Autores

Nascimento, G.A. (IFAL) ; Santos Júnior, C.J. (IFAL) ; Santana, F.S. (IFAL) ; Silva, V.N.T. (IFAL)

Resumo

O presente trabalho relata a experiência desenvolvida no IFAL, a qual propôs a abordagem do tema etanol como estratégia para o estudo de diferentes temas da química experimental. As oficinas de produção de álcool foram desenvolvidas para estudantes do ensino médio integrado ao curso técnico em química e buscaram contextualizar assuntos da disciplina de técnicas de laboratório, além de assuntos inerentes ao tema fermentação alcoólica. Como resultados, destaca-se o melhoramento dos alunos em relação a compreensão dos conteúdos envolvidos através de sua aplicação prática, graças aos procedimentos que uniram a teoria vista na disciplina e os experimentos executados.

Palavras chaves

Etanol; Experimentos; Ensino de Química

Introdução

O etanol (CH₃CH₂OH) é um dos mais importantes álcoois existentes. A produção desta substância é realizada a partir da fermentação de açúcares, geralmente advindos da cana-de-açúcar ou de outras culturas, tais como a mandioca e o milho. De acordo com Almeida (2012), o álcool produzido industrialmente é consumido principalmente pelos veículos automotores, além de ser amplamente utilizado pelas indústrias farmacêuticas, de perfumes, de bebidas, de produtos de limpeza e ainda como matéria-prima para a produção de tintas, solventes e vernizes. Segundo Meneguetti (2010), o emprego do álcool como combustível de motores veiculares é atualmente a forma de aplicação mais viável para a utilização deste produto, devido, principalmente, à diminuição na emissão dos gases causadores das mudanças climáticas. É nesse sentido que Macedo (2012) afirma que a contextualização de temas ligados aos processos industriais, como a fermentação alcoólica, é uma excelente ferramenta para auxiliar no ensino de química experimental, uma vez que possibilita ao aluno uma visão prática e significativa acerca da aprendizagem dos conteúdos da disciplina, dado que tais processos estão intrinsecamente relacionados a diversos temas como segurança em laboratório, técnicas básicas de utilização dos principais materiais e equipamentos, além de procedimentos experimentais como preparação e a correção de mostos e destilação. Assim, o objetivo principal deste trabalho foi possibilitar um melhor aprendizado da disciplina de química experimental aos alunos do IFAL a partir do contato com o processo de produção do etanol em laboratório.

Material e métodos

O presente trabalho foi desenvolvido pelo Grupo de Pesquisa “Produção de Biocombustíveis a partir de matérias-primas vegetais”, no Lab. de Análises físico-químicas da Coordenação de Química do Instituto Federal de Alagoas – Campus Maceió. A execução das oficinas para estudantes envolvidos ocorreu em duas etapas. Na parte teórica, foram abordados temas relativos à segurança de laboratório, manuseio e utilização dos equipamentos e ainda os principais processos de fabricação e análises de qualidade do etanol. Na parte prática, utilizou-se as cascas da Manga-rosa (Mangifera indica), obtidas no comércio local, sob a forma in natura, como principal material necessário para preparar o mosto. Objetivando a ação da realização do processo de fermentação alcoólica, acrescentou-se ao mosto a levedura fermento de panificação seco (Saccharomyces cerevisiae), além das substâncias fosfato de amônio (NH₄H₂PO₄), sulfato de magnésio (MgSO₄) e sacarose (C₁₂H₂₂O₁₁). O mosto foi acompanhado durante o período de 5 (cinco) dias e foram executadas, diariamente, análises de pH, temperatura e sólidos solúveis totais (ºBrix), através dos equipamentos pHmetro digital, termômetro e refratômetro de bancada, respectivamente. Após o período de fermentação, realizou-se a filtração do mosto fermentado e a posterior destilação simples da fase líquida obtida. Em seguida, utilizando o álcool obtido no processo de destilação do mosto, realizou-se as análises de acidez total, obtida através da titulação de NaOH 0,1 mol/L no destilado acrescido do indicador fenolftaleína; densidade relativa do destilado a 20º C, com o uso de picnômetro; e graduação alcoólica, através do uso do alcoômetro centesimal de Gay Lussac.

Resultado e discussão

A partir da prática experimental de produção do etanol, de forma contextualizada, foram trabalhados diversos temas da química relativos às práticas laboratoriais. Na parte inicial, referente ao processo de preparação, correção e acompanhamento do mosto, destaca-se, por exemplo, a abordagem e a aplicação dos conceitos relativos as noções elementares de segurança em laboratório e utilização dos principais equipamentos e materiais do laboratório, as técnicas de aferição de volume e pesagem, além dos fenômenos físicos e químicos, pH, refratometria e fermentação alcoólica. Na parte de obtenção e análises de qualidade do álcool, mencionam-se a realização e a abordagem dos principais métodos para separação de misturas heterogêneas e homogêneas, além de técnicas de aquecimento, determinação de densidade, reações de neutralização e preparação de soluções.

Conclusões

Pode-se constatar que as atividades contextualizadas relacionando processos industriais, como fermentação alcoólica, são excelentes métodos para a abordagem de vários temas relativos à disciplina de química experimental. A aplicação dos conteúdos na produção do álcool mostrou-se como uma alternativa para aproximar os assuntos da química com o cotidiano das atividades práticas experimentais em laboratório. Destaca-se que o método contribuiu para uma maior compreensão dos temas, pois proporciona a sua relação com o cotidiano, uma vez que possibilita um estabelecimento entre a teoria e a prática.

Agradecimentos

Ao Programa Petrobras de Formação de Recursos Humanos (PFRH) e ao IFAL-Campus Maceió, pelo suporte financeiro e estrutural.

Referências

MENEGUETTI, C. C. et al. Processos de produção do álcool etílico de cana-de-açúcar e os possíveis reaproveitamentos dos resíduos resultantes do sistema. In: Encontro de Engenharia de Produção Agroindustrial, 4, 2010. Campo Mourão. Anais do EEPA. Campo Mourão: FECILCAM, 2010.

MACEDO, F. L. et al. Ensinando Química de forma contextualizada a partir da fermentação alcóolica do suco de caju. In: Encontro Nacional de Química, 16, 2012. Salvador. Anais do ENQ. Salvador: UFBA, 2012.

ALMEIDA, M. C. O. Indução de celulases e xilanase por Trichoderma reesei e Penicillium variabile em cultivo em estado sólido a partir de substratos lignocelulósicos. Dissertação (Pós-graduação), Universidade Federal de Santa Catarina, Departamento de Engenharia Química, FLORIANÓPOLIS – SC, 2012.