Conhecendo o Hélio

A proposta dessas postagens tem como objetivo montar uma Tabela Periódica em vídeo.O problema é o que essa empreitada se mostra bastante trabalhosa e vai levar um certo tempo para ser finalizada.

Na postagem de hoje vamos discutir um pouco sobre o segundo elemento mais simples da Tabela Periódica, em outras palavras o Hélio.

O Hélio é um elemento químico de símbolo He alocado na família dos gases nobres, ou seja, possui o nível mais externo completo. No caso desse elemento a sua camada de valência se estabiliza com 2 elétrons pois ele está no período 1 da tabela periódica. Dessa forma sua configuração é 1s2. 

Figura 1: Número Atômico do He = 2; Massa Atômica do He = 4,0026 u; Eletronegatividade do Hélio = Desconhecida; Configuração Eletrônica do He = 1s2. 

Ainda falando da estrutura do Hélio, ele possui massa atômica igual a 4 u e o seu número atômico é 2, ou seja, possui 2 prótons no núcleo.

Esse gás é incolor, inodoro, inerte e não é inflamável. Entretanto muito volátil e pouco denso. Ele é muito utilizado para encher balões meteorológicos e por não ser inflamável é o substituto do hidrogênio nos dirigíveis. Um acidente com o hidrogênio no hindemburg fez com que outra alternativa fosse buscada. 

Figura 2: Acidente do Hindenburg devido ao Hidrogênio ser inflamável. 

Além disso ele é usado como fluido de refrigeração de materiais supercondutores, em mergulhos de grandes profundidades.

No que se refere a sua abundância ele só não é mais comum que o hidrogênio no universo, entretanto na Terra só podemos encontrar traços de sua presença. Ele pode ser encontrado em algumas reservas naturais, como o gás natural.

A descoberta do Hélio ocorreu durante um eclipse em 1868 pelo francês Pierre Janssen e pelo inglês Norman Lockyer, que analisaram a cromosfera solar e encontraram uma linha de emissão desconhecida. Dessa forma foi pro posto a esse novo elemento o nome de Helium em homenagem ao deus grego do Sol, no caso Hélio.

O trabalho com o Hélio rendeu o prêmio Nobel ao físico holandês Heike Kamerlingh Onnes que conseguiu produzir hélio líquido esfriando o gás até 0,9 K. Vale ressaltar que 0 K equivale a -273 gaus Celsius. 

Além disso Ernest Rutherford foi um dos responsáveis por provar que as partículas alfa são núcleos de He. Esse fenômeno se baseia no decaimento radioativo do núcleo de um átomo de um outro elemento químico. Sendo que esse elemento passa a ser um novo elemento químico, mas com 2 prótons a menos e com 4 u a menos de massa atômica.

Um último fato interessante sobre esse elemento químico é que o Sol consegue promover a fusão nuclear de dois átomos de hidrogênio e assim produzir átomos de He.

O Primeiro Obstáculo Epistemológico.

Uma das coisas que mais chamam atenção na aulas de Química são as inesperadas mudanças dos aspectos qualitativos das substâncias. As primeiras características que mais chamam a atenção se relacionam com as mudanças de cores dos compostos e em segundo lugar as mudanças de estado físico dos materiais.

Utilizar essas estratégias para compor uma aula de Química é de extrema necessidade, entretanto, essas características, as quais são conhecidas como evidências de reação, não podem ganhar a importância química por si mesma. Em outras palavras, o efeito do chamado "Primeiro Contato" ou mesmo somente a beleza do fenômeno não pode se tornar mais importante do que o próprio fenômeno.

O efeito do Primeiro Contato é considerado como um Obstáculo Epistemológico, teoria criada pelo filósofo francês Gaston Bachelard. Segundo ele, um Obstáculo Epistemológico seria tudo ou qualquer coisa que fizesse com que um aprendiz desenvolvesse rotas errôneas em relação a um conceito. Bachelard enunciou 10 obstáculos, mas hoje vamos nos concentrar somente no primeiro deles (Primeiro Contato).

Na figura acima temos quatro soluções coloridas de sulfatos. A primeira é de Sulfato de Níquel, a segunda de Sulfato de Cobalto, a terceira de Sulfato de Cobre e a última Sulfato de Ferro. Essas soluções podem ser utilizadas para diversas reações químicas, envolvendo hidróxidos, ácidos e calor. Reações essas facilmente encontradas em livros como o Vogel.

