A QUÍMICA DOS CORANTES NATURAIS: UMA ALTERNATIVA PARA O ENSINO DE QUÍMICA
Ivane Benedetti Tonial– Professora PDE/2008. Expedito Leite Silva – Professor Orientador IES/UEM RESUMO:
Neste trabalho apresentamos uma metodologia alternativa para o ensino de Química utilizando corantes naturais com o intuito de despertar nos estudantes o interesse pela química e o gosto pela pesquisa, além de proporcionar a construção e reconstrução de conceitos químicos e científicos, bem como suas implicações nos aspectos sociais, políticos, econômicos e ambientais. Como recurso para atingir tal objetivo utilizou-se a experimentação investigativa com materiais do cotidiano do aluno. Atualmente os corantes naturais são empregados na indústria alimentícia e de bebidas, uma vez que não apresentam toxidez e não apresentando desta forma danos à saúde, possibilitando assim uma melhor qualidade de vida com a conservação do meio ambiente. Na análise das concepções prévias dos alunos contatou-se que os mesmos possuem conhecimento a respeito da utilização de corantes pelas indústrias alimentícias. Nesta metodologia desenvolveram-se atividades que propiciassem os alunos o conhecimento de métodos de extração, constituição, solubilidade e propriedades ácidos/base dos corantes existentes na cenoura, urucum, açafrão, beterraba e couve. A avaliação desta proposta de ensino foi realizada pelos estudantes através da aplicação de um questionário. Através desta avaliação constatou-se que os alunos aprovam a metodologia de ensino aplicada e sentem-se estimulados e interessados por serem parte integrante do processo de ensino- aprendizagem. Assim sendo, cabe a nós profissionais da educação inovar nossas metodologias de ensino no intuito de despertar maior interesse e melhor aprendizagem por parte dos alunos.
PALAVRAS CHAVES: Ensino de Química; Experimentação Investigativa;
Aprendizagem Significativa.
ABSTRACT:
In this work we present an alternative methodology for teaching chemistry using natural colors in an effort to awaken in students an interest in chemical and taste for research, while providing the construction and reconstruction of chemical and scientific concepts and their implications on the points social, political, economic and environmental. As a resource for achieving that goal using the investigative experimentation with materials of daily life of the student. Currently, natural colors are used in the food and beverage industry, as it does not have toxicity and thus not showing damage to health, thus enabling a better quality of life to the conservation of the environment. In the analysis of preliminary designs of the students contacted is that they possess knowledge about the use of dyes by food industries. This methodology was developed activities that encourage students knowledge of extraction methods, constitution, solubility properties and acid/base of colors in the carrot, annatto, turmeric, beet and cabbage. The evaluation of this draft was prepared by teaching students through the application of a questionnaire. Through this assessment it was found that students accept the teaching methodology applied and they feel stimulated and interested in being part of the teaching-learning process. Therefore, it is up to us professionals in education innovate our methods of teaching in order to arouse greater interest and better learning by students.
KEY WORKS: Teaching Chemistry; Investigative Experimentation; Significative Learning.
1.0. INTRODUÇÃO
O ensino de Química ainda hoje sofre com as conseqüências de um ensino com abordagens tradicionais onde o aluno muitas vezes é considerado um mero receptor. Nesta abordagem metodológica de ensino o aluno é levado à memorização e não a compreensão de conteúdos, onde na maioria das vezes é levado a decorar conceitos, regras, nomes e fórmulas.
No intuito utilizar a experimentação investigativa como meio para facilitar e promover uma aprendizagem significativa propõe-se uma metodologia para disciplina de química, baseada em projetos de ensino, onde o aluno é considerado indivíduo ativo no processo de ensino-aprendizagem e sua participação passa a ser considerada fundamental para o desenvolvimento das aulas, melhorando inclusive relacionamento entre professor e aluno.
Esta metodologia que se propõe encontra se de acordo com o pensamento de Gouvêa (1987) que diz: “O que ensinar ciências, numa visão atualizada não se baseia em ditar, em decorar leis, técnicas, nomes de coisas ou fazer com que os alunos façam experiências seguindo roteiros como se fosse uma receita. Fazer ciência nesta visão atual de ensinar ciências é despertar no indivíduo à capacidade de pensar, de questionar sobre os acontecimentos já adquiridos, levando-o a relação teoria e prática.”
Há consenso entre vários autores que o aluno aprende a partir daquilo que sabe (conhecimento prévio), na forma de mudança conceitual, ou seja, o aluno substitui o conhecimento popular pelo conhecimento científico.
Neste sentido é importante a investigação sobre o conhecimento prévio dos alunos pelo professor para que este perceba a forma de pensar do aluno e para que possa planejar suas ações de ensino. Essa investigação pode ser feita pelo professor por meio de um questionamento oral sustentado no diálogo, por meio de escrita (relato) ou outros instrumentos que sistematizem o pensamento do aluno (Galiazzi e Gonçalves, 2004).
