O olho humano: um espectrômetro poderoso

Tradicionalmente, um espectrômetro tem a capacidade de separar uma infinidades de comprimentos de onda. Essa capacidade permite obter os mais variados espectros que são usados nos mais diversos campos da ciência, principalmente da Química. Apesar de poderoso, um espectrômetro é frio,só fornece pontos para a confecção de um espectro.

 Ao contrário, o olho humano, apesar da limitação do visível, nos permite identificar uma grande variedade de cores. Lembrando cor espectrometricamente falando é uma faixa de comprimento de onda que foi transmitida, já que o seu intervalo complementar foi absorvido. O poder do olho humano está em reconhecer os diversos comprimentos de onda de uma vez só. Não é um espectro, mas qualitativamente nos permite afirmar que somos os seres da luz. Seres que dependem da luz para viver as maravilhas do mundo.

A história da aspirina

Desde o quinto século d.C. era sabido que mastigar casca de salgueiro aliviava a dor. O composto químico responsável pelo efeito analgésico, só foi isolado em 1860, que é o ácido salicílico. O sabor desse ácido era muito azedo, além de provocar irritação no estômago. Para melhorar as qualidades do analgésico, em 1874 os químicos sintetizaram o salicilato de sódio. Infelizmente, os químicos só conseguiram reduzir o seu gosto amargo. Somente em 1899, que a substância acetilsalicílico passou a ser comercializada como o nome de aspirina pela companhia alemã Bayer. Para tando os químicos da Bayer utilizaram a reação entre o ácido salicílico e o anidro acético para produzir o analgésico. A história da aspirina pode ser contada da seguinte forma:

Fonte: Moore, J. T. Química para Leigos . Rio de Janeiro: Starlin Alta Con. Com. Ltda, 2008.

Todos nós somos químicos?

Durante minha formação e até hoje como professora de Química me deparei com a afirmação:  “odeio química”. Como odiar a química se o tempo todo estamos sendo químicos. A química em nós está no cheiro, no tato, na cor, entre outras coisas. Quem ao sentir o cheiro de determinada coisa, não disse: “que gostoso”, ou “que horrível”. Essa expressão só possível por se tratar do químico que morar em nossos sentidos. O cheiro bom e ruins de nosso dia a dia só existe na cabeça do químico que existe na gente. Outro detector químico maravilhosos são os nossos olhos, capazes de distinguir as cores e suas intensidades. Por sinal, as intensidades das cores está inserida na lei de Lambert-Beer. Portanto, somos químicos. Não poderia ser diferente o mundo só é mundo graças a combinação dos elementos químicos

A família da Alocasia macrorhiza

        Fazendo parte dos ecossistemas de várzeas da Amazônia, Alocasia macrorhiza ou polularmente chamada de Orelha-de-elefante-gigante, inhame-gigante e de taiário-branco, pertencente à família Aracaea, forma grandes populações às margens dos rios e igarapés. A família Aracaea compreende cerca de 105 gêneros e aproximadamente 3300 espécies de herbáceas e trepadeiras. As Aracaea são divididas em 9 subfamílias: Gymnostachydoideae, Pothoideae, Monsteroideae, Calloideae, Lasioideae, Philodendroideae,  Colocasioideae, Aroideae e Pistioideae. A família possui ampla distribuição em regiões tropicais, apenas  10% se estendem para as zonas temperadas do norte.

                                          Alocasia macrorhiza

     A alocasia macrorhiza é uma herbácea perene, ereta, com rizoma inicialmente subterrâneo e com o tempo tornando-se volumoso e elevando-se a cerca de 50 cm da superfície, de grande efeito ornamental pela folhagem, com vários metros de altura. Suas folhas são muito grandes, pétalas com nervuras branco acinzentada destacadas de margens onduladas, com pecíolos robusto e carnoso de cor verde-esbranquiçadas, com florescência em série de 4-5 flores dispostas em leque, formadas principalmente no verão é muito visitados por mamangavas. Ornamentalmente é adequada para plantio isolados ou em grupo, a meia sombra ou pleno sol, protegido por vento, canteiro férteis, multiplica-se por sementes e por brotações laterais do rizoma. 

                                                    Partes da planta

A capacidade Alocasia macrorhiza de hiperacumular metais

Em termos de sustentabilidade o uso dessa planta para a descontaminação de solo e da água por produtos

químicos é interessante, pois a remediação ocorre in situ. Essa biotecnologia, chamada de fitorremediação,

é conhecida há mais de três séculos. Entretanto, somente na década de 90  alcançou importância mundial por ser uma tecnologia que extrai e/ou imobiliza contaminantes de origem orgânica e inorgânica in situ. Para tanto é necessário ter

uma coleção de plantas que tenham a capacidade de hiperacumular grandes quantidade de metais e/ou transformar os contaminantes orgânicos.

Nesse sentido, a  Alocasia macrorhiza é uma planta promissora para ser usada na

descontaminação de solo e da água poluídos por metais pesados. Essa planta é recomendada como das espécies fitorremediadora devido a sua capacidade de acumular metais pesados, principalmente chumbo (Figura 1). 

Figura 1. Distribuição de metais pesados nas partes da  Alocasia macrorhiza

 Acredita-se que a fisiologia e/ou o mecanismo molecular de transporte da Alocasia macrorhizafacilita a distribuição dos metais por todas as suas partes (caules, raízes e folhas). A Alocasia macrorhiza é uma planta que consegue tolerar grandes quantidades de metais pesados em tecidos, além de ser tolerantes a múltiplos metais. Deve-se salientar que todas as concentrações encontradas dos metais Pb, Cr, Cd, Cu e Ni estavam acima dos limites normais de absorção de uma planta, apenas o Zn permaneceu no limite.

LIVRO INFANTIL: Você troca? - Eva Furnari

Livro que, além de lúdico e engraçado, motiva os alunos que estão em fase de alfabetização.

Quebra cabeça silábico - animais domésticos

Esse jogo pode ser utilizado com crianças em diferentes níveis de escrita, adequando sua aplicação de acordo com o que a criança já sabe.

Objetivos:

Perceber que as palavras são formadas por sons (sílabas) e que esses sons podem ser formados por uma ou mais letras;

Ordenar sílabas para formar a palavra;

Diferenciar desenhos e letras;

Materiais: folhas impressas, tesoura.

