O USO DA TITULAÇÃO COMO EXPERIMENTO INVESTIGATIVO NO ENSINO DE QUÍMICA: A DETERMINAÇÃO DO TEOR DE CLORETO E DUREZA TOTAL DA ÁGUA DA ESCOLA ORLANDO VÊNANCIO DOS SANTOS SITUADA
EM CUITÉ-PB
Jonh Anderson Macêdo SANTOS1, Cláudia Laís Araújo ALMEIDA1, Cosme Silva SANTOS1, Maria Lidiane Macêdo de ARAÚJO1, Franklin Kaic Dutra PEREIRA1, Rayane de Oliveira Silva1, Marciano Henrique de Lucena NETO2
1Aluno do curso de licenciatura em química da Universidade Federal de Campina Grande, CES campus Cuité-PB. E-mail: claudia.lays@gmail.com
2Prof. Doutor, Unidade Acadêmica de Educação, Centro de Educação e Saúde, UFCG, Cuité.
RESUMO
Nas últimas décadas varias pesquisas divulgadas em ensino de ciências ratificam a importância da experimentação como ferramenta de inserção de questionamentos, investigação e discussões sobre temas de relevância. De acordo com esse pressuposto, o presente trabalho teve como objetivo realizar uma aula experimental para determinar o teor de cloreto e dureza total da Escola Orlando Venâncio dos Santos situada na cidade de Cuité-PB, por meio de titulação. A partir dos resultados obtidos nas análises, os alunos puderam verificar que a água consumida por eles encontra-se dentro dos padrões fixados pelo Ministério da Saúde, e sendo assim, baseado nesses dois parâmetros, esta pode ser considerada própria para o consumo.
INTRODUÇÃO
Atualmente vários conceitos químicos são trabalhados dentro de sala de aula por meio da experimentação. Contudo, ainda é persistente a concepção empirista entre os educadores com relação à experimentação, na qual é enfatizado o caráter de comprovação ou de verificação dos conceitos, na dicotomia entre teoria e prática, ao invés de caráter investigativo (JESUS et al, 2011). Essa visão positivista de conceber a construção do conhecimento influenciou e ainda influencia práticas pedagógicas na área de ensino de ciências, sustentadas pela aplicação do método científico.
Saber selecionar e hierarquizar variáveis segundo critérios de pertinência para a compreensão dos fenômenos, controlar e prever seus efeitos sobre os eventos experimentais, encadear logicamente sequências de dados extraídos de experimentos são considerados, no pensamento positivista, competências de extremo valor para a educação científica do aluno. A experimentação exerce a função não só de instrumento para o desenvolvimento dessas competências, mas também de veículo legitimador do conhecimento científico, na medida em que os dados extraídos dos experimentos constituem a palavra final sobre o entendimento do fenômeno vivenciado. Parece ter sido o desenvolvimento dessas competências o principal objetivo da experimentação no ensino de ciências, e de química em particular, até o final da década de 60, quando os programas de educação científica recebiam uma forte influência do pensamento lógico-positivista e comportamentalista (GIORDAN, 1999).
Em decorrência de resultados pouco promissores com relação à aprendizagem dos alunos, as ideias positivistas foram duramente criticadas, e os pesquisadores em educação passaram a se fundamentar em contribuições da psicologia cognitivista e a adotar posições epistemológicas mais racionalistas e contemporâneas de ciência. Assim, a experimentação passou a ser enxergada como um instrumento de contextualização para inserção de questionamentos, exploração e resolução de problemas reais vivenciados pelos alunos em seu cotidiano.
Quanto ao papel da experimentação no ensino de química, os PCNs defendem que uma abordagem de temas sociais e uma experimentação que, não dissociadas da teoria, não sejam pretensos ou meros elementos de motivação ou de ilustração, mas efetivas possibilidades de contextualização dos conhecimentos químicos, tornando-os socialmente mais relevantes. A discussão de aspectos sociocientíficos articuladamente aos conteúdos químicos, é fundamental, pois propicia que os alunos compreendam o
mundo social em que estão inseridos e desenvolvam a capacidade de tomada de decisão com maior responsabilidade, na qualidade de cidadãos, sobre questões relativas á Ciência, Tecnologia, Sociedade e Ambiente, e desenvolvam, dessa maneira, atitudes e valores comprometidos com a preservação ambiental e diminuição das desigualdades econômicas, sociais, culturais e étnicas.
Na concepção de GUIMARÃES (2009), a experimentação é uma ferramenta eficaz que o professor do ensino médio pode utilizar para criar problemas reais que permitam a contextualização e o estímulo de questionamentos e investigação para construção de uma aprendizagem significativa pelo educando. A utilização dessa estratégia pedagógica é uma maneira eficiente de promover nos alunos interesse aos conteúdos vistos em sala de aula, e uma oportunidade para o professor transformar as aulas que geralmente é caracterizada pela transmissão-recepção em um ambiente de discussões e de interações professor-aluno e aluno-aluno.
