Experimentação com micro-ondas: contribuições, limites e possibilidades para a compreensão de modelos teóricos

ISBN 978-85-85905-10-1

Área

Ensino de Química

Autores

Zanato, A.F.S. (UFMT) ; Matos, K.G. (UFMT) ; Lima, A. (UFMT) ; Guilardi Junior, F. (UFMT)

Resumo

A pesquisa objetivou desenvolver atividade pedagógica que possibilitasse a compreensão em nível molecular do processo de aquecimento de diferentes solventes no forno de micro-ondas. Reproduziu a proposta de Barboza et al (2001), submetendo água, álcool etílico e n-hexano para aquecimento no forno de micro- ondas, variando o tempo, tal prática não foi suficiente para compreensão dos fenômenos. Os mesmos solventes utilizados anteriormente foram submetidos em queda livre, em bureta, para que fosse observado o desvio do fluxo gravitacional pela ação de campo elétrico gerado por indução eletrostática. O segundo experimento possibilitou que os alunos visualizassem o comportamento dos diferentes solventes e as correlacionassem com os dados obtidos no primeiro experimento.

Palavras chaves

atividade pedagógica; radiação; solventes

Introdução

A afirmação de que, no processo de aquecimento de alimentos por interação de radiação eletromagnética na faixa de micro-ondas, somente a água sofre variação de energia e aumento de temperatura com transferência de calor para o meio, pode ser observada em diferentes livros didáticos (ZANATO et al, 2010). Partindo deste pressuposto, propôs desenvolver uma atividade pedagógica que possibilitasse a compreensão em nível molecular do processo de aquecimento de diferentes solventes no forno de micro-ondas.

Material e métodos

A pesquisa foi realizada com grupo de estudantes do curso de Licenciatura em Ciências Naturais e Matemática da UFMT, Campus de Sinop. O primeiro passo consistiu no levantamento de material bibliográfico. Buscou-se compreender o contexto histórico e os fenômenos provocados pelas micro-ondas em interação com solventes caracterizados em polares e apolares. O primeiro ensaio consistiu em reproduzir a experimentação sugerida por Barboza et al (2001), que tornou possível analisar o comportamento térmico, sob comparação de massas definidas de água, álcool etílico e n-hexano. O experimento se deu pela introdução de béquer com 100 mL dos solventes citados anteriormente sob a ação de 10, 20, 30 e 40 segundos de interação com a radiação no interior do forno. Os béqueres foram monitorados individualmente, sendo que se fez uso de um termômetro de bulbo de mercúrio para medir a temperatura. No entanto, pensar em modelos explicativos das variações de temperatura, enquanto propriedades elétricas de natureza atômico-moleculares e interação com a radiação resultou na necessidade de se desenvolver outra atividade com intuito de complementar o experimento descrito acima, na qual, possibilitasse observação direta da interação do comportamento elétrico dos solventes (água, álcool etílico e n-hexano). Então os solventes foram submetidos sob queda livre, em bureta, para que fosse observado o desvio do fluxo gravitacional pela ação de campo elétrico gerado por indução eletrostática.

Resultado e discussão

Os resultados obtidos no experimento de referência apresentaram reprodutibilidade somente quando a experimentação se deu à metade da potência descrita por Barboza et al (2001), ou seja, 300 W de potência. Os resultados apresentados na Figura 1 possibilitaram vivenciar o comportamento térmico. No entanto, os modelos explicativos para as variações de temperatura e as propriedades de natureza atômico-moleculares resultaram em questionamentos por parte dos discentes. Contudo, o segundo experimento, o qual observou-se a ação de campo elétrico gerado por indução sob os solventes em queda livre, foi possível visualizar o comportamento dos solventes em função da interação do campo elétrico (Figura 02), fato este que possibilitou aos alunos a compreensão dos fenômenos em nível molecular. Sendo assim, pode-se observar que os desvios apresentados pela ação do campo elétrico induzido sob água, álcool etílico e n- hexano contribuiu para estabelecer correlação entre a ação por interação pela radiação no forno de micro-ondas.

Curvas de aquecimento de três solventes no forno de micro-ondas


Processo de atrito (A), sistema béquer-bureta (B), ação sobre água (C), álcool etílico (D) e n-hexano (E)

Conclusões

A aplicação do segundo experimento contribuiu positivamente ao aprendizado dos alunos, sendo que estes visualizaram o comportamento dos solventes diretamente e as correlacionaram com os dados obtidos no primeiro experimento, o que os levaram à compreender em nível molecular.

Agradecimentos

Referências

BARBOZA, A. C. R. N.; CRUZ, C. V. M. S.; GRAZIANI, M. B.; LORENZETTI, M. C. F.; SABADINI, E. Aquecimento em Forno de Microondas / Desenvolvimento de Alguns Conceitos Fundamentais. Química Nova, v. 24, no 6, 901-904, 2001.

ZANATO, A. F. S.; MATOS, K. G.; GUILARDI JÚNIOR, F. Micro-ondas nos livros didáticos e nas representações de estudantes da educação básica de Sinop, Mato Grosso. Disponível em: < http://www.xveneq2010.unb.br/resumos/R0560-1.pdf> Acesso em: agosto de 2013.