Como confeccionar?

Imprimir as imagens encontradas abaixo, em papel mais firme, ou imprimir em papel sulfite e colar em um papel mais firme. Pode-se, após recortá-las, passar papel contact ou fita adesiva larga, com cuidado para não estragar os encaixes.

Como aplicar com os alunos?

Alunos pré-silábicos e silábicos:

Embaralhar as fichas de várias palavras e desenhos e pedir para que eles separem as fichas  entre sílabas e desenhos;

Dar as sílabas e desenhos de uma palavra e pedir para que ele tente montá-la, se necessário com a ajuda de um colega.

Alunos silábico-alfabéticos:

Dar, no máximo, 3 kits para cada aluno e pedir para que ele tente montar as palavras.

Pedir para que ele conte quantas sílabas formam cada palavra e quantas letras;

Alunos alfabéticos:

Dar vários kits e pedir para que monte as palavras, contanto o número de sílabas que forma cada uma e classificando-as (para, posteriormente, introduzir a ideia de palavras monossílabas, dissílabas, trissílabas e polissílabas);

Pedir para que, depois da montagem, copie as palavras e forme frases, observando a forma correta de escrever.

 Esse material pode ser aplicado em projetos com os temas: meios de transporte, locomoção, zona urbana e zona rural.

Palavras-chave: alfabetização e letramento, jogo de quebra-cabeça para imprimir, jogo sobre meios de transporte, jogo pronto para imprimir.

O Modelo de Rutherford

Em 1904, o cientista neozelandês Ernest Rutherford realizou um experimento que ficou conhecido na história da ciência como experimento de Rutherford. Ele já sabia da existência das partículas de carga positiva, denominadas partículas alfa (). Em seu experimento, Rutherford colocou no interior de um bloco de chumbo uma substância emissora de partículas , de forma que elas fossem orientadas, por meio de um orifício em uma placa de chumbo, a colidir contra uma fina lâmina de ouro.

Observe o esquema do experimento de Rutherford:










Com esse experimento, ele verificou que:
a maioria das partículas atravessa a lâmina de ouro;
algumas dessas partículas, ao atravessar a lâmina, eram desviadas;
uma pequena parte das partículas não ultrapassa a lâmina e retornava, como se essas partículas se chocassem com algo muito denso.

Analisando esses resultados, Rutherford concluiu que:
O átomo não é uma esfera maciça. Existem grandes espaços vazios visto que a maior parte das partículas atravessou a lâmina de ouro.
O átomo possui uma região central onde está concentrada a sua massa. Foi contra essa região, denominada por ele de núcleo, que as partículas , se chocaram e retornaram.
Esse núcleo apresenta carga positiva, pois repeliu a partícula - que também possui carga positiva.

Com esses dados, Rutherford construiu um modelo atômico semelhante ao Sistema Solar, em que o átomo é uma partícula muitíssimo pequena composta de duas regiões:
uma interna, o núcleo, onde estariam concentradas praticamente toda a massa do átomo – de carga elétrica positiva, representada por partículas chamadas de prótons;
outra externa, de massa desprezível, onde estariam os elétrons, diminutas partículas negativas em movimento ao redor do núcleo.









Nos modelos aqui apresentados, as dimensões do núcleo e da eletrosfera não estão em escala. Na realidade, a eletrosfera tem o seu volume cerca de 100 mil vezes maior que o do núcleo.

Em 1932, o físico inglês James Chadwick (1891-1974), realizando experiências com material radioativo, comprovou uma das hipóteses de Rutherford que afirmava a possibilidade de existir no núcleo uma outra partícula desprovida de carga elétrica.

Chadwick chamou essas partículas de nêutrons.

O modelo de Rutherford-Böhr

O modelo atômico de Rutherford foi complementado com um novo conceito introduzido pelo físico dinamarquês Niels Bohr:

“O elétrons descreve uma órbita circular ao redor do núcleo sem ganhar ou perder energia.”

Cada órbita descrita pelo elétron é denominada nível de energia ou camada de energia. Em um átomo, há várias órbitas circulares, cada uma delas com um determinado valor energético.







Outros modelos que vieram depois especificam as características das órbitas ou camadas de energia, incorporando a discussão de elétron considerado como partícula e/ou onda.





Pesquisas mais recentes, realizadas após a elaboração do modelo de Rutherford-Böhr, comprovaram que impossível determinar num mesmo instante a posição e a velocidade de um elétron. Por isso, cientistas afirmam que existe a probabilidade de os elétrons estarem em uma ou outra região da eletrosfera.

OBS: Através dessas observações, Rutherford criou seu próprio modelo atômico que acabou substituindo o modelo de Thompson.
Conceito do modelo atômico de Rutherford:

Um átomo é composto por um pequeno núcleo carregado positivamente e rodeado por uma grande eletrosfera, que é uma região envolta do núcleo que contém elétrons. No núcleo está concentrada a carga positiva e a maior parte da massa do átomo.

Modelo atômico: O átomos que estudamos e o modelo atual atômico.

 Modelo Atómico que estudamos.

Sobre a Atomística está sempre evoluído junto a física e a química moderna, portanto é muito difícil estabelecer um modelo padrão de átomos, pois sempre há novas descobertas e teses que alteram o que nós conhecemos.

O modelo estudado nas escolas e de maior aceitação para o ensino básico (fundamental e médio) é o modelo de Rutherford que tem o nome de seu idealizador Ernest Rutherford. Em uma experiência com pedaço de metal de polônio emite um feixe de partículas α, que atravessa uma lâmina finíssima de ouro Rutherford observou que a maior parte das partículas α de carga positiva atravessavam a lâmina de ouro, como se a lâmina fosse uma peneira, onde apenas algumas partículas eram desviadas ou repelidas.

A partir desta experiência notou-se que a lâmina de ouro não era constituída de átomos maciços e justapostos, e sim ao contrário, formado por núcleos pequenos, densos e positivos, dispersos em grandes espaços vazios.