Hoje, espera-se que o estudo da química possibilite ao homem o desenvolvimento de uma visão crítica do mundo que o cerca, podendo analisar, compreender e utilizar este conhecimento no cotidiano, tendo condições de perceber e interferir em situações que contribuem para a deterioração de sua qualidade de vida (Cardoso & Colinvaux, 2000).
Os corantes estão amplamente presentes no meio em que vivemos, nos alimentos que consumimos, nas roupas, nos produtos naturais e nos mais variados objetos que adquirimos, além disso, possibilita ao aluno a compreensão dos conceitos químicos, constituição, propriedades e processos de obtenção e transformação da matéria, bem como desenvolver interesse pelo conhecimento científico em estreita relação com suas aplicações tecnológicas e implicações ambientais, sociais, políticas e econômicas.
Neste contexto, a fim de aproximar o aluno de seu cotidiano e promover um ensino através da experimentação utilizamos corantes provenientes de materiais naturais para despertar o interesse e m otivação nos alunos a fim de promover um aprendizado significativo.
Assim sendo, este trabalho teve como objetivo aplicar uma metodologia alternativa para o ensino de Química utilizando corantes naturais no intuito de despertar nos estudantes o interesse pela química e o gosto pela pesquisa, além de proporcionar a construção e reconstrução de conceitos químicos e científicos bem como suas implicações nos aspectos sociais, políticos, econômicos e ambientais.
2.0. DESENVOLVIMENTO
2.1. SOBRE O ENSINO DE CIÊNCIAS
O ensino de Ciências e particularmente o ensino de Química nos dias atuais ainda sofre com as conseqüências de um ensino com abordagens tradicionais. Nesta metodologia de ensino o aluno é levado a decorar, regras, nomes e fórmulas e é considerado apenas como receptor de informações.
Numa visão atualizada, no entanto, fazer ciência é despertar no indivíduo à capacidade de pensar, de questionar sobre os acontecimentos já adquiridos, levando-o a relação teoria e prática, (Gouvêa, 1987)
Segundo Galiazzi e Gonçalves (2004), o aluno aprende a partir daquilo que sabe, na forma de mudança conceitual, neste sentido, a explicitação do conhecimento prévio é importante para que o professor perceba a forma de pensar do aluno. Essa ação do professor pode ser conduzida por meio de um questionamento oral sustentado no diálogo ou outros instrumentos que sistematizem o pensamento do aluno.
As concepções prévias do estudante e sua cultura cotidiana não têm que, necessariamente, serem substituídas pelas concepções da cultura científica. A ampliação de seu universo cultural deve levá-lo a refletir sobre as interações entre as duas culturas, mas a construção de conhecimentos científicos não pressupõe a diminuição do status dos conceitos cotidianos, e sim, a análise consciente das suas relações. (Mortimer & Machado, 2001;
Silva, 2007).
De acordo com Schnetzler (1980), a mudança do conhecimento prévio pelo científico pode ocorrer de várias formas diferentes: a) pelo acréscimo de novas concepções em função da experiência anterior do seu desenvolvimento pessoal e pelo contato com idéias de outras pessoas; b) pela reorganização das concepções existentes, tanto desafiada por alguma externa do aluno, quanto como resultado de um processo de pensamento desenvolvido internamente por ele próprio e c) pela rejeição das concepções existentes como resultados de uma organização conceitual que implica na substituição dessas idéias por outras concepções novas em função do confronto entre seu ponto de vista anterior, com o ponto de vista da ciência.
Para Piaget (1977), o conhecimento “realiza-se através de construções contínuas e renovadas a partir da interação com o real”, não ocorrendo através de mera cópia da realidade, e sim pela assimilação e acomodação a estruturas anteriores que, por sua vez, criam condições para o desenvolvimento das estruturas seguintes.
Neste sentido, diversos estudiosos têm defendido a utilização de pesquisas nas aulas de química, podendo ser na forma de leitura de textos literários ou artigos científicos e na forma de experimentação, induzindo alunos e professores a discussões criticas a respeito do assunto estudado. Considera- se importante propor aos alunos leituras que contribuam para a formação e identificação cultural, que possam construir elemento motivador para a aprendizagem da Química e contribuir eventualmente, para a criação do hábito de leitura (DCE, 2008).
O desenvolvimento da pesquisa em sala de aula em grupo com alunos, que sempre envolve questionamento, argumentação e validação, tem mostrado ser um espaço profícuo de enriquecimento das teorias sobre os processos, sempre complexos, de ensino e aprendizagem presentes em sala de aula.
Dessa forma, contribui para a consolidação de um conhecimento profissional mais enriquecido e fundamentado em cada um dos participantes (Galiazzi Gonçalves, 2004).
Pesquisadores como Santos & Schnetzler (1997) e Santos (2002), defendem a necessidade de que os processos educativos estabeleçam diálogos permanentes com situações do contexto, do ponto de vista pedagógico e dos conteúdos próprios de ensino.