Uma abordagem interessante para com essas substâncias é tentar utiliza-las trazendo alguma coisa do cotidiano que chame a atenção para as evidências de reação. Por exemplo, seria muito simples utilizar arquétipos das cores com a cultura popular. O verde poderia se ligar ao personagem Hulk dos quadrinhos, o vermelho ao Homem Aranha, o azul ao Capitão América e o Amarelo ao Homem de Ferro. Obviamente essa seria uma estratégia que faria os alunos chamarem a Aula de Evidências de reação de Aula dos Vingadores.

A princípio pode parecer muito legal essa abordagem, uma vez que é de extrema criatividade tomar essa temática para compor uma aula que chame a atenção e leve a uma memorização embasada nas cores. Se somente as cores dos personagens servirem de gatilho para a atenção dos alunos para com a aula de evidências de reação, não há problemas, contudo, se a temática se tornar superior ao fenômeno, a mesma adentra no aspecto de Obstáculo Epistemológico.

Um exemplo se dá com o aquecimento do Sulfato de Cobalto, o qual a se desidratar modifica sua coloração, passando de um vermelho forte para um azul escuro, como pode ser visto na figura abaixo.

Essa é a mesma reação do Galinho do Tempo, o qual indica se a atmosfera está úmida ou muito seca embasando na coloração. Se para o aluno a fenomenologia que envolve um complexo não ficar clara o suficiente, toda a problematização e contextualização foi inútil. Na temática da aula dos Vingadores, pode ocorrer um segundo agravante ainda, o aluno pode crer que com o aquecimento a solução do Homem Aranha se transforma na solução do Capitão América. Por isso, antes de se desenvolver uma aula onde o objetivo seja desenvolver as evidências de reação, existe a imprescindível necessidade de se evirar a possibilidade de contextualizações errôneas e a formação de analogias.

Como um todo para Bachelard, o aprendizado pleno somente ocorre quando o aprendiz consegue vencer todos os Obstáculos Epistemológicos em relação a um conteúdo. 

Para mais detalhes sobre os Obstáculos Epistemológicos deixo a seguir o link para download do  livro de Gaston Bachelard: A Formação do Espírito Científico.

Rápida Biografia de Alfred Nobel

Alfred Nobel nasceu no dia 21 de outubro de 1833 em Estocolmo na Suécia. Entretanto estudou em São Petersburgo na Rússia, se interessando por Química. Por isso resolveu visitar centros de desenvolvimento dessa área da ciência, como França, Estados Unidos e Alemanha. 

Figura 1: Alfred Nobel.

Na França ele conheceu o químico italiano Ascanio Sobrero, o qual havia  descoberto a nitroglicerina. A substância fascinou Nobel devido ao grande potencial da substância na engenharia civil, sendo que durante um período de 10 anos Nobel fez testes com o material, tentando desenvolver um uso seguro para o mesmo. Todavia um acidente em uma explosão levou a óbito seu próprio irmão. 

Figura 2: Ascanio Sobrero, pai da Nitroglicerina.

Dessa forma Alfred Nobel se tornou obstinado a tornar a substância manipulável, descobrindo então que a mesma dissolvida em uma argila a mantinha estável, somente servido acionada com o fornecimento de energia térmica. A esse artefato ele deu o nome de Dinamite, a qual auxiliou e auxilia ainda hoje na construção de túneis e estradas.

Figura 3: Dinamites.

Figura 4: Túnel aberto em meio as rochas de uma encosta.

Entretanto, por não ter herdeiros e ser muito preocupado com o poder destrutivo do material, o qual matou seu próprio irmão, Alfred Nobel deixa em seu testamento indicado que sua fortuna deveria ser utilizada para premiar cientistas que contribuíssem para o desenvolvimento da humanidade.

Figura 5: Prêmio Nobel

Sendo assim, em 1900 foi criada a fundação Nobel em sua memória e que premia anualmente cientistas de diversas áreas. 

O que é e para que serve o PNLD?

Como havia dito anteriormente, eu quero fazer um resumo sobre os livros do PNLD (Programa Nacional do Livro e do Material Didático), mas antes é preciso compreender o que é, por qual motivo e como foi criado o PNLD.

O PNLD se baseia no Decreto 9099 de 18 de Julho de 2017, o qual garante dentro de 3 capítulos todas as atribuições contempladas. No geral, o programa visa distribuir por todo o território nacional livros das disciplinas que enquadram deste o Ensino Fundamental até o Ensino Médio público. Entretanto, existe também a cobertura do programa para instituições filantrópicas e ongs que se vinculam ao governo. Dentre o material didático que o PNLD trabalha, estão enquadrados os livros de todas as disciplinas, além de materiais como os dicionários e softwares educacionais.