Construindo novo modelo atómico Rutherford (1911) pensou em elétrons de carga negativa girando ao redor do núcleo de carga positiva. O que explicava o experimento, já que várias partículas α atravessaram a lâmina devido passarem próximo aos elétrons que são de carga negativa e não interferiam na passagem das partículas, entretanto algumas que passaram sobre a região nuclear do átomo eram repelida ou desviadas devido a presença dos prótons de carga positiva. 

 

Mas como explicar que as partículas do núcleo não de auto-repelirei, já que as mesmas são de carga positivas?

Foi em 1932 com o cientista James Chadwick que verificou a presença de uma partícula sem carga elétrica e de massa igual a dos prótons, que foi denominada de nêutron.

Modelo Atómico Atual: Modelo da Nuvem Eletrónica

Com o surgimento da física quântica, e a incerteza que localizar o eletron em sua orbita circular (Eletrosfera) foi reunido conhecimentos de outros modelos e foi desenvolvido uma nova teoria do modelo atómico.
Este novo modelo se baseia em dois princípios:

1) Princípio da Incerteza de Heisenberg: é impossível determinar com precisão a posição e a velocidade de um elétron num mesmo instante;

2) Princípio da Dualidade da Matéria de Louis de Broglie: o elétron apresenta característica DUAL, ou seja, comporta-se como matéria e energia sendo uma partícula-onda.

Hoje  é sabido que o átomo é constituido por um núcleo rodeado por elétrons que se movem em uma alta velocidade de forma circulares que corresponde ao seu valor energético (orbitais). A nuvem atómica é uma estrutura tridimensional que resulta da fusão das formas próprias das orbitais ocupadas e das suas interações. Corresponde a uma porção do espaço, à volta do núcleo, onde os elétrons se movem.
No núcleo há prótons e nêutrons, sendo a massa dos dois, equivalentes entre si, estando assim a massa do átomo concentrada no seu núcleo. A carga do núcleo é positiva e com valor igual ao numero de prótons que o constituem. A nuvem eletrónica tem carga negativa que tem o valor igual ao numero de elétrons que a constituem, sendo responsável pelo tamanho do átomo.

Fontes: 

Livro: Feltre,Ricardo, 1928-. Química/Ricardo Feltre - 6 ed.- São Paulo: Moderna 2004.

Material Complementar: Recomendado.
Sobre o modelo atual ainda há várias lacunas que ainda devem serem explicada como o surgimento da Bóson, quântions etc..., recomendo para as pessoas que estão interessada em  aprofundar o conhecimento sobre este universo complexo ouvirem o NerdCast sobre Bóson e sobre Física Quântica.

Crônica: "A evolução da Química como Ciência"

O neto diz ao avô que precisa fazer uma prova de Química e que o assunto é sobre Átomos:

- Vô, por que temos que estudar sobre estas coisas, se nem sequer as enxergamos?

O avô responde:
- Meu neto, houve um tempo, cerca de 500 anos antes de Cristo, em uma civilização ímpar na história da humanidade - a Grécia -, que alguns pensadores, entre eles Demócrito e Leucipo, ainda que de forma meramente intuitiva, pregavam a existência de pequenas partículas indivisíveis que constituíam a matéria, os átomos. Entretanto, esses pensadores, os atomistas, não foram muito levados a sério pela grande maioria das pessoas, que achavam muito mais plausíveis as idéias defendidas por outra linha de pensadores, os socráticos, que afirmavam que a matéria era contínua. Para Aristóteles (século IV a.C), o mais famoso e influente entre os filósofos gregos, a matéria era constituída por diferentes combinações de quatro elementos fundamentais, a terra, o ar, a água e o fogo. Cada um desses elementos tinha propriedades que os caracterizavam. Assim o fogo era quente e seco; o ar era quente e úmido; a água era fria e úmida; e a terra era fria e seca. Apesar da simplicidade dessa teoria, fica claro que já havia nessa época uma noção não sobre a composição da matéria, mas sobre os estados da matéria, já que o ar eram os gases, a água os líquidos, a terra os sólidos e a forma de energia que converte um estado em outro era o fogo. Era isto que caracterizava o modo de pensar dos gregos, a substituição de interpretações mítico-religiosas da natureza pelo raciocínio lógico intuitivo, baseado exclusivamente na razão.

- Ah vô, então é por isso que o meu professor parece falar só em grego, diz o Neto.

O avô continua:

- Devido à contundência das propostas de Aristóteles, a teoria dos quatro elementos é que foi transmitida às próximas civilizações, tanto que as idéias atomistas foram deixadas de lado por mais de dois milênios. Na verdade, durante esse período, a Química, apesar de praticada por muitos, só que com outro nome, Alquimia, não era vista com caráter científico, mas com uma forte influência mística, sendo associada a bruxarias e à busca por riqueza, a partir da tentativa de converter metais menos preciosos em ouro, e por vida eterna, a partir da procura pelo elixir da longa vida. Essa influência mística dava aos alquimistas sérios problemas com a Igreja, principal poder político na Europa no período da Idade Média. Por este motivo, os praticantes da Alquimia dificilmente se declaravam alquimistas e assinavam seus escritos usando pseudônimos, bem como utilizavam uma linguagem codificada, decifrada somente por iniciados.

- Por que você acha que até hoje o cheiro de enxofre é associado ao inferno, pergunta o avô? É porque os alquimistas usavam-no muito em suas práticas secretas, juntamente com mercúrio e sal. Muitos se denunciavam pelo forte cheiro que exalavam.

A coisa só mudou a partir do século XV, quando uma nova tendência de pensamento eclodiu na Europa, o Renascimento, gerando fortes influências na política, nas artes, na filosofia, nas ciências e na religião, principalmente a partir de um pensamento mais crítico baseado na razão e no raciocínio lógico. Nessa época, algumas gerações de pensadores influenciaram todos os ramos das atividades humanas, podendo-se citar Copérnico, Galileu, Descartes, Kepler, Newton, entre muitos outros.

