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INSTITUTO SUPERIOR DE TEOLOGIA APLICADA PRODIRETORIA DE INOVAÇÃO PEDAGÓGICA INTRODUÇÃO AO LABORATORIO DE QUÍMICA Prof.ª Me. Nairley Cardoso Sá Firmino Prof.º Dr. João Garcia Alves Filho Prof.ª Drª. Magda Elisa Turini da Cunha SOBRAL – CE 2016 Apresentação Um laboratório é um local planejado com a finalidade de realizar experimentos. Com o intuito de que as atividades laboratoriais ocorram de forma segura, faz-se necessário certificar-se de que há a presença de um profissional especializado e que as medidas de biossegurança são empregadas. O laboratório possui instrumentos e equipamentos próprios e incomuns a outros ambientes, por isso, o conhecimento introdutório acerca do uso destes aparelhos e vidrarias tem relevância. Dessa forma, o Curso de Introdução ao Laboratório de Química oferece uma estratégia, através de uma ambiente virtual, de aproximação entre estudantes e o laboratório de Química, contemplando tanto a visualização e navegação no próprio laboratório, quanto a possibilidade de contato com os instrumentos e equipamentos. Acredita-se que a realização do curso facilitará o desenvolvimento de aulas práticas, proporcionando inclusive o aprofundamento dos experimentos realizados pelos docentes, visto que já existirá familiaridade do estudante com o ambiente em questão. Objetivos Proporcionar uma ferramenta pedagógica inovadora para professores que necessitam utilizar o laboratório de Química. Facilitar o desenvolvimento de aulas práticas através da familiarização dos estudantes com o ambiente laboratorial. Disponibilizar material didático, sobre instrumentos e equipamentos de laboratórios de Química, para professores e estudantes. O MÉTODO CIENTÍFICO O Método Indutivo Também chamado de indução, é um raciocínio baseado em uma generalização a partir de um certo número de observações. A ideia de que a natureza possui padrões que se repetem talvez tenha surgido quando o homem pré-histórico observava que o Sol nascia todos os dias no mesmo lugar do horizonte. Ex.: Abri um abacate e encontrei um caroço, Abri o segundo abacate e encontrei outro caroço, Abri o décimo abacate e adivinha? Outro caroço. Logo, todos os abacates devem ter caroço! Percebe-se que o método indutivo é bastante simples e tem sido bastante aplicado nas ciências da natureza. Matthias Schleiden e Theodor Schwann, ao observarem plantas e animais ao microscópio e perceberam sua constituição celular, afirmaram que todos os seres vivos são formados por células. James Sumner, ao descobrir a natureza proteica da enzima urease, postulou que todas as enzimas são proteínas (mas nem todas as proteínas são enzimas). Obviamente nem tudo na natureza possui um padrão tão uniforme e universal. É preciso um grande número de observações para se fazer uma generalização e mesmo assim, admitir que nem sempre acertamos. Podemos afirmar que o Sol continua nascendo no Leste, mas quanto as enzimas de Sumner, já encontraram um grupo de moléculas de RNA com função catalítica, ou seja, nem todas as enzimas são proteínas como se pensava. RECOMENDAÇÕES BÁSICAS PARA QUEM ESTÁ INICIANDO AS ATIVIDADES NO LABORATORIO DE QUÍMICA Primeiramente é importante saber que o laboratório (utilizado em aulas práticas) é um ambiente de aprendizagem, portanto, é pedagogicamente natural que ocorram erros durante algumas atividades. No entanto, é mais importante ainda saber que o laboratório de Química é também um ambiente que possui reagentes e equipamentos que podem colocar a saúde e segurança em risco. Sendo assim, alguns cuidados precisam ser tomados para evitar que pequenos erros possam se tornar graves acidentes. Um estudante sensato irá sempre perguntar ao professor, tutor ou técnico caso tenha dúvidas sobre a correta utilização de um equipamento ou vidraria (não conhece o equipamento? Então não mexa!). Todas as aulas práticas devem ser acompanhadas de um roteiro do experimento explicando o passo-a-passo da aula e ela será executada sob orientação do professor/tutor. É natural que o estudante, movido pela curiosidade de um cientista nato, se pergunte: - E o que acontece se eu colocar o ácido primeiro e a água depois? - O que acontece se eu apertar esse botão? Por questão de segurança, pergunte ao professor, antes de testar sua brilhante ideia. Se não houver riscos, o professor irá autorizar (“experimente isso e veja o que acontece”). Ficar restrito as tarefas do protocolo e perguntar