A Divulgação Científica na Formação Inicial e Continuada de Professores: Preparando Pibidianos para Popularizar a Ciência no Contexto Escolar

Apresentamos um relato de experiência sobre a realização da ação de extensão “Divulgação Científica no Contexto Escolar” e examinamos suas contribuições para a formação inicial e continuada de professores de Ciências no contexto do Programa Institucional de Bolsa de Iniciação à Docência (PIBID). As atividades foram ministradas por seis licenciandos do Estágio de Docência em Ensino de Química II-E, do Curso de Licenciatura em Química da UFRGS. O público da ação de extensão contemplou 24 bolsistas do Subprojeto do PIBID Interdisciplinar de Ciências da UFRGS, três professores atuantes na educação básica e três professores supervisores do PIBID. Conforme análise das produções escritas dos cursistas e registros dos diários de campo dos ministrantes, as atividades contribuíram para o estabelecimento de referencial teórico e experiências práticas de seleção e elaboração de materiais de Divulgação Científica (DC), para o desenvolvimento de estratégias didáticas envolvendo a DC no contexto escolar, e promoveram a interação entre professores atuantes e em formação, favorecendo a qualificação dos participantes

DIVULGAÇÃO CIENTÍFICA NO YOUTUBE: A NATUREZA DAS PERGUNTAS PRESENTES NOS COMENTÁRIOS DE UM VÍDEO DO CANAL NERDOLOGIA

Este artigo apresenta o processo de identificação, análise e caracterização de perguntas feitas por internautas nos comentários do vídeo “Alquimia e como fazer ouro”, do canal Nerdologia do YouTube. Trata-se de uma pesquisa qualitativa que utiliza como método o levantamento de dados online. Foram consideradas todas as perguntas realizadas desde a inserção do material na plataforma até março de 2023. Entre as 316 perguntas identificadas, 140 foram analisadas por terem relação com o vídeo e sua produção. A classificação das questões levou em conta dois aspectos, denominados pressuposto e demanda. O sistema de categorização dos pressupostos, estabelecido a posteriori, identificou 11 temas distintos, sendo Geoquímica o mais abordado nas perguntas. Entre as demandas, propostas a priori nos referenciais teóricos que embasaram o estudo, houve predomínio da categoria informativa. Ao mesmo tempo, as perguntas investigativas do tipo predição representaram quase um terço do total analisado. Tais resultados indicam que o vídeo de divulgação científica analisado tem potencial para suscitar questões simples e diretas, porém importantes na fundamentação do conhecimento sobre ciências, assim como para provocar interrogações que demandam maior ordem cognitiva do indagador. Ademais, a proposta de análise apresentada neste artigo viabilizou a classificação da natureza das perguntas relacionadas a um vídeo de divulgação científica que segue o modelo de edutenimento

Olhares atentos para o Cenário Pós-Pandêmico: Relato de Experiências Vivenciadas Durante o Estágio Supervisionado em Química

Neste trabalho apresenta-se um relato das experiências vivenciadas no Estágio de Docência em Ensino de Química II – E do curso de Licenciatura em Química da Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS). Com o objetivo de investigar as heranças deixadas pelo ensino remoto durante a pandemia quanto às práticas discentes, foi desenvolvida uma Sequência Didática com 87 estudantes da 1ª série do Ensino Médio de uma escola da rede pública de Porto Alegre – RS. Os dados analisados são compostos pelos registros dos estagiários no diário de campo, os quais revelam que o Ensino Remoto Emergencial (ERE) deixou marcas que modificaram as práticas estudantis e constituem um cenário que exige compromisso de toda a comunidade escolar para que o retorno ao ensino presencial seja satisfatório. Dentre as dificuldades enfrentadas destacam-se: baixa frequência nas aulas, perda da atenção e escassas devoluções das atividades. Espera-se que o relato e as questões discutidas permitam a reflexão da prática docente através do novo cenário que surge na educação

Líquidos iônicos com ânions carboxilatos : catalisadores básicos para adições de Michael