É nessa época, mais precisamente a partir do século XVII, que surge uma geração de estudiosos promissores que dariam à Química o status de ciência que outras áreas já haviam conquistado. Entre eles pode-se citar principalmente Robert Boyle e Antoine Lavoisier, considerados os principais responsáveis pela transição da Alquimia à Química. Ambos, em suas obras históricas, O Químico Cético (Boyle, 1661) e Tratado Elementar da Química (Lavoisier, 1789), desenvolveram métodos experimentais criteriosos, nos quais foram medidos respectivamente os volumes e as pressões dos gases e as massas das substâncias sólidas. Como consequência, muitos elementos foram descobertos durante os séculos XVII e XVIII. A partir disso, as teorias herdadas de Aristóteles e seguidas pelos Alquimistas tornaram-se ultrapassadas, assim como já havia ocorrido na Física, quando a teoria geocêntrica de Aristóteles já havia caído por terra frente à teoria heliocêntrica de Copérnico.

Apesar de muito ter-se descoberto nos séculos XVII e XVIII a respeito da composição das substâncias e sobre as proporções com que estas reagiam, não havia ainda uma teoria sólida sobre a causa das reações químicas. Nesse contexto, Georg Stahl, no principio do século XVIII, propôs uma teoria controversa e não unânime sobre as reações de combustão e de oxidação, que apesar de simplória, representou um entrave na evolução da Química por quase um século. Era a teoria do Flogístico, que afirmava que durante os processos de combustão e de oxidação, uma suposta substância invisível era liberada, o phlogiston. O mérito da teoria do flogístico, ou de seus defensores, é que estes eram capazes de interpretar uma série de processos, inclusive fenômenos estranhos à teoria.

Por exemplo, ao ser oxidado um metal ganhava massa. Stahl afirmava que o flogístico era mais leve que o ar, e que ao liberar flogístico, o ar ocupava este espaço e por isso o corpo ficava mais pesado. Porém, ainda no século XVIII, em 1781, Antoine Lavoisier demonstraria que o ganho de peso que ocorria quando um metal oxidava-se em um recipiente fechado, era equivalente à perda de peso de ar preso no vaso, e que a presença de oxigênio era imprescindível à combustão, visto que nenhum material queimava-se na ausência de oxigênio. Estas observações de Lavoisier, além de uma sucessão de outras, derrubaram de vez a teoria do flogístico, a qual teve de ser definitivamente abandonada.

Já no século XIX, com a evolução dos métodos químicos de análise pós século XVIII, um grande número de novos elementos foi descoberto. Nessa época, já se sabia que alguns deles tinham propriedades químicas semelhantes, apesar de massas diferentes. Em 1896, Dimitri Mendeleyev propôs uma tabela de classificação periódica dos elementos, onde organizou 60 dos elementos químicos conhecidos até então em 12 linhas horizontais em ordem crescente de massas atômicas, tomando o cuidado de colocar os elementos com propriedades semelhantes na mesma vertical. Era o nascimento da Tabela Periódica, praticamente da forma como a conhecemos hoje.

Outro fato importante do século XIX foi a Evolução da Química Orgânica. Nesse período, imperava na Química uma teoria proposta por Jöns Berzelius em 1807, a teoria da Força Vital, a qual afirmava que apenas seres vivos podiam produzir matéria orgânica. Ele baseava-se na idéia de que os compostos orgânicos precisavam de uma força maior (a vida) para serem sintetizados. Foi quando em 1828 Friedrich Wöhler inaugurou uma nova era na Química com a síntese da uréia (um composto orgânico) a partir do cianato de amônio (um composto inorgânico). A partir de então, a teoria da força vital começou a ruir, abrindo espaço para uma série de outras sínteses de compostos orgânicos.

- Mas vô, pergunta o neto já impaciente, e os átomos, onde entram nessa história? Você nem falou deles!

- Calma, é a partir daqui que os átomos voltam a ocupar o intelecto humano, responde o avô. Com a definição de algumas leis que regiam as reações químicas por aquele grupo de cientistas precursores da Química moderna (entre eles Lavoisier, Boyle e Proust), John Dalton propôs no início do século XIX a existência de uma unidade mínima de matéria que poderia ser uma partícula fundamental. Entretanto, ainda não havia métodos experimentais para detectar estas partículas.

Por este motivo, por todo o século XIX as teorias atômicas não tiveram muita relevância no âmbito da Química. Nessa época, muitas teorias importantes foram desenvolvidas sem a necessidade da idéia de átomo, entre elas a Eletroquímica e a própria Química Orgânica. Alguns cientistas até recusavam-se a aceitar a idéia de átomo.

- Eu também vô, dispenso essa idéia, assim nem preciso estudar para a prova de amanhã, diz o neto.

- Preste atenção meu neto, foi só no final do século XIX, quando Joseph Thompson realizou um experimento famoso em que eletrizava um gás em uma ampola, através de descargas elétricas, que ele descobriu que os raios emitidos pelo gás eram na verdade elétrons excitados. A partir daí, os modelos atômicos passaram a protagonizar no cenário da Química, com modelos cada vez mais bem elaborados e que buscavam descrever as propriedades da matéria com precisão cada vez maior.

O interessante é que as cargas elétricas associadas às reações químicas já eram conhecidas há quase um século, por cientistas como Daniell, Volta, Faraday, mas não eram associadas a partículas fundamentais, como propôs Thompson. Apesar da revolução na ciência provocada pela descoberta de Thompson, sua proposta de modelo atômico não foi muito bem sucedida e durou menos de uma década. Isto porque propunha um átomo com cargas positivas e negativas uniformemente distribuídas.

Foi no princípio do século XX que outro grande nome da Química, Ernest Rutherford, propôs a existência de um núcleo atômico muito pequeno em relação ao tamanho total do átomo, que apresentava carga positiva. Ele observou que quando projetava partículas com carga positiva em uma chapa fina de ouro (um dos metais mais densos que se conhece), a grande maioria das partículas passava sem que sofresse desvio algum; apenas uma pequena parte se desviava; e uma parte menor ainda se chocava com a placa e retornava. Rutherford concluiu que o átomo não podia ser maciço como propunha Thompson, mas que tinha uma região densa e pequena de matéria com carga positiva (o núcleo) e que era envolto por uma região bem maior, onde ficavam as cargas negativas (a eletrosfera). A idéia de Rutherford era fantástica e representou um marco na história do estudo da constituição da matéria. Não à toa ele é considerado o Pai da Física Nuclear.