Para Demo (1997) a pesquisa pode ser desenvolvida em sala de aula como princípio educativo e a pesquisa precisa ser vista, entendida e praticada como instrumento metodológico para construir conhecimento, como um movimento para a teorização e para a inovação.
Sendo assim, é preciso que tanto professores quanto alunos aprendam a buscar o conhecimento existente para, a partir dele, construir novos argumentos e contra-argumentos; é preciso que se percebam como sujeitos agentes de produção de conhecimento e de sua aprendizagem, (Galiazzi, et al., 2001). É também de consenso que a experimentação é uma atividade fundamental no ensino de Ciências. Porém, a experimentação na vivência das escolas é uma atividade pouco freqüente, (Galiazzi et al., 2001). De acordo com Izquierdo et al., (1999), a origem do trabalho experimental nas escolas foi, há mais de cem anos e tinha por objetivo melhorar a aprendizagem do conteúdo científico, porque os alunos aprendiam os conteúdos, mas não sabiam aplicá-los.
As atividades experimentais, são apontadas como a solução que precisaria ser implementada para a tão esperada melhoria no ensino de Ciências (Gil-Pérez et al, 1999) e para que isso seja possível as aulas deveriam acontecer com maior assiduidade.
De acordo com as Diretrizes Curriculares do Estado do Paraná (2008), os experimentos realizados nas aulas de química podem ser o ponto de partida para a apreensão de conceitos e sua relação com as idéias a serem discutidas em aula. Os estudantes, assim, estabelecem relação entre a teoria e a prática, e, ao mesmo tempo, expressam ao professor suas dúvidas.
Hoje, espera-se que o estudo da química deve possibilitar ao homem o desenvolvimento de uma visão crítica do mundo que o cerca, podendo analisar, compreender e utilizar este conhecimento no cotidiano, tendo condições de
perceber e interferir em situações que contribuem para a deterioração de sua qualidade de vida (Cardoso & Colinvaux, 2000). Para tanto, é necessário que a atividade experimental seja problematizadora do processo ensino, sendo apresentada antes da construção da teoria nas aulas de ciências, e não ilustrativo dos conceitos já expostos (DCE, 2008).
2.2- CORANTES NATURAIS E EDUCAÇÃO EM QUÍMICA
A cor, segundo Araújo (2004), é um fator que influência significativamente a aceitabilidade dos produtos. Com o objetivo de melhorar coloração e a aceitabilidade destes pelos consumidores, surgiram os corantes.
Os corantes são substâncias responsáveis em transmitir cores ou exaltar as cores que os produtos já possuem, com a finalidade de melhorar o seu aspecto.
Duas classes bem distintas de corantes estão disponíveis no mercado, os sintéticos e os naturais. Apesar dos corantes sintéticos apresentarem menores custos de produção e maior estabilidade (luz, oxigênio, calor e pH), o número de aditivos sintéticos permitidos nos países desenvolvidos está diminuindo, a cada ano, em favor dos pigmentos naturais (que compreendem desde partes comestíveis e sucos de vegetais, animais e insetos até substâncias naturais extraídas e purificadas) tem sido gradativa (Lessa Constant et al., 2002).
A utilização pelo Homem de corantes naturais, isto é os de origem animal, vegetal e mineral, é muito antiga, havendo evidências que os antigos egípcios usavam hena e carmim e outros corantes na pele e nos cabelos. Os corantes começaram a ser usados em alimentos na China, India e Egito cerca de 1500 a.C. (Giri, 1991; Araújo, 2005).
Até 1850 todos os corantes alimentícios provinham de três fontes:
vegetais (cenoura, beterraba, uva, etc.); extratos de origem animal ou vegetal normalmente não consumidos como tais (acido carmínico e açafrão); e os resultantes da transformação de substâncias naturais (caramelo = marrom) (FDA, 1998; Carvalho, 2004).
No Brasil, os corantes naturais têm importante relação com sua história, a começar pelo nome do país, proveniente da madeira de Pau-brasil
(Caesalpinia echinata), importante fonte de corante vermelho no século XVI.
Durante muito tempo, o Pau-brasil foi o produto local mais precioso para os portugueses que o vendiam na Europa para o tingimento de tecidos (Rossi, 2008; Dallogo & Smaniotto, 2005).
Durante grande parte do século XIX, o Brasil também forneceu corante índigo extraído da planta Indigofera tinctoria, de coloração azul (Rossi, 2008).
Atualmente os corantes naturais são empregados na indústria alimentícia e de bebidas, uma vez que apresenta ausência de toxidez, não apresentando danos a saúde e possibilitando uma qualidade de vida melhor para o usuário e interagindo com a conservação do meio ambiente (Carvalho, 1989; Constant et al., 2002). Estes corantes podem ser divididos em três grupos principais: a) Os compostos heterocíclicos (que compreendem as clorofilas presentes em vegetais, o heme e as bilinas encontradas em animais, b) os compostos de estrutura isoprenóide (os carotenóides, encontrados em animais e principalmente em vegetais) e c) os compostos heterocíclicos contendo oxigênio (os flavonóides, que são encontrados exclusivamente em vegetais). Além desses existem outros dois grupos de corantes presentes unicamente em vegetais: as betalaínas que são compostos nitrogenados e os taninos, que agrupam diversos compostos de estruturas altamente variáveis (Bobbio, 1992).
