ELTROCOAGULAÇÃO COM MATERIAIS DE BAIXO CUSTO: uma alternativa de experimento para o ensino de Química na perspectiva da Educação Ambiental.

ÁREA

Ensino de Química

Autores

Cruz, F.F.S. (UFMA) ; Bezerra, C.W.B. (UFMA) ; Góes, M.C.C. (UFMA)

RESUMO

A Química está presente no nosso cotidiano, fazendo parte de tudo que nos rodeia, como disciplina escolar, ela exerce um papel fundamental para a formação de cidadãos conscientes, capazes de tomar boas decisões em assuntos que envolvem, essencialmente, a presença desta Ciência. Este trabalho faz uma abordagem do ensino de Química, voltado para uma discussão ambiental, utilizando atividade experimental como metodologia para facilitar o processo de ensino e aprendizagem. O experimento, aqui proposto, é um processo de eletrocoagulação com materiais de baixo custo e fácil acesso para professores e alunos. O objetivo é contribuir para a melhoria do ensino de Química, e relacionar o ensino dessa disciplina com a Educação Ambiental.

Palavras Chaves

eletrocoagulação; experimento de baixo cust; Educação Ambiental

Introdução

Atualmente existe uma grande discussão sobre a preservação ambiental e o desenvolvimento sustentável. A preocupação é barrar o alto grau de degradação ambiental que ocorre na atualidade. Em face disso, muitos estudos são realizados em busca de práticas sustentáveis e/ou ações para remediar ou mitigar os efeitos da poluição do solo, das águas e do ar (MARQUES, 2013). Os encontros para debates sobre este assunto mostra um consenso, indicando que é preciso uma mudança de consciência, para que se inicie uma profundas mudanças, rumo ao desenvolvimento sustentável (MORADILLO; OKI, 2004). Essa mudança de consciência, que é discutida e debatida em congressos, simpósios e conferências, deve se estender até as salas de aulas, como uma possibilidade de ampliar a discussão e preparar os alunos para atuarem de forma sustentável em seu cotidiano. Partindo do ponto de vista que a educação prepara os alunos para o exercício da cidadania, a escola é um excelente espaço para a continuação dos debates e tomadas de consciências em relação às questões ambientais (BRASIL, 1996). As aulas de Química são uma ótima oportunidade para se discutir os problemas ambientais, e contribuir para a formação de cidadãos capazes de aturarem de forma ecologicamente correta, neste cenário de muitas previsões desagradáveis a respeito do meio ambiente. No contexto escolar, a Educação Ambiental (EA), que deve ser abordada de maneira interdisciplinar, é uma forte ferramenta para auxiliar os alunos a construírem uma consciência global e crítica em assuntos relativas a conservação ambiental (BRASIL, 1996). A educação Ambiental, como prática pedagógica, envolve o entendimento de uma educação cidadã, unindo conhecimento científico e saberes tradicionais para a tomada de decisões que afetam o meio ambiente. Ela pode ser compreendida como um avanço na construção de uma cidadania, voltada para a responsabilidade social e ambiental, visando um futuro de práticas sustentáveis e justo do ponto de vista socioambiental (BRASIL, 2012). Diante desta discussão, envolvendo o cuidado com o meio ambiente, e sua possível abordagem contextualizada com o ensino de Química, destaca-se que essa relação entre Química e meio ambiente é amplamente abordada e discutida pela Química Verde, ramo da química voltado para estudos e práticas destinadas ao uso sustentável dos recursos naturais (PITANGA, 2016). Desta forma, o ensino de Química pode contribuir para a compreensão das transformações que ocorrem no meio físico e social; entender a interferência humana na natureza e buscar alternativas para solucionar problemas (RUA; SOUZA, 2010). Os conhecimentos de Química são extremamente importantes para a preservação ambiental, pois eles possibilitam criar tecnologias e métodos para o tratamento de resíduos e contribuir para o desenvolvimento de práticas sustentáveis. Dentro dessas perspectiva da Educação Ambiental, contextualizada no ensino de Química, acredita-se que é possível contribuir para o desenvolvimento de valores e atitudes que direcione a sociedade rumo a práticas sustentáveis, visando garantir o a viabilidade de sustento das futuras gerações no planeta. Estudos mostram que o aprendizado em Química é mais eficiente quando as aulas são ministradas de forma significativas, partindo do conhecimento cotidiano do aluno (DE OLIVEIRA et al., 2016). A outra maneira de se ter bons resultados no ensino desta disciplina é a utilização de metodologias ativas bem como a utilização de atividades experimentais durante a abordagem dos conteúdos (LÔBO, 2012). As metodologias ativas são alternativas para substituir a prática tradicional, elas têm como foco a inserção do aluno como principal instrumento e ator no processo de ensino e aprendizagem. Elas são desenvolvidas por meio de seminários, projetos, feiras e outras atividade, em que o aluno seja protagonista, podendo levantar questionamentos e, também, chegar a conclusões plausíveis (CAPELLATO; RIBEIRO; SACHS, 2019). Neste contexto pode-se perceber o quanto é possível evoluir nas discussões ambientais trabalhadas associadas ao currículo de Química, tendo em vista que esta é uma ciência experimental e está intimamente ligada à assuntos relacionados tecnologia, sociedade e meio ambiente (MACENO; GUIMARÃES, 2013). Na temática meio ambiente e educação, que é o foco deste trabalho, pode-se abordar a produção industrial e geração de resíduos, tendo em vista que expressiva parte da poluição ambiental vem do ramo industrial. A poluição das águas é uma excelente temática a ser abordada em sala de aula, pois o setor industrial demanda um grande volume de água para o seus processos, água esta que, após cumprir sua função no setor, adquire características anormais, podendo causar alterações no curso hídrico onde será descartada (TOMASSONI et al., 2019). As indústrias têxteis ocupam as primeiras posições quando se refere à poluição das águas e geração de efluente

