TÍTULO: Entalpia e entropia nas transições de fase: abordagem no Journal of Chemical Education

AUTORES: OLIVEIRA, W.S. (UFPI) ; SOUSA, C.M.L. (UFPI) ; MOITA NETO, J. M. (UFPI)

RESUMO: Neste trabalho foi realizado um levantamento de artigos do Journal of Chemical Education em relação à entalpia e entropia nas transições de fase e classificou-os com os critérios: teorias, técnicas e aplicações ou ensino. O objetivo deste material é verificar a abordagem deste conteúdo num dos periódicos mais importantes da área de educação química. A maioria dos artigos traz técnicas enfatizando o aspecto experimental da Química, enquanto que apenas dois pertencem ao critério relacionado ao ensino. Observa-se através deste levantamento que o tema “entalpias e entropias nas transições de fase” é pouco explorado na área de educação química, requerendo o desenvolvimento de pesquisas nesta área.

PALAVRAS CHAVES: entalpia e entropia nas transições de fase; educação química; teorias, técnicas e ensino

INTRODUÇÃO: Seja em âmbito nacional ou internacional, são conhecidos, na literatura, alguns periódicos focados na educação química. O periódico Journal of Chemical Education tem como objetivo principal lançar novas idéias no ensino que auxiliem docentes em química. Esta revista é uma publicação da divisão de educação química da Sociedade Americana de Química que divulga trabalhos desde 1924.
Na literatura podem ser encontrados trabalhos que tratam de entalpia e entropia, porém pouco se relata sobre artigos em entalpia e entropia nas transições de fase. No periódico Química Nova, por exemplo, foram encontrados na base de dados para a revista, cerca de 20 artigos usando a palavra entalpia como palavra-chave e 6 utilizando o termo entropia (QUÍMICA NOVA, 2009).
Uma transição de fase se caracteriza como sendo a conversão espontânea de uma fase em outra numa dada temperatura para uma determinada pressão (ATKINS E PAULA, 2003), e através de algumas técnicas como calorimetria diferencial de varredura (DSC) e análise térmica dinâmico-mecânica (DMTA), uma análise pode ser realizada para esses processos (YAMAKI et al., 2002). Ao ocorrer tal fenômeno entalpias e entropias são envolvidas.
Fazendo o mesmo levantamento no periódico Journal of Chemical Education observamos que existem poucos relatos na literatura sobre o tema entalpia e entropia nas transições de fase e por isso este trabalho teria uma contribuição com relação a este tema.
Portanto este material tem como principal objetivo classificar os artigos do periódico Journal of Chemical Education que se relacionam com os conteúdos entalpia e entropia nas transições de fase, utilizando os critérios: contribuições teóricas, técnicas e aplicações e ensino.



MATERIAL E MÉTODOS: A busca dos artigos que abordam os conteúdos Entalpia e Entropia do periódico Journal of Chemical Education foi realizada através da base de dados do Web of Science. Todas as palavras-chave relacionadas ao conteúdo deste trabalho foram utilizadas na pesquisa individualmente. A seleção dos artigos utilizando as palavras-chave Thermochemistry, Calorimetry, Heat Capacity, Phases / PhaseTransitions / Diagrams, Thermal Analysis foi realizada seguindo as seguintes etapas: 1ª etapa: os artigos encontrados na base de dados foram sendo salvos em arquivo único do programa END NOTE fazendo-se eliminação dos artigos em duplicata. 2ª etapa: foram selecionados os artigos publicados de 1996 a 2008 e feita a leitura dos resumos destes artigos. 3ª etapa: foram escolhidos, então, apenas os artigos que tratavam de uma forma específica de entalpia e entropia nas transições de fase, daí a classificação de acordo com os critérios: Teoria, Técnica e Aplicações ou Ensino.
A lista completa com as palavras-chave pode ser encontrada no site: http://jchemed.chem.wisc.edu/Contributors/Authors/Journal/keyworddefs.html
Foram usadas também as palavras enthalpy/enthalpies e entropy/entropies.



RESULTADOS E DISCUSSÃO: Foram encontrados 120 artigos inicialmente. Após a seleção foram encontrados apenas 44 artigos o que mostra uma pequena contribuição de pesquisas envolvendo entalpias entropias nas transições.
Teorias
Dos 44 artigos foram encontrados 20 trabalhos tratando de teorias. Artigos abordando demonstrações de temperatura crítica e coexistência sólido-líquido aparecem na análise, porém maior parte dos trabalhos aponta diagramas de fase como aspecto principal de estudo. O trabalho mais recente enquadrado neste critério, por exemplo, trata da elucidação da operação de máquinas a vapor onde a formação da névoa é discutida em termos de diagramas de fase para a água (VITZ, 2008). A maioria das pesquisas é mais focada para abordagens em sala de aula proporcionando aos professores uma variedade de estratégias educacionais.

Técnicas e aplicações
Neste critério são enquadrados 22 trabalhos científicos. Técnicas como polarização fluorescente e cromatografia são mencionadas para determinar entalpia de vaporização, temperatura de transição gel-líquido e diagramas de fase. Materiais como biodiesel e fosfolipídios são os objetos de estudo nestas pesquisas. Em relação a este último material um trabalho recente foi desenvolvido onde os dados foram usados para determinar o calor latente bem como a entropia de transição do material (GRAGSON et al., 2008). Os estudos envolvendo diagramas de fase mais uma vez são os mais encontrados.
Ensino
Neste critério são apresentados apenas dois artigos voltados para metodologias diferenciadas a serem abordadas em sala de aula no ensino superior, estes trabalhos apenas tangenciam as transições não evidenciando as entalpias e entropias no processo. De uma forma geral, os artigos científicos sobre entalpias e entropias nas transições de fase do periódico Journal of Chemical Education são escassos requerendo ainda muitas pesquisas na área.


CONCLUSÕES: Esta pesquisa mostra uma pequena contribuição de pesquisas para entalpia e entropia nas transições de fase. Em Teorias foram encontrados 20 trabalhos onde a maior parte aponta diagramas de fase como aspecto de estudo. No critério Técnicas e aplicações, 22 trabalhos. Técnicas como cromatografia e polarização foram mencionadas na determinação de entalpias de vaporização e temperatura de transição. Em relação ao Ensino apenas dois trabalhos foram apresentados sendo que estes trabalhos apenas tangenciam as transições não evidenciando as entalpias e entropias no processo. Os artigos do Journal of Chemical Education sobre as entalpias e entropias nas transições de fase são, de forma geral, escassos.

AGRADECIMENTOS:

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICA: ATKINS, P.; PAULA, J. 2003. Físico-Química. 7ªed. Rio de janeiro: LTC.

GRAGSON, D. E.; BEAMAN, D.; PORTER, R. 2008. Using compression isotherms of phospholipid monolayers to explore critical phenomena. J. Chem. Educ., v. 85, n. 2, 272.

http://webofscience.br, acessada em fevereiro de 2009

http://wwwjchemed.chem.wisc.edu, acessada em fevereiro de 2009

http://www.quimicanova.sbq.org.br, acessada em janeiro de 2009

VITZ, E. 2008. Fog machines, vapors, and phase diagrams. J. Chem. Educ., v. 85, n. 10, 1385.

YAMAKI, S. B.; PEDROSO, A. G.; ATVARS, T. D. Z. 2002. O estado vítreo dentro da perspectiva do curso de graduação em química (físico-química). Quím. Nova, v. 25, n. 2, 330-334.