sempre ao professor em caso de dúvida pode parecer chato, mas é a melhor forma de evitar acidentes. Outro fator que contribui de forma significativa para acidentes em laboratório está no comportamento de alunos distraídos em conversas. Durante a execução do roteiro de prática, muitas vezes existem etapas em que é necessário esperar (incubação, centrifugação, etc.). Instantaneamente, vem a ideia de passar esse tempo conversando com os colegas, afinal você concluiu uma etapa e não há nada a ser feito. Porém, em muitos casos existem outras equipes em etapas diferentes, manipulando suas amostras enquanto algum equipamento está ocupado. O nível de barulho e o grau de dispersão podem fazer com que alguns movimentos involuntários derrubem acidentalmente alguma vidraria da bancada. O barulho de vidro se quebrando causa um silêncio profundo no laboratório. O que deu errado? Exatamente o segundo que antecede o acidente (barulho e dispersão). É preciso cuidar para que, mesmo em etapas de ociosidade se mantenha o silêncio e concentração durante as atividades. Uma vez adotando esses cuidados (juntamente com uma enorme lista de recomendações de Biossegurança e ficando atento as orientações do professor) não há com o que se preocupar com as atividades de laboratório quanto a segurança de todos os estudantes. Contudo, esse é apenas o primeiro passo. SELEÇÃO E MANUSEIO DE REAGENTES E PRODUTOS QUÍMICOS Classificação dos Produtos Químicos Grau do Reagente Os produtos químicos de grau reagente estão de acordo com os padrões mínimos estabelecidos pelo Comitê de Reagentes Químicos da American Chemical Society (ACS) e são utilizados onde for possível no trabalho analítico. Alguns fornecedores rotulam seus produtos com os limites máximos de impureza permitidos pelas especificações da ACS; outros mostram nos rótulos as concentrações verdadeiras para as várias impurezas. Grau-Padrão Primário Os reagentes com grau padrão primário foram cuidadosamente analisados pelo fornecedor e a dosagem está impressa no rótulo do frasco. O Instituto Nacional de Padrões e Tecnologia dos Estados Unidos (National Institute of Standards and Technology - NIST) é uma fonte excelente de padrões primários. Reagentes Químicos para Uso Especial Os produtos químicos que tenham sido preparados para uma aplicação específica também estão disponíveis. Entre eles estão incluídos os solventes para espectrofotometria e para cromatografia líquida de alta eficiência. As informações pertinentes ao uso pretendido são fornecidas juntamente com esses reagentes. SINALIZAÇÃO DE SEGURANÇA Determina as cores na segurança do trabalho como forma de prevenção evitando a distração, confusão e fadiga do trabalhador, bem como cuidados especiais quanto a produtos e locais perigosos. É usado para distinguir equipamentos de proteção e combate à incêndio; Canalizações. É usado para indicar gases não liquefeitos. Ex: nitrogênio. Empregado em passarelas e corredores de circulação, por meio de faixa, áreas destinadas à armazenagem,etc. Indica as canalizações de inflamáveis e combustíveis de alta viscosidade. Ex.: óleo lubrificante. Empregado em canalizações de gás combustível, para indicar cuidado. Caracteriza segurança. Identifica canalizações de água, chuveiros de emergência, armários de EPI, etc. Identifica canalizações de ácidos, parte móveis de máquinas e equipamentos, etc. Identifica canalizações em vácuo. RISCOS EM LABORATÓRIOS O trabalho em laboratórios expõe as pessoas a riscos comuns a outros grupos profissionais e riscos específicos da sua atividade. Estes riscos são classificados em cinco grupos principais: Risco de Acidente É o risco de ocorrência de um evento negativo e indesejado do qual resulta uma lesão pessoal ou dano material. Em laboratórios os acidentes mais comuns são as queimaduras, cortes e perfurações. Risco Ergonômico Considera-se risco ergonômico qualquer fator que possa interferir nas características psicofisiológicas do trabalhador, causando desconforto ou afetando sua saúde. Pode-se citar como exemplos o levantamento e transporte manual de peso, os movimentos repetitivos, a postura inadequada de trabalho, que podem resultar em LER – Lesões por Esforços Repetitivos, ou DORT – Doenças Osteomusculares Relacionadas ao Trabalho. O ritmo excessivo de trabalho, a monotonia, longos períodos de atenção sustentada, ambiente não compatível com a necessidade de concentração, pausas insuficientes para descanso intra e inter-jornadas, assim