Descrição do Minicurso: Plásticos
1. Dados de Identificação 1.1. Disciplina: Química 1.2. Série/Turma: Alunos do Ensino Médio 1.3. Turno: Matutino e Noturno 1.4. Data: novembro/2014 1.5. Duração: 150 minutos
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Tema Central: Vivendo o dia-a-dia com os Plásticos
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Objetivos: Essa atividade tem por objetivo possibilitar aos estudantes a compreensão da vasta utilização dos plásticos, bem como, incentivar a educação ambiental, abordando a biodegradação e a reciclagem dos plásticos.
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5.
Conteúdos:
Plásticos;
Polímeros;
Reciclagem;
Biodegradação;
Conscientização ambiental.
Atividades de aprendizagem: 5.1. Atividade inicial (motivação): Inicialmente os alunos participarão de uma dinâmica, os quais serão questionados sobre seus conhecimentos em relação a materiais que contêm plásticos. Nessa etapa os alunos irão até o quadro negro e darão exemplos de materiais que contenham plástico.
5.2. Atividade de desenvolvimento: Este anexo é parte integrante do relatório anual do subprojeto:
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A partir dessa dinâmica, será ressaltado que todos os materiais citados são constituídos de polímeros, explicando esse conceito e apresentando como é constituída a cadeia polimérica por meio de uma analogia utilizando clipes. Polímeros: São compostos de moléculas muito grandes, formados pela repetição de uma unidade molecular pequena, chamada monômero. Ex: n CH2 = CH2
(...-- CH2 = CH2 --…)n
Etileno
Polietileno
Monômero
Polímero
A partir de reações envolvendo substâncias químicas menores (monômeros), sob determinadas condições, são produzidos polímeros, cujas estruturas dependem do método de polimerização empregado. As reações de polimerização mais importantes são: adição e condensação. A polimerização por adição produz uma macromolécula com repetidas unidades monoméricas; por exemplo, monômeros de etileno produzem o polímero polietileno e monômeros de cloreto de vinila produzem o poli(cloreto de vinila) - PVC.
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Na polimerização por condensação, dois monômeros com grupos funcionais diferentes combinam-se e formam um dímero, que por sua vez reage com um dos monômeros, formando o trímero e assim por diante, fazendo a cadeia polimérica crescer. Exemplos: poliésteres, policarbonato, náilon 66 e poliuretanas.
Também será discutida a forma em que os plásticos são encontrados (rígida, flexível, fios e espuma). Rígida: São encontrados nas garrafas, jarros, brinquedos, parte de automóveis, geladeiras, televisores etc.; Flexível: São encontrados nas folhas embalagens, sacolas, cortinas, recipientes variados; Fio: São encontrados nas cordas, fitas, fios etc. Espuma: Isopor.
Em seguida, será solicitado que os alunos indiquem dentre os materiais citados na dinâmica, as formas em que estes se encontram. Na sequência, será apresentado um vídeo, que relata de onde vem os plásticos.
Após essa etapa será realizado o experimento (roteiro Anexo 1) de “cola de caseína”, para mostrar aos estudantes a formação de um polímero, onde este será discutido com os alunos. Como ocorre a formação da cola: Ao adicionar vinagre ao leite ocorreu a precipitação da caseína, pois a caseína contida no leite é insolúvel em meio ácido. E ao adicionar bicarbonato de sódio ao precipitado houve então uma neutralização do ácido, tornando a caseína solúvel novamente, o suficiente para obtermos a pasta. As bolhas observadas ao adicionar bicarbonato de sódio na caseína, contendo um pouco de vinagre, são resultado da reação entre o ácido e o bicarbonato. CH3COOH + NaHCO3
CH3COONa + CO2 + H20
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Em seguida, será aberta uma discussão de como a cola pode colar materiais.
Por que as colas colam? Quando passamos cola em dois objetos a fim de uni-los, as moléculas da cola interagem fortemente (por meio de interações intermoleculares) com as moléculas de ambos objetos.
