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CENTRO UNIVERSITÁRIO SALESIANO AIMÊE CRISLEY GUERRA TOME FARMÁCIA, 1° PERÍODO CIÊNCIAS QUÍMICAS VITÓRIA 2020 AIMÊE CRISLEY GUERRA TOME CIÊNCIAS QUÍMICAS Portfólio apresentado ao Centro Universitário Salesiano, como requisito obrigatório para conclusão do desafio “Elaborar Protocolos Experimentais para Prática em Laboratório de Química”. Orientadores: Eclair Venturini Filho e Heloisa Pinto Dias VITÓRIA 2020 RESUMO O presente portfólio apresenta a abordagem de alguns aspectos fundamentais da ciência química como ferramentas úteis para elaboração de protocolos experimentais para prática em laboratório de química a fim de treinar e capacitar os alunos, no sentido de minimizar e/ou solucionar problemas gerados no decorrer da execução do protocolo. Constituído pela confecção de um relatório de aula pratica, com ênfase na importância de tal pratica, uso de EPIs, vidrarias, equipamentos, materiais, medidas de massa, volume e temperatura; elaboração de um guia de classificação de compostos inorgânicos e orgânicos abordando a importância da classificação dos compostos, propriedades físicas e químicas, perigos no manuseio e a confecção de um folder informativo de uma biomolécula em especial o etanol. Sumário 1. INTRODUÇÃO ................................................................................................................... 3 2. REFENCIAL TEÓRICO...................................................................................................... 4 2.1 SUBPRODUTO 1 ......................................................................................................... 4 2.2 SUBPPRODUTO 2 ....................................................................................................... 4 2.3 SUBPRODUTO 3 ......................................................................................................... 5 3. OBJETIVO ......................................................................................................................... 6 3.1 SUBPRODUTO 1 ......................................................................................................... 6 3.2 SUBPRODUTO 2 ......................................................................................................... 6 3.3 SUBPRODUTO 3 ......................................................................................................... 6 4 METODOLOGIA ................................................................................................................. 7 4.1 RELATÓRIO DE AULA PRÁTICA ................................................................................ 7 4.1.1 Materiais utilizados .............................................................................................. 10 4.2 GUIA DE CLASSIFICAÇÃO DE COMPOSTOS ORGÂNICOS E INORGÂNICOS ..... 10 4.3 FOLDER BIOMOLECULA .......................................................................................... 10 5 RESULTADOS E DISCUSSÃO ........................................................................................ 11 5.1 SUBPRODUTO 1 ....................................................................................................... 11 5.2 SUBPRODUTO 2 ....................................................................................................... 12 5.3 SUBPRODUTO 3 ....................................................................................................... 15 6. CONSIDERAÇÕES FINAIS ............................................................................................. 17 REFERÊNCIAS ................................................................................................................... 