como problemas de relações interpessoais no trabalho também apresentam riscos psicofisiológicas para o trabalhador. Risco Físico Está relacionado às diversas formas de energia, como pressões anormais, temperaturas extremas, ruído, vibrações, radiações ionizantes (Raio X, Iodo 125, Carbono 14), ultrassom, radiações não ionizantes (luz infravermelha, luz ultravioleta, laser, micro-ondas), a que podem estar expostos os trabalhadores. Risco Químico Refere-se à exposição a agentes ou substâncias químicas na forma líquida, gasosa ou como partículas e poeiras minerais e vegetais, presentes nos ambientes ou processos de trabalho, que possam penetrar no organismo pela via respiratória, ou possam ter contato ou ser absorvidos pelo organismo através da pele ou por ingestão, como solventes, medicamentos, produtos químicos utilizados para limpeza e desinfecção, corantes, entre outros. Risco Biológico Está associado ao manuseio ou contato com materiais biológicos e/ou animais infectados com agentes biológicos que possuam a capacidade de produzir efeitos nocivos sobre os seres humanos, animais e meio ambiente. Em relação à biossegurança, os agentes biológicos são classificados de acordo com o risco que eles apresentam. LAVAGEM DAS MÃOS O ato de lavar as mãos com água e sabão, através de técnica adequada, objetiva remover mecanicamente a sujidade e a maioria da flora transitória da pele. Quando lavar as mãos a) ao iniciar o trabalho; b) sempre depois de ir ao banheiro; c) antes e após o uso de luvas; d) antes de beber e comer; e) após a manipulação de material biológico e químico; f) ao final das atividades, antes de deixar o laboratório. Regras básicas a) antes de lavar as mãos, retirar anéis e pulseiras; b) quando houver lesões nas mãos e antebraços, protegê-las com pequenos curativos antes de calçar as luvas. Sequência da lavagem das mãos SÍMBOLOS DE SEGURANÇA Um laboratório químico é um ambiente potencialmente perigoso para quem não sabe interpretar os símbolos de alerta presentes em frascos de reagentes. A maioria dos acidentes é proveniente do desconhecimento das regras básicas, saiba agora como interpretar os avisos de alerta mais comuns em ambientes químicos. Inflamável: Este é o símbolo indicativo de produto inflamável, quando visualizá-lo em um frasco de reagente, tome cuidado para não expor o produto perto de chamas ou de lugares quentes (abafados). Símbolo da radioatividade: identifica os produtos químicos radioativos, estes são perigosos em contato com a pele, para manuseá-los é preciso um intenso cuidado (luvas e macacão de segurança). Líquido corrosivo: símbolo presente em frascos de ácidos fortes (como ácido sulfúrico, ácido clorídrico, etc.). Tome cuidado para que o ácido não respingue em você, o contato com a pele causa sérias queimaduras. Possibilidade de choque elétrico: o local marcado com este aviso é perigoso por conter eletricidade exposta, se não tomar cuidado o choque elétrico pode ser inevitável. Risco biológico: Este símbolo representa o cuidado com a natureza, indica que o produto em questão é prejudicial ao meio ambiente. A partir da conscientização, cabe a nós a tarefa de respeitar ou não a fauna e a flora. O correto é não descartar produtos que contenham este símbolo no ralo da pia, reserve um frasco coletor específico para os dejetos e entregue aos responsáveis pelo descarte. Risco de explosão: representa o risco de o material se projetar (causar explosão). Indica um cuidado minucioso no transporte e manuseio. Substância venenosa: símbolo de alerta para o não contato com a pele. Indica também que o produto pode causar a morte se for inalado ou ingerido. Uso obrigatório de luvas: Quando for trabalhar com produtos corrosivos, como ácidos, por exemplo, o uso de luvas passa a ser obrigatório. Esse equipamento de segurança ainda protege suas mãos do contato com objetos quentes e vidros quebrados. Lave as mãos: Este símbolo traduz a necessidade de lavagem das mãos durante o experimento. Não toque nos olhos, boca e nariz enquanto estiver manuseando produtos químicos. ROTEIROS, PROTOCOLOS e RELATÓRIOS Alguns alunos dizem que a pior parte de uma aula prática é ter que escrever um relatório. Realmente parece ser difícil quando, após ter se passado um mês da prática, o aluno tenta relembrar o que escreveu em seus rabiscos e anotações, e se perguntando qual a finalidade disso tudo. Caso tenha esse sentimento de inutilidade (tanto em aula teórica quanto