Material e métodos

O experimento de eletrocoagulação com material de baixo custo é muito simples de ser executado e pode ser uma excelente alternativa de experimento para ser utilizado em sala de aula, em feiras e projetos de ciências, que envolva temáticas da Educação Ambiental. Os materiais necessários são: Uma pilha de relógio (1,5 V); Pedaços de fios de cobre (20 cm); Papelão (10 x 10 cm); Dois Parafusos ou pregos; Recipientes transparentes (copos de extrato de tomate); Papel filtro (ou pano para coar); 10 g de sal de cozinha (cloreto de sódio) Uma colher de chá; Fita isolante; Tinta hidrossolúvel. Obs. Neste experimento foi utilizado garras jacaré apenas facilitar as conexões, porém o usa delas não é obrigatório, os fios podem ser conectados diretamente na pilha e nos eletrodos. Os procedimentos envolvem passos simples e fáceis de serem executados: primeiramente é preciso fixar, com fita isolante, os fios nos polos da pilha. A pós a fixação dos fios na pilha, o próximo passo é fazer dois furos no papelão para encaixar os eletros, é importante que se deixe um bom espaço entre os eletrodos, tendo em vista que a distância entre eles pode interferir na eficiência do processo. Após essa etapa, coloque água no copo (próximo à sua capacidade total); dissolva o todo o sal na água, agitando com a colher; coloque cerca de duas gotas de tinta no copo com água e sal; coloque os eletrodos em contato com a solução, conforme a figura 3, conecte os eletros à fonte de alimentação e espere cerca de 10 munitos, decorrido o tempo é possível observar que uma parte do corante formou coágulos e houve diminuição da cor da solução eletrolisada, conforme mostrado na figura 4. Após essa etapa o sistema pode ser desmontado e a solução filtrada. Obs. O tempo de processamento do experimento pode variar dependendo de diversos fatore, destaca-se que a quantidade de sal dissolvido pode acelerar o processo, quanto mais sal dissolvido menos tempo será necessário. É importante que a cada 5 minutos agite-se a mistura com o auxílio da colher.