Nessa perspectiva, várias propostas de experimentos são encontradas na literatura, que na grande maioria, exploram eixos temáticos que estão no centro de grandes discussões e que tem implicações importantes na sociedade. A água é um dos diversos temas que podem ser trazidos para sala de aula e abordado em diversos conteúdos, devido a grande importância para os seres vivos e os diferentes problemas relacionados a mesma, dentre os quais, podemos mencionar os impactos ambientais causados pela ação antrópica que comprometem cada vez mais a qualidade da água para o consumo humano.
Um experimento comumente usado na avaliação da qualidade da água é a titulação. Por meio desta podem ser determinada vários espécies, que incluem os ácidos, bases, oxidantes, redutores, íons metálicos, proteínas, entre outras. Esta técnica esta baseada no procedimento que mede a quantidade de reagente usado para reagir completamente com a espécie que está sendo analisada (analito). Uma titulação é realizada pela lente adição de uma solução de concentração conhecida de uma bureta, ou outro aparelho dosador de líquidos, a uma solução que contenha o analito, até que a reação entre os dois seja jugada completa. A identificação da completude da reação é feita pela observação da mudança repentina de cor da solução-problema na região do ponto de equivalência, pela escolha correta de um indicador.
Nesse sentido, objetivo desse trabalho é determinar a dureza total e o teor de cloreto presente em amostras de água coletadas do bebedouro da Escola Orlando Venâncio dos Santos localizada na cidade de Cuité-PB, através da titulação, uma técnica
simples e ainda bastante empregada em análises químicas devido as sua praticidade e baixo custo, a fim de comparar os resultados obtidos com os fornecidos pelo Ministério da Saúde e gerar discussões a respeito da água que os alunos consomem.
METODOLOGIA
O trabalho foi desenvolvido na escola acima citada, pertencente à rede pública de ensino, com 20 alunos da 3ª série do ensino médio, pelos licenciandos em química do Programa de Bolsas de Iniciação a Docência (PIBID) Subprojeto de Química da UFCG. A escola Orlando Venâncio dos Santos faz parte do programada denominado Ensino Médio Inovador, criado pela Secretaria do Estado da Paraíba, no qual os professores precisam preparar aulas diversificadas que abordem temas relevantes e que sejam vinculados com os conteúdos das disciplinas.
Dessa forma, os bolsistas do PIBID juntamente com a professora desta turma, iniciaram as atividades com a inserção de dois questionamentos aos alunos referentes a temática da água: para vocês o que é uma água adequada para o consumo? E como podemos saber se esta é de boa qualidade? Norteados por essas perguntas, os estudantes do ensino médio foram levados a utilizar formas múltiplas de raciocínio, que incluem a análise, exploração e procedimentos que levem a resolução de um problema que está presente em seu dia-dia.
Com base nesses princípios, os estudantes foram convidados a formar grupos de 5 integrantes e a participar de todo o desenvolvimento do trabalho, assumindo-se como parceiros e sujeitos do processo de aprender, atuando na realização de pesquisas sobre poluição, análise e formas de tratamento de água, além de investigações referentes a quantidades máxima de substâncias permitidas determinadas por órgão competentes, assim como, o entendimento sobre os conceitos de titulação e como esta técnica é usada para a determinação de varias espécies em amostras de composição desconhecida.
Orientados pelos bolsistas do PIBID, os alunos coletaram as amostras de água do bebedouro com garrafas PET, sendo que estas foram direcionadas em seguida ao laboratório da escola, onde foram realizados os experimentos de titulação para determinação do teor de cloreto e dureza total das amostras, seguindo a seguinte metodologia:
Dureza total
Para obtenção da dureza total das amostras, foram realizadas titulações com EDTA (ácido etilenodiaminotetracético) a 0,01M, responsável por se ligar com os metais presentes nas amostras de água responsáveis pela dureza total e utilizando o Negro de Eriocromo T como indicador (BACCAN et al, 2001). O meio foi tamponado em um pH igual a 10. O EDTA utilizado como complexante foi padronizado com carbonato de cálcio, para evitar erros nas análises. Nos ensaios de titulação foram utilizados 100 ml de amostra de água do bebedouro..
Teor de Cloreto
Na a obtenção da quantidade de cloreto presente nas amostras foi utilizado Nitrato de Prata (AgNO3) a 0,1M como titulante e uma solução de dicromato de potássio (K2CrO4)a 0,5M, como indicador (SKOOG et al, 2007). Foram usadas 100 ml de cada amostra, sendo que o experimento foi realizado em três vezes.