Neste trabalho líquidos iônicos funcionalizados com ânions carboxilatos foram sintetizados e testados como catalisadores básicos em adições de Michael. Inicialmente a reação entre dietilmalonato e acrilonitrila catalisada por [bmim][trimetilacetato] foi otimizada via planejamento fatorial, mostrando que a temperatura é a variável de maior influência tanto para a conversão quanto para a seletividade dos produtos de mono e di-adição. Essa metodologia também indicou que a condição ideal para o restante do estudo seria a 50 °C com 5 mol% de catalisador por 2 h. Além disso, sugeriu sobre quais condições eram favoráveis para formação de cada um dos produtos, obtidos em estudo mais detalhado posteriormente com 100% de seletividade e conversões de 12% e 100%, respectivamente. Quando [bmim][acetato], [bmim][benzoato] e [bmim][benzoatoCF3] catalisaram essa mesma reação, verificou-se que os resultados encontrados para conversão e seletividade estavam associados aos fatores basicidade e impedimento estérico dos ânions que compõem cada líquido iônico. Experimentos com os aceptores de Michael acrilato de butila e metil vinil cetona também foram realizados. Os rendimentos aproximados dos produtos obtidos nesta investigação foram menores do que aqueles encontrados na literatura para reações com substratos semelhantes, mas podem ser considerados promissores já que para obtê-los utilizou-se um catalisador menos básico e em menores quantidades. Apesar das semelhanças entre os grupos retiradores de elétrons que compõem os substratos, o acrilato de butila apresentou conversão menor do que os demais, resultado atribuído a menor velocidade de reação devido às brandas condições experimentais

Propriedades estruturais, eletrônicas e catalíticas de nanopartículas de paládio suportadas em poli(líquidos iônicos)

Nessa investigação, poli(líquidos iônicos) (p(LIs)) dos tipos polipirrolidínio (PY) e poliuretano (PU) foram sintetizados e preparados em formato de pó e membrana. Esses materiais foram usados como suportes para nanopartículas de paládio (PdNPs) obtidas por sputtering e por redução química de Pd(OAc)2. Os compósitos, assim como os suportes, foram amplamente caracterizados por FT-IR, CP/MAS 13C-NMR, MEV, isotermas de adsorção-dessorção de N2, MET e XPS. Observou-se que PdNPs expostas e com distribuição regular de tamanho (3,2-3,8 nm) foram obtidas por sputtering. Em adição, o caráter metálico das NPs geradas por esse método pareceu dependente da estrutura do policátion presente no p(LI), sendo mais elevado para PY (Pd(0) = 87-100%) do que para PU (Pd(0) = 40%). Já o método químico de redução produziu NPs com apenas 15% de Pd(0), parcialmente cobertas por PY e duas vezes maiores do que as demais (6,6 nm). As propriedades catalíticas dos compósitos foram investigadas através da hidrogenação seletiva de compostos carbonílicos α,β-insaturados e dienos. Verificou-se que a composição do suporte (com ou sem o líquido iônico (LI)) e a localização das PdNPs foram fatores decisivos na performance catalítica. O catalisador com a melhor atividade, aliada à estabilidade no meio reacional, foi o D-PYLI-Pd, formado por PdNPs obtidas por sputtering suportadas sobre uma mistura do p(LI) PY com o LI BMI·NTf2. Estudos cinéticos foram conduzidos usando 2-ciclohexen-1-ona (CHN) e D-PYLI-Pd e revelaram que a reação segue o mecanismo de Langmuir-Hinshelwood. Esse modelo propõe que a hidrogenação acontece através da adsorção do substrato, dissociação do H2, seguido da reação de superfície e dessorção do produto. As entalpias obtidas pelos gráficos de Van’t Hoff mostraram que a adsorção da CHN na superfície do catalisador é um processo exotérmico (-8 kJ mol-1), enquanto a adsorção do H2 ocorre por um processo endotérmico (11 kJ mol-1). Esse comportamento distinto justifica as duas tendências observadas para o gráfico de Arrhenius. Em adição, é consistente com a etapa determinante proposta para essa reação, em que a adsorção independente dos reagentes é seguida pela hidrogenação do intermediário π-alila na superfície do catalisador.In this investigation, poly(ionic liquids) (p(LIs)) type polypirrolidynium (PY) and polyuretane (PU) were synthesized and prepared in powder and membrane shapes. These materials were used as supports for palladium nanoparticles (PdNPs) obtained by sputtering deposition and chemical reduction of Pd(OAc)2. The composites, as well as their respective supports, were widely characterized by FT-IR, CP/MAS 13C-NMR, SEM, N2 adsorption-desorption isotherms, TEM and XPS. It was observed that sputtering deposition generated naked PdNPs with narrow size distribution (3,2-3,8 nm). In addition, the metallic character of the NPs is related to the structure of the polycation that composed the p(LI), being higher for PY (Pd(0) = 87-100%) than for PU (Pd(0) = 40%). At the same time, the chemical reduction method produced covered NPs with almost twice the average size (6,6 nm) and only 15% of Pd(0). The catalytic properties of the composites was investigated in the selective hydrogenation of α,β-unsaturated carbonyl compounds and dienes. It was observed that the support composition (by ionic liquid (LI) addition or not) and NPs location are decisive on the catalytic performance. The catalyst with the best activity, allied to stability in the reaction medium, was D-PYLI-Pd, formed by PdNPs obtained by sputtering over a PY/BMI·NTf2 mixture. A kinetic investigation was conducted using 2-cyclohexen- 1-one (CHN) and D-PYLI-Pd, reveling that this reaction follows according the Langmuir-Hinshelwood mechanism. The reaction proceeds by substrate adsorption, H2 dissociation, surface reaction and product desorption. Enthalpies obtaining by Van't Hoff plot showing that the adsorption of the CHN substrate on the surface of p(LI)-Pd catalyst is an exothermic process (-8 kJ.mol-1), whereas H2 adsorption occurs by endothermic process (11 kJ.mol-1). This distinct behavior justify the two trends observed in the Arrhenius plot. In addition, it is consistent with the rate determining step proposed, in which the independent adsorption of reagents is followed by the hydrogenation of π-allyl intermediate on the catalyst surface

