Experimentação no ensino de química: propostas de realização em busca da aprendizagem significativa

The Experimentation in Science Education is used since the beginning of 19th century and has it origins linked to the laboratory classes realized in the universities. This classes used, and in many cases, still using the Scientific Method initially purposed by Descartes in 18th century for the construction of scientific knowledge. One of the allegations is that the method would be the fast stand the cheapest to generating scientific information, although, it is based on the empiricism-positivism, which considers that all people have the same learning skill and they can start from the same spot. Through this paper, is not intended to contest the scientific methodology, or even its importance in science history, but just try to identify and describe other possibilities in using of the teaching laboratory, which can make the learning easier for a much higher number of students, contemplating different cognitive capabilities and generating a better scientific knowledge learning and its transfer to practical situations in life, besides, they can provide more significant learnings. Over the text, four different purposes will be presented, which depart from the laboratory use for theory evidence, incapable to make students use the learned knowledge outside the school, until that which develops in the students capabilities to scientifically argue about their day to day themes

Análise de métodos alternativos para o ensino de química: uma síntese a partir das propostas de metodologias ativas de ensino

The lack of motivation and the excessive quantity of subject memorization are some of the main causes for the disinterest of students when learning chemistry. To change this scene, it's necessary that the teachers reinvent themselves and innovate during their classes, making use of alternative methodologies for the chemistry teaching process. The objectives of this work are to evaluate, from a constructive methodology approach, the characteristics, possibilities and limitations of some techniques and methods of teaching. This analysis allowed to present the results in the form of a table summarizing these characteristics and can be useful for teachers to choose the right strategy to be used

Efecto de diferentes densidades de siembra y alturas de corte sobre la producción de biomasa y composición quimica de Cratylia argentea

El presente estudio se realizó en la finca Santa Rosa, propiedad de la Universidad Nacional Agraria (UNA), De partamento de Managua, localizada geográficamente a 12º08 ́15 ̈ latitud Norte y a 86º09 ́36 ̈ longitud Este, en el período Julio 2005-Julio 2006. Se evaluó el efecto de tres densidades de siembras (40 000, 20000 y 10 000 plantas/ha) y tres alturas de corte (20, 40 y 60 cm.) sobre la producción de biomasa y composición química de Cratylia argentea. Se utilizó un diseño experimental de Bloque Completamente al Azar con 4 repeticiones con arreglo de Parcelas Divididas, a las parcelas principales se les asignó la densidad de plantas y a las subparcelas las alturas de corte. Los resultados del análisis de vari anza (p<0.05) mostraron que la densidad de siembra de 40 000 plantas/ha presentó estadísticamente (P<0.05) diferencias altamente significativas dando los ma yores rendimientos para Materia Fresca Total (58.9 t/ha/año), Materia Seca Total (17.6 t/ha/año) y Altura de Planta (97.5 cm). No se encontró diferencias significativas entre densidades de siembra en contenido de MS,FDN, FDA y DIVMS, sin embargo, la densidad de siembra de 20 000 plantas/ha, presentó el mayor (P<0.05) contenido de PB (21.1%).La altura de corte de 60 cm mostró significativamente (P<0.05) los mejores resultados para MFT (57.5 t/ha/año), MST (18.1 t/ha/año) y Altura de Plantas ( 115.6 cm). No se encontró diferencias estadísticas entre alturas de corte para contenido de MS y hemicelulosa, no obstante la altura de corte de 20 cm mostró el mayor (P<0.05) contenido de PB (22.6%) y DIVMS (60.8%). La altura de corte de 60 cm presentó los mayores (P<0.05) contenidos de FDN (51.6%) y FDA (37.7%). No se encontró interacción entre densidades de siembra y alturas de corte.

