Autores
Ramalho, M.F. (IFPB - CAMPUS SOUSA) ; Rocha, C.O. (IFPB - CAMPUS CAMPINA GRANDE) ; Gadelha, A.J.F. (IFPB - CAMPUS SOUSA)
Resumo
No atual cenário de globalização, é necessário desenvolver alternativas de ensino que contextualizem os problemas ambientais, como a intensificação do efeito estufa. Sabendo-se que esse fenômeno é devido ao excesso de gases poluentes na atmosfera, desenvolveu-se uma proposta de experimento didático com material alternativo para estudar o problema. Foram utilizadas garrafas PET para simular a atmosfera da terra, onde em cada garrafa foi colocado um gás, a seguir o sistema foi exposto a radiação solar e a temperatura foi periodicamente monitorada. Verificou-se que a exposição dos gases ao sol provoca um aumento na temperatura, mais intenso para o metano. Assim, verificou-se que é possível construir um experimento didático que simule a contribuição de alguns gases para o efeito estufa.
Palavras chaves
Experimentação; Química ambiental; Contextualização
Introdução
Um tema recorrente na contextualização de aulas de química é o aquecimento global. Com o aumento da emissão de gases, a atmosfera passou a receber grandes quantidades de poluentes, que resultam em diversas mudanças climáticas, ocasionando a diminuição das chuvas em alguns lugares e em outros o aumento do índice pluviométrico, causando fortes tempestades. Diversos estudos indicam que esse problema é provocado principalmente através das atividades desenvolvidas pelo homem. Tilio Neto (2010) cita que os principais gases que contribuem para o efeito estufa, depois do vapor de água, são o dióxido de carbono CO2, o gás metano CH4, e o óxido nitroso N2O. A estratégia de contextualização durante as aulas do ensino médio tem como objetivo estabelecer uma temática significativa de tópicos que possam ser úteis para a formação dos conceitos curriculares, permitindo que o estudante seja responsável por desenvolver o senso científico a partir de uma abordagem de acontecimentos rotineiros do dia a dia (ZANON; MALDANER, 2012). A experimentação no ensino de química tem como prioridade promover o interesse do estudante sobre os conceitos curriculares que são propostos pelo programa de ensino. Muitas das vezes, tem se observado na sociedade atual uma falta de motivação dos estudantes do ensino médio para estudar temas relacionados à química (SANTOS; MALDANER, 2010). Com base nesta análise, se fez necessário o desenvolvimento de um experimento didático que seja capaz de simular a contribuição de alguns gases sobre o efeito estufa durante a realização de aulas do ensino médio. A confecção do experimento poder ser realizada na própria sala de aula e todo material é de fácil acesso, e ainda contextualiza os possíveis problemas ambientais e discute as causas do efeito estufa.
Material e métodos
Para a montagem do experimento, enumerou-se as garrafas PET de 500 mL como 1 e 2, as outras 4 garrafas PET de 2000 mL foram enumeradas de 3, 4, 5 e 6. Foi perfurada a superfície de todas as tampas das garrafas de 2000 mL o suficiente para encaixar um termômetro e as outras duas garrafas de 500 mL o suficiente para encaixar uma mangueira látex de 5 mm. As Garrafas 1, 2 e 3 foram conectadas com mangueiras de látex conforme mostrado na Figura 1. Para se preencher a Garrafa 3 com CO2, utilizou-se a reação entre o ácido acético do vinagre com o bicarbonato de sódio (NaHCO3), em que adicionou-se 125 mL de vinagre à Garrafa 1, e 42 g de NaHCO3 à Garrafa 2, em seguida adicionou- se o vinagre da Garrafa 1 para a Garrafa 2 o suficiente para a reação se processar e encher de CO2 a Garrafa 3. Figura 1: Execução do Experimento. Para se obter o gás metano, utilizou-se o método de Dumas, no qual 4,3 g de acetato de sódio (CH3COONa), 2,5 g de hidróxido se sódio (NaOH) e 2,5 g de óxido de cálcio (CaO) foram triturados e transferidos para um tubo de vidro. O tubo foi aquecido durante 10 minutos no bico de Bunsen. O aquecimento dessa mistura produziu o gás metano que foi recolhido na Garrafa 4. Com uma pinça foi feita uma dobra na mangueira para não haver perda do gás. À Garrafa 5 foram adicionados 200 mL de água para saturar a atmosfera interna com vapor de água, e nenhum gás foi adicionado à Garrafa 6, que ficou preenchida com ar atmosférico. Levou-se todas as garrafas para um local aberto e utilizou-se um termômetro para monitorar a temperatura das mesmas. O sistema foi exposto ao sol ao mesmo instante em um dia ensolarado com temperatura inicial de 32º C. Em seguida a temperatura foi monitorada a cada minuto até se estabilizarem.