RESULTADOS E DISCUSSÕES
O posicionamento dos alunos do ensino médio sobre as duas questões iniciais, relacionada com a qualidade da água, em principio aconteceu de maneira bastante tímida, sendo que em nenhum momento nas suas explicações, estes fizeram alusão as substâncias presentes na água, que quando analisadas indicam qualidade da mesma. No entanto, a partir das discussões e pesquisas realizadas pelos grupos de alunos sobre o tema, notou-se que os mesmos utilizaram argumentos diversificados e mais bem fundamentados relacionados com aspectos químicos, biológicos, ambientais, econômicos e sociais.
Quanto à inserção de problemas no ambiente escolar, SILVA e MORTIMER (2012) salienta que a escola normalmente trabalha com problemas fechados, bem definidos e delimitados que, na maioria das vezes, apresenta uma resposta única. Além disso, para resolvê-los, o estudante tem que seguir um raciocínio algorítmico. Tudo isso faz parte da cultura da escola e, a utilização de experimentos com características de investigação são importantes para quebrar certas visões tradicionalistas com relação ao funcionamento escolar.
No instante das análises, os educandos demostraram muitas dificuldades em manusear instrumentos de laboratório devido à falta de prática, pois apesar de existir um laboratório de ciências na escola com uma quantidade razoável de vidrarias e equipamentos, pelos relatos dos próprios alunos, o laboratório dificilmente era usado. Todavia, durante a realização dos experimentos de análise da água, os alunos foram se familiarizando com os equipamentos mais comuns presentes nos laboratórios de química e conhecendo suas aplicações.
A titulação das amostras de água para determinação do teor de cloreto e dureza total ocorreu no laboratório da escola (figura 1), e os resultados obtidos estão apresentados na tabela 1, que também incluem os valores máximos fixados pelo Ministério da Saúde por meio da Portaria de n° 2.914, de dezembro de 2011, órgão este que dispõe sobre os procedimentos de controle e de vigilância da qualidade da água para o consumo humano e determina quais parâmetros devem ser monitorados.
Figura 1: Titulação realizada pelos alunos do ensino médio para análise das amostras de água do bebedouro da escola.
Tabela 1: Dados obtidos da titulação das amostras de água para determinação do teor de cloreto e dureza total. Parâmetro Concentração (mg/L) Ministérios da Saúde (Portaria n° 2.914 de 2011) Desvio padrão (S) Dureza total 43,04 500 0,406 Cloreto 57,60 250 0,510 CONSIDERAÇÕES FINAIS
De acordo com os resultados obtidos nos experimentos, os alunos puderam perceber que a água do bebedouro da escola apresenta teores de cloreto e dureza total abaixo dos valores fixados pelo Ministério da Saúde, e dessa maneira, baseado nesses dois parâmetros, a água consumida pelos alunos pode ser considerada de boa qualidade, pois atende ao padrão de potabilidade determinado pelo Ministério da Saúde.
Durante a realização da atividade experimental observou-se alguns aspectos positivos, dentre os quais, podemos mencionar: maior interesse e participação dos alunos, trabalho em equipe, discussões e diálogos dos alunos com professor e entre os próprios estudantes valorizando o confronto de ideias sobre os conteúdos inerentes ao experimento, bem como a introdução de princípios de análises química.
REFERÊNCIAS
BACCAN, N.; et al. Química Analítica Quantitativa Elementar. Edgar Blucher LTDA. 3ª ed. São Paulo, 2001.
BRASIL, Secretaria de Educação Média e Tecnológica. Parâmetros Curriculares
Nacionais (PCN) para Ensino Médio: Ciências da natureza, Matemática e suas
tecnologias. Brasília: Ministério da Educação/Secretaria de Educação Média e Tecnológica, 2002.
GIORDAN, Marcelo. O Papel da Experimentação no Ensino de Ciências. Química Nova na Escola. N° 10, Novembro/1999.
JESUS, E. M. et al. A Experimentação Problematizadora na Perspectiva do Aluno: um Relato sobre o Método. Ciência em Tela. Vol. 1, N° 1. 2011.
.MINISTÉRIO DA SAÚDE, Resolução n° 2.914, de dezembro de 2011.
SILVA, P. S.; MORTIMER, E. F. O Projeto Água em Foco como Uma Proposta de Formação no PIBID. Química Nova na Escola. Vol. 34, N° 4, p. 240-247, NOVEMBRO/2012.
SKOOG, A. D.; et al. Fundamentos de Química Analítica. Thomson Learning. Trs: Marcos Grassi: Pioneira Thomson Learning. 9ª ed. São Paulo, 2007.