18 3 1. INTRODUÇÃO A pesquisa química com objetivo de desenvolvimento de fármacos para a tentativa de solucionar diversas patologias e atender a população, indiferente da classe social, se mostra de inteira importância para a saúde pública do nosso país. Sendo esse ramo da pesquisa muito questionado e direcionado de acordo com os investimentos, portanto: “Os cruzamentos entre a história social — saúde pública, práticas terapêuticas e a formação da elite científica nacional pelas instituições públicas de pesquisa científica e de produção de imunológicos — e a história econômica — a formação da indústria farmacêutica privada, origem dos empresários e dos técnicos e do desenvolvimento científico e tecnológico... Em consequência, adota-se como perspectiva interpretativa que a política de saúde pública, num sentido amplo, envolvendo a constituição de diversas instituições, acabou por provocar o surgimento, no âmbito econômico, de empresas privadas de produção de medicamentos e imunológicos para atender as novas demandas exigidas pelas práticas terapêuticas de preservação das condições de saúde da população.” (Ribeiro, 2001) Sabe-se que a química tem uma grande abrangência no campo farmacêutico, sendo indispensável para seus estudos e inovações. Mesmo que seja uma ciência auxiliadora, temos uma grande dependência das suas fundamentações e produções de fármacos. Entendemos que: “A química medicinal, de reconhecido papel central no processo de P&D de fármacos, caracteriza-se por seu relevante caráter multidisciplinar, abrangendo diversas especialidades, tais como química orgânica, bioquímica, farmacologia, informática, biologia molecular e estrutural, entre outras... Assim, fica claro o estabelecimento de interfaces fundamentais entre as ciências químicas, biológicas, farmacêuticas, médicas, físicas e computacionais.” (Guido, Andricopulo e Oliva, 2010). A química também está diretamente relacionada a saúde pública da população, tendo em vista que a falta de conhecimento faz com que as pessoas cometam erros que colocam suas vidas em riscos, o folder que será apresentado nesse trabalho tem como objetivo desmistificar o censo comum e mostrar de forma clara e objetiva qual a função do etanol, cada aluno mostrará um elemento, formando um acervo muito interessante para informação social. “Sendo assim, o Ensino de Química tem papel indispensável em problemas de ordem social, um exemplo deles é a automedicação que 4 segundo a ANVISA (Agência Nacional de 14 vigilância sanitária) é a utilização de medicamentos por conta própria ou por indicação de pessoas não habilitadas, para tratamento de doenças cujos sintomas são “percebidos” pelo usuário, sem a avaliação prévia de um profissional de saúde (médico ou odontólogo). ” (Lima, 2017) O curso de farmácia é indispensável para a sociedade, pois é o acesso da população aos diversos medicamentos, que mesmo sendo receitados e orientados pelos médicos, gera dúvidas aos pacientes. Portanto o profissional dessa área precisa ter a cautela de orientar as pessoas dentro do permitido, jamais substituindo os médicos, mas sim auxiliando a população a se medicarem corretamente e com os devidos cuidados, acreditando assim que o curso de farmácia forma profissionais para contribuem com a saúde pública e fazer parte dela como elemento agregador. 2. REFENCIAL TEÓRICO 2.1 SUBPRODUTO 1 Nesse subproduto foi criado um relatório das experiências realizadas com os compostos químicos em laboratório, com objetivo de ensino aprendizagem dos alunos, aprendendo os passos fundamentais para executar cada etapa do ensaio químico, realizando a forma mais correta possível da medição das amostragens, ciente que essa prática ainda é realizada de forma incorreta, sendo que: “O uso de medidas de massas está presentes no dia a dia de todos, porém a forma com que algumas pessoas compreendem seus resultados não possui uma coerência com a norma culta ou proximidade com a precisão e exatidão das medidas mostradaspelas balanças. A menção da palavra balança aponta dois fatores: massa e peso. Onde equivocadamente algumas pessoas usam esses termos de forma igualitária. É sabido e cientificamente comprovado, que a massa é a propriedade específica de um corpo, ou seja, não sofre variação pela sua localização espacial. Já o peso é o representante da física newtoniana que depende da força da gravidade e da massa do corpo, assim, podendo sofrer variação pelas forças físicas ao seu redor, como atmosfera e campo elétrico por exemplo.” (Agostinho e Costa) 