O histórico do PNLD é de 1929, sendo que não tinha denominação, sendo que, até 1995 o programa não possuía uma regularidade tanto temporal, organizacional, quanto de séries e disciplinas que poderiam ser contempladas com os livros. Atualmente, o PNLD é o maior sistema de distribuição de algum material pelo Brasil, sendo que supera até mesmo a distribuição de vacinas. Todo o procedimento de logística é encabeçado pelos Correios e cobre mais do que 140 mil escolas por todo o Brasil. Vale ressaltar ainda que o estado de SP recebe os livros, entretanto se utiliza dos chamados "caderninhos", que em teoria auxiliam na contextualização e na construção de aulas por parte dos professores.

O processo de atualização do material didático se dá de forma periódica em ano sim e ano não, sendo que para isso, os livros são analisados por uma junta de especialistas vinculados ao governo, com a finalidade da escolha dos melhores materiais. Para a adição de obras ao PNLD, os autores devem anexar no sistema do MEC o material, para que haja a análise do conteúdo, o qual já é estudado previamente para que uma obra não se destoe bruscamente da outra. 

No que tange as escolas, elas atualmente possuem autonomia para a escolha das obras que serão utilizadas, desde que os professores das disciplinas e o diretor da escola, analisem e indiquem o material que se adeque melhor ao projeto pedagógico da sua instituição de ensino. 

No que se refere ao financiamento de todo os material do PNLD, existe um órgão de fomento competente, denominado FNDE (Fundo Nacional de Desenvolvimentos da Educação), que repassa o dinheiro para a confecção do material, assim como, de sua distribuição.

Nova Proposta: Livros de Química do PNLD.

Tenho notado que um dos posts mais relevantes do blog é a matéria sobre os livros didáticos do curso de Química. Em breve trarei um esquema semelhante para livros de Química do ensino médio e que estão dentro do PNLD.

Para um professor é bastante importante saber qual o livro didático é o melhor para trabalhar. Essa escolha se baseia no estilo do professor e da escola, por isso, conhecer o conteúdo que tem no livro pode melhorar muito a produção de aulas.

Irei fazer uma análise dos livros, não pretendo coloca-los para o download, devido ao fato dos direitos autorais. Entretanto, qualquer professor tem acesso ao livro digital, através de uma chave que o diretor pode pedir no site do MEC.

A princípio o que vale ressaltar sobre esses livros é que eles não são volume único, mas sim, dividido em 3 tomos.

Conhecendo o Hidrogênio

Nesse vídeo eu começo a falar sobre o primeiro elemento da Tabela Periódica dos Elementos, ou seja, vamos falar um pouco sobre o Hidrogênio. O objetivo desse tipo de vídeo e dos vídeos que virão a seguir é o de informar rapidamente sobre características básicas de um determinado elemento, sendo que cada vídeo não deve chegar a 10 minutos de exibição.


Vamos falar do Hidrogênio então!

O Hidrogênio é o elemento mais simples da Tabela Periódica, pois possui um único próton e um único elétron. Ele também é o elemento mais leve dentre todos, pois é constituído por apenas duas partículas.

Devido a essa simplicidade, ele possui características que não se enquadram dentro das famílias da tabela periódica, sendo que ele fica sozinho. Em geral o Hidrogênio se aloca sobre a família dos Metais Alcalinos, entretanto isso só se dá pois todos esses elementos possuem um elétron só na camada de valência, todavia, não são da mesma família.

Vale também ressaltar que o Hidrogênio é o elemento mais abundante do universo e a temperatura ambiente se encontra na forma de gás. Suas características físicas podem ser definidas como as de um gás inodoro, incolor, inflamável e que não se solubiliza na água.

Acredita-se que no Big Bang esse elemento foi o primeiro a surgir e dele vieram muitos outros, através do bombardeamento de raios cósmicos, outras partículas subatômicas e do processo de fusão nuclear com outros núcleos.

Vamos entender como a pós-graduação usa a verba pública?

Mais uma vez faço uma postagem referente ao alarmante momento que a ciência brasileira passa. No caso, temos um vídeo onde existe a opinião de duas pessoas vinculadas ao meio acadêmico, no caso o meu amigo Kalil Bernardino, que é pós-doutorando na USP da cidade de São Paulo e a minha opinião, que sou doutorando da USP da cidade de São Carlos.

O vídeo é um podcast no início, mas a partir dos 9:48 minutos eu adicionei na integra o vídeo explicativo do Kalil, tendo como objetivo esclarecer, principalmente para a população que não se encontra no meio acadêmico como as coisas funcionam.

É muito importante se informar de como é a burocracia científica, para que todos comecemos a dar mais valor ao esforço gigantesco que nossos pesquisadores fazem com tão pouca verba.