Um corante natural é uma substância corada extraída apenas por processos fisico-químicos (dissolução, precipitação, entre outros) ou bioquímicos (fermentação) de uma matéria-prima animal ou vegetal. Esta substância deve ser solúvel no meio líquido onde vai ser mergulhado o material a tingir (Araújo, 2005).
Entre a grande variedade de corantes naturais o carmim, o urucum, a curcumina, a betalaína e a clorofila são imensamente utilizados.
O carmim é um corante natural extraído a partir de fêmeas dessecadas de insetos da espécie Dactylopius coccus Costa. Muitas espécies desses insetos têm sido usadas como fonte de corantes vermelhos e sua principal origem é peruana (Henry, 1996).
O ácido carmínico é o principal constituinte da cochonilha (responsável pelo poder tintorial do corante), sendo considerado um composto toxicologicamente seguro para ser utilizado em alimentos (Francis, 1996).
Quimicamente o ácido carmínico é um composto orgânico derivado da antraquinona, especificamente uma hidroxiantraquinona ligada a uma unidade de glicose. Sua nomenclatura oficial é ácido 7-D-glucopiranosil- 9,10-dihidroxi- 3,5,6,8-tetrahidroxi-1-metil-9,10-dioxi-2-antraceno-carboxílico (Constant et al., 2002).
A Figura 1 mostra a fórmula estrutural do Carmim (ácido 7-D- glucopiranosil-7-D-glucopiranosil-9,10-dihidroxi-3,5,6,8-tetrahidroxi-1-metil-10- dioxi-2-antraceno-carboxílico).
Figura 1. Fórmula estrutural do Carmim.
O Urucum é obtido da semente do urucuzeiro (Bixa orellana, L.), planta originária das Américas Central e do Sul (Francis, 1996).
Do urucum são fabricados os corantes naturais amarelo-alaranjados mais difundidos na indústria de alimentos, principalmente a bixina e são extraídos da camada mais externa das sementes (Ghiraldini, 1996).
A Figura 2 mostra a fórmula estrutural da Bixina.
CH3 COOH
CH3
CH3 CH3
COOCH3
Figura 2. Fórmula da Bixina.
A partir da bixina são obtidos os demais pigmentos do urucum, como a norbixina (lipossolúvel), o sal da norbixina (hidrossolúvel), como mostra a figura 3 e 4.
CH3 COOH CH3
CH3 CH3
COOH
Figura 3. Fórmula da norbixina.
CH3 COO
CH3
CH3 CH3
M OOC
M
Figura 4. Fórmula do sal da norbixina.
A curcumina é o principal pigmento presente no risomas do açafrão-da- Índia (Curcuma longa). Além de ser utilizada como corante e condimento apresenta substâncias antioxidantes e antimicrobianas, que lhe conferem a possibilidade de emprego nas áreas de cosméticos, têxtil, medicinal e de alimentos. (Constant et al., 2002).
A curcumina [1,7-bis-(4-hidroxi-3-metoxifenil)-hepta-1,6-dien-3,5-diona] é mostrado na Figura 5.
O O
HO H3CO
OH OCH3 Figura 5. Fórmula estrutural da curcumina
A beterraba (Beta vulgaris) é uma ótima fonte de pigmentos, entre as quais encontra-se as betalaínas (Henry, 1996).
São conhecidas aproximadamente setenta betalaínas, todas com a mesma estrutura fundamental (Figura 6) 1,7 diazoheptamelina. Das setenta conhecidas, cinqüenta são pigmentos vermelhos denominados betacianinas e vinte são pigmentos amarelos, as betaxantinas (Constant et al., 2002).
.
Figura 6: Fórmula estrutural básica da betalaína.
Das betacianinas, 75 a 95% consistem em betanina (Figura 7). A betanina, pigmento de coloração intensa, apresenta maior poder tintorial que alguns corantes sintéticos (Stuppner e Egger, 1996).
Figura 7: Fórmula estrutural da betanina
A Clorofila é o único corante natural verde permitido, e o pigmento responsável pela cor verde dos vegetais folhudos como a couve e o espinafre e de algumas frutas. Nos vegetais, a clorofila é isolada nos cloroplastidios e forma-se somente em presença de luz (Multon, 1988).
A Figura 8 mostra a fórmula estrutural da clorofila
Figura 8: Fórmula estrutural da clorofila.
O Beta-caroteno é um carotenóide altamente ativo no corpo que exerce atividade antioxidante. Ele pode reduzir os efeitos do envelhecimento, tem um papel importante na função imunológica, inibe o desenvolvimento de câncer no pulmão e doença do coração, (Kirsh et al., 2006). É utilizado como corante em maioneses, temperos, molhos, etc.
