Catalogação: Cleide de Albuquerque Moreira
Bibliotecária/CRB 1100
Revisão: Elias Januário
Revisão final: Karla Bento de Carvalho
Projeto Gráfico/Diagramação: Fernando Selleri Silva
Grafismos: Bakairi
Capa: Fotos: Elias Januário
Arte: Fernando Selleri Silva
Dados internacionais de catalogação
Biblioteca “Curt Nimuendajú”
CADERNOS DE EDUCAÇÃO ESCOLAR INDÍGENA - 3º GRAU INDÍGENA. Barra do Bugres: UNEMAT, v. 2, n. 1, 2003 Semestral
ISSN 1677-0277
1. Educação Escolar Indígena I. Universidade do Estado de Mato Grosso II. Secretaria de Estado de Educação de Mato Grosso III. Departamento de Documentação / FUNAI.
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REAÇÕES QUÍMICAS: AS ESSÊNCIAS DA VIDA
José de Alencar Simoni*
Déborah de Alencar Simoni**
Matthieu Tubino***
Observações Iniciais
O presente relato tem por objetivo apresentar uma
das atividades de Ciências realizada durante a II Etapa
de Formação de Professores Indígenas, no Projeto 3º Grau
Indígena da Universidade do Estado de Mato Grosso UNEMAT, Campus de Barra do Bugres, cujo tema central foi “Tempo”, realizada em janeiro de 2002.
Também apresentamos um breve resumo da atividade e uma série de observações sobre o desenvolvimento da mesma. Optamos por descrever o objetivo central das atividades sobre o tempo, onde o aspecto fundamental foi a cinética química em seus aspectos
qualitatitivos e semi-quantitativos. Importância maior é
dedicada à correlação entre as atividades experimentais
realizadas e o cotidiano na aldeia, principalmente em relação à preparação e conservação dos alimentos.
* Professor Assistente Doutor - Instituto de Química da Universidade
Estadual de Campinas, docente na Área de Ciências Matemática e da
Natureza II e III.
** Mestranda do Instituto de Química - Universidade Estadual de Campinas, Professora Auxiliar na Área de Ciências Matemática e da Natureza III.
*** Professor Titular - Instituto de Química da Universidade Estadual
de Campinas.
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REAÇÕES QUÍMICAS: AS ESSÊNCIAS DA VIDA
Introdução
Por que comemos e bebemos todos os dias?
Por que respiramos?
Você já parou para pensar nestas questões?
Será que podemos viver sem energia?
De onde vem a energia que usamos a todo momento?
Não seria de reações químicas que retiramos a energia para
viver? Pense nisto.
Se for verdade que retiramos das reações químicas a energia
para viver, assim, não podemos dizer que viver é uma intrincada
ocorrência de reações químicas?
Fundamentalmente, sim! É claro que nos organismos vivos
as coisas não se passam de maneira simples. Vivemos, sim, devido
às reações químicas que se processam aos milhares, e ao mesmo tempo, em nosso organismo. No ato de pensar coisas boas e coisas ruins,
no ato de amar, de sorrir, de ferir, em todos os momentos, somos
estimulados e estimulamos reações químicas. Nossos atos, movimentos, pensamentos e sensações podem ser entendidos como o
acoplamento de milhares de processos químicos, rápidos ou lentos,
porém sempre presentes.
Quem imaginaria que no ato do amor e na ingestão de um
pedaço de chocolate substâncias semelhantes são produzidas e / ou
liberadas em nosso corpo?
Quando as reações químicas cessam num organismo vivo
podemos ter certeza de que a vida se foi, pelo menos a vida material,
a espiritual já é uma outra história...
Se as reações químicas são assim tão importantes para nós,
por que não tentar entendê-las e controlá-las um pouco melhor? Pelo
menos aquelas que podemos controlar.
Fora do nosso corpo há muitas reações químicas importantes, as quais nos interessa controlar e entender, uma vez que, deste
entendimento, será possível tirar algum proveito.