prática), vale a pena perguntar ao professor as aplicações dos conhecimentos trabalhados no seu crescimento como profissional. Quanto ao relatório de laboratório, considere uma oportunidade para ter um registro de algo que você já aprendeu e certamente esquecerá de detalhes com o passar do tempo. Esse registro permite que você seja capaz de executar novamente esta atividade, bem como pode ser útil para seus colegas no futuro. De fato, não haveria progresso em ciência se os pesquisadores não tivessem anotações cuidadosas de seus experimentos! O roteiro de experimento não deve substituir o protocolo de laboratório. O roteiro é uma metodologia genérica, um guia. Por outro lado, um protocolo é um diário de bordo, anotações cuidadosas do que aconteceu durante a execução do experimento. Essas anotações podem ser úteis para desvendar possíveis erros metodológicos bem como um registro das particularidades de cada experimento e seus resultados. Um protocolo deve ser patrimônio do laboratório (o aluno levaria apenas uma cópia dos dados para casa), e seria acessível a todos os alunos e pesquisadores deste laboratório que estejam interessados em realizar ou reproduzir determinada metodologia já estabelecida. Sendo assim, um protocolo de laboratório deve ser escrito de forma sistemática (identificação, experimento, objetivos, método, resultados) e de fácil compreensão para todos. O relatório deve conter as seguintes partes: introdução, desenvolvimento e conclusão. O relato por escrito, de forma ordenada e minuciosa daquilo que se observou no laboratório durante o experimento é denominado relatório. Aconselha-se compô-lo de forma a conter os seguintes tópicos: TÍTULO: uma frase sucinta, indicando a idéia principal do experimento.RESUMO: um texto de cinco linhas, no máximo, resumindo o experimento efetuado, os resultados obtidos e as conclusões a que se chegou. INTRODUÇÃO: um texto, apresentando a relevância do experimento, um resumo da teoria em que ele se baseia e os objetivos a que se pretende chegar. PARTE EXPERIMENTAL: um texto, descrevendo a metodologia empregada para a realização do experimento. Geralmente é subdividido em duas partes: Materiais e Reagentes: um texto, apresentando a lista de materiais e reagentes utilizados no experimento, especificando o fabricante e o modelo de cada equipamento, assim como a procedência e o grau de pureza dos reagentes utilizados; Procedimento: um texto, descrevendo de forma detalhada e ordenada as etapas necessárias à realização do experimento. RESULTADOS E DISCUSSÃO: um texto, apresentando resultados na forma de dados coletados em laboratório e outros resultados, que possam ser calculados a partir dos dados. Todos os resultados devem ser apresentados na forma de tabelas, gráficos, esquemas, diagramas, imagens fotográficas ou outras figuras. A seguir, apresenta-se uma discussão concisa e objetiva dos resultados, a partir das teorias e conhecimentos científicos prévios sobre o assunto, de modo a se chegar a conclusões. CONCLUSÃO: um texto, apresentando uma síntese sobre as conclusões alcançadas. Enumeram-se os resultados mais significativos do trabalho. Não se deve apresentar nenhuma conclusão que não seja fruto da discussão. REFERÊNCIAS: Livros, artigos científicos e documentos citados no relatório devem ser indicados a cada vez que forem utilizados. Recomenda-se a formatação das referências segundo norma da Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT). RECONHECENDO AS PRINCIPAIS VIDRARIAS As vidrarias são elementos essenciais e típicos de laboratórios. É comum, quando não se tem o hábito contínuo de utilização, esquecer os nomes das vidrarias de laboratório. Afinal essas vidrarias não fazem parte do dia-a-dia. Não são raras as vezes que um aluno prefere parar o que está fazendo para pegar uma vidraria, do que pedir a um colega por não lembrar o nome. Existem outros casos em que os alunos preferem batizar as vidrarias de “copinho” ou “medidor” quando poderia chamar de Becker de 100 mL ou Proveta de 250 mL. A segunda forma de chamar as coisas é bem mais específica e o seu colega ou professor não irá trazer uma vidraria errada. O convívio no ambiente laboratorial requer esse conhecimento. Mais do que isso, é importante saber para que serve cada vidraria e em que situação ela é mais indicada para uso. Segue abaixo uma pequena lista de vidrarias utilizada em laboratório de Química.
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