Na sequência, serão discutidos os impactos ambientais causados pelo uso excessivo dos plásticos, apresentando as medidas para contornar esses problemas como, a reciclagem e a utilização de plásticos biodegradáveis.
Reciclagem: Os Plásticos são fundamentais em nossa sociedade, sendo matéria-prima para a produção de diversos produtos, devido a sua resistência, leveza, praticidade, versatilidade e durabilidade, além de possuírem um baixo custo. Porém, uma das maiores qualidades do plástico, a sua durabilidade, é também o seu maior problema. Em função de seu descarte em aterros sanitários e lixões, que provocam impactos no meio ambiente. Por isso, se faz necessária a busca de alternativas para minimizar os efeitos causados pelos plásticos, por exemplo, a biodegradação. E, principalmente, a conscientização da população quanto ao reaproveitamento e a reciclagem.
Vocês separam o lixo para a reciclagem? Quais as vantagens da reciclagem?
Reciclagem: é uma forma de aproveitamento de resíduos plásticos de produtos descartados no lixo. Os materiais que se inserem nessa classe provem de lixões, sistema de coleta seletiva, sucatas etc. São constituídos dos mais diferentes tipos de materiais e resinas, o que exige uma boa separação para poderem ser aproveitados.
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Como os plásticos são separados para a reciclagem? A separação dos plásticos torna-se possível empregando-se uma das propriedades físicas do plástico: A densidade. A densidade (d) de um objeto expressa a relação entre a massa (m) e o volume ocupado (V).
Para facilitar a separação em usinas de reciclagem, muitos materiais plásticos trazem uma marcação de identificação: O código de reciclagem – que é um triângulo de setas, representando a reciclagem, com um número de 1 a 7 no centro. Sendo assim, a separação é a primeira etapa do processo de reciclagem.
Como podemos diferenciar a densidade de um objeto com um líquido? Através da flutuação podemos prever qual é o mais denso e menos denso. É isso que iremos fazer na próxima atividade.
Para discutir a reciclagem será realizada uma atividade prática (roteiro Anexo 2) objetivando diferenciar os tipos de plásticos levando em conta a densidade dos mesmos, relacionando-os com os símbolos de reciclagem.
Após essa etapa será discutido a utilização dos plásticos biodegradáveis.
Biodegradação: É um processo natural em que estes são convertidos a componentes simples (C e N).
Tabela: Comparação entre o plástico Comum e biodegradável. Plásticos Este anexo é parte integrante do relatório anual do subprojeto:
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Biodegradáveis
Comuns
Composição
Amidos/Cana de açúcar
Petróleo
Decomposição
12 a 18 meses
Mais de 50 anos
Propriedades Físicos-Químicas
Semelhante
Semelhante
Decomposição do plástico biodegradável: Muitos microorganismos (bactérias e fungos) encontrados no solo liberam algumas enzimas capazes de decompor o plástico biodegradável, o que é impossível no caso do plástico convencional.
Para demonstrar novamente aos alunos a formação de um polímero, foi realizado um experimento “produzindo geleca”, onde cada aluno produzirá a sua própria geleca com auxílio das bolsistas ministrantes, seguindo os dados abaixo: - 20 mL de cola branca; - 20 mL de água; - 10 mL de solução de bórax. * Misture a cola com água e adicione algumas gotas de corante. Em seguida, adicione a solução de bórax. Obs: Para preparar 100 mL da solução de bórax, pese 4g de bórax, transfira para um balão volumétrico de 100 mL e acrescente água até completar o volume.
5.3. Atividade de avaliação: Os alunos serão avaliados por meio de um questionário, o qual se encontra no Anexo 3.
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Recursos didáticos:
Quadro e giz.
Data Show;
Apresentação em Power point;
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Atividade experimental.