Caracteristicas fisico-quimica de la leche y su variacion. Estudio de caso, Empresa de lacteos El colonial, Leon, Nicaragua

Con el propósito de evaluar características físico-químicas de la leche, y variación, en el periodo Enero a Julio del 2006, en la empresa El Colonial, en León, Un total de datos 2188 de composición de leche para evaluarse: acidez, grasa, proteína, densidad, sólidos no grasos y punto de congelación. Para lo cual se usó un modelo de tipo No experimental, Expo-Facto de corte Transversal, La acidez para Junio y Julio mostró valores de 0.17 y 0.18%, en Enero, Febrero y Mayo un valor constante de 0.16%, Abril con 0.14%, encontrándose en el rango aceptable de 0.14 a 0.20%, exceptuando Marzo que bajo a 0.11%. En grasa presentó tendencias mínimas de 3.9% para Febrero Marzo y Abril, y máxima en Enero de 4.0%, Mayo a Julio 4.1 a 4.3%. Para lactosa el valor máximo es de 4.28% en Mayo y un mínimo de 4.16% en Enero. La proteína en el mes de Mayo presentó excel ente calidad alcanzando 3.55%, 3.53% en el mes de Julio, 3.54% en Abril, 3.40% en de Marzo, mostrando un valor constante de 3.39% en los meses de Febrero y Enero. En los sólidos no grasos en Mayo presenta mayor valor de 6.96%, en Julio 5.87% y un valor constante de 5.69% en los meses de Abril, Marzo y Enero, 5.54% en Febrero. La densidad en Mayo presenta mayor valor de 1.028 kgl-1, en Julio 1.028 kgl-1, en Abril 1.027 kgl-1, en Febrero 1.026 kgl-1, en Marzo 1.026 kgl-1, en el mes de Enero 1.026 kgl-1. En cuanto al punto de congelación los resultados que obtuvimos fueron los siguientes: en los meses de Abril, Febrero, Marzo y Enero la media se mantuvo en un rango de -0.401 a -0.492ºC quedando los meses de Mayo y Julio con una media de -0.518 y -0.546 ºC. Estas variaciones son el estudio principal de este trabajo, que obedecen a diferentes causas como manejo del animal y adulteración con agua.

Medição experimental e previsão de velocidade do som de componentes de biocombustíveis

A velocidade do som é uma propriedade que vem sendo cada vez mais utilizada em diferentes áreas tecnológicas. Além disso, a velocidade do som é uma propriedade termodinâmica que está associada a outras propriedades do meio como a compressibilidade isentrópica e isotérmica, entre outras. Neste contexto, muitos estudos foram realizados a fim de obter modelos precisos que possam representar fielmente a velocidade do som, sendo observados desvios absolutos médios entre 0,13 e 24,8%. Neste trabalho, um banco de dados de velocidade do som e massa específica à pressão atmosférica de n-alcanos, alcanos ramificados, n-alcenos, aromáticos, alcoóis, éteres e ésteres, foram compilados da literatura aberta. Utilizando estes dados e baseando-se no modelo de Wada por contribuição de grupo recentemente proposto, foi desenvolvido um novo modelo por contribuição atômica para predizer a velocidade do som de todas as famílias dos compostos investigados neste trabalho. É mostrado que o modelo proposto é capaz de prever a velocidade do som para os compostos destas famílias com desvios próximos da incerteza experimental calculada a partir de diferentes dados da literatura. Este trabalho também discute o efeito da ramificação das cadeias na constante Wada, ressaltando a importância de novas medições para este tipo de compostos. Além disso, observou-se que a literatura necessita de mais dados experimentais de velocidade do som, à pressão atmosférica e diferentes temperaturas para substâncias puras presentes em biodiesel e bio-óleo de pirólise rápida. Neste contexto, o presente trabalho fornece novos dados experimentais de velocidade do som e massa específica de cinco ésteres metílicos de ácidos graxos, também conhecidos como FAMEs, (caprilato de metila, caprato de metila, palmitato de metila, estearato de metila e linoleato de metila), e sete componentes puros presentes em bio-óleo de pirólise à pressão atmosférica, de vários fenóis (fenol, o-, m- e p-cresol), dois éteres fenólicos (2-metoxifenol e eugenol) e um éster fenólico (salicilato de metila), a temperaturas de (288,15-343,15) K. O modelo preditivo de Wada atômico foi utilizado para calcular a velocidade do som dos FAMEs estudados neste trabalho, e os desvios foram comparados com o modelo de Wada por contribuição de grupo. O modelo atômico de Wada foi utilizado para prever a velocidade do som dos componentes puros presentes no bio-óleo de pirólise rápida experimentalmente estudados nesta dissertação. Além disso, os dados de massa específica e velocidade de som foram correlacionados com o modelo de Prigogine-Flory-Patterson (PFP). As propriedades foram bem representadas pelo modelo PFP, no entanto, para a velocidade do som o modelo apresenta desvios sistemáticos na dependência com a temperatura. O desempenho do modelo preditivo de Wada atômico foi considerado satisfatório, devido os desvios observados serem compatíveis ou até menores do que os desvios típicos obtidos na literatura com outros modelos correlativos para o cálculo da velocidade do som de outras substâncias