Só que o modelo de Rutherford tinha um problema: um paradoxo que contrariava as teorias clássicas da Física sobre o eletromagnetismo: partículas portadoras de carga, como os elétrons girando em torno de um núcleo, perdiam energia e teriam sua velocidade diminuída gradativamente até que caíssem no núcleo e o átomo entrasse em colapso. Estava claro que era necessária uma correção no modelo de Rutherford, e quem teve a incumbência disto foi o jovem e promissor pupilo de Rutherford, Niels Bohr.

Bohr, inspirado pelos estudos de Max Planck sobre a quantização da energia e posteriormente pelos estudos de Albert Einstein sobre a quantização da luz, propôs que quando os elétrons giravam em torno do núcleo, o faziam sem perder ou ganhar energia, como se estivessem em níveis estacionários de energia. Também propôs que quando os elétrons absorviam energia saltavam de órbitas mais internas para órbitas mais externas e ao retornarem emitiam o excesso de energia na forma de luz. Apesar da simplicidade das idéias e das fórmulas matemáticas utilizadas por Bohr para propor seu modelo atômico, elas davam a resposta numérica exata para as posições das linhas dos espectros de hidrogênio, obtidos ao longo do século XIX por Balmer, Paschen e Lyman sem saber ao certo o que significavam, o que instigava os cientistas. Por isso o modelo atômico de Bohr representou um importante pilar para o desenvolvimento de uma teoria mais elaborada que viria a ser desenvolvida e consolidada na primeira metade do século XX, a Teoria Quântica.

Esta última, por sua vez, levava em conta dois princípios fundamentais da matéria: o comportamento dual entre partícula e onda, proposto por Louis de Broglie, e a incerteza em relação à posição quando se conhecia com precisão o momento ou a energia de um átomo ou de um elétron, descoberto por Werner Heisenberg. Destas limitações intrínsecas com relação ao que podemos observar sobre a natureza da matéria, surge uma teoria matemática refinada que descarta a idéia improvável de Bohr de que os elétrons giravam em órbitas bem definidas em torno do núcleo atômico e a substitui por densidades de probabilidade de se encontrar os elétrons em determinadas regiões do espaço, os orbitais.

Além disso, no princípio do século XX, Henri Becquerel, Marie Curie e Pierre Curie seriam os responsáveis pela descoberta e explicação do fenômeno da radioatividade ao estudarem elementos que emitiam luz espontaneamente, abrindo caminho para um vasto campo de pesquisas ao longo do século XX, cujas aplicações teriam enorme influência na história da humanidade, seja por seu uso menos nobre, como na bomba atômica que devastou as cidades de Hiroshima e Nagasaki em 1945, seja por sua principal utilização, a aplicação de radioisótopos em diagnósticos e tratamentos de câncer.

Já a teoria Quântica e o modelo atômico quântico que derivou dela são responsáveis pela maneira como interpretamos o mundo microscopicamente e pelo desenvolvimento das teorias atuais sobre as propriedades da matéria. Dois importantes nomes são responsáveis pela aplicação da teoria quântica na interpretação das ligações químicas durante o século XX, Gilbert Lewis e Linus Pauling. A partir de suas teorias, passou-se a ter uma maior compreensão sobre como a matéria interage a partir das ligações químicas, que são a base principal da descrição da natureza e de tudo que envolve suas transformações.

- Tudo isso já no século em que eu nasci. Pra ver meu neto como seu avô é velho!

- Vô, o senhor que é velho ou será a Química que é nova demais? Argumenta o neto.

Para saber mais:

CHASSOT, A. Ciência através dos tempos. 2ª. ed. São Paulo: Editora Moderna, 2004.
GREENBERG, A. Uma Breve História da Química: Da Alquimia às Ciências Moleculares Modernas. 1ª. ed. São Paulo: Editora Edgard Blucher, 2009.
FARIAS, R. F. Para gostar de ler: A historia da Química. 1ª. ed. São Paulo: Editora Átomo, 2003.
VANIN, J. A. Alquimistas e Químicos: o passado, o presente e o futuro. São Paulo: Editora Moderna, 2005.
GLEISER, M. Mundos Invisíveis. São Paulo: Globo, 2008.
STRATHERN, P. trad. BORGES, M. L. O sonho de Mendeleiev: a verdadeira história da química. Rio de Janeiro: Jorge Zahar, 2002.

Visões de ciência em desenhos animados: uma alternativa para o debate sobre a construção do conhecimento científico em sala de aula

Demonstraremos uma breve análise documental com base em alguns episódios dos desenhos Jimmy Nêutron e o laboratório de Dexter e tentaremos aqui detectar por meio destes episódios quais são as visões de ciências contidas neles.

 Acreditamos que o  uso do desenho animado é uma alternativa que privilegia a construção do conhecimento cientifico com base em um dos universos familiares ao educando.

A televisão, por ser um dos meios de comunicação mais utilizados por significativa parcela da população mundial é motivo de debates e discussões a respeito do seu papel e influência no contexto cultural da atualidade. Ela é vista como culpada de muitos males que afligem nossa sociedade, dentre eles podem-se citar: violência, apatia e consumismo. Já propuseram tirá-la do ar, boicotá-la ou desligá-la .Sua programação é vista, por muitos, como instrumento de alienação e transmissora da ideologia dominante.

A informação televisiva veio acentuar os traços do hedonismo contemporâneo dos desejos individuais da cultura do corpo, do prazer, da ilimitada promoção da subjetividade. Tudo que acontece é apresentado em forma de notícia, rápido, neutro, sem comentários com ares de amoralidade. O primado dos fatos sobre os valores caracteriza um pós-moralismo midiático, sustentado por um mito de objetividade e sensacionalismo espetacularizante que não esconde os interesses comerciais.

