CRISTAIS E MICROSCOPIA QUÍMICA.
Perspectivas no desenvolvimento de
material didáctico
Clementina Teixeira
Instituto Superior Técnico
[email protected]
http://web.ist.utl.pt/clementina
A Química Descobre a Criança
CV/VI/ID976
Ciência Viva – Escola Ribeiro Sanches Penamacor
OBJECTIVOS
INVESTIGAÇÃO APLICADA: ideias para projectos
ENSINO/ INDÚSTRIA DO“EDUTAINMENT”
QUÍMICA EXPERIMENTAL E CENTRAL
Mineralogia e Geologia
Física
Ciência dos Materiais
Matemática
Engenharia de cristais
Educação Visual – Artes Plásticas, Arte
Crescimento de cristais “On the rocks” por
nucleação heterogénea – Kits
PRODEP II FOCO
CIÊNCIA VIVA
SITAF
EDUTAINMENT
1-TÉCNICA “On the Rocks”
TÉCNICAS DE CRISTALIZAÇÃO SIMPLES
(ARREFECIMENTO/EVAPORAÇÃO)
SOLVENTES- ÁGUA, OUTROS (Dissulfureto de carbono, etanol, ácidos,
bases, formamida, etc.)
2-SUBSTÂNCIAS
ELEMENTOS: S8, Cu, Ag, Pb, Sn
COMPOSTOS : INORGÂNICOS (IÓNICOS), ORGÂNICOS
3-MATERIAIS DE SUPORTE:
ROCHAS E MINERAIS HOSPEDEIROS
CONCHAS RUGOSAS
VIDRO , METAIS: REDE, ARAME, LIMPA-CACHIMBOS
4-REACÇÕES ou INTERACÇÕES entre 2 e 3
Composição da solução saturada% (w/w)
Dados de Solubilidade para o DihidrogenoFosfato de Potássio (KDP)
60
y = 13,197e0,0162x
50
KH2 PO4 % (w/w) s aturated s o lutio n
2
R = 0,9951
2
40
3
cooling series 4
30
4
5
20
6
Expon. (KH2PO4%(w/w) saturated solution)
10
0
0
10
20
30
40
50
60
Temperatura(ºC)
70
80
90
“Chemical Microscopy” was defined by Émile Chamot in the
Introduction to his Elementary Chemical Microscopy as “the
application of the microscope to the solution of chemical
problems”, for the purpose of differentiating it from
“microchemical” methods and tests. He went on to explain that
“Microchemistry implies chemistry on a small scale,” and, indeed,
“all highly sensitive identification reactions and all quantitative
methods, which permit the use of samples smaller than are
commonly necessary in ‘standard methods’”. Under the term
“chemical microscopy” Chamot included “those methods,
principles, and phenomena of chemistry which may be studied
particularly advantageously by means of the microscope….”
Microchemistry and spot tests are, therefore, vital methods in the
practice of chemical microscopy.
https://www.mccrone.com/mm/the-literature-of-classical-microchemistry-spot-tests-and-chemical-microscopy/
NaCl : Cruz de Pátea/ Cruz de Malta
Crescimento Höpper
(crescimento dos vértices mais rápido)
NaCl – Dendrites
Sal refinado
NaCl-Álcool polivinílico
The windmills of
Chemistry- dissolução do sal
Precipitação do Iodeto de Chumbo
Nitrato de Chumbo+ iodeto de potássio
Diluição de ácido Sulfúrico
Émile Monnin Chamot, Elementary Chemical Microscopy, John
Wiley & Sons, New York, 1915.
Improve your sight using Chemical Microscopy: the birth of sodium chloride
HCl+NaOH →
NaCl + H2O
pH indicador universal
The windmills of
Chemistry
HCl+NaOH → NaCl + H2O
pH universal indicador
TÊTE À TÊTE
TÊTE À TÊTE
NC RC, IST© 2007
NC RC, IST© 2007
NC RC, IST© 2007
From reaction to Abstraction:
The Redox Competition for Money
Cu (s) + 2AgNO3 (aq)
Cu(NO3)2 (aq) + 2Ag (s)
Vê lá se me pagas!!!!
“From reaction to abstraction”: the redox
competition for money
(silver and copper)
REDOX-POTENCIAIS COMBINADOS
Cu (s) + 2AgNO3 (aq)
Zn (s) + 2PbNO3 (aq)
Cu(NO3)2 (aq) + 2Ag (s)
Zn(NO3)2 (aq) + 2Pb(s)
Vê lá se me pagas!
Vê lá se não chumbas!
Mg+KMnO4
(NaOH)
Estados de Oxidação do Manganésio
The end MnO2
GOING DOWN THE SLOPE WITH FROST!!!!!
Diagramas de Latimer
Potenciais padrão de redução do permanganato de potássio em meio básico padrão
MnO 4
0.564 V
MnO 42 
0.60 V
MnO 2
 0.05 V
Mn(OH ) 2
 1.55 V
Mn
Potenciais padrão de redução do permanganato de potássio em meio ácido padrão
MnO 4
0.564 V
MnO 42 
2.26 V
MnO 2
0.95 V
Mn 3 
1.51V
Mn 2 
 1.18 V
Mn
1.51V
SO42-_______ SO32-_______ S _______ S2- (meio básico padrão)
-0.91 V
-0.61V
-0.48V
SO42-_______ H2SO3_______ S
0.17 V
0.45V
_______ H2S (meio ácido padrão)
0.14V
Reacção do Mg com
água
fenolftaleína
Mg(c) + 2H2O (l)
Mg(OH)2 (aq) + H2 (g)
Silver
Cleaning Drug
Silver
Cleaning Drug
Protótipos (Kits) E Outras Ofertas
Crescimento de cristais “On the Rocks”:
amostras “Lab Made”; kit-escola; superkit- escola; Kit - composto;
Kit-casa : http://web.ist.utl.pt/clementina/cristais
Experiências interactivas ligadas ao crescimento de cristais
(kits: jardins de sílica, incompatibilidade de lixívias, polímeros, etc.)