Literatura de divulgação científica no ensino de química

Análise da utilização de literatura de divulgação científica - Os botões de Napoleão: as 17 moléculas que mudaram a história - como recurso didático no ensino de química. Discuto a importância do uso da literatura de divulgação científica a partir de uma experiência desenvolvida com três turmas de ensino médio de uma escola pública de Porto Alegre durante o estudo das Funções Químicas. Concomitante ao estudo sistemático dos conteúdos foi desenvolvida uma atividade teatral a partir da leitura de alguns capítulos selecionados do livro. Ao longo das atividades três questionários foram apresentados aos alunos a fim de verificar as possíveis mudanças no conhecimento deles sobre as funções químicas e suas influências no cotidiano e na história mundial. Os resultados indicaram o desenvolvimento principalmente das noções de ciência na história e das relações das moléculas estudadas com o dia-a-dia dos estudantes, apontando a relevância da literatura de divulgação científica como recurso didático.Analysis of the use of a popularisation of science literature - Napoleon’s buttons: how 17 molecules changed history - as a didactic resource in teaching chemistry. I discuss the importance on using the popularisation of science literature in a didactic experiment with three high school classes in Porto Alegre public school, during the study of chemical functions. Concomitant with the systematic study of the subject, it was developed a scenic activity started on the reading some selected chapters of the book. During the activities, three questionnaires were presented to students. The questionnaires were on the chemical functions and their influence on daily life and in world history. The results indicated mainly the development of the concepts of science in the history and relationships of the molecules studied with the day-to-day lives of students, indicating the relevance of the popularisation of science literature as a teaching resource

Líquidos iônicos funcionalizados com ânions carboxilatos : materiais alternativos para absorção de CO2 e catálise de reações de cicloadição

Esta dissertação propõe a aplicação de líquidos iônicos imidazólios funcionalizados com ânions carboxilatos como absorvedores de CO2 e também como catalisadores em reações de cicloadição deste mesmo gás a epóxidos. Os testes de absorção foram realizados em uma célula de equilíbrio a 25 °C e 10 bar. Os resultados indicaram que os líquidos iônicos com ânions carboxilatos têm elevada afinidade por CO2, atingindo frações molares superiores aquelas obtidas por outros não funcionalizados. Estudos de 13C RMN e ensaios isotérmicos sugeriram que os altos valores alcançados são consequência de um processo de quimissorção. Além disso, verificou-se que a absorção foi favorecida pelo uso de líquidos iônicos formados por cátions e ânions de cadeias extensas e volumosas. A reação de cicloadição de CO2 em óxido de estireno teve os parâmetros temperatura, tempo e quantidade de catalisador inicialmente investigados. Foram avaliados também os efeitos da utilização de catalisadores estruturalmente distintos. Quando líquidos iônicos com ânions halogenados foram empregados, mesmo a baixas pressões, quando comparadas às condições encontradas na literatura, obteve-se elevados valores de conversão e seletividade. Entretanto, os líquidos iônicos com ânions carboxilatos levaram a conversões menores, além de favorecerem a formação de subprodutos.This work proposes the application of ionic liquids with imidazolium functionalized carboxylate anions as absorbents of CO2 and as catalysts in cycloaddition reactions of the same gas with epoxides. The absorption tests were performed using a static pressure apparatus at 25 °C under 10 bar. The results indicated that the ionic liquids with carboxylate anions have high affinity for CO2, reaching higher molar fractions than those obtained with other non-functionalized. 13C NMR studies and isothermal tests suggested that the high values achieved are a consequence of a chemisorption process. Furthermore, it was found that absorption was favored by the use of both cations and anions with extended and bulky chain. The reaction condition parameters as temperature, time and amount of catalyst for the cycloaddition of CO2 with styrene oxide has been initially investigated. We also evaluated the effects of using catalysts structurally distinct. When ionic liquids with halogenated anions were employed, even at low pressures, we obtained high values of conversion and selectivity compared to the conditions found in the literature. However, ionic liquids with carboxylate anions led to lower conversions and favored the formation of by-products