Esta é uma das formas de enxergar o papel da televisão no contexto atual. A questão a ser enfocada é que, mesmo levando-se em conta a função "deseducadora" atribuída a este que é o meio de comunicação mais difundido no mundo ocidental, ela é presente, constante e veio para ficar. A televisão faz parte da vida diária de milhões de pessoas nos mais diferentes locais e nas mais variadas culturas, e é mais presente na vida das crianças, atuando, muitas vezes, como "babá eletrônica". E no Brasil não é diferente

Um outro ponto que deve ser ressaltado é a ausência quase que total, na TV brasileira, de produções nacionais de desenhos animados. A exceção dá-se por conta de Maurício de Souza que, desde 1976, vem produzindo filmes animados com a Turma da Mônica, direcionados para crianças até sete anos de idade. Nas faixas etárias de pré-adolescentes e adolescentes, a totalidade da oferta do gênero televisivo em questão é de produções estrangeiras. Dada a presença e influência dos desenhos animados na vida das crianças e adolescentes, os Parâmetros Curriculares Nacionais abordam o tema sugerindo, em seu documento de introdução, a utilização dos mesmos no processo ensino-aprendizagem:

Sob este enfoque, reafirma-se a importância do papel do professor. É ele que deve conduzir, com destreza e competência, o processo de aproximar a realidade da sala de aula à realidade do aluno, com o objetivo de tornar significativa a aprendizagem de conteúdos curriculares, pois, segundo Cortella  "Uma nova qualidade social exige uma reorientação curricular que preveja levar em conta a realidade do aluno. Levar em conta não significa aceitar essa realidade mas dela partir; partir do universo do aluno para que ele consiga compreende-lo e modificá-lo".

Os desenhos animados podem promover uma abordagem discursiva sobre estereótipos e representação do real. Se analisarmos a linguagem televisiva, que, “uma vez trabalhada a ludicidade que recobre o discurso desses textos, pode-se partir para o contraponto do questionamento da mensagem que é passada, iniciando um processo de crítica às figuras, aos arquétipos que nos chegam”.

 Os desenhos animados e a ciência

Em alguns desenhos animados, são abordados temas relacionados à ciência. Pode-se classificar estes desenhos em dois grupos: os que usam os conceitos relativos à ciência para ensinar o público telespectador (desenhos educativos), e os que não têm o compromisso com a educação, apenas usam os conceitos dentro da ludicidade da sua linguagem, dinamizando, de forma diferenciada, o texto audiovisual (desenhos criativos). Do primeiro grupo, cita-se como exemplo: Capitão Planeta (TV a cabo, canal Boomerang), Cyberchase (TV Cultura e canalBoomerang) e Ozzie e Drix (canal Cartoon Network).

Ilustra-se o segundo grupo com os desenhos O Laboratório de Dexter e Jimmy Nêutron, o menino gênio. São desenhos que trazem, como personagens principais, meninos cientistas que, muito inteligentes, usam suas invenções e criatividade para resolver situações que vão desde encrencas na escola até salvar o mundo de uma invasão alienígena. Nestes desenhos são utilizadas muitas palavras e situações relacionadas à ciência, desde laboratório, experiência, até o Princípio da Incerteza de Heisenbeg. Não são desenhos educativos, pois, na maioria das vezes, não detalham ou discutem os conceitos, mas apenas os utilizam com a intenção de divertir. Isto se observa segundo a fala do próprio criador do desenho Dexter, Tartakovsky (2005), em entrevista à Revista Época, quando perguntado se seus desenhos têm a intenção de educar ou apenas entreter:

Quando eu era criança, via muita televisão. Não acho que isso tenha me prejudicado. Ao contrário: me ajudou a aprender inglês quando cheguei de Moscou. Por isso acho que a TV pode ser educativa. Mas isso não é problema meu. Quero fazer a criança rir, e não dar lições de vida. Tenho uma filha de um ano e meio e, outro dia, ela assistiu um desenho que a deixou assustada. Fiquei chateado, não com quem fez o desenho, e sim comigo mesmo por ter deixado que ela o visse. Educar é obrigação dos pais, não da televisão.
(TARTAKOVSKY, 2005)

 Vamos falar do desenho

Os conteúdos dos desenhos O Laboratório de Dexter e Jimmy Nêutron, o menino gênio, observando a analise, e os resultados na tabela 1 . 

Foram selecionados, para análise, os seguintes aspectos relacionados à ciência: caracterização do cientista (física e social); visões sobre a tecnologia e sobre a ética apresentadas nos episódios; visões de ciência dos personagens, buscando relacioná-las às visões de alguns epistemólogos da ciência.

 Ao se observarem os desenhos animados selecionados para esta análise documental, pode-se traçar o perfil do cientista representado nos episódios. Quanto à caracterização física dos personagens, Dexter usa sempre seu jaleco branco, mesmo quando vai à escola, e seus óculos enormes. Jimmy usa o jaleco branco quando precisa realizar algum experimento em seu laboratório, mas, no dia-a-dia, usa uma camiseta vermelha estampada com o símbolo do átomo de Rutherford.

Mesmo nas suas horas de folga, Dexter não deixa de lado o seu interesse pela ciência. No episódio 4, ele está cansado e necessita se distrair: "Depois de um longo dia no laboratório, um gênio também gosta de relaxar. E, ao chegar ao bar: Garçon, uma rodada de Ciência Shake para todos."

Dexter e Jimmy são garotos dedicados à ciência e que sempre trabalham sozinhos em seus experimentos, sem contar com ajuda de outros cientistas. O cientista apresenta-se, desta forma, como solitário em suas atividades. Isto configura uma visão individualista da ciência, em que os conhecimentos científicos aparecem como obras de gênios isolados.

A deformação da ciência vista como individualista também foi detectada em pesquisas que analisaram histórias em quadrinhos (HQ) que veiculavam fatos relacionados ao conhecimento científico. Em cerca de 63,7% das HQ analisadas, o trabalho científico aparece realizado por uma só pessoa . É importante ressaltar que tanto os desenhos animados quanto as HQ destinam-se basicamente às atividades de distração e lazer entre crianças jovens.

Outra observação que merece destaque é a visão de que o desenvolvimento científico é papel exclusivo dos homens. Cientistas são freqüentemente representados pela figura masculina e, muitas vezes, a mulher é retratada como "do lar" – mãe do Dexter e mãe do Jimmy.

Frequentemente insiste-se, explicitamente, em que o trabalho científico é um domínio reservado a minorias especialmente dotadas, transmitindo expectativas negativas para a maioria dos alunos, e muito em particular, das alunas, com claras discriminações de natureza social e sexual: a ciência é apresentada como uma atividade eminentemente "masculina".