2.2 SUBPPRODUTO 2 No subproduto foram realizados diversos testes de cada composto químico que será exposto no decorrer desse trabalho, a voltametria não foi realizado nos testes, entretanto deve-se destacar sua importância nas amostragens de trabalhos desse nível. Portanto: 5 “O emprego de quaisquer técnicas voltamétricas possibilita que informações sobre a concentração e a identidade de compostos orgânicos e inorgânicos possam ser obtidas a partir da variação sistemática do potencial elétrico do eletrodo de trabalho, que promove o surgimento de uma resposta de corrente em função do potencial aplicado.” (Souza, Melo, Correia, Lima- Neto, Fatibello-Filho e Mascaro, 2011) Podem-se encontrar compostos híbridos orgânicos e inorgânicos, entretanto nesse trabalho não foi observado nenhum composto com essas características, mas vale a atenção por possíveis compostos existentes em novas análises com combinações que podem dar origem a um único material, pois entendemos que: “Materiais híbridos orgânico-inorgânicos são constituídos pela combinação dos componentes orgânicos e inorgânicos que, normalmente, apresentam propriedades complementares, dando origem a um único material com propriedades diferenciadas daquelas que lhe deram origem. Esses materiais são homogêneos, devido à mistura dos componentes em nível molecular, usualmente em escala de nanômetro a sub-micrômetro 4 . Embora tais materiais sejam macroscopicamente homogêneos, suas propriedades refletem a natureza química dos blocos pelos quais foram formados.” (José e Prado, 2005) 2.3 SUBPRODUTO 3 Sabe-se que o álcool foi visto por muitos anos apenas como combustível, principalmente no período da crise do petróleo (1970) onde se tornou uma saída eficaz na época, porém existem diversas outras finalidades para seu uso, assim: “... as atenções voltadas para o etanol não estão mais restritas ao etanol combustível, mas incorporam o etanol grau químico, fonte de matérias-primas (químicas) utilizadas em diversos setores da indústria de transformação. A alcoolquímica é o segmento da indústria química que utiliza o álcool etílico como matéria-prima para fabricação de diversos produtos químicos. Com efeito, boa parte dos produtos químicos derivados do petróleo pode ser obtida também do etanol, em particular o eteno, matéria-prima para resinas, além de produtos hoje importados derivados do etanol, como os acetatos e o éter etílico.” (BASTOS, 2007) A produção de etanol também está direcionada a poluição ambiental, já que não se trata de um combustível fóssil, ele tem uma ótima aceitação como ferramenta para minimizar os impactos ambientais e como consequência gera mais incentivos públicos e privados para sua produção, o Brasil sendo um pioneiro em produção de etanol é muito interessante para a disponibilização dele como matéria prima na indústria química, pois: “Desde o ano de 2006, o Brasil é autossuficiente no abastecimento de petróleo, o que significa que a nova euforia para a ampliação da produção 6 de biocombustíveis é atribuída à discussão internacional sobre a mudança do clima e às tentativas do aumento da produção de energias renováveis com consequente diminuição de emissão de CO2, visando naturalmente à enorme subida do preço da energia fóssil - o petróleo. O Brasil apresenta condições naturais extremamente favoráveis para a produção de biocombustíveis, potencial que certamente será útil para firmar seu lugar como futuro líder do etanol no mercado internacional.” (Kohlhepp, 2010) Existem diversos estudos promissores na área da produção de etanol, desde seu plantio até a transformação química de matérias primas, tendo a ideia que esse produto possui diversos usos, não só como combustível como já citado anteriormente. A melhor gestão de produção, transformação e utilização pode gerar maiores resultados, portanto alguns: “Especialistas vêm, entretanto, nestas últimas duas ou três décadas, tentando desenvolver uma série de tecnologias denominadas “hidrólise”, que permitam converter a fibra (materiais ligno-celulósicos) em etanol. Essas tecnologias permitiriam aumentar, em princípio, a produção de