Resultado e discussão
Pode-se observar ao longo da execução do experimento o comportamento das
amostras dos gases que estavam presentes nas garrafas PET, sendo que, foi
possível simular a atmosfera terrestre e compreender como os gases do efeito
estufa atuam no aumento da temperatura. A partir dessa análise foi
verificado que a exposição dos gases a radiação solar possibilitou a
elevação da temperatura dos recipientes. O metano foi o principal gás
responsável por aumentar rapidamente a temperatura em até dois graus acima
dos outros gases, conforme apresentado na Figura 2. Figura 2: Evolução da
temperatura nos recipientes ao longo do tempo. Todos os recipientes expostos
à radiação solar apresentaram elevação em sua temperatura, sendo que o
aumento na temperatura foi maior na seguinte ordem CH4 > CO2 > Vapor H2O >
Ar atmosférico. O CO2 presente na atmosfera é um dos principais gases que
intensifica o efeito estufa. No entanto, o gás metano está presente em
pequenas proporções, mas seu forçante radioativo é maior e capaz de aquecer
mais intensamente o meio ambiente em um curto intervalo de tempo. De acordo
com a EEA (European Environment Agency), em 2016 a concentração de CO2
atingiu 402 ppm e a de CH4 chegou a 1.842 ppb e apresentam uma forte
tendência de crescimento. Pode-se destacar que a garrafa PET que estava com
água também apresenta a sua contribuição para formação do efeito estufa.
Dessa forma, ao colocar o recipiente em contato com a radiação solar a
temperatura aumenta. Neste sentido, Lenzi e Favero (2012) relatam que as
espécies químicas que compõem os gases de efeito estufa ao receberem
radiação solar, naturalmente, convertem essa radiação em energia,
responsável por provocar a excitação dos íons e moléculas e consequentemente
o aumento da temperatura.
Figura 1: Montagem para execução do Experimento.
Figura 2: Evolução da temperatura nos recipientes ao longo do tempo.
Conclusões
Foi apresentada uma proposta de atividade experimental usando material alternativo como ferramenta auxiliar na construção do conhecimento em química que relaciona a intensificação do efeito estufa com a presença de gases na atmosfera. Detectou-se através da execução do experimento que o aumento da temperatura está relacionado diretamente com o aumento da concentração de parte dos gases que compõem a atmosfera, entre eles, CO2, CH4 e vapor de água. Assim, verificou-se, a partir de dados experimentais, que a exposição desses gases à radiação solar provoca uma elevação da temperatura.
Agradecimentos
Ao Campus Sousa do Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia da Paraíba - IFPB.
Referências
- EUROPEAN ENVIRONMENT AGENCY. Atmospheric greenhouse gas concentrations. Acesso em 12/06/2019. Disponível em: https://www.eea.europa.eu/data-and-maps/indicators/atmospheric-greenhouse-gas-concentrations-6/assessment; - LENZI, E.; FAVERO, L. O. B. Química da Atmosfera: Ciência, Vida e Sobrevivência. Ed. APX comunicação visual. Rio de Janeiro 2012. - TILIO NETO, P. As Mudanças Climáticas na Ordem Ambiental Internacional. Centro Adelstein de Pesquisas Sociais. Scielo Books. Rio de Janeiro 2010. - ZANON, L. B.; MALDANER, O. A. Fundamentos e Propostas de Ensino de Química para a Educação Básica no Brasil. Ed. Unijui. Ijuí 2012. - SANTOS, W. L. P.; MALDANER, O. A. Ensino de Química em Foco. Ed. Unijui 2010.