Os personagens Jimmy e Dexter demonstram que não se consideram iguais aos outros e, pelas suas inteligências, não merecem fazer coisas comuns, como Dexter ao ter de mexer no encanamento de sua casa para retirar uma forma de vida alienígena: "Ora, quem diria que eu, Dexter, acabaria virando um encanador".(Desenho 5)

E Jimmy, quando sua mãe o manda arrumar o quarto e guardar suas roupas, diz ao amigo Caio: "Caio, eu sou um cientista, tenho coisa mais importante para fazer do que guardar minhas calças". (Desenho 6)

Assim, percebe-se que os meninos cientistas representam a imagem do cientista constantemente veiculada na mídia: pessoas com inteligências acima da média, muito dedicadas às suas experiências e sem vida social ou afetiva, e que não são consideradas pessoas normais.

Essa imagem estereotipada do cientista e da ciência veiculada na mídia, mais especificamente, nos desenhos animados, pode gerar um afastamento e certo preconceito, por parte dos alunos, em relação à disciplina e ao professor de ciências, o que acaba por dificultar o trabalho de construção do conhecimento científico em sala de aula.

Na análise dos episódios, detectam-se algumas formas de se enfocar a ciência que se relacionam às visões de ciência que buscam explicar a forma como se construiu e se elaborou o pensamento científico ao longo dos anos. Uma das visões identificadas é a visão popperiana, segundo a qual a ciência começa com um problema (POPPER, 1982). Em todos os episódios analisados, é sempre um problema que motiva a ação científica que vai conduzir a história. No desenho 7, o calor excessivo na cidade de Retrovila leva Jimmy a usar seus conhecimentos científicos para desenvolver um equipamento que altera a condição climática da cidade. Já no episódio 1, Dexter precisa ficar mais velho para poder assistir um filme proibido para sua idade, e esse problema o leva ao seu laboratório para trabalhar no projeto do acelerador de idades.

Percebe-se, também, a visão falsificacionista, segundo a qual uma teoria pode ser falsificada e outra melhor vem a substituí-la gerando uma maior aproximação da verdade. Nesse sentido, os pequenos cientistas, em alguns episódios, buscam provar suas teorias e, nessa busca, surgem situações que mostram que uma teoria será aceita se outra for invalidada por intermédio de testes experimentais. No episódio 3, Dee Dee, a irmã mais velha de Dexter, acredita em Papai Noel, e ele resolve provar a ela que Papai Noel não existe. Se expressa da seguinte forma: "Eu vou mostrar a ela, antes do Natal terminar que a minha teoria é verdadeira e a dela é falsa. Papai Noel não existe". E, ao se organizar para desmascarar o bom velhinho, ele lança seu grito de guerra: "Pela ciência!"

Lakatos propõe que o cientista tem grande apelo às teorias vigentes, evitando ao máximo rejeitá-las (LAKATOS, MUSGRAVE, 1979). Nota-se esse perfil quando, mesmo que seus experimentos dêem errados, os meninos cientistas não os abandonam, procurando reestruturá-los, fazendo algumas modificações no projeto inicial para que tudo dê certo. Exemplifica-se com o episódio 8, no qual, ao testar o seu acelerador metabólico, Jimmy percebe que suas idades foram muito avançadas no tempo e, para resolver o problema, ele não abandona o plano inicial mas programa alterações: "Eu só preciso arranjar titânio suficiente para fazer um freio de tempo mais forte".

Uma outra maneira que se percebe de conceber a ciência, em alguns episódios, está associada à forma como a comunidade científica é conservadora, o que remete aos paradigmas de Kuhn, segundo os quais só são considerados ciência fatos e teorias que os cientistas aceitam por consenso (KUHN, 2001, p. 40). No episódio 2, há o seguinte diálogo entre Dexter e sua irmã Dee Dee:

"(Dexter) Eu quero dormir.
(Dee Dee) Por quê?
(Dexter) Porque enquanto você estava na sua caminha aconchegante, eu estava acordado a noite toda dando um passo à frente perante a comunidade científica de hoje."

A referência feita à comunidade científica subentende que, no desenho animado em questão, considera-se a existência de um corpo de cientistas que pesquisam juntos e, possivelmente, chegam a conclusões comuns, o que remete à idéia de ciência consensual citada anteriormente.

Mas a visão de ciência que se mostra mais evidente é a visão positivista, que defende a ciência e as tecnologias criadas a partir dela como solução para os problemas do homem, enfatizando o papel da experiência no desenvolvimento científico . Esta ênfase na experimentação é mostrada na importância dada ao laboratório, pois os meninos cientistas, sempre que precisam desenvolver seus experimentos, o fazem em seus laboratórios muito bem equipados; e, mesmo Jimmy Nêutron, que traja sempre uma camiseta vermelha com o desenho do átomo de Rutherford, quando vai ao laboratório, veste seu jaleco branco. Podemos  discutir nesse ponto as visões deformadas da ciência e da tecnologia, enfocam o caráter empírico da atividade científica:

A imagem individualista e elitista do cientista traduz-se em iconografias que representam o homem da bata branca no seu inacessível laboratório, repleto de estranhos instrumentos. Desta forma constatamos uma terceira e grave deformação: a que associa o trabalho científico, quase exclusivamente, com esse trabalho no laboratório, onde o cientista experimenta e observa, procurando o feliz "descobrimento

Nos episódios, a ciência é enaltecida e mitificada por meio de situações, ações e falas dos personagens. No desenho 1, no laboratório de Dexter, surge uma linha de montagem em que cada etapa do processo de cuidar de crianças é realizada por um equipamento diferente, enquanto os bebês vão passando numa esteira. Essa situação faz referência ao uso de tecnologias na produção industrial em larga escala.

No episódio 2, a tecnologia vem para facilitar a vida de Dexter, com controles remotos que fecham as janelas do quarto e acionam uma escada ao lado da cama alta, para que ele possa subir e se deitar. Dexter supervaloriza a ciência, como se mostra no desenho 5, em que ele conversa com uma forma alienígena e diz: "Nós temos que descobrir do que você é feito. Não, não diga. É para isso que servem os laboratórios".