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CADERNOS DE EDUCAÇÃO ESCOLAR INDÍGENA
A primeira pergunta que precisamos responder, para tentarmos entender as reações químicas é: como sabemos quando ocorre uma reação química? Consideremos um caso simples do nosso
dia-a-dia: um pedaço de madeira, por exemplo, sendo queimado
numa fogueira. É possível, pela cor e pelo cheiro, diferenciar a madeira do carvão e da fumaça formados? Ambos surgiram da queima
da madeira. De outra maneira, também podemos dizer que os materiais iniciais (madeira e oxigênio) são diferentes dos materiais finais
(carvão, gás carbônico e vapor d’água). Veja que os materiais de partida (iniciais) têm propriedades diferentes dos materiais finais. Sempre que se verifica a formação de novos materiais, os quais apresentam propriedades específicas distintas dos materiais iniciais, diz-se
que ocorreu uma reação química. Assim esta queima é um exemplo
de reação química, aliás, a própria fogueira é uma reação química.
Nós podemos usar os nossos sentidos para verificar se houve ou não uma transformação química (reação química). Sempre que
ocorrer uma reação química, onde um material é transformado em
outro, nós “observaremos” alguma mudança.
A velocidade de uma reação química é o tempo que os
reagentes levam para produzir uma certa quantidade de produtos
da reação.
Por que algumas reações químicas são lentas, como o
enferrujamento de um prego, e outras são rápidas, como a explosão
de um rojão? Neste ponto devemos tomar cuidado com os termos
corretos: reação lenta e reação rápida, a primeira se referindo ao caso
em que o tempo de reação é muito grande e, a segunda, em que ele é
pequeno. Um prego leva anos para enferrujar (lenta) enquanto que
um rojão explode em questão de segundos (rápida).
Outra pergunta que pode surgir é: de que me interessa saber quando uma reação é rápida e quando ela é lenta?
Para tentar responder a esta pergunta, façamos uma nova
pergunta: posso eu controlar a velocidade de uma reação química?
Para simplificar, consideremos o caso do prego se enferru-
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REAÇÕES QUÍMICAS: AS ESSÊNCIAS DA VIDA
jando (ferro sofrendo uma reação química com o oxigênio do ar). Se
eu uso este prego para fazer algum objeto, como um móvel, uma
casa, é importante que este prego não sofra a ação do oxigênio e se
mantenha o maior tempo possível em bom estado, pois só assim meu
objeto terá um longo tempo de vida. Se o prego se enferruja rapidamente, então meu objeto irá se estragar, rapidamente, e isto não é
bom para mim.
Acabamos de ver um bom exemplo de como é interessante
controlar a velocidade das reações químicas.
Mas alguém pode perguntar: no caso anterior, como eu resolveria o problema? O químico, com seu conhecimento pode fazer
uma cobertura do prego com um outro metal (galvanização), o zinco, por exemplo, que faz com que o enferrujamento seja mais lento,
com isto, aumenta o tempo de vida do prego e também de meu objeto. Isto mostra que, algumas vezes, é desejável fazer uma reação
química ser mais lenta, por exemplo, dificultando ou impedindo o
contato dos reagentes, já que isto nos beneficia.
Compare o tempo para uma reação química semelhante a
esta entre o prego e o oxigênio e a da palha de aço (Bombril®) com o
mesmo oxigênio. Quem enferruja mais rapidamente?
Será que há situações em que é desejável fazer com que a
reação química seja mais rápida? Os exemplos para esta situação são
ainda mais freqüentes no nosso dia-a-dia. Embora alguns alimentos
possam ser consumidos crus, boa parte deles nós precisamos cozinhar antes de consumi-los. Se eu cozinhar o milho verde em fogo
baixo (brando) o cozimento será bem lento. Em panela aberta, isto
poderia levar mais de uma hora. No entanto, se eu utilizar uma panela de pressão e fogo alto, o cozimento se processará em menos de
30 minutos. Vemos aí um caso no qual nos interessa aumentar a velocidade de uma reação química.