Estudo teórico e experimental da velocidade do som em sistemas contendo hidrocarbonetos

A descoberta de reservatórios de petróleo na camada do pré-sal abriu novas perspectivas para a economia brasileira. A grandes profundidades, com elevado teor de CO2 e submetidos a altas pressões e temperaturas, a exploração de petróleo das camadas de pré-sal constitui um considerável desafio tecnológico. Neste contexto, o conhecimento dos coeficientes de compressibilidade são fundamentais para o estudo do comportamento termodinâmico e escoamento dos fluidos destes campos de produção. Com este objetivo, foram determinadas experimentalmente nesta dissertação a massa específica e a velocidade do som de sistemas envolvendo quatro hidrocarbonetos puros: n-decano, n-hexadecano, decalina e tetralina, assim como para sistemas multicompostos envolvendo estes hidrocarbonetos e para uma amostra de condensado de petróleo. Os resultados obtidos permitiram o cálculo dos coeficientes de compressibilidade isentrópica, isotérmica e isentálpica. É apresentada uma avaliação sobre a capacidade de se correlacionar dados experimentais de velocidade do som aos dados calculados pelas equações de estado de Peng-Robinson e Lee-Kesler com regras de mistura: (i) Spencer e Danner e (ii) Lee-Kesler

Equilíbrio líquido-líquido entre ácido acético, água e fenólicos: experimental e modelagem

Com o passar do tempo, a população mundial vem se conscientizando mais sobre problemas ambientais. Isso fez surgir uma demanda por tecnologias novas que possam se encaixar no cenário de sustentabilidade. Instabilidades frequentes no cenário político-econômico global acabam por elevar o preço do barril do petróleo. Assim a indústria química começa a buscar por alternativas que tenham a mesma versatilidade do petróleo. Dentre as opções de combustíveis renováveis, destaca-se o bio-óleo de pirólise. Seu interesse em estudos científicos vem do fato de poder-se utilizar do rejeito de processos como matéria prima, não necessitando competir por espaço com a plantação de alimentos. Sua composição pode ser representada por ácidos e fenóis. Em especial destacamos o ácido acético e fenóis oxigenados como m-cresol, o-cresol, p-cresol e guaiacol por estarem presentes em grandes quantidades. Sua separação das frações menos polares do bio-óleo pode ser realizada por meio de extração com água que é um reagente abundante e de baixo custo. O conhecimento das propriedades desses componentes puros é amplamente disponível na literatura, porém dados de composições das fases corrosivas, como misturas ternárias de água-ácido acético-m-cresol/o-cresol/p-cresol/guaiacol nas temperaturas de (298,15, 310,65 e 323,15) K são escassos. Devido a isso, o uso de modelos termodinâmicos para simulação do comportamento desses sistemas torna-se interessante. Todavia, quando são testadas as capacidades dos modelos clássicos, como o UNIFAC e NRTL, percebe-se que os mesmos não conseguem reproduzir o comportamento da binodal dos componentes corrosivos. Sendo assim, essa dissertação investigou soluções para melhorar a descrição desses sistemas, assim como obteve dados experimentais para tais sistemas de misturas ternárias de água-ácido acético-m-cresol/o-cresol/p-cresol/guaiacol nas temperaturas de (298,15, 310,65 e 323,15) K; desenvolveu-se uma metodologia para estimar parâmetros do modelo NRTL a partir de dados de composição da binodal e verificou-se a possibilidade de utilizar o modelo UNIFAC para prever o comportamento de equilíbrio de fases. Como resultado foram obtidos 314 novos dados experimentais, obtiveram-se parâmetros para o modelo NRTL que conseguem reproduzir com acurácia a forma da binodal com a metodologia proposta e verificou-se a necessidade de aperfeiçoamento no estudo do modelo UNIFAC para otimizar sua utilização na previsão do comportamento dos sistemas estudados

