Realizado em Teresina/PI, de 28 a 30 de Julho de 2013.
ISBN: 978-85-85905-05-7
TÍTULO: UTILIZAÇÂO DO FRACIONAMENTO CROMATOGRÁFICO DE PETRÓLEO COMO FERRAMENTA PARA ENSINO DE QUÍMICA- TRANSPOSIÇÃO DE CONHECIMENTOS NA ÁREA DE PETRÓLEO, BIOCOMBUSTÍVEIS E BIOMASSA: INTERAÇÃO UNIVERSIDADE/ESCOLA
AUTORES: Oliveira Montenegro, G. (IFSUL-CAMPUS PELOTAS RS) ; Hall, M. (IFSUL-CAMPUS PELOTAS RS) ; Uarthe Grimmler, M. (IFSUL-CAMPUS PELOTAS RS) ; R.betemps, G. (IFSUL-CAMPUS PELOTAS RS) ; Alves Rodrigues, M.R. (UFRGS) ; Melecchi, M.I. (CMPA /RS) ; Caramão, E. (UFRGS) ; Sanches Filho, P.J. (IFSUL-CAMPUS PELOTAS RS)
RESUMO: O presente trabalho apresenta os primeiros resultados referente a estruturação de uma aula prática a ser desenvolvida junto aos professores da rede pública estadual e municipal no Rio grande do sul. Faz parte do projeto maior PROSUL- TRANSPOSIÇÃO DE CONHECIMENTOS NA ÁREA DE PETRÓLEO, BIOCOMBUSTÍVEIS E BIOMASSA: INTERAÇÃO UNIVERSIDADE/ESCOLA. A caracterização de amostras de Petróleo utilizando o método SARA ( saturados , aromáticos, resinas e asfaltenos) foi utilizada como instrumento para motivação e atualização de conhecimentos na área de química de forma contextualizada e crítica. Após a otimização da prática os alunos dos níveis técnicos e tecnológicos, envolvidos nesta fase do projeto, avaliaram positivamente seu trabalho. Foi evidenciado interesse e facilidade para o entendimento de conceitos envolvidos na experimentação.
PALAVRAS CHAVES: Petróleo; Experimentação; Ensino de Química
INTRODUÇÃO: Hoje em dia, o petróleo fornece uma grande parte da energia mundial sendo os hidrocarbonetos seus principais constituintes. O tema faz parte do cotidiano de todas as comunidades e representa a possibilidade de desenvolvimentos de estudos interdisciplinares totalmente contextualizados. Questões como energias alternativas, biocombustíveis podem ser trabalhados em paralelo a este tema. A experimentação no ensino de Química tem sido defendida por diversos autores, pois constitui um recurso pedagógico importante que pode auxiliar na construção de conceitos. Segundo (Hodson,1988), os experimentos devem ser conduzidos visando a diferentes objetivos, tal como demonstrar um fenômeno, ilustrar um princípio teórico, coletar dados, testar hipóteses, desenvolver habilidades de observação ou medidas, adquirir familiaridade com aparatos, entre outros. Na pedagogia problematizadora, o professor deve suscitar nos estudantes o espírito crítico, a curiosidade, a não aceitação do conhecimento simplesmente transferido(Freire,2006). À medida que se planejam experimentos com os quais é possível estreitar o elo entre motivação e aprendizagem, espera-se que o envolvimento dos alunos seja mais vívido( Carrascosa et al 2006). Neste trabalho alunos dos cursos técnico em química , tecnólogos em gestão e saneamento ambiental foram convidados a desenvolver caracterizações de amostras de petróleo. Na busca deste objetivo o grupo descobriu o método SARA como alternativa viável dentro das condições disponíveis no IFSUL e em harmonia com as dificuldades de ensino das escolas pertencentes a rede publica. Assim através da caracterização de amostras de petróleo pelo método SARA (Saturados, Aromáticos, Resinas e Asfaltenos) tanto habilidades práticas como conceitos teóricos poderão ser abordados
MATERIAL E MÉTODOS: O trabalho foi desenvolvido por alunos dos curso de tecnologia em Gestão, Saneamento ambiental e técnico em química. Após a otimização das práticas estes irão desenvolver oficinas junto ao colégio militar de porto alegre e escolas da rede pública.
O método para caracterização foi selecionado a partir de revisão de literatura sendo escolhido o SARA que através da cromatografia preparativa em coluna fraciona o petróleo nas seguintes classes: saturados, aromáticos, resinas e asfaltenos (Vale et al 2008).