Alguns poderão estranhar o fato de chamarmos de reação
química o cozimento do milho, mas podemos afirmar que não é apenas uma reação química que está se processando neste caso, mas,
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CADERNOS DE EDUCAÇÃO ESCOLAR INDÍGENA
sim, muitas reações químicas ao mesmo tempo, mas isto já é uma
outra história.
Muitos outros exemplos poderiam ser utilizados para justificar o estudo da velocidade de uma reação química, porém vamos
para outros aspectos mais fundamentais.
Princípios em que se baseia a conservação de alimentos
De quanto em quanto tempo você precisa trocar o telhado
de sua casa?
Por que isto acontece?
Como você faz para que esta troca demore o maior tempo
possível?
Em qual época do ano isto leva menor tempo?
Por que a fogueira dentro da oca ajuda a conservar um telhado com folhas de buriti?
Diminuindo a velocidade das reações químicas e preservando os
alimentos
A fumaça e o moquear
Questões importantes no seu dia-a-dia estão relacionadas aos
alimentos que você consome. É um hábito comum aos povos indígenas, e também para os não indígenas, a defumação de alimentos,
especialmente as carnes.
A carne defumada dura mais tempo ou menos tempo do
que a carne fresca?
Os frutos transformados em doce duram mais tempo ou
menos tempo do que as frutas frescas?
Uma fruta no pé dura mais tempo ou menos tempo que uma
apanhada?
Quando um alimento se estraga, percebemos modificações
em seu cheiro, cor e aspecto. Essas modificações indicam que estão
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REAÇÕES QUÍMICAS: AS ESSÊNCIAS DA VIDA
ocorrendo reações químicas nesse alimento. A grande maioria das
reações químicas que levam um alimento a se estragar são realizadas por seres vivos muito pequenos, muitos deles somente visíveis
ao microscópio: os microorganismos (bactérias e fungos).
O que nos serve de alimento é também alimento para outros
seres, especialmente os microorganismos. Enquanto estes
microorganismos se alimentam, produzem substâncias que mudam
a cor, o cheiro e o sabor do alimento. Ao encontrar muito alimento,
todos os seres vivos, inclusive nós e os microorganismos se multiplicam rapidamente.
UM ALIMENTO SE ESTRAGA DEVIDO A REAÇÕES
QUÍMICAS
REALIZADAS
POR
MICROORGANISMOS. QUANTO MAIOR O NÚMERO DE MICROORGANISMOS, MAIS DEPRESSA OS ALIMENTOS SE ESTRAGAM!
Para fazer com que um alimento dure mais tempo deve-se
impedir a multiplicação dos microorganismos. Com isso evitam-se
reações químicas indesejáveis que levam o alimento a se estragar.
Os casos de defumação e moqueamento são exemplos típicos de morte dos microorganismos por ação química da fumaça
(aldeídos, ácidos alifáticos, álcoois, cetonas, fenóis, ceras e resinas) e
pelo aumento da temperatura (perda de água dos alimentos). Em
ambos os casos há uma diminuição significativa do número de
microorganismos presentes no alimento. Assim, as reações químicas
indesejáveis, efetuadas pelos microorganismos, ocorrem em menor
extensão e aquilo que estraga nosso alimento leva mais tempo para
acontecer.
Dizer que leva maior tempo para ocorrer significa que o processo de deterioração é mais lento, mais vagaroso, ou seja, há um
aumento do tempo das reações de deterioração.
Em relação a este aspecto, há um relato curioso em sala de
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CADERNOS DE EDUCAÇÃO ESCOLAR INDÍGENA
aula. Em uma das turmas do 3º Grau Indígena foi perguntado sobre
o tempo que cada alimento é preservado quando se faz uma
defumação. A discordância foi geral. Alguns diziam três dias, enquanto outros afirmavam que poderia ser de até meses. É evidente
que não se chegou a um denominador comum, já que ambos os extremos estavam corretos.
O tempo de preservação nestes casos de defumação e
moqueamento, este último mais curto, vai depender das condições
do processo de conservação, do tipo de alimento e também de outros fatores, como: condições de armazenamento, condições da
defumação (tempo e temperatura), superfície exposta do alimento,
tipo de contaminante presente e muitas outras variáveis do processo. Mas uma coisa é certa: “um alimento defumado ou moqueado
leva muito mais tempo para se deteriorar”.