etanol de cana, com a mesma área plantada, em 200%, devido ao aproveitamento do bagaço e da palha. Também, em princípio, seria possível aproveitar qualquer cultura ou rejeito vegetal. Os EUA têm um projeto que pretende substituir 30% de seu consumo de gasolina por etanol derivado da hidrólise de refugo vegetal e florestal, que, atualmente, são dispostos como lixo.” (Leite e Cortez, 2008) 3. OBJETIVO 3.1 SUBPRODUTO 1 O subproduto 1 tem como objetivo a produção de um relatório de aula pratica em laboratório que terá os procedimentos executados de acordo com o estabelecido pelos professores. Vale ressaltar que o relatório tem função de exercitar a pratica laboratorial com cunho de aprendizagem, sendo ele elemento de nota parcial da disciplina. 3.2 SUBPRODUTO 2 O subproduto 2 tem como objetivo a confecção de um guia de compostos orgânicos e inorgânicos que terá a classificação, estrutura química e propriedades dos elementos. Sendo um instrumento para futuras consultas, também é um elemento de nota parcial da disciplina. 3.3 SUBPRODUTO 3 7 O subproduto 3 tem como objetivo a confecção de um folder com especificações da molécula de etanol e a produção de um vídeo explicativo, onde a intenção é aprofundar os conhecimentos em biomoléculas e a interação entre alunos de diferentes especialidades através do acompanhamento de uma molécula. Esse subproduto também é um elemento de nota parcial da disciplina. 4 METODOLOGIA 4.1 RELATÓRIO DE AULA PRÁTICA Para realização do subproduto 1 foram realizados experimentos no laboratório de bioquímica do Centro Universitário Salesiano (Unisales), no turno noturno, de medidas de massa, volume e de precisão de cada vidraria. Foi realizada a divisão do grupo, três alunas fizeram a pesagem de três amostras na balança analítica, sendo eles: açúcar, sal e amido de milho, com objetivo pesar 2,0000 g (2 gramas) de cada sólido. Figura 1 – Balança Analítica - Amido de Milho 8 Enquanto isso, outras duas integrantes do grupo mediram 50 ml de água destilada em um béquer e transferiram para o erlenmeyer, verificaram o erro na escala e em seguida transferiram para a proveta graduada, analisando a precisão das vidrarias. Figura 2 – Vidrarias em ordem de precisão 9 Na segunda fase do experimento mediu-se 50 ml de água destilada na proveta graduada e transferindo-a para o béquer, observaram o erro na escala e transferindo-a para o erlenmeyer analisaram a precisão das vidrarias. Figura 3- Vidrarias em ordem de precisão No passo seguinte mediu-se 25 ml de água usando a pipeta volumétrica e transferiu- a para proveta com intuito de analisar a precisão das escalas. Com auxilio de uma pipeta graduada mediu-se 7 volumes diferentes e as soluções foram transferidas para tubos de ensaio, todas as integrantes do grupo participaram e o processo foi repetido duas vezes para melhor entendimento e treinamento. Encheu-se uma bureta com água destilada, conferindo o menisco, transferiu-se o liquido para o Erlenmeyer comparou-se a precisão. Encheu-se novamente a bureta alcançando o menisco, efetuou-seo escoamento gota a gota de 50 ml até 25 ml. Por fim, foi feito o experimento no bico de Bunsen; adicionou-se 100 ml de água destilada no béquer, usando uma tela de amianto sobre o pico de Bunsen na chama mais forte, levou-se a fervura a água e tempo e temperatura para tal. No tubo de ensaio foi adicionado 4 ml de água ,com auxilio de uma pinça de madeira foi 10 inclinado para a parede com ângulo de cerca de 45º sobre o bico de Bunsen na chama média. 4.1.1 Materiais utilizados Balança Analítica Béquer Erlenmeyer Proveta Graduada Pipeta Volumétrica Tubos de Ensaio Pêra Vidro de relógio Termômetro 4.2 GUIA DE CLASSIFICAÇÃO DE COMPOSTOS ORGÂNICOS E INORGÂNICOS Essa etapa do desafio iniciou-se com a entrega dos compostos de cada grupo, prosseguiu-se então com a divisão dos compostos e das atividades a serem executadas por cada integrante. Para confecção foi utilizada uma plataforma online chamada CANVAS, para esquematizar as informações dos compostos: H3PO4; Mg(OH)2; CaO; BaS; 3- metilpent-1-ino; Eugenol, foi utilizado uma imagem e uma estrutura como base para apresentar a classificação, fórmula, nomenclatura, propriedades dos compostos supracitados. 