Viagem ao Interior da matéria (módulos expositivos):
dos cristais às redes cristalinas rigorosas
Microscopia Química e Microscopia :
atlas de imagens de cristais, reacções de química básica, incluindo filmes;
kits (antiguidades, artesanato, objectos comuns, etc.)
Os ourives do Século XXI: kit de observação e caracterização de “ jóias”
THE SOAP BALL COMPET IT I ON AND OTHER GAMES - KITS
jewels
Oliveira
Oliveira
Oliveira
Lupa estereoscópica
Microscópio
estereoscópico
Publicações
•
Teixeira, C. (2000). Os Cristais no Ensino e Divulgação da Química.
Colóquio Ciências, Fundação Calouste Gulbenkian,25, 20-36. http:
//zircon.dcsa.fct.unl.pt/dspace.
•
Teixeira, C., Lourenço, N., Matos, S. (2001). Blues...On The Rocks. In A.F.
Cachapuz (ed.), Proceedings of 6th European Conference on Research in
Chemical Education, 2nd European Conference on Chemical Education, A
Chemistry Odyssey, p09. Aveiro, Portugal: University of Aveiro.
•
Teixeira, C. (1997, 2000).“On The Rocks” Crystallization on Rough
Surfaces -video nº2. Lisboa: Departamento de Engenharia Química and
Centro de Química Estrutural, Instituto Superior Técnico.
•
Teixeira, C. (1996, 200X?).O Livro das Pedras. Lisboa: Instituto Superior
Técnico.
•
Teixeira, C.(2004). Atlas de cristais e crescimento de cristais em
Laboratório. Lisboa: Instituto Superior Técnico.
•
Teixeira, C.(2004).Módulos de Experiências. Colectânea de Imagens.
Lisboa: Instituto Superior Técnico.
[1] C. Teixeira, V. André, N. Lourenço, M. J. Rodrigues, “Crescimento de
Cristais por Nucleação Heterogénea: On the Rocks Revisited”, Ciência e
Tecnologia dos Materiais, 19, nº1-2 (2007) 66-77
[2] C. Teixeira, V. André, S. Chaves, H. Diogo, N. Lourenço, F. Menezes,
“Água quase tudo...e cloreto de sódio: purificação do cloreto de sódio”,
Química, Boletim da Sociedade Portuguesa de Química, 106 (2007) 18-29.
http://www.spq.pt/ (acesso codificado).
[3] C. Teixeira, “Mandei Vir os Ácidos, as Bases e os Sais: Aplicações da
Microscopia Química”, Química, Boletim da Sociedade Portuguesa de
Química, 107 (2007), 41 – 45.
Agradecimentos
• Agência de Inovação/Ciência Viva
• Centro de Química Estrutural e DEQB, IST
• Escolas (infantário da APIST, Esc. Ribeiro
Sanches de Penamacor, Biblioteca de
Penamacor, etc.)
• Equipa do IST : Nuno Lourenço, Vânia André
Marta Smith, Mafalda Lancinha, Professores
do IST e investigadores do CQE
I’M YOURS
Clementina
Versão corrigida a 10/04/2015
Como deve ser citado:
Clementina Teixeira, Crystal Growth and Chemical Microscopy-Perspectives on the development of new didactical
materials, “Innovation days”, 4ªas Jornadas de Inovação 2009, Agência Nacional para a Cultura Científica e
Tecnológica, Feira Internacional de Lisboa, 20 de Junho 2009
Slide show/ 10/04/2015
http://www.yumpu.com/pt/document/view/9685971/microscopia-quimica-e-crescimento-de-cristais-innovation-days
Onde foi publicado ma Web /2009
http://archive-eu-2013.com/eu/i/2013-01-09_1101882_4/Innovationdays/
Innovationdays
10/04/2015
16:00 Brokerage Event - Industry/Schools cooperation for the development of new didactic equipment. In cooperation with: Ciência
Viva. This session promotes new innovative didactic material as a result of the collaboration between researchers and teachers in
the development of science educational projects to reinforce the experimental activities in science teaching in schools, presenting
some examples of didactic material that has been tested and implemented in different school levels. Therefore, an event will be set
with the purpose for new cooperation providing opportunities for the development of projects for better technological resources
Clementina Teixeira, Centro de Química Estrutural, Instituto Superior Técnico - 16h45
Chemical Engineer (FEUP, 1974). PHD (Inorganic Chemistry, Thermochemistry, IST, 1986).
Assistant Professor at IST and Researcher at CQE/IST.
She is interested on the development of experimental methods for Chemical Education, aiming the Promotion of Chemistry and
Sciences.
The most important projects are:
a) Crystal growth by heterogeneous nucleation On the Rocks, stimulated by rough surfaces (rocks, minerals and shells)
b) Chemical Microscopy for the study of basic chemistry and its applications on Chemical Analysis, Group Chemistry, Jewellery,
and the development of Chemical Patterns for Industry, Arts and Crafts
Coordinator of training courses (FOCO) and projects (Ciência Viva) for basic, high- school teachers and Science Clubs.
The development of web pages with the contents of her research is one of her recent interests.