Líquidos iônicos com ânions carboxilatos : catalisadores básicos para adições de Michael

Neste trabalho líquidos iônicos funcionalizados com ânions carboxilatos foram sintetizados e testados como catalisadores básicos em adições de Michael. Inicialmente a reação entre dietilmalonato e acrilonitrila catalisada por [bmim][trimetilacetato] foi otimizada via planejamento fatorial, mostrando que a temperatura é a variável de maior influência tanto para a conversão quanto para a seletividade dos produtos de mono e di-adição. Essa metodologia também indicou que a condição ideal para o restante do estudo seria a 50 °C com 5 mol% de catalisador por 2 h. Além disso, sugeriu sobre quais condições eram favoráveis para formação de cada um dos produtos, obtidos em estudo mais detalhado posteriormente com 100% de seletividade e conversões de 12% e 100%, respectivamente. Quando [bmim][acetato], [bmim][benzoato] e [bmim][benzoatoCF3] catalisaram essa mesma reação, verificou-se que os resultados encontrados para conversão e seletividade estavam associados aos fatores basicidade e impedimento estérico dos ânions que compõem cada líquido iônico. Experimentos com os aceptores de Michael acrilato de butila e metil vinil cetona também foram realizados. Os rendimentos aproximados dos produtos obtidos nesta investigação foram menores do que aqueles encontrados na literatura para reações com substratos semelhantes, mas podem ser considerados promissores já que para obtê-los utilizou-se um catalisador menos básico e em menores quantidades. Apesar das semelhanças entre os grupos retiradores de elétrons que compõem os substratos, o acrilato de butila apresentou conversão menor do que os demais, resultado atribuído a menor velocidade de reação devido às brandas condições experimentais

Propriedades estruturais, eletrônicas e catalíticas de nanopartículas de paládio suportadas em poli(líquidos iônicos)

Nessa investigação, poli(líquidos iônicos) (p(LIs)) dos tipos polipirrolidínio (PY) e poliuretano (PU) foram sintetizados e preparados em formato de pó e membrana. Esses materiais foram usados como suportes para nanopartículas de paládio (PdNPs) obtidas por sputtering e por redução química de Pd(OAc)2. Os compósitos, assim como os suportes, foram amplamente caracterizados por FT-IR, CP/MAS 13C-NMR, MEV, isotermas de adsorção-dessorção de N2, MET e XPS. Observou-se que PdNPs expostas e com distribuição regular de tamanho (3,2-3,8 nm) foram obtidas por sputtering. Em adição, o caráter metálico das NPs geradas por esse método pareceu dependente da estrutura do policátion presente no p(LI), sendo mais elevado para PY (Pd(0) = 87-100%) do que para PU (Pd(0) = 40%). Já o método químico de redução produziu NPs com apenas 15% de Pd(0), parcialmente cobertas por PY e duas vezes maiores do que as demais (6,6 nm). As propriedades catalíticas dos compósitos foram investigadas através da hidrogenação seletiva de compostos carbonílicos α,β-insaturados e dienos. Verificou-se que a composição do suporte (com ou sem o líquido iônico (LI)) e a localização das PdNPs foram fatores decisivos na performance catalítica. O catalisador com a melhor atividade, aliada à estabilidade no meio reacional, foi o D-PYLI-Pd, formado por PdNPs obtidas por sputtering suportadas sobre uma mistura do p(LI) PY com o LI BMI·NTf2. Estudos cinéticos foram conduzidos usando 2-ciclohexen-1-ona (CHN) e D-PYLI-Pd e revelaram que a reação segue o mecanismo de Langmuir-Hinshelwood. Esse modelo propõe que a hidrogenação acontece através da adsorção do substrato, dissociação do H2, seguido da reação de superfície e dessorção do produto. As entalpias obtidas pelos gráficos de Van’t Hoff mostraram que a adsorção da CHN na superfície do catalisador é um processo exotérmico (-8 kJ mol-1), enquanto a adsorção do H2 ocorre por um processo endotérmico (11 kJ mol-1). Esse comportamento distinto justifica as duas tendências observadas para o gráfico de Arrhenius. Em adição, é consistente com a etapa determinante proposta para essa reação, em que a adsorção independente dos reagentes é seguida pela hidrogenação do intermediário π-alila na superfície do catalisador.In this investigation, poly(ionic liquids) (p(LIs)) type polypirrolidynium (PY) and polyuretane (PU) were synthesized and prepared in powder and membrane shapes. These materials were used as supports for palladium nanoparticles (PdNPs) obtained by sputtering deposition and chemical reduction of Pd(OAc)2. The composites, as well as their respective supports, were widely characterized by FT-IR, CP/MAS 13C-NMR, SEM, N2 adsorption-desorption isotherms, TEM and XPS. It was observed that sputtering deposition generated naked PdNPs with narrow size distribution (3,2-3,8 nm). In addition, the metallic character of the NPs is related to the structure of the polycation that composed the p(LI), being higher for PY (Pd(0) = 87-100%) than for PU (Pd(0) = 40%). At the same time, the chemical reduction method produced covered NPs with almost twice the average size (6,6 nm) and only 15% of Pd(0). The catalytic properties of the composites was investigated in the selective hydrogenation of α,β-unsaturated carbonyl compounds and dienes. It was observed that the support composition (by ionic liquid (LI) addition or not) and NPs location are decisive on the catalytic performance. The catalyst with the best activity, allied to stability in the reaction medium, was D-PYLI-Pd, formed by PdNPs obtained by sputtering over a PY/BMI·NTf2 mixture. A kinetic investigation was conducted using 2-cyclohexen- 1-one (CHN) and D-PYLI-Pd, reveling that this reaction follows according the Langmuir-Hinshelwood mechanism. The reaction proceeds by substrate adsorption, H2 dissociation, surface reaction and product desorption. Enthalpies obtaining by Van't Hoff plot showing that the adsorption of the CHN substrate on the surface of p(LI)-Pd catalyst is an exothermic process (-8 kJ.mol-1), whereas H2 adsorption occurs by endothermic process (11 kJ.mol-1). This distinct behavior justify the two trends observed in the Arrhenius plot. In addition, it is consistent with the rate determining step proposed, in which the independent adsorption of reagents is followed by the hydrogenation of π-allyl intermediate on the catalyst surface