Reconhecer as visões de ciência que permeiam o discurso implícito nos desenhos animados torna-se importante na medida em que estes discursos refletem e influenciam o pensamento das pessoas em geral; e, de forma mais evidente, influenciam as crianças e os jovens pelo fato de que estes estão formando seus conceitos e idéias sobre o mundo, e o desenho animado é um universo familiar ao jovem estudante.

Nos episódios analisados, a questão de exaltação da ciência, da tecnologia, da dependência da modernização para a resolução de problemas, tende a perpetuar a crença, que ainda existe, de que o progresso é o caminho único para o desenvolvimento humano. Mas, esta forma de pensar e de agir deve ser contestada, pois há tempos se verificou que existem os dois lados do avanço tecnológico: aquele que traz o desenvolvimento e aquele que traz a destruição.

Vimos que o desenvolvimento industrial podia causar danos à cultura e poluições mortais; vimos que a civilização do bem-estar podia gerar ao mesmo tempo mal-estar. Se a modernidade é definida como fé incondicional no progresso, na tecnologia, na ciência, no desenvolvimento econômico, então esta modernidade está morta.

Nesse caminho, um enfoque epistemológico que contemple as origens da natureza do conhecimento científico, pode trazer esclarecimentos importantes para certos problemas que surgem no processo de aprendizagem de conceitos e teorias da ciência. A educação em ciências enfrenta um desafio contemporâneo, ela deve contribuir para que o cidadão estabeleça uma relação crítica com a ciência e a tecnologia, relação que seja um antídoto ao ceticismo que idolatra e mitifica a ciência, como à postura irracionalista que desconhece o papel humanizador da ciência. Este desafio guarda correlação com a necessidade de que esse cidadão compreenda a ciência como parte do legado cultural. Essas são as razões maiores a recomendar o recurso às contribuições da história e da filosofia para a educação em ciências.

Ao se discutirem as implicações do avanço tecnológico no processo educacional, torna-se relevante fazer referência à questão da ética na ciência e como ela pode afetar a sociedade atual. Em alguns episódios dos desenhos animados analisados, esse tema surge com um enfoque pejorativo no qual o cientista não leva em conta as questões éticas envolvidas no procedimento por ele realizado. Tal observação pode ser exemplificada no episódio 8, em que os meninos querem comprar um game proibido para a sua idade por ser muito violento, no qual decorre o seguinte diálogo:

"(Jimmy) Eu acho que, teoricamente, uma pessoa pode acelerar seu metabolismo para poder ter 18 anos. Mas isso não seria nada ético [...]
(Sheen) Então, o que separa a gente de ação de primeira com muitos jogadores é a diferença entre o certo e o errado?"

Os personagens optam por ignorar a questão da ética e realizam o experimento que propicia o aumento das suas idades. Levando-se em conta que a ética constitui-se em tema transversal que deve permear a educação em todos os seus níveis  segundo BRASIL, 1998, o exemplo acima, retirado de um desenho animado, pode ser utilizado como motivador para um debate em sala de aula sobre o que é ético e o que não é ético no mundo científico.

Salienta-se que os educadores precisam estar atentos às influências que, de modo sub-reptício, possam se refletir nas concepções das crianças e adolescentes em idade escolar. Mas essa deve ser também uma tarefa de todos.

Enquanto a sociedade encolher os ombros e fizer ouvidos moucos com relação às barbaridades deseducativas e deformativas que, por exemplo, os meios de comunicação exercem sobre os jovens e os cidadãos de modo geral, permanecem tênues as esperanças de um futuro melhor, mais democrático, solidário, mais ético e humano, por maior que seja o empenho nesse sentido no espaço da educação formal.

Mas, para conduzir uma discussão sobre este tema, com propriedade e sem correr risco de propagar idéias incorretas, ao professor de ciências não resta outra  alternativa senão a de desenvolver, ao longo seu trabalho docente, o hábito do estudo, da reflexão, e o compromisso com uma educação que privilegie o ser ao invés do ter, e a compreensão ao invés da informação.

De que maneira reconhecer estas visões sobre ciência que estão presentes nos desenhos animados pode contribuir para a melhoria do ensino de ciências? Argumenta-se que é imprescindível o conhecimento sobre como, e de que forma, desenvolveu-se o pensamento científico que conduziu a humanidade aos dias de hoje, pois nessa incursão ao passado, encontram-se respostas para muitas das ações do presente.

Toda reflexão sobre ensino passa pela formação do professor como sujeito atuante e necessário na construção de uma sociedade menos consumista, mais crítica, mais ética. A televisão está presente com seus programas bons e ruins. A sociedade é livre para vê-los e, muitas vezes, aqueles que os assistem não têm subsídios para assumir uma postura de questionamento frente aos seus conteúdos. É também função do professor trabalhar a multiplicidade de visões de mundo e, para isto, ele precisa ser preparado.

Um significativo passo nessa direção é considerar, no cotidiano da sua formação, as questões da comunicação, da informação e das imagens, com o objetivo de tornar os novos profissionais preparados para vivenciar os desafios do mundo que se está construindo. Naturalmente, se estamos pensando numa escola na qual a cultura audiovisiva seja uma presença, o professor, principal personagem desse processo, precisa estar preparado para trabalhar com essa cultura. Uma cultura que está intimamente relacionada com as mídias e, por isso, exige e determina uma nova linguagem.

Questionar. Esta é a ação que se propõe com base na análise feita no desenvolvimento do presente neste post. Ao professor cabe a tarefa de questionar as diversas visões de ciência que são veiculadas nos meios de comunicação de forma a levar o aluno à reflexão sobre o papel da ciência em sua vida. Apresenta-se, aqui, uma alternativa para motivar essa discussão: o uso dos desenhos animados.

É uma alternativa a mais na busca de tornar o ensino de ciências um ensino significativo para a vida dos jovens. É um recurso lúdico e, como todo recurso lúdico, exige do professor também uma postura lúdica frente às situações de sala de aula. A presente proposta não pretende negligenciar outras formas de trabalho, como aulas expositivas, experimentais ou o uso de livros didáticos. Consiste em apresentar um elemento novo que venha a colaborar na construção de um conhecimento científico pertinente, para que se possa fazer da educação um caminho real para o equilíbrio do indivíduo enquanto espécie e enquanto agente social.

Bom proveito!!!!