o interação entre os estudantes dos diferentes cursos técnicos. Os temas apresentados foram: Tema 1: História dos terras-raras. Etimologia dos nomes dos elementos. Tema 2: Ocorrência no mundo. Principais minérios e métodos de obtenção. Os terras- raras no Brasil. Tema 3: Os terras-raras e sua localização na tabela. Configuração eletrônica. Tema 4: Aplicações explorando suas propriedades magnéticas. Tema 5: Aplicações explorando suas propriedades ópticas. Tema 6: Aplicações explorando suas propriedades redox. Aplicações diversas. Foram disponibilizados diversos livros de química geral e inorgânica para os estudantes aprofundarem sua pesquisa, como o livro A química dos elementos dos blocos d e f, de Chris J. Jones. Além disso, foi sugerida a leitura de artigos científicos do periódico Química Nova e resumos de congresso da ABQ e SBQ nas áreas de química inorgânica e química de materiais.  

Resultado e discussão

Após a pesquisa dos estudantes, os grupos apresentaram para o restante da turma, utilizando material multimídia. Além disso, os grupos levaram nas apresentações exemplos de uso dos elementos, como camisas de lampião, pedras de isqueiro, materiais luminescentes, agentes de contraste em exames de ressonância magnética, além de amostras de alguns minérios que contém os metais, como a monazita. Durante as apresentações dos grupos, foi possível a exposição de várias aplicações dos terras-raras, como a utilização do elemento cério (Ce) em camisas de lampião, nos catalisadores automotivos e na constituição do mischmetal, utilizado nas pedras de isqueiro. As aplicações em materiais luminescentes despertaram bastante interesse nos estudantes, principalmente o íon Eu3+, utilizado em leds e em notas de euro para o controle de falsificações. Nas figuras abaixo, estão listadas algumas aplicações dos elementos do bloco f citadas e discutidas pelos estudantes. Percebeu-se, com a realização deste trabalho, fomentado pela comemoração do ano internacional da tabela periódica, que a mesma foi literalmente vista com outros olhos, com a inclusão dos anteriormente excluídos elementos do bloco f. Como prova desta afirmação, foi aplicada após algumas semanas das apresentações uma avaliação escrita sobre o conteúdo da tabela periódica, e pediu-se que fossem citados pelo menos 10 elementos e suas respectivas aplicações. Em avaliações de anos anteriores, nunca haviam sido citados elementos do bloco f. Já neste ano, 100% dos estudantes citaram pelo menos 3 elementos deste bloco com os seus principais usos, demonstrando assim que o trabalho contribuiu para a inclusão destes elementos.

Algumas aplicações diversas dos terras raras


Algumas propriedades luminescentes dos terras raras

Conclusões

Com a realização deste trabalho, elementos e seus respetivos nomes, antes quase desconhecidos, longe do cotidiano dos estudantes, passam a ter significado, tornando-os efetivamente como parte integrante da tabela periódica. Outro fator importante foi a fonte de pesquisa dos estudantes ter sido em livros de nível superior e em artigos científicos, pois a maioria dos livros didáticos para a educação básica não citam ou apenas mencionam de forma superficial tal conteúdo, tornando a linguagem utilizada pelos estudantes nas apresentações mais rica em conceitos científicos.

Agradecimentos

Ao CEFET-MG e à FAPEMIG por todo o apoio.

Referências

FILHO, P. C. S.; SERRA, O. A.; Terras raras no Brasil: Histórico, produção e perspectivas; Química Nova, vol. 37, n. 4, p. 753-760, 2014.

MARTINS, T. S.; ISOLANI, P. C.; Terras Raras: Aplicações Industriais e Biológicas; Química Nova, vol. 28, n. 1, p. 111-117, 2005.

JONES, C. J. A química dos elementos dos blocos d e f. Porto Alegre: Bookman, 2002.