Líquidos iônicos funcionalizados com ânions carboxilatos : materiais alternativos para absorção de CO2 e catálise de reações de cicloadição

Esta dissertação propõe a aplicação de líquidos iônicos imidazólios funcionalizados com ânions carboxilatos como absorvedores de CO2 e também como catalisadores em reações de cicloadição deste mesmo gás a epóxidos. Os testes de absorção foram realizados em uma célula de equilíbrio a 25 °C e 10 bar. Os resultados indicaram que os líquidos iônicos com ânions carboxilatos têm elevada afinidade por CO2, atingindo frações molares superiores aquelas obtidas por outros não funcionalizados. Estudos de 13C RMN e ensaios isotérmicos sugeriram que os altos valores alcançados são consequência de um processo de quimissorção. Além disso, verificou-se que a absorção foi favorecida pelo uso de líquidos iônicos formados por cátions e ânions de cadeias extensas e volumosas. A reação de cicloadição de CO2 em óxido de estireno teve os parâmetros temperatura, tempo e quantidade de catalisador inicialmente investigados. Foram avaliados também os efeitos da utilização de catalisadores estruturalmente distintos. Quando líquidos iônicos com ânions halogenados foram empregados, mesmo a baixas pressões, quando comparadas às condições encontradas na literatura, obteve-se elevados valores de conversão e seletividade. Entretanto, os líquidos iônicos com ânions carboxilatos levaram a conversões menores, além de favorecerem a formação de subprodutos.This work proposes the application of ionic liquids with imidazolium functionalized carboxylate anions as absorbents of CO2 and as catalysts in cycloaddition reactions of the same gas with epoxides. The absorption tests were performed using a static pressure apparatus at 25 °C under 10 bar. The results indicated that the ionic liquids with carboxylate anions have high affinity for CO2, reaching higher molar fractions than those obtained with other non-functionalized. 13C NMR studies and isothermal tests suggested that the high values achieved are a consequence of a chemisorption process. Furthermore, it was found that absorption was favored by the use of both cations and anions with extended and bulky chain. The reaction condition parameters as temperature, time and amount of catalyst for the cycloaddition of CO2 with styrene oxide has been initially investigated. We also evaluated the effects of using catalysts structurally distinct. When ionic liquids with halogenated anions were employed, even at low pressures, we obtained high values of conversion and selectivity compared to the conditions found in the literature. However, ionic liquids with carboxylate anions led to lower conversions and favored the formation of by-products