Realizado no Rio de Janeiro/RJ, de 14 a 18 de Outubro de 2013.
ISBN: 978-85-85905-06-4
ÁREA: Ensino de Química
TÍTULO: BOLSA DE ACETATO: UMA FERRAMENTA ÚTIL PARA EXPLORAR CONCEITOS FÍSICO-QUÍMICOS NO ENSINO MÉDIO
AUTORES: Vale, R.C. (UEMA) ; Menezes, L.C. (UEMA) ; Pereira, M.R.S. (UEMA) ; Santos, M.S. (UEMA) ; Nascimento, S.B.S. (UEMA) ; Silva, K.S. (UEMA) ; Campos, V.N.S. (UEMA) ; Costa, M.C.P. (UEMA)
RESUMO: Foi montada uma bolsa de acetato com materiais de fácil acesso com o mecanismo
igual ao de uma bolsa térmica, objetivando facilitar o aprendizado de alunos do
ensino médio, de conceitos importantes no estudo de ciências. Este trabalho foi
desenvolvido visando uma futura aplicação ao ensino médio, utilizando-se
protótipos, que fazem parte do cotidiano, a assimilação de conteúdos acaba por se
tornar interessante, desperta o interesse do aluno e contribui para a
aprendizagem.
PALAVRAS CHAVES: Supersaturação; Cristalização; Reação Exotérmica
INTRODUÇÃO: A bolsa térmica é desenvolvida para a utilização em terapias de calor, como no
tratamento de dores lombares, contusões, cólicas, dores reumáticas, torcicolos
entre outras (THOMPSON, 2004). É revestida de PVC e em seu interior possui uma
solução supersaturada de acetato de sódio. Para iniciar o funcionamento da bolsa
basta um simples toque em um disco metálico, presente no interior da bolsa
(ALVES, et al. 2011). Após a perturbação realizada na bolsa ocorre a liberação de
calor e formação de cristais por meio da nucleação. Para reativação da bolsa, a
mesma é submetida em um recipiente com água fervendo. Após esse processo a bolsa
térmica estará pronta pra ser utilizada novamente (LIMA, et al., 2008).
MATERIAL E MÉTODOS: Na preparação da bolsa de acetato, o primeiro passo foi confeccionar a placa
metálica, foi feita com o fundo de um copo descartável para café coberto por
papel alumínio. Em seguida tomou-se uma bolsa de coleta de urina de polietileno
e, um disco metálico foi colocada dentro da mesma. Feito isso o passo seguinte
foi de vedar o local e isolar a área. Logo depois preparou-se uma solução
supersaturada de acetato de sódio. Em seguida a solução supersaturada de acetato
de sódio foi imediatamente transferida para a bolsa, onde já havia a placa
metálica em seu interior. Depois o sistema foi isolado e iniciou- se o processo
de ativação da bolsa.
RESULTADOS E DISCUSSÃO: No processo de ativação da bolsa, houve formação de cristais e liberação de
energia, logo o processo em questão foi exotérmico, com liberação de energia na
forma de calor. Quando se tem um sistema onde há energia sendo liberada, a
energia final dos produtos será menor que a energia inicial dos reagentes,
ocasionando em uma variação de energia negativa. Podendo ser calculada pela
fórmula: ∆H=H_f- H_i (ATKINS, 2003). A cristalização ocorrida no interior da
bolsa é o processo da formação de cristais sólidos da solução.A nucleação é a
etapa da cristalização em que as moléculas do soluto dispersas no solvente
começam a se juntar em clusters, em escala nanométrica. Esses aglomerados
(clusters) constituem o núcleo e só se tornam estáveis a partir de um certo
tamanho crítico, que depende das condições de operação (temperatura,
supersaturação, etc). É no estágio de nucleação que os átomos se arranjam de uma
forma definida e periódica que define a estrutura do cristal (MENEZES, et al.,
2004).A solução supersaturada de acetato de sódio, após sofrer uma simples e
pequena perturbação cristalizou devido ao seu estado metaestável, o que
significa dizer que a substância apresenta-se no estado líquido em temperaturas
superiores à do seu ponto de ebulição ou inferiores à do seu ponto de fusão.
Segundo SILVEIRA, quando isto acontece, a substância encontra-se em um estado
metaestável (estado que possui precária estabilidade, podendo ser facilmente
perturbado) de superaquecimento ou de superfusão e se for perturbada, ferve ou
cristaliza de imediato, levando a substância a um estado mínimo de energia. Para
reativar a bolsa é preciso submeter a mesma em um recipiente com água fervendo.
Tal processo é característico de uma reação endotérmica.
bolsa de acetato
Construção da bolsa de acetato.
CONCLUSÕES: Os conceitos que conseguiu-se desenvolver no decorrer do trabalho foram: reações
endotérmicas e exotérmicas, cristalização e estado metaestável. Quando ocorreu a
cristalização observou- se por meio de uma análise sensorial, a liberação de
energia na forma de calor, característico de uma reação exotérmica. A
cristalização foi observada quando o sistema foi perturbado, partindo disso foi
possível desenvolver o conceito de estado metaestável.Quando se apresenta esses
conceitos em uma prática relacionada ao cotidiano, o ensino fica mais prazeroso e
de fácil entendimento.
AGRADECIMENTOS: Meus agradecimentos ao Prof. Ítalo Prazeres, que disponibilizou um tempo e um
espaço no laboratório de química, para que este trabalho fosse realizado.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICA: CASTELLAN, G. W. Fundamentos de físico- química. Trad. C.M.P. Santos e R.B. Faria. Rio de Janeiro: Livros Técnicos e Científicos, 2008.
ATKINS, P. J. Físico- química, 7ª Edição, Vol. 1. Rio de Janeiro: Livros Técnicos e Científicos 2003.
SILVEIRA, F.L. Transição de fase e ex¬perimentos com estados metaestáveis. Instituto de Física – UFRGS. Porto Alegre – RS.
MENEZES D. M.; CURTO M. J. M.Solução Supersaturada. Escola Superior de Educação de Lisboa – Portugal, 2004.
LIMA C. C. E. M; DAVID A. M.; MAGALHÃES F. W. Ensinar Ciências por Investigação: Um Desafio para os Formadores. QUÍMICA NOVA NA ESCOLAN° 29, AGOSTO 2008.
ALVES, A; ALVES, L; BARBOSA, G; FARIAS, D; FERNANDES, E; NOVATO, D; ORTEGA, L; SILVA, W; VALZACHI, T; PETERSON, W. Solução de acetato de sódio utilizado como bolsa térmica “Gelo Quente”. IX Simpósio de Base Experimental das Ciências Naturais da Universidade Federal do ABC - 12 e 13 de agosto de 2011.
THOMPSON, J. E. A Pratical Guide to Comtemporary Pharmacy Practice. 2 nd ed. Philadelphia: Lippincott Williams &Wilkins, 2004.