Estratégias práticas para o ensino de polímeros

Antes de conhecer as estratégias práticas para o ensino de polímeros que este texto propõe, é importante relembrar alguns princípios básicos sobre essa importante classe de materiais para o ser humano.

Os polímeros são macromoléculas formadas a partir da união de vários monômeros. Veja um exemplo de fórmula estrutural do polímero polietileno:

Fórmula estrutural do polietileno

Como é possível perceber, a fórmula estrutural do polietileno apresenta a união de monômeros de etileno. Para isso, a ligação pi existente no monômero etileno foi rompida, como na demonstração a seguir:

Equação da formação do polímero polietileno

De uma forma geral, os polímeros são classificados em naturais e sintéticos. Veja exemplos:

a) Naturais:

• Lipídios;

• Carboidratos;

• Proteínas.

b) Sintéticos

• Polietileno;

• Cloreto de polivinila;

• Polipropileno;

• Teflon;

• Poliacetato de vinila;

• Poliacrilnitrila;

• Poliestireno;

• Kevlar;

• Baquelite;

• Buna-n e buna-s.

Estratégias práticas para o ensino de Polímeros

O objetivo deste texto é propor ao educador algumas estratégias práticas para o ensino de polímeros para que o estudante seja capaz de compreender de forma prática as características desses materiais.

Neste texto, propomos a identificação de um polímero natural e a utilização de um polímero sintético para produzir uma “geleca”. Educador, antes de iniciar a atividade prática, é fundamental trabalhar os conceitos de polímeros sintéticos e naturais com os estudantes.

1) Identificação de um polímero natural

O polímero natural a ser identificado é o carboidrato amido, o qual é formado por monossacarídeos chamados de glicose. Para realizar a identificação, vamos utilizar os seguintes materiais:

• Estante para tubo de ensaio;

• 6 tubos de ensaio;

• Solução de iodo;

• Pedaços de pão;

• Macarrão em pedaços bem pequenos;

• Pedaços de batata;

• Pedaços pequenos de maçã;

• Pedaços pequenos de abacaxi;

• Pedaços pequenos de pera;

Para realizar o experimento, basta seguir o procedimento:

• Colocar os pedaços de cada um dos alimentos em tubos de ensaio diferentes;

• Em seguida, gotejar, por meio de um conta-gotas (pelo menos seis gotas), a solução de iodo sobre cada tipo de alimento;

• Observar o que acontece.

A explicação sobre o experimento é um pouco complexa, mas muito importante. O amido é formado por dois polímeros diferentes, a amilose e a amilopectina. Ambas sofrem uma reação de complexação com o iodo, o que resulta na mudança de coloração:

• Amilose com iodo = complexo azul

Fórmula estrutural da amilose

• Amilopectina com iodo = complexo vermelho

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Fórmula estrutural da amilopectina

Assim, quando gotejamos iodo sobre um alimento e a cor resultante é roxa, isso indica a presença da mistura amilose e amilopectina, já que a combinação das cores azul e vermelho resulta na cor roxa.

2) Produção de geleca a partir de um polímero sintético

O polímero sintético a ser utilizado é um plástico (PVA) denominado de acetato de polivinila. Ele é muito utilizado na produção de colas brancas e isopor. Para desenvolver a “geleca”, os materiais necessários são:

• Água boricada (encontrada em farmácia);

• Cola de isopor;

• Bicarbonato de sódio;

• Corante alimentício.

O procedimento a ser seguido para a produção do plástico é bem simples:

• Colocar o bicarbonato em um recipiente, como um cadinho ou copo descartável, para facilitar a sua retirada;

• Colocar 50 mL de água boricada em um béquer;

• Adicionar bicarbonato de sódio na água boricada contida no béquer e misturar bastante. Essa adição e mistura de bicarbonato de sódio deve ser feita até que não sejam produzidas bolhas na água boricada;

• Adicionar todo o conteúdo de um tubo de cola de isopor no béquer com a água boricada e o bicarbonato de sódio;

• Adicionar algumas gotas do corante alimentício para dar cor ao material produzido;

• Mexer bastante com o auxílio de uma colher ou baqueta.

Conclusão e explicação

Quando misturamos bicarbonato de sódio com a água boricada, ocorre a seguinte reação química:

H₃BO₃ + NaHCO₃ → Na₃BO₃ + H₂CO₃

Na reação, foram formados borato de sódio (Na₃BO₃) e o ácido carbônico, que é instável e decompõe-se em água e CO₂. Por isso, vemos a formação de bolhas na água do béquer. A presença do borato de sódio é fundamental porque ele reagirá com a cola de isopor, que apresenta o polímero acetato de polivinila, cuja estrutura é:

Fórmula estrutural do acetato de polivinila

Quando o borato de sódio está presente na mesma solução que o acetato de polivinila, são originadas cadeias tridimensionais que interagem com as moléculas de água e resultam em um gel. Nesse gel, temos um cruzamento entre as cadeias do polímero acetato de polivinila. O borato de sódio dá origem a pontes que unem as cadeias do acetato de polivinila, formando uma rede entre elas, o que resulta em um material extremamente viscoso e distensível. Quanto maior a quantidade de borato, mais redes formam-se e a estrutura passa a se tornar cada vez mais rígida.

Por Me. Diogo Lopes Dias