Determinação experimental e modelagem termodinâmica do equilíbrio de fases em sistemas com CO2, n-hexano, n-hexadecano e tetralina

A descoberta de petróleo na camada de Pré-Sal possibilita a geração de ganhos em relação à dependência energética do país, mas também grandes desafios econômicos e tecnológicos. Os custos de extração são maiores devido a vários fatores como a exigência de equipamentos de exploração que suportem elevadas pressões, altas temperaturas e grandes concentrações de gases ácidos, tais quais, dióxido de carbono (CO2) e sulfeto de hidrogênio (H2S). Uma das principais preocupações com o CO2 é evitar liberá-lo para a atmosfera durante a produção. Com a modelagem termodinâmica de dados de equilíbrio de sistemas envolvendo CO2 supercrítico e hidrocarbonetos é possível projetar equipamentos utilizados em processos de separação. A principal motivação do trabalho é o levantamento de dados de equilíbrio de fases de sistemas compostos de CO2 e hidrocarbonetos, possibilitando assim prever o comportamento dessas misturas. Os objetivos específicos são a avaliação do procedimento experimental, a estimação e predição dos parâmetros de interação binários para assim prever o comportamento de fases dos sistemas ternários envolvendo CO2 e hidrocarbonetos. Duas metodologias foram utilizadas para obtenção dos dados de equilíbrio: método estático sintético (visual) e método dinâmico analítico (recirculação das fases). Os sistemas avaliados foram: CO2 + n-hexano, CO2 + tetralina, CO2 + n-hexadecano, CO2 + n-hexano + tetralina e CO2 + tetralina + n-hexadecano à alta pressão; tetralina + n-hexadecano à baixa pressão. Para o tratamento dos dados foi utilizada equação de estado cúbica de Peng-Robinson e a regra de mistura clássica

Crescimento e composicao quimica do capim Paspalum atratum cv pojuca.

O trabalho foi realizado em uma area de baixada, com solo Gleissolo haplico no Colegio Agricola de Brasília-DF, no periodo de outubro de 1998 a fevereiro de 1999. Foram avaliados o crescimento, o vigor da rebrotacao e a composicao quimica do capim Paspalum atratum cv. Pojuca aos 14, 21, 28, 35, 42, 49 e 56 dias de idade, em tres periodos de crescimento (C1, C2, C3), defasados de sete dias. Utilizou-se o delineamento experimental de blocos ao acaso com parcelas subdivididas com tres repeticoes. Aplicou-se a analise de variancia com regressao para analisar os efeitos de idade e, o teste de Tukey para estudar os efeitos de crescimento. A graminea apresentou padrao de desenvolvimento linear ao longo da estacao de crescimento. O vigor de rebrotacao nos crescimentos C1 e C2, mostrou resposta quadratica, enquanto no C3 mostrou resposta linear. O aumento da idade das plantas resultou no decrescimo do teor de proteina bruta, digestibilidade e concentracao de elementos minerais, porem, estiveram sempre acima do valor recomendado para forrageiras tropicais. A idade do corte e da utilizacao mais adequada, visando a conciliar producao e qualidade da forragem nessa graminea, esta em torno de 35 dias. Os teores de silica encontrados nas diferentes idades de crescimento, em geral estao acima de 5%, considerandos elevados para forrageiras tropicais.