As amostras de petróleo foram pesadas e mantidas a 80°C por 8 horas (até peso constante) a seguir o petróleo sem seus voláteis foi fracionado em colunas contendo sílica gel (70-320mesh), as frações foram eluidas com 25,0ml de Hexano, 25ml de Hexano/Diclorometano ( 15ml+10ml), 50,0 ml de Diclorometano e 50,0 ml de metanol. Após fracionamentos os extratos foram evaporados observados visualmente, sob luz Ultravioleta e suas massas controladas gravimetricamente.
Em um segundo experimento volumes para eluição, foram coletados de 5 em 5 ml sendo sua massa determinada após evaporação de cada eluato, sendo construído um gráfico que gerou o cromatograma do processo.
RESULTADOS E DISCUSSÃO: Após o fracionamento os seguintes resultados foram obtidos: 36,5 de Voláteis , 25,5 de F1 ,12,3 de F2 , 9,2 de F3 e 3,3 para F4. Estes dados permitiram aos alunos envolvidos na montagem da prática a comprovação de que o petróleo é principalmente constituido de hidrocarbonetos pois as frações de voláteis , F 1 e F2 representaram mais de 70 % da massa do petróleo. Fenômenos de adsorção solubilidade puderam ser discutidos quando abordada a constituição de cada fração. Por exemplo F1, constituída basicamente de hidrocarbonetos saturados, que compreende alcanos normais, ramificados e cicloalcanos . Estes compostos apresentam baixa polaridade demonstrando sua afinidade com o hexano. Este fato contribuiu para a construção de saberes no âmbito da cromatografia pelos alunos envolvidos na construção da prática. Quando discutido junto as escolas de ensino público de nível médio, conceitos de funções orgânica, nomenclatura entre outros poderão ser trabalhados. A observação ao Ultravioleta, como nos mostra a figura 1, chama a atenção a fluorescência amarela das frações ricas em compostos poliaromáticos F2 e F3. Questões sobre o fundamento do processo de separação surgiram espontaneamente exemplo “ Porque 25 ml para eluir a fração 1 ? “ na busca desta resposta o segundo experimento foi desenhado permitindo a construção do cromatograma apresentado a figura 2. Isto mostra o feed back gerado no processo de aprendizagem através da experimentação.
Frações do Petróleo
Frações obtidas :F1 saturados, F2 Aromáticos, F3 Resinas, F4 Asfaltenos: Eluidas em ordem crescente de polaridade.
Cromatograma
Cromatograma construido apartir das massas obtidas no segundo experimento. observa-se os picos para cada fração, evidenciando a separação das classes.
CONCLUSÕES: A utilização de amostras de petróleo e seu fracionamento se apresentou como uma ferramenta motivadora e mobilizadora da atenção dos alunos. O tema totalmente contextualizado fomentou discussões entre os diferentes niveis de ensino, técnico e tecnológico . Os alunos como agentes nesta aprendizagem criaram e responderam suas próprias questões o que sugere, que quando transposto para as oficinas junto a rede pública o experimento provoque o desenvolvimento de saberes críticos, técnicos que facilitem as relações de ensino e aprendizagem
AGRADECIMENTOS: Agradecemos a FINEP , CNPQ pelo financiamento e bolsas de iniciação cintífica, ao Curso de Química do IFSUL- Campus Pelotas, e a UFRGS.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICA: CARRASCOSA, J.; Gil-Pérez, D.; Vilches, A. e Valdés, P. Papel de la actividad experimental en la educación científica. Caderno Brasileiro de Ensino de Física, v. 23, n. 2, p. 157-181, 2006.
FREIRE, P.Pedagogia da autonomia: saberes necessários à prática educativa. 33ª ed. Rio de Janeiro: Paz e Terra, 2006.
HODSON,D.Experiments in Science and Science Teaching. Educational Philosophy and Theory.20(2),p 53-66, 1988. Química Nova na Escola, n.7,p 21-25,mai.1998.
VALE, M.G.R; Silva,M.M;Damin,I.C.F; Sanches Filho,P.J; Welz,B.Determination off volatile and non-volatile nickel and vanadium compounds in crude oil using electrothermal atomic absorption spectrometry after oil fractionation into saturates,aromatics, resins and asphaltenes.ScienceDirect,Talanta 74 2008.