4.3 FOLDER BIOMOLECULA Para desenvolvimento do subproduto 3, fez-se uma pesquisa dos aspectos referentes as propriedades, estrutura, aplicação e processo de fabricação da biomolécula etanol (C2H5OH). A partir das informações coletadas usou-se a ferramenta CANVAS para confecção do folder. O arquivo foi divulgado via rede social (Whatsapp) em um grupo dos cursos de Farmácia e Biomedicina do Centro Universitário Salesiano (Unisales) do turno noturno. A fim de apresentar o folder, com auxilio da ferramenta OBS Studio, um vídeo explicativo foi gravado e enviado via portal para os orientadores. 11 5 RESULTADOS E DISCUSSÃO 5.1 SUBPRODUTO 1 Observou-se medidas com quatro casas decimais de 2,0014g, 2,0187g e 2,0023g respectivamente. No processo de transferência de 50 mL água do béquer para o erlenmeyer não houve alteração do volume. No entanto, ao transferir do erlenmeyer para a proveta a água apresentou uma variância negativa de 0,00250%. Vidraria V(mL) Variância (%) Béquer Erlenmeyer 50 0 Erlenmeyer Proveta 49,9 0,00250 Tabela 01 valores obtidos e variância. Precisão: PROVETA > ERLENMEYER > BÉQUER Constatou-se que o béquer é o menos preciso deles, pois houve uma alteração relevante do mesmo para os demais, mas os dados não foram anotados. Precisão: PROVETA> ERLENMEYER > BÉQUER Notou-se que não houve variação de volume ao transferir 25 mL de água da pipeta volumétrica para proveta no procedimento. Vidraria V(mL) Variância (%) Pipeta volumétrica Proveta 50 0 Tabela 02 valor obtido e variância. Precisão: PIPETA VOLUMÉTRICA > PROVETA 12 Conclui-se que a leitura da sucção do líquido deve ser feita com muita precisão pelo aluno, pois no momento em que estava sendo realizado o procedimento a pera que estava sendo utilizada pelo grupo, apresentou problema e a mesma foi trocada. Ao transferir a água da bureta para o erlenmeyer, conclui-se que não houve variação do volume do líquido no transporte entre as duas vidrarias. Em questão de precisão a bureta é mais precisa. Durante o procedimento de escoamento gota a gota de 50 ml até 25 ml de água da bureta, o menisco foi alcançado e o tempo levado para o escoamento foi de 12 minutos e 51 segundos, na segunda etapa em decorrência de um problema com a bureta e tempo insuficiente não foi possível concluir o processor de escoamento do restante do liquido. O resultado obtido no aquecimento de líquidos no copo de béquer nos mostrou que o ponto de ebulição da água é 100ºC. Ao aquecer a água no tubo de ensaio, constatou-se que quando o líquido chega ao seu ponto de ebulição ele saltar, podendo ser projetado para fora. É de suma importância a utilização correta dos materiais de medição, pois o uso incorreto dos mesmos está diretamente relacionado à confiabilidade dos dados obtidos. As principais fontes de erros do experimento foi à proximidade com ar condicionado, vibração a umidade da sala dentre outros que fizeram com que os resultados encontrados não sejam confiáveis. Ao analisar a escala de precisão e exatidão nas vidrarias, concluiu-se que algumas delas não são apropriadas se o intuito for de encontrar volume exato para realizar um experimento. Gerando resultados incorretos, fazendo com que o objetivo não seja alcançado. 5.2 SUBPRODUTO 2 Nesse trabalho foi possível levantar informações sobre H3PO4, Mg(OH)2, CaO, BaS, C6H10 e C10H12O2, sendo os compostos estabelecidos previamente. A fórmula estrutural e química de cada composto foi apresentada no trabalho, permitindo analisar a sua composição e assim entender como a formação molecular 13 difere os compostos, conseguindo classifica-las em orgânicas, inorgânicas e suas funções. Na propriedade dos compostos conseguiu-se identificar elementos primordiais de cada composto químico sendo eles: densidade, massa molar, ponto de fusão e ebulição e estado físico. É importante destacar que não foram encontradas algumas propriedades do composto C6H10. Quanto às aplicações dos compostos foram identificadas as formas de utilização, onde H3PO4 é utilizado na remoção de