Temperatura
Nós já vimos anteriormente que a defumação e o
moqueamento são processos que levam em conta a ação da temperatura na eliminação da água presente nos alimentos, e, com isso, há
uma dificuldade a mais para o desenvolvimento dos
microorganismos que decompõem as carnes.
- Haveria outros tipos de uso da temperatura para retardar
o desenvolvimento de microorganismos e, com isso, retardar a deterioração dos alimentos?
A temperatura pode nos ajudar de diversas maneiras na conservação dos alimentos. Quando fazemos uso da temperatura, como
ocorre nos processos de esterilização térmica LTLT (aquecimento
lento e baixa temperatura), HTST (aquecimento rápido e alta temperatura) e UHT ( aquecimento ultra rápido e alta temperatura) o tempo de conservação dos alimentos aumenta, pois eliminamos ou diminuímos a população dos microorganismos que deterioram o alimento.
Depois desses processos de esterilização por altas tempera-
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REAÇÕES QUÍMICAS: AS ESSÊNCIAS DA VIDA
turas, podemos usar a baixa temperatura para a conservação dos
alimentos. Uma carne fresca de caça pode, por exemplo, ser conservada em um igarapé, por até oito horas, desde que esteja protegida.
Um meio mais seguro de preservação é o resfriamento, normalmente obtido em geladeiras. Nestes casos, um alimento fresco poderá
ser conservado por até 3 dias. Para conservação mais prolongada, o
uso de câmaras frigoríficas ou freezers permite uma conservação de
até seis meses, mesmo em se tratando de carnes cruas.
Dessa forma concluímos que a temperatura poderá nos ajudar na conservação dos alimentos, tanto pelo seu aumento na etapa
inicial de preparo do conservado como na sua diminuição no posterior armazenamento.
A água
O crescimento e o metabolismo microbiano exigem a presença de água numa forma disponível. A atividade da água (Aa) é
um índice desta disponibilidade para utilização em reações químicas e crescimento microbiano.
A adição de sólidos como o açúcar e o sal à água irá causar
uma redução no valor da atividade da água (Aa). Quando o valor de
Aa diminui, a água torna-se menos disponível para o crescimento
microbiano e o alimento conserva-se por um tempo mais longo. Para
se ter uma idéia, o valor de Aa para a água pura é 1, e é igual a 0,86
quando se tem 20% de sal de cozinha ou 70% em açúcar (sacarose).
Nestas condições não há a proliferação da maioria das bactérias,
leveduras e fungos, por isso um peixe salgado leva tanto tempo para
se deteriorar.
Para uma boa conservação dos alimentos (reações lentas), o
sal deve penetrar homogeneamente e totalmente nos alimentos. Os
alimentos de volume menor conservam-se facilmente quando salgados a seco e, no caso da carne, a salmoura pode ser obtida dos sucos
do próprio alimento. Mas, em se tratando de um pedaço de carne
grande, de forma irregular é mais prático mergulhá-lo numa sal-
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CADERNOS DE EDUCAÇÃO ESCOLAR INDÍGENA
moura líquida preparada com antecedência.
No caso de doces e compotas, sabemos que quanto mais concentrado (mais açúcar houver) menor será a atividade da água e,
conseqüentemente, maior a conservação do doce.
Por relatos dos alunos do 3º Grau Indígena, percebemos que
estas técnicas de conservação não estão presentes em boa parte das
etnias, mas que seria de grande proveito para elas, uma vez que já
podem adquirir o sal e o açúcar do branco.
Os experimentos realizados e a proposta pedagógica
O tema da II Etapa Intensiva do 3º Grau Indígena foi “Tempo”. Dentro do universo das Ciências da Matemática e da Natureza,
mais especificamente a Química, o tempo é estudado sob o tópico
Cinética Química. Neste tópico estuda-se a influência de fatores como:
temperatura, pressão, estado de agregação e concentração dos
reagentes na velocidade das reações químicas.
Nosso caso não foi diferente. A partir de reações químicas
utilizando materiais do dia-a-dia, como: suco de limão, casca de ovos,
papel alumínio, palha de aço, palitos de fósforos, álcool e açúcar,
entre outros, pudemos estudar a influência dos vários fatores já mencionados.
Concentração: neste caso estudou-se a influência na concentração e na velocidade da reação de dissolução de alumínio metálico
por ácido muriático (concentração).
Temperatura: o efeito da temperatura na velocidade da reação foi estudado observando-se o tempo para dissolver uma certa
quantidade de açúcar cristal em um certo volume de água à temperatura ambiente e em água aquecida.
Estado de Agregação: estudou-se a influência do estado de
agregação de carbonato de cálcio (casca de ovo) na velocidade da
reação de decomposição deste carbonato com vinagre.
Vale ressaltar que, antes de efetuarmos o estudo da cinética,
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REAÇÕES QUÍMICAS: AS ESSÊNCIAS DA VIDA
os alunos realizaram experimentos para descrever as propriedades
de várias substâncias, depois fizeram experimentos para verificar os
critérios para se estabelecer a ocorrência ou não de reação química e
só depois de realizar todos estes experimentos é que fizeram os estudos cinéticos.
Após este estudo experimental da cinética química procuramos fazer uma analogia com o cotidiano da aldeia, no que concerne
à preparação, conservação e consumo de alimentos. A idéia central
do nosso projeto, em relação ao tema proposto, sempre foi a de estabelecer esta ligação: prática experimental – cotidiano indígena.
Discussão final
Os alunos não tiveram qualquer dificuldade em realizar os
experimentos. O manuseio do material foi feito de maneira consciente e correta. Não foi registrado nenhum incidente ou acidente durante a realização destes experimentos, o que demonstra o perfeito
entendimento dos alunos no trato de materiais “diferentes” do seu
cotidiano.
Na interpretação dos dados e na leitura de alguns resultados, pudemos perceber alguma dificuldade. Alguns alunos, num
determinado experimento, por exemplo, confundiam o desprendimento de gases com as cascas dos ovos efetuando o movimento de
sobe e desce dentro do copo de água com ácido.
Num outro experimento da reação de uma bolinha de papel
alumínio com ácido, houve alguma dificuldade em estabelecer o tempo para a reação mais rápida, pois o final do processo era muito
rápido e ocorria de maneira brusca.
Como havíamos dito que o desprendimento de gases era um
dos critérios para definir a ocorrência de uma reação química, alguns estudantes começaram a associar a saída de gases em refrigerantes com uma reação química, o que não é verdadeiro.
Também mostramos como a temperatura pode atuar na con-
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CADERNOS DE EDUCAÇÃO ESCOLAR INDÍGENA
servação e na fabricação dos alimentos. Quando resfriamos uma comida, para aqueles que têm geladeira, retardamos o processo de
decomposição de comidas como carnes e frutas.
Ficou evidente, também, que o aumento da superfície de
contato entre reagentes acelera a velocidade das reações, quando fizemos uma comparação entre conservar um pedaço de carne picada
e outro em um só pedaço.
Acreditamos que se os estudos realizados não houvessem
sido correlacionados ao dia-a-dia do estudante, os mesmos não se
interessariam pelo assunto. Por isso mesmo procuramos correlacionálos ao seu cotidiano. Procuramos apontar processos nos quais eles
retardam as reações químicas, como por exemplo no processo de
moqueamento e defumação de carnes e também na salga de carnes e
peixes. Também mostramos que alguns tipos de alimentos, como a
carne de peixe, “reagem” (decompõem-se) mais rapidamente do que
outros, como a carne de mamíferos.
Bibliografia
ROCHA FILHO, R. C. Femtoquímica: reações químicas em tempo
real. In: Química Nova na Escola 10. 1999.
MORTIMER, E. F. Transformações – concepções de estudantes sobre reações químicas. In: Química Nova na Escola 2. 1995.
ATKINS, P.; JONES, L. Princípios de Química. Porto Alegre: Bookman,
2001.
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