Resultado e discussão

A atividade experimental tem um papel muito importante para a melhoria no ensino de Química no Brasil. Os experimentos simples utilizando materiais de baixo custo, acessíveis e relacionados com o cotidiano do aluno contribuem para que estes tomem entendimento que as ciências fazem para do seu dia a dia (DA SILVA et al., 2017). O experimento aqui descrito é uma proposta de utilização de materiais de baixo para realização de atividades experimentais em sala de aula. A temática do experimento, que é o tratamento de efluentes industriais, com foco na remoção da cor de efluentes da indústria de tingimento têxtil, pode ser abordada dentro do viés da Educação Ambiental, tendo em vista que esta deve ser trabalhada de forma contextualizada e integrada à outras disciplinas. Ao final do é experimento é possível identifica que houve remoção de grande parte da coloração da solução tratada. Isto ocorre pelo fato de haver reações de oxirredução no processo, essas reações desestabilizam as moléculas dos poluentes gerando agregados insolúveis, possibilitando a sua posterior remoção por meio de processos físicos como sedimentação ou filtração (TAMIASSO-MARTINHON et al.,2019). Acrescenta-se aqui, que os íons Al3+ liberados pela dissolução anódica, são muito eficientes em coagular partículas, eles podem formar uma rede de Al- O – Al – OH, que tem a capacidade de adsorver os poluentes do efluente. As reações que ocorrem nos eletrodos de ferro são semelhantes às que ocorrem nos eletrodos de alumínio, os íon férricos formam Fe(OH)3 e complexos hidroxi poliméricos como: Fe(H2O)63+, Fe(H2O)5(OH)2-, Fe(H2O)4(OH)2-, Fe(H2O)8(OH)24- e Fe(H2O)6(OH4) dependendo do pH do efluente, esse hidróxidos combinam-se às partículas dispersas e causa coagulação (MOLLAH et al., 2004). O experimento permite fazer discussão sobre diferentes conteúdos presentes no currículo de Química, podendo ser utilizado na educação básica, graduação ou pós graduação (GONÇALVES; MARQUES, 2012). Durante a operação é possível perceber formação de bolhas nos eletrodos, um fato que caracteriza o processamento de uma reação química, a descoloração do efluente também é um indicativo de que está ocorrendo ou ocorreu um fenômeno químico.Recomenda-se que a atividade aqui discutida (o experimento) seja acompanhada de uma abordagem contextualizada e problematizada. Tendo em vista que a problematização de atividades experimentais permite superar o caráter meramente ilustrativo do experimento (GONÇALVES DE ABREU et al., 2008). É importante também que o aluno tenha oportunidade de dialogar, questionar e tirar suas próprias conclusões, diante dos efeitos observáveis de qualquer atividade experimental.

Conclusões

O presente trabalho, como um todo, mostra que a Química e uma disciplina que pose se relacionar com o cotidiano do aluno, bem como ser trabalha de forma contextualizada e por meio de atividades práticas. A Química pode também trazer soluções para diversos problemas que fazem parte da realidade do mundo atual, de modo particular, contribuir para a preservação ambiental. As atividades experimentais em sala de aula têm a capacidade de motivar os alunos para o ensino de ciências, elas não precisam ser, necessariamente, em um laboratório bem equipado, podendo ser realizadas com materiais do dia a dia, acessíveis a professores e alunos. Destaca-se também, que a literatura apresenta diversas alternativas de experimentos com materiais alternativos, além de sugerir diversas outras atividades que tenha o protagonismo do aluno como peça principal do processo de ensino e aprendizagem. O experimento descrito no presente trabalho demonstra um dos processos de tratamento de efluentes industriais, destacando a remoção da cor de efluentes da indústria de tingimento têxtil, e pode ser utilizado para a abordagem de diferentes conteúdos, podendo ser aplicado no ensino Fundamental, Ensino Médio, graduação e pós-Graduação. Por fim, conclui-se que, o experimento proposto aqui neste trabalho é de fácil execução, de baixo custo e com uma grande variedade de conteúdos envolvidos. Ele pode ser uma excelente ferramenta para contribuir com a melhoria do ensino de Química na perspectiva da Educação Ambiental.

Agradecimentos

Referências

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