Referências Bibliográficas: CANGEMI, J. M.; SANTOS, A. M.; CLARO NETO, S. Biodegradação: Uma alternativa para minimizar os impactos decorrentes dos resíduos plásticos. Química Nova na Escola. 22, novembro, 2005, p. 17-21. FRANCHETTI, S. M. M.; MARCONATO, J. C. A importância das propriedades físicas dos polímeros na reciclagem. Química Nova na Escola, 31 (4), p. 42-45, 2003. FELTRE, R. Química: Físico-Química. 6ª ed. São Paulo: Moderna, 2004. v. 3. PERUZZO, F. M.; CANTO, E. L. Química na abordagem do cotidiano. 4ª ed. São Paulo: Moderna, 2006, v. 3.
Anexo 1: Experimento cola de caseína. EXPERIMENTO: COLA DE CASEÍNA Introdução
As colas têm sido utilizadas por milhares de anos para uma grande variedade de aplicações. Atualmente uma grande variedade de colas é produzida industrialmente a partir de substâncias sintéticas, com a finalidade de obter propriedades adequadas aos novos materiais, como polímeros, cerâmicas especiais e novas ligas metálicas. As colas naturais ainda são recomendadas para aplicações consideradas não especiais, como para colar papéis ou peças de madeira na construção de pequenos objetos domésticos. A cola de caseína, por exemplo, tem um grande poder de adesão e pode ser facilmente preparada. Na Primeira Guerra Mundial esta cola era muito usada na construção de aviões que tinham sua estrutura montada por muitas peças de madeira. Uma desvantagem que esta cola apresenta é a possibilidade de absorver umidade e, assim, desenvolver fungos que se alimentavam dela. Algumas ocorrências deste tipo levaram os construtores de aviões a abandonar a cola de caseína, o que parece ter sido uma decisão razoável.
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As proteínas são macromoléculas constituídas de unidades de aminoácidos. A caseína á a principal proteína presente no leite (aproximadamente 3% em massa), sendo muito solúvel em água. A caseína é um polímero natural e representa uma pequena mais importante parte dos polímeros naturais usados na fabricação de adesivos a base de água.
Objetivo Este experimento tem por objetivo o preparo de uma cola que utiliza leite como matéria-prima.
Materiais e Reagentes
Leite;
Bicarbonato de sódio;
Vinagre;
3 béqueres;
2 provetas de 50mL;
Papel filtro;
Espátula;
Funil;
Bastão de vidro;
Água.
Procedimento Experimental Adicione aproximadamente 120 mL de leite aquecido em um béquer. Em seguida, acrescente 30 mL de vinagre ao leite mexendo com o bastão de vidro. Na sequência, coloque o papel filtro no funil e filtre a mistura de caseína e soro obtida.
Após a separação da caseína, que deverá ter consistência semelhante à de um queijo cremoso, adicione 1g de o bicarbonato de sódio e misture bem até que a mistura se torne homogênea. Acrescente 15 mL de água e agite até que toda a massa seja dissolvida. A reação do ácido restante com o bicarbonato de sódio deverá produzir uma Este anexo é parte integrante do relatório anual do subprojeto:
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pequena quantidade de espuma que em pouco tempo se desfaz. Utilize pequenos pedaços de papel para testar a cola feita.
Bibliografia 1) MATEUS, A. L. Química na cabeça. 4ª ed. Belo Horizonte: UFMG, 2001. p. 104. 2) http://www.pontociencia.org.br/experimentos-interna.php?experimento=345&COLA+DE+ CASEINA (Acesso em: 07/05/2011).
Cole aqui com a cola de caseína uma curiosidade que será entregue:
Bibliografia
Fonte de pesquisa: www.google.com.br
Curiosidades
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O DNA é um Polímero que fundamenta a existência da vida e existe desde o surgimento da primeira célula na superfície da terra.
A borracha é obtida através da Seringueira aonde se obtém o látex.
Através dos polímeros naturais os químicos criaram os polímeros sintéticos tais como o náilon, polietileno, o PVA, etc.