ferrugem; Mg(OH)2 no refino de açúcar, na produção de papel e celulose no processamento de urânio; CaO nas indústrias siderúrgicas atua como regulador de pH no tratamento das águas; BaS na fabricação de lâmpadas fluorescentes e o C10H12O2 como anestésico em consultórios odontológicos. Não foi encontrado aplicação para o C6H10. Os compostos H3PO4, Mg(OH)2, CaO e C10H12O2 são condutores de eletricidade, BaS não apresentam condutividade elétrica, C6H10 não especifica sua condutividade. O ácido fosfórico (H3Ppo4), sulfeto de bário (BaS) e o eugenol (C10H12O2) devem ser armazenados em local seco, arejado e longe luz e calor, já o óxido de cálcio (CaO) em local seco e por tempo limitado; o hidróxido de magnésio (Mg(OH)2) em ambiente seco e em frasco bem fechado, para o 3 metilpentina não houve especificação quanto a armazenagem. Em geral para manusear produtos químicos o uso de EPIs é obrigatório, pois pode ocasionar acidentes graves e com sequelas irreversíveis. 14 Figura 4- Modelo estrutural do Guia de Compostos 15 5.3 SUBPRODUTO 3 No folder foi exposto que o etanol é um biocombustível importantíssimo para o meio ambiente, sendo uma alternativa contra os combustíveis fósseis que são poluentes. Vale destacar que é um composto altamente inflamável. Esse composto orgânico é produzido através do processamento e fermentação da cana-de-açúcar, milho, beterraba e batata, dentre outros e formado por dois átomos de carbono ligados a cinco átomos de hidrogênio ligados a um átomo hidroxila (OH). Seu carbono realiza apenas ligações simples, motivo pelo qual é saturado. Mesmo maior parte do etanol sendo utilizado como combustível, ele também atua como matéria-prima de tintas e solventes, já o etanol hidratado, que possui 5% de água é utilizado na fabricação de alimentos e bebidas, produtos de limpeza, medicamentos, perfumes. Figura 5 – 1ª Parte folder biomolécula etanol 16 Figura 6 – 2ª Parte folder biomolécula etanol 17 6. CONSIDERAÇÕES FINAIS De modo geral, pode-se dizer que este trabalho proporcionouaos alunos um aprofundamento do conhecimento em ciências químicas, aplicando conceitos da química na construção de diversas fontes de pesquisa. Além disso, todos os subprodutos podem ser facilmente incorporados na elaboração de protocolos experimentais, o que permitiu a captação rápida dos procedimentos feitos. Os resultados adquiridos são tomados de maneira positiva, visto que auxiliou aos educandos na construção de conhecimentos específicos e no posicionamento crítico acerca da prática laboratorial. Esse foi o primeiro portfólio desenvolvido no curso, sua construção, permitiu, novos conhecimentos para realização de novos trabalhos do mesmo nível, por tanto entende-se que ele é de essencial importância para o crescimento do aluno em seu curso de graduação. 18 REFERÊNCIAS RIBEIRO, M. A. R. Saúde pública e as empresas químico- farmacêuticas. História, Ciências, Saúde-Manguinhos, v. 7, n. 3, p. 607-626, 2001. GUIDO, R. V. C. ANDRICOPULO, A. D. OLIVA, G. Planejamento de fármacos, biotecnologia e química medicinal: aplicações em doenças infecciosas. Estud. av. vol.24, no.70, São Paulo, 2010. AGOSTINHO, G. M. COSTA, G. S. USO DE BALANÇAS PARA ENTENDIMENTO DOS TERMOS DE EXATIDÃO E PRECISÃO. Conedu, Vl congresso nacional de educação. BASTOS, V. D. Etanol, Alcoolquímica e Biorrefinarias. BNDES Setorial. Rio de Janeiro, n. 25, p. 5-38, mar. 2007. KOHLHEPP, G. Análise da situação da produção de etanol e biodiesel no Brasil. Estud. av. vol.24, no.68, São Paulo, 2010. LEITE, R. C. CORTEZ, L. A. B. O Etanol Combustível no Brasil. Revista Biocombustíveis no Brasil: Realidades e Perspectivas, Ministério das Relações Exteriores, 2008. SOUZA, D. D., MELO, L. C., CORREIA, A. N., LIMA-NETO, P. D., FATIBELLO- FILHO, O., & MASCARO, L. H. Utilização de eletrodos sólidos de amálgama para a determinação analítica de compostos orgânicos e inorgânicos. Química Nova, 34(3), 487-496. (2011). José, N. M., & Prado, L. A. S. D. A. Materiais híbridos orgânico-inorgânicos: preparação e algumas aplicações. Química Nova, 28(2), 281-288, 2005.
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