UTILIZAÇÃO DE UMA PILHA DE LIMÃO COMO FERRAMENTA DIDÁTICA: UMA ABORDAGEM EXPERIMENTAL PARA A DIMINUIÇÃO DA ABSTRAÇÃO DOS CONCEITOS ELETROQUÍMICOS

UTILIZAÇÃO DE UMA PILHA DE LIMÃO COMO FERRAMENTA DIDÁTICA: UMA ABORDAGEM EXPERIMENTAL PARA A DIMINUIÇÃO DA ABSTRAÇÃO DOS CONCEITOS ELETROQUÍMICOS

• Autor
• Gabrielly Galdino de Sousa
• Co-autores
• Matheus Pereira de Almeida , Luciano Leal de Morais Sales
• Resumo

• INTRODUÇÃO 

   

  A química em linhas gerais é o estudo da matéria, de tudo que ocupa espaço e possui massa. Suas transformações são fontes inesgotáveis de benefícios ou malefícios para a sociedade, dependendo de como é utilizada. Para o desenvolvimento de um ensino de conhecimentos mais complexos sobre as ciências, é crucial empregar uma abordagem mais reflexiva, do que mero apontamento de conceitos acerca do que é ciência (HIRAYAMA, 2021, p.6). 

  Segundo De Carvalho Silva (2020, p.177), dificuldades conceituais surgem, em grande parte, pela aplicação da teoria sem a prática, além da própria dificuldade intrínseca do assunto em si. Neste sentido, metodologias alternativas no ensino de química proporcionam uma maior representação do cenário cotidiano dos alunos, de modo que os mesmos possam ter uma aprendizagem significativa de um determinado conteúdo.

  Dentre os vários conteúdos trabalhados na química, destaca-se a eletroquímica. Neste sentido os alunos apresentam dificuldade em compreender e entender os fenômenos microscópicos que ocorrem   em uma célula eletroquímica, além de déficit no uso de termos como cátodo, ânodo, íons e oxirredução (BORRE, 2022).

  Na BNCC não basta ensinar os conteúdos escolares, é preciso ensinar os aspectos preponderantes da ciência e assegurar que as habilidades e competências desse alunos sejam capazes de se posicionar em diversos assuntos das ciências, neste caso, através do currículo e da prática pedagógica reflexiva e questionadora, aliado aos saberes docentes (FREITAS, 2014). 

  Com isso, surge a necessidade de práticas que contornam essa situação, que retratem a realidade do aluno e demonstrem de forma objetiva e palpável os conteúdos trabalhados em sala de aula, a fim de que os alunos compreendam os conceitos químicos, diminuam as dificuldades e sanem as dúvidas. 

  A demonstração da pilha de limão é uma ferramenta didática valiosa na educação em eletroquímica. Ela permite aos estudantes visualizar e compreender os princípios básicos da geração de energia elétrica, através de reações químicas de uma forma tangível e menos teórica. A relevância deste experimento para o campo da educação em química reside na sua capacidade de ilustrar princípios eletroquímicos de maneira simples e acessível, incentivando o interesse dos estudantes pela ciência e suas aplicações no cotidiano.

  O experimento da pilha de limão, embora seja simples, representa perfeitamente um exemplo de conversão de energia química em energia elétrica. Por meio de dois eletrodos metálicos (zinco e cobre, por exemplo) ligados em série em um limão é possível induzir  uma reação química que por sua vez resulta em uma diferença de potencial elétrico, gerando uma corrente elétrica. A partir disso pode-se visualizar fundamentos físicos e químicos. 

  De acordo com De Carvalho Silva (2020, p.181), em seus estudos verificou-se que, após uma oficina pedagógica investigativa para montagem de uma pilha de limão, todos os alunos souberam identificar cada parte da pilha; e explicar, mesmo que de forma não rebuscada, o funcionamento de uma pilha, mostrando que houve significativo interesse e absorção do conteúdo.

  Este relato de experiência destaca como a utilização da pilha de limão pode facilitar o entendimento dos movimentos dos elétrons no conceito de oxidação e redução, potencial elétrico e circuito elétrico, tornando o conteúdo de eletroquímica mais acessível e menos intimidador para os alunos.

  Portanto, o trabalho visa explorar o potencial didático da construção de uma pilha de limão como ferramenta experimental para o ensino de conceitos eletroquímicos fundamentais. Através da montagem prática e observação dos fenômenos envolvidos, pretende-se proporcionar uma compreensão mais aprofundada sobre as reações de oxirredução e o fluxo de elétrons que caracterizam o funcionamento das células eletroquímicas.

   
   

  OBJETIVO

   

  Construção de uma pilha de limão como ferramenta didática para demonstração experimental visando a diminuição da abstração dos principais conceitos envolvidos em células eletroquímicas espontâneas.

   
   

  MATERIAIS E MÉTODOS 

   

  Através de uma abordagem metodológica qualitativa, do tipo relato de experiência, vivenciado no Programa Institucional de Bolsas de Iniciação à Docência (PIBID), o exposto descreve o experimento demonstrativo aplicado em uma turma com 20 alunos do segundo ano do Ensino Médio da escola estadual E.E.E.F.M Monsenhor Constantino Vieira, no município de Cajazeiras/PB. 