A Figura 9 mostra a fórmula estrutural do ß-caroteno.
Figura 9: Fórmula estrutural do ß-caroteno.
2.3. MATERIAIS E MÉTODOS
Este trabalho foi realizado com um grupo de 25 alunos do 3º ano do Ensino Médio no Colégio Estadual Rodrigues Alves do Município de Maringá/PR.
No intuito de aproximar a química de sala de aula com o dia a dia do aluno, despertar o interesse pela disciplina e gosto pela pesquisa além de promover a motivação, neste trabalho propôs-se trabalhar através do uso de corantes naturais, sua importância no cotidiano e constituição, funções
químicas orgânicas e interações intermoleculares, propriedades ácido base e métodos de separação.
A investigação a respeito do conhecimento prévio dos alunos foi realizada utilizando-se a atividade 1, a qual foi de fundamental importância no desenvolvimento das atividades e do aprendizado de química em sala de aula.
ATIVIDADE: 1
1. Preencha a tabela abaixo com alimentos coloridos que você consome em seu dia a dia:
Alimento naturais Produtos alimentícios comercializados em supermercados
Alimento Cor Produto Cor
1. Você conhece algum tipo de corante alimentício? Qual (is)?
2. Você tem o hábito de ler as embalagens (rótulos) dos alimentos?
Os resultados obtidos através do levantamento dos conhecimentos prévios foram discutidos em sala de aula juntamente com os alunos. Após a discussão dos conhecimentos prévios iniciou-se um trabalho de identificação e formação das cores, para isso, os alunos foram divididos em 5 grupos. As experiências realizadas com cores e corantes naturais foram realizadas conforme descrito abaixo:
1) Teste de chama
O teste de chama foi realizado com o objetivo de promover a interdisciplinaridade com a Física no que se refere à formação das cores e também oportunizar aos estudantes vivenciarem o conhecimento de que cada
elemento químico metálico presente no sal utilizado no teste emite uma chama de coloração característica.
Materiais: Cloreto de lítio, cloreto de bário, cloreto de sódio, cloreto cuproso, cloreto de cálcio, cloreto de potássio (para realização do teste de chama); Ácido clorídrico (para limpeza da haste metálica); lamparina; haste metálica e álcool etílico comercial.
Procedimento:
a. Lavar a haste metálica em ácido clorídrico e secar na chama da lamparina;
b. Transferir uma quantidade equivalente a 1/5 de grão de arroz do sal a ser testado para a haste e levá-la a chama da lamparina;
c. Observar e anotar o resultado.
2) Extração dos corantes naturais:
A extração dos corantes naturais foi realizada com o objetivo de aproximar a química com o cotidiano dos estudantes, além de permitir que eles percebam que estes materiais são fontes de corantes empregados constantemente na indústria de alimentos, bem como oportunizá-los a adquirir conhecimento com relação à constituição (elementos químicos presentes nas fórmulas dos compostos naturais, tipos de ligações, etc.), solubilidade e propriedades químicas (caráter ácido ou básico) dos corantes extraídos.
Materiais: couve; beterraba; cenoura; açafrão; urucum; álcool.
Procedimentos:
a. Extração de clorofila: Em um copo de Becker colocar 25 gramas de couve picada, adicionar 100 mL de álcool comercial e deixar em repouso por 24 horas.
b. Extração de ß-caroteno: Em um copo de Becker pesar 25 gramas de cenoura ralada, adicionar 50 mL de álcool comercial e deixar em repouso por 24 horas.
c. Extração de Betalaínas: Em um copo de Becker pesar 25 gramas de beterraba ralada, adicionar 50 mL de álcool comercial e deixar em repouso por 24 horas.
d. Extração de curcumina: Pesar num copo de Becker 25 gramas de açafrão, adicionar 30mL de álcool comercial e deixar em repouso por 24 horas.
e. Extração de Urucun: Pesar 5 gramas de sementes de urucum num copo de Becker, adicionar 30 mL de álcool comercial e deixar em repouso por 24 horas
Após 24 horas procede-se a filtração para obtenção da solução alcoólica dos corantes naturais respectivos.
3) Utilização dos corantes naturais como indicadores ácido base:
O objetivo desta atividade é proporcionar aos estudantes a percepção de que os corantes além de serem utilizados na indústria de alimentos, podem também serem utilizados em laboratório como indicadores naturais ácido/base.
Materiais: Solução aquosa de Hidróxido de sódio a 5% (NaOH) e vinagre (solução ácida – 4 a 5% de ácido acético).
Procedimento:
a. Colocar etiquetas em duas séries de 6 tubos de ensaio;
b. Transferir para os tubos da primeira série 2 mL da solução de hidróxido de sódio 5% (NaOH);
c. Transferir para os tubos da segunda série 2mL de vinagre;
d. Adicionar 5 gotas de cada solução alcoólica dos corantes naturais extraídos em cada tubo de ensaio contendo as soluções de hidróxido de sódio e vinagre;
e. Em dois tubos de ensaio (um com solução de hidróxido de sódio e o outro com vinagre) adicionar 5 gotas do corante natural carmim o qual não foi extraído, mas adquirido de forma concentrada numa indústria de embutidos.