EXPERIMENTAL AND THEORETICAL STUDY OF SHYNTESIS OF N-ALKYL-NITROIMIDAZOLES.

In this work we realized and experimental and theoretical study of the N-alkylation of nitroimidazoles. The N-alkyl-2-methyl-nitroimidazoles correspond to biologically active molecules, obtained by reaction of 2-methyl-5-nitroimidazole and different alkyl halides. This reaction showed the formation of a mixture of isomeric products in different proportions, denominated like N-alkyl-2-methyl-4-nitroimidazole and N-alkyl-2-methyl-5-nitroimidazole, respectively. The reaction suggestes the formation of a tautomeric equilibrium, which generates two nucleophilic sites susceptible to electrophilic attack by the alkyl halide. The local nucleophilic reactivity of the nitroimidazole nng is determined using local reactivity indices such as the Fukui function and the electrostatic potential, besides the electronic localization function (ELF). The Fukui function was integrated for each atom using partition schemes based on analysis of Mulliken charges and natural bond orbital (NBO). Finally the reaction profiles were assessed. The results show a minor difference in the local reactivity. Nevertheless a significant difference in energy barriers is observed explaining the formation of an isomeric product over another. These results agree quite well with the experimental data.

Modelagem analítica e experimental da filtração em meios porosos

Deep bed filtration occurs in several industrial and environmental processes like water filtration and soil contamination. In petroleum industry, deep bed filtration occurs near to injection wells during water injection, causing injectivity reduction. It also takes place during well drilling, sand production control, produced water disposal in aquifers, etc. The particle capture in porous media can be caused by different physical mechanisms (size exclusion, electrical forces, bridging, gravity, etc). A statistical model for filtration in porous media is proposed and analytical solutions for suspended and retained particles are derived. The model, which incorporates particle retention probability, is compared with the classical deep bed filtration model allowing a physical interpretation of the filtration coefficients. Comparison of the obtained analytical solutions for the proposed model with the classical model solutions allows concluding that the larger the particle capture probability, the larger the discrepancy between the proposed and the classical models

Análise da modelagem experimental da perda de injetividade

Injectivity decline, which can be caused by particle retention, generally occurs during water injection or reinjection in oil fields. Several mechanisms, including straining, are responsible for particle retention and pore blocking causing formation damage and injectivity decline. Predicting formation damage and injectivity decline is essential in waterflooding projects. The Classic Model (CM), which incorporates filtration coefficients and formation damage functions, has been widely used to predict injectivity decline. However, various authors have reported significant discrepancies between Classical Model and experimental results, motivating the development of deep bed filtration models considering multiple particle retention mechanisms (Santos & Barros, 2010; SBM). In this dissertation, inverse problem solution was studied and a software for experimental data treatment was developed. Finally, experimental data were fitted using both the CM and SBM. The results showed that, depending on the formation damage function, the predictions for injectivity decline using CM and SBM models can be significantly different

Planejamento experimental aplicada a um novo separador líquido-líquido utilizado no tratamento de águas residuais contaminadas com petróleo

The present work had as objective to apply an experimental planning aiming at to improve the efficiency of separation of a new type of mixer-settler applied to treat waste water contaminated with oil. An unity in scale of laboratory, was installed in the Post-graduation Program of Chemical Engineering of UFRN. It was constructed in partnership with Petrobras S.A. This called device Misturador-Decantador a Inversão de Fases (MDIF) , possess features of conventional mixer-settler and spray column type. The equipment is composed of three main parts: mixing chamber; chamber of decantation and chamber of separation. The efficiency of separation is evaluated analyzing the oil concentrations in water in the feed and the output of the device. For the analysis one used the gravimetric method of oil and greases analysis (TOG). The system in study is a water of formation emulsified with oil. The used extractant is a mixture of Turpentine spirit hydro-carbons, supplied for Petrobras. It was applied, for otimization of the efficiency of separation of the equipment, an experimental planning of the composite central type, having as factorial portion fractionary factorial planning 2 5-2, with the magnifying of the type star and five replications in the central point. In this work, the following independents variables were studied: contents of oil in the feed of the device; volumetric ratio (O/A); total flowrate ; agitation in the mixing chamber and height of the organic bed. Minimum and maximum limits for the studied variables had been fixed according previous works. The analysis of variance for the equation of the empirical model, revealed statistically significant and useful results for predictions ends. The variance analysis also presented the distribution of the error as a normal distribution and was observed that as the dispersions do not depend on the levels of the factors, the independence assumption can be verified. The variation around the average is explained by 98.98%, or either, equal to the maximum value, being the smoothing of the model in relation to the experimental points of 0,98981. The results present a strong interaction between the variable oil contents in the feed and agitation in the mixing chamber, having great and positive influence in the separation efficiency. Another variable that presented a great positive influence was the height of the organic bed. The best results of separation efficiency had been obtained for high flowrates when associates the high oil concentrations and high agitation. The results of the present work had shown excellent agreement with the results carried out through previous works with the mixer-settler of phase inversion

Determinação experimental e modelagem termodinâmica do ponto de turbidez de sistemas aquosos com tensoativos nonilfenolpolietoxilados

The nonionic surfactants are composed of substances whose molecules in solution, does not ionize. The solubility of these surfactants in water due to the presence of functional groups that have strong affinity for water. When these surfactants are heated is the formation of two liquid phases, evidenced by the phenomenon of turbidity. This study was aimed to determine the experimental temperature and turbidity nonilfenolpoliethoxyled subsequently perform a thermodynamic modeling, considering the models of Flory-Huggins and the empirical solid-liquid equilibrium (SLE). The method used for determining the turbidity point was the visual method (Inoue et al., 2008). The experimental methodology consisted of preparing synthetic solutions of 0,25%, 0,5%, 1%, 2%, 3%, 4%, 5%, 6%, 7%, 8%, 9%, 10%, 12,5%, 15%, 17% and 20% by weight of surfactant. The nonionic surfactants used according to their degree of ethoxylation (9.5, 10, 11, 12 and 13). During the experiments the solutions were homogenized and the bath temperature was gradually increased while the turbidity of the solution temperature was checked visually Inoue et al. (2003). These temperature data of turbidity were used to feed the models evaluated and obtain thermodynamic parameters for systems of surfactants nonilfenolpoliethoxyled. Then the models can be used in phase separation processes, facilitating the extraction of organic solvents, therefore serve as quantitative and qualitative parameters. It was observed that the solidliquid equilibrium model (ESL) was best represented the experimental data.

Estudo da secagem do feijão verde (Vigna unguiculata L. Walp) - análise experimental do processo combinado leito fixo/leito de jorro

Green bean is considered as one of most traditional Brazilian Northeast dishes. Green beans drying preliminary experiments show that combine processes, fixed-bed/spouted bed, resulted in dehydrated beans with uniform humidity and the recovery of the beans properties after their rehydration. From this assays was defined an initial humidity suited for the spouted bed process. A fixed-bed pre-drying process until a level of 40% humidity gave the best results. The spouted bed characteristic hydrodynamic curves were presented for different beans loads, where changes in the respective beans physical properties were evidenced during the fluidynamic assay, due simultaneous drying process. One 22 factorial experimental design was carried out with three repetition in the central point, considering as entry variables: drying air velocity and temperature. The response variables were the beans brakeage, water fraction evaporated during 20 and 50 minutes of drying and the humidity ratio. They are presented still the modeling of the drying of the green beans in fine layer in the drier of tray and the modeling of the shrinking of the beans of the drying processes fixed-bed and spouted bed