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Anexo 2: Comparação de diferentes plásticos Comparação de diferentes plásticos Introdução Os plásticos são constituídos de grandes moléculas chamadas polímeros, os materiais plásticos são cada vez mais utilizados no cotidiano, sendo que, em geral, sua incineração causa danos ao meio ambiente. Uma saída econômica e ecologicamente correta para minimizar esses problemas é reduzir seu emprego ou reutilizá-los, no entanto, nem todos plásticos podem ser reutilizados, para estes o recurso é a reciclagem. A reciclagem de plásticos exige que esses materiais sejam separados de acordo com o tipo de polímero. Para facilitar a reciclagem, os objetos confecci onados a partir de plásticos reutilizá veis são classificados e marcados com códigos específicos de reciclagem, que indicam o tipo de material utilizado em sua confecção.
Exemplos de aplicação dos plásticos: 1 - PET – garrafas de refrigerantes, água e vinagre. 2 - HDPE (PEAD) – recipientes de detergentes, amaciantes, leite e xampus. 3 - PVC – cortinas de banheiros, bandejas de refeições e materiais de encanamentos. 4 - LDPE (PEBD) – filmes, sacolas de supermercado e embalagens de lanches. 5 – PP – recipientes para guardar alimentos, embalagens de desodorantes e embalagem de iogurtes. 6 - PS– copos de água e de café e protetor de cartuchos de impressora. 7 - Outros: fabricação de mamadeiras, coberturas de residências, lentes de óculos, saltos de calçados, carcaças de aparelhos, tubulações de produtos químicos corrosivos, pneus e Cd’s.
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Objetivos - Familiarizar com os diferentes materiais plásticos e códigos de reciclagem; Reconhecer e diferenciar aspectos e propriedades dos plásticos mais empregados; Comparar diferentes plásticos pelo método da flutuação em soluções de diferentes densidades.
Materiais e reagentes •Béqueres de 150 mL; • Amostras dos plásticos; • Soluções de etanol/água, em % v/v, de várias densidades: 1. 52% etanol 0,911 g/cm3; 2. 38% etanol 0,9408 g/cm3; 3. 24% etanol 0,9549 g/cm3 • Soluções de CaCl2 , em água, em % m/v, de várias densidades: 4. 6% CaCl2 1,0505 g/cm3; 5. 32% CaCl2 1.3059 g/cm3; 6. 40% CaCl2 1,3982 g/cm3
Procedimento experimental
1) Coloque 50 mL de cada solução de álcool e cloreto de cálcio de diferentes densidades em béqueres de 150 mL (6 soluções). 2) Disponha as 6 soluções em ordem crescente de densidade (béqueres de 1a 6). 3) Coloque uma amostra de plástico na solução alcoólica de menor densidade (béquer 1). 4) Verifique se flutua ou afunda e anote. 5) Se afundar, coloque a mesma amostra do plástico na solução de maior densidade (béquer 2). 6) Se necessário, coloque a amostra no béquer 3 e assim por diante. 7) Anote a faixa de densidades correspondentes. 13) Repita o procedimento para cada amostra de plástico e anote o resultado na tabela abaixo.
Resultados: Tabela: Dados obtidos no experimento. Amostras de plásticos
Faixa de densidade
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Tipo de plástico
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Compare os valores das densidades da tabela apresentada na introdução com as faixas de densidade encontradas experimentalmente, indicando o tipo de plástico de cada material.
Anexo 3: Comparação de diferentes plásticos PROGRAMA INSTITUCIONAL DE BOLSA DE INICIAÇÃO À DOCÊNCIA – PIBID/UFU
Nome: ____________________________________________ n° _______ Série: ________________
Professora: ____________________
Vivendo o dia-a-dia com os Plásticos 1) Diante do que foi apresentado no minicurso, cite cinco materiais que contém plástico e diga em que forma estes se encontram. __________________________________________________________ __________________________________________________________ __________________________________________________________
2) Qual a diferença entre o plástico comum e o biodegradável? __________________________________________________________ __________________________________________________________ __________________________________________________________
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3) Qual a sua opinião sobre o consumo de plásticos? __________________________________________________________ __________________________________________________________ __________________________________________________________
4) Dê a sua opinião sobre o minicurso realizado. __________________________________________________________ __________________________________________________________ __________________________________________________________
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