4) Cromatografia em papel
Este experimento foi realizado com o objetivo de mostrar aos estudantes os diferentes corantes presentes nos extratos naturais bem como salientas a cromatografia de papel como uma técnica de separação.
Materiais: Solução alcoólica dos corantes previamente extraídos; Álcool comercial; Copo de vidro americano; Papel filtro.
Procedimento:
a. Recortar 6 papéis filtros de modo a obter uma tira de 3cm de largura por 6cm de altura;
b. Em cada tira de papel colocaram 3 gotas de cada um dos corantes extraídos e um com o corante Carmim (deixaram secar as marcas dos corantes);
c. Colocar os papéis no álcool (com cuidado para que o álcool não atinja as marcas dos corantes previamente feitas);
d. Observar e anotar os resultados.
Como as soluções de corantes obtidas pela extração estavam bastante diluídas os estudantes não conseguiram comprovar de maneira eficiente a separação dos corantes presentes nos extratos e na intenção de demonstrar a separação dos corantes existentes em tintas de canetas, optou-se em repetir o experimento utilizando tinta verde de pincel atômico.
5) Confecção de cartazes para exposição da atividade
Ao término do trabalho os estudantes puderam expor os conhecimentos adquiridos e para realização desta atividade, confeccionaram painéis que posteriormente foram apresentados e discutidos.
Para confecção dos painéis além dos conhecimentos adquiridos durante a realização dos experimentos, discussão em sala de aula, leitura e compreensão de textos, análise e discussão de vídeos e exercícios, os alunos realizaram pesquisas na internet disponível no laboratório de informática da escola.
2.4. RESULTADOS E DISCUSSÃO
Durante as atividades experimentais desenvolvidas estabeleceu-se constante diálogo com os estudantes, no sentido de auxiliá-los na construção e reconstrução do conhecimento. Além do diálogo e explicações, foi utilizado ainda pesquisas em livros, revistas, rótulos de alimentos e internet, leituras e discussão de textos e vídeos documentários que viessem favorecer e facilitar o entendimento do conteúdo abordado.
Através do teste de chama, os alunos puderam comprovar a origem das cores e associá-las com a presença de metais nos sais testados e com a
estrutura eletrônica dos átomos. Com a energia liberada na combustão, os elétrons externos dos átomos dos metais são promovidos a estados excitados e, ao retornarem ao seu estado eletrônico inicial, liberam a energia excedente na forma de luz. A cor (comprimento de onda) da luz depende da estrutura eletrônica do átomo (Gracetto et al., 2006).
Com a extração dos corantes naturais os alunos vivenciaram métodos de extração, separação (filtração e cromatografia de papel) e obtenção dos extratos coloridos. Utilizando as respectivas fórmulas estruturais dos corantes naturais discutiu-se sua constituição, elementos químicos presentes, tipos de ligações, funções químicas presentes em cada fórmula, solubilidade, propriedades ácido/base, procurou-se assim inserir alguns conceitos da matéria e sua natureza.
Ao realizar a extração dos corantes naturais existentes na cenoura, beterraba, açafrão, couve e urucum discutiu-se alguns conceitos da biogeoquímica, como a dissolução de corantes em álcool e acetona, equilíbrio químico referentes às transformações ocorridas nas estruturas dos compostos fenólicos e betalaínas ao reagirem com vinagre e hidróxido de sódio, através das mudanças de cores das soluções alcoólicas da curcuma e da beterraba respectivamente.
Com esta atividade os alunos puderam visualizar e associar as mudanças de cores às transformações químicas.
Equação 1:
Ar-OH + NaOH ArO- + H2O
Fenol base Íon Fenóxi água
Equação 2:
ArO- + CH3COOH Ar-OH + CH3COO-
Fenóxi Ácido Acético Fenol Íon Acetato
Através do uso de indicadores ácido/base naturais os alunos puderam perceber as transformações ocorridas nas estruturas dos compostos e puderam associar esta característica aos compostos que apresentam o grupo fenólicos como exemplo pode-se citar a curcuma que em meio alcalino compõe o equilíbrio químico abaixo:
Os corantes artificiais também fizeram parte das discussões, pois por serem de baixo custo, e alta estabilidade são intensamente utilizados em produtos alimentícios industrializados. Neste momento preocupou-se enfatizar a importância da química sintética.
De modo análogo o mesmo ocorre com a betalaína devido à mudança estrutural quando submetida em meio ácido ou alcalino.
Durante a confecção dos painéis pode-se constatar a troca de idéias e conhecimentos entre os estudantes para organização e estruturação do mesmo. Este foi também um momento para sanar dúvidas.
Através da análise das respostas dos alunos referentes à atividade 1, constatou-se que os alunos possuem conhecimento da presença de corantes tanto em alimento naturais como em alimentos industrializados.
Dentre os alimentos naturais mais citados pelos alunos encontra-se o tomate, a alface, a banana, a cenoura e a beterraba. Quanto aos produtos industrializados que contem corantes os mais citados pelos alunos foram o chips (salgadinhos), refrigerantes, chocolates, miojo, e iogurte. Estes resultados nos levam a crer que estes alimentos possivelmente fazem parte da alimentação diária destes estudantes.
Quando questionados se conheciam algum tipo de corante alimentício 83,80% dos alunos responderam que conheciam algum corante utilizado em alimentos e os mais citados foram: o coloral e o açafrão e 16,20% responderam que não conheciam nenhum corante utilizado em alimentos.
Perguntamos ainda se eles tinham por hábito ler as embalagens dos produtos industrializados que consumiam diariamente, do total de alunos, 62,96% responderam que não liam as embalagens, 14,81% responderam que as vezes liam e 22,23% responderam que liam entre as respostas algumas foram:
-“Sim, leio para saber as calorias”;
- “Sim, é muito importante saber do que o alimento foi feito”
- “Sim, quando já estou comendo”.
Ao analisar os respostas iniciou-se o processo de ensino aprendizagem sobre a constituição dos corantes naturais procurando abordar conhecimentos gerais de Física e biologia como, a difração das cores no espectro e seus respectivos comprimentos de onda e o reconhecimento das cores pelo olho
humano através dos cones e bastonetes e a questão do daltonismo também foi abordado e discutido.
Somente após uma grande discussão com os alunos relacionados a estes assuntos entramos no contexto dos corantes naturais. Disciplinas como a Geografia e a História também fizeram parte do estudo, devidos a parte histórica dos usos dos corantes pela humanidade. E finalmente os conceitos químicos foram abordados, discutidos e aprofundados com o estudo envolvendo as fórmulas químicas e propriedades ácido/base dos corantes naturais extraídos.
Após o término do estudo foi solicitado aos alunos que respondessem o questionário mostrado abaixo, contendo questões tanto com múltipla escolha quanto descritivas para avaliação da metodologia de ensino aplicada.
Questionário Avaliativo
1 - Avalie a prática de ensino. Em sua opinião a forma de ensino aplicada através de um projeto foi:
( ) Excelente ( ) Bom ( ) Satisfatório ( ) Insatisfatório 2 - A prática aplicada condiz com sua realidade cotidiana?
( ) Sim ( ) Não ( ) Um pouco (As vezes) 3 – A prática aplica ilustra a parte teórica envolvida?
( ) Sim ( ) Não ( ) Um pouco (As vezes)
4 – Em relação à aprendizagem do conteúdo abordado, contribui para que você:
( ) aprendesse um pouco mais ( ) Não interferiu ( ) Interferiu um pouco
5 – Você consegue relacionar o que aprendeu com a prática aplicada com o que você vive em seu cotidiano?
( ) Sim ( ) Não ( ) Um pouco (As vezes) 6 - Avalie a parceria aula prática-aula teórica, nesse caso:
( ) Excelente ( ) Bom ( ) Satisfatório ( ) Insatisfatório
7 - Você acha importante que a escola ofereça projetos de ensino para os alunos? Por quê?
_____________________________________________________________________________
8 – Que outros conteúdos você gostaria que fossem ser trabalhados na forma de projetos como este?
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9 – Qual momento do projeto chamou mais sua atenção?
_____________________________________________________________________________
10 - Em qual momento do projeto você conseguiu aprender melhor?
_____________________________________________________________________________
Os resultados da avaliação feita pelos alunos são mostrados a seguir.
Na avaliação feita pelos alunos quanto a forma de ensino utilizada do total, 40% acharam excelente, 32% consideraram bom e 28% satisfatório. Com estes resultados pudemos confirmar o que já havíamos percebido durante as atividades, que os alunos sentem-se estimulados e prazerosos em ser parte atuante no processo ensino-aprendizagem.
Quando perguntamos se a prática condizia com sua realidade cotidiana 36% responderam que sim, 36% responderam um pouco e 28% responderam que não. Isso nos leva a acreditar que 72% dos alunos estão atentos às cores dos alimentos que consomem diariamente.
No questionário avaliativo, perguntou-se aos alunos se a prática apresentada ilustrava a parte teórica envolvida e 80% dos alunos responderam que sim, demonstrando desta forma que conseguem perceber a importância de ambas, 8% responderam um pouco e 12% responderam que a metodologia não ilustrava a parte teórica. Percebe-se com isso que alguns alunos (12%) não estavam provavelmente com sua atenção voltada à parte teórica, o que na prática não se percebeu tal descaso.
Com relação ao aprendizado perguntou-se se o conteúdo abordado havia interferido de alguma forma na sua aprendizagem, 84% dos alunos responderam que sim, que aprenderam um pouco mais e 16% responderam que a metodologia aplicada não interferiu no seu aprendizado. Na seqüência pediu-se para que os alunos avaliassem a parceria teoria/prática e 60% dos alunos consideraram excelente, 16% consideraram bom e 24% consideraram satisfatório.
Nas questões descritivas perguntou-se aos estudantes se eles achavam importante que a escola oferecesse metodologias de ensino em forma de projetos de ensino e a resposta foi 100% positiva, ou seja, todos os alunos que participaram do projetam disseram que sim. Destacamos abaixo algumas delas:
- Sim, porque aprendemos mais;
- Sim, os alunos se interessam mais;
- Sim, para sair da rotina de sala de aula;
- Sim, porque é uma forma de incentivo aos alunos;
- Sim, porque aprendemos de forma diferente;
- Sim, porque melhora a aprendizagem.
Questionou-se ainda que momento do projeto foi mais atrativo e mais chamou a atenção dos estudantes, 40% responderam que foi a extração e filtração (obtenção) dos corantes naturais, 44% responderam que todas as práticas desenvolvidas no decorrer do projeto foram atrativas, 12%
consideraram o teste de chama como parte mais interessante e 4% considerou a cromatografia em papel.
Percebe-se através das respostas obtidas pelos alunos que toda a parte experimental do projeto apresentou boa repercussão pelos alunos.
O último questionamento foi relacionado ao momento do projeto que o aluno conseguiu aprender melhor e 44% responderam que houve maior aprendizagem durante a extração e filtração dos pigmentos, 32% responderam que em todas as práticas houve aprendizado, 16% responderam que houve melhor aprendizado em todos os momentos da aplicação do projeto e 4%
conseguiu aprender mais durante o teste de chama e 4% na cromatografia de papel.
Na metodologia aplicada houve em todas as fases de aplicação experiências, leituras, pesquisas, discussões e confecção de painéis a participação efetiva dos estudantes, a qual foi registrada através de fotografias.
Esta metodologia foi considerada atrativa, motivadora e bastante produtiva pelos alunos e isto pudemos comprovar pelas respostas obtidas nesta questão.
De maneira geral com maior ou menor percentual todas as práticas trabalhadas de alguma forma apresentaram certa interferência no aprendizado do aluno. Isto comprova que é importante que professores de ciências, especialmente da química, sempre que possível introduza a experimentação investigativa relacionada com o cotidiano do aluno de modo a oferecer uma maneira agradável, motivadora e estimulante de promover a aprendizagem significativa.
3.0. CONCLUSÃO
A aplicação deste projeto junto aos alunos do 3º ano do ensino Médio da Rede Pública do Estado do Paraná nos permitiu concluir que:
- Os estudantes possuem um conhecimento prévio a respeito de corantes especialmente os alimentícios, estes conhecimentos estão relacionados aos seus hábitos alimentares, de informações advindas de fontes,
tais como: jornais, televisão, convívio familiar. Estes conhecimentos possibilitaram despertar a capacidade de pensar e questionar e refletir seus hábitos alimentares e conhecimentos favorecendo a construção e reconstrução do conhecimento químico e a percepção e estreita relação existente com as outras disciplinas como, Biologia, Física, História, Geografia e Artes.
- Os estudantes através das atividades desenvolvidas, conseguiram relacionar suas concepções espontâneas com o conhecimento científico favorecendo a reorganização das concepções existentes e acréscimo de novas concepções, as quais se deram através da participação efetiva dos alunos, diálogos, pesquisas e discussões relacionadas aos temas trabalhados.
- Os estudantes sentem-se motivados e interessados a ser parte integrante do processo de ensino-aprendizagem, o que permitiu o enriquecimento das aulas.
A metodologia aplicada possibilitou aos estudantes, de forma geral analisar e utilizar o conhecimento cotidiano para o desenvolvimento e compreensão dos conceitos químicos, constituição, propriedades e processos de obtenção e transformações da matéria, bem como, o conhecimento científico que vem a contribuir na melhora de sua qualidade de vida.
Por meio dessas conclusões podemos admitir que nós professores do ensino básico precisamos melhorar nossa prática didática e permitir que nossos alunos façam parte do processo ensino-aprendizagem de forma ativa e freqüente.
AGRADECIMENTOS: Ao professor Expedito Silva Leite pelas orientações prestadas, à direção, equipe pedagógica e demais profissionais do Colégio Estadual Rodrigues Alves pela colaboração e à laboratorista Simone pelo apoio prestado em todos os momentos da aplicação do projeto.
Leituras Sugeridas
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Ribeiro, N. M.; Nunes, C. R. (2008). Análise de pimentões por cromatografia em papel. Química Nova na Escola, nº29, agosto.
Silva, F. M.; Wouters, A. D.; Camillo, S. B. A. (2008). Visualização prática da química envolvida nas cores e sua relação com a estrutura dos corantes.
Química Nova na Escola, nº29, agosto.
Soares, M. H. F. B.; Silva, M. V. B.; Cavalheiro, E. T. G. (2001). Aplicação de corantes naturais no ensino de química. Eclética Química, V.26. São Paulo.
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