  Este experimento demonstrativo foi realizado após as aulas expositivas dialogadas sobre o conteúdo de eletroquímica ministrada pelo supervisor, em que notou-se a necessidade de um recurso que  permitisse aos estudantes visualizar e compreender melhor os conceitos eletroquímicos, através de uma abordagem experimental, diminuindo assim suas dificuldades. 

  A construção da célula utilizou os seguintes materiais, de forma simples e acessíveis, como:

   

  • 2 limões;

  • Uma faca;

  • 4 moedas de cobre (moeda de cinco centavos);

  • 4 parafusos de zinco galvanizado (ou clipes);

  • 4 pedaços de fio elétrico (podem ser encontrados em lojas de material de construção civil). 

  • Um multímetro (pode ser encontrado em lojas de material eletrônico);

  • Lâmpadas de LEDs;

  • Calculadora.

   

  O método consistiu nas seguintes etapas:

   

  1. Inicialmente, prepare os dois limões cortando-os ao meio.

   

  2. Nas metades faça dois cortes pequenos  na casca do limão. Insira um parafuso galvanizado em um dos lados, que atuará como o ânodo da pilha.

   

  3. Do outro lado do limão, insira uma moeda de cobre que funcionará como o cátodo (os metais não devem se tocar).

   

  4. Utilize os fios condutores para conectar o ânodo de um limão ao cátodo do próximo (de forma alternada), criando assim uma série de células eletroquímicas. Veja o exemplo na Figura 1.

   

  5. Conecte o multímetro aos terminais da primeira e da última célula para medir a voltagem total da pilha de limão e observe.

   

  6. Para testar a capacidade da pilha em alimentar dispositivos eletrônicos pequenos, conecte um LED ou uma calculadora aos terminais da pilha.

   

  Ao conduzir o experimento demonstrativo é essencial adotar medidas de segurança para garantir uma experiência de aprendizado segura e eficaz. Deve ter sempre a supervisão do educador responsável e cuidado ao manusear todos os materiais. A limpeza e descarte devem ser feitos em lugares específicos, os limões devem ser descartados em recipientes de resíduos orgânicos; já as moedas, parafusos e fios podem ser guardados ou descartados de acordo com a política local de reciclagem.

   
   

  RESULTADOS E DISCUSSÃO

   

  Através da construção de uma pilha utilizando limões, foi possível observar a geração de energia elétrica, causada pelo movimento dos elétrons, de forma tangível, diminuindo a abstração frequentemente associada ao estudo da eletroquímica.

  Os resultados obtidos corroboram com a literatura existente, indicando que as reações de oxirredução ocorrem na interface dos eletrodos inseridos nos limões, resultando na produção de corrente elétrica. A tensão na pilha de limão medida no multímetro foi de 3,57 volts, como mostra a Figura 1. O que permitiu que os alunos verificassem a alimentação de uma calculadora, observe a Figura 2, como também a lâmpada de LED, que funcionam perfeitamente, foi um momento envolvente para todos na sala de aula.

   

  

  Figura 1: voltagem medida pelo multímetro após a montagem da série de células.

  Fonte: Próprio autor, 2023.

   

  

  Figura 2: calculadora funcionando com a corrente elétrica fornecida pela pilha de limão.

  Fonte: Próprio autor, 2023.

   

  Foi enfatizado que, embora a pilha de limão não seja uma fonte prática de energia em larga escala, ela serve como uma excelente ferramenta pedagógica para ilustrar princípios eletroquímicos de maneira acessível e interativa.

  Desta forma, a pilha de limão deve ser capaz de gerar uma voltagem suficiente para acender um LED ou alimentar uma calculadora por um certo tempo. Este resultado demonstra de forma tangível os princípios da eletroquímica e a geração de energia elétrica através de reações químicas. A demonstração da pilha de limão é uma ferramenta didática valiosa para a simplificação dos conceitos eletroquímicos. Permite aos alunos observar diretamente a conversão de energia química em energia elétrica e reforça o entendimento teórico como uma célula eletroquímica funciona.

  Portanto, a demonstração da pilha de limão provou ser uma metodologia eficaz para a diminuição da abstração dos conceitos eletroquímicos, permitindo aos estudantes uma melhor compreensão através da experimentação prática. Assim, percebeu-se ao longo da aula uma maior interação dos discentes com a temática, e ao longo do processo foi perceptível a curiosidade e o interesse pelos materiais utilizados; e comprovar que os dispositivos realmente funcionaram com a energia gerada pelos limões.

   
   

  CONCLUSÃO

   

  Com a metodologia ativa através da execução do experimento em sala de aula, nota-se o interesse e a empolgação dos alunos, contrapondo os métodos tradicionais de ensino, baseados em leitura e escrita. Todavia o exposto contribui para o aprendizado do conteúdo, a partir da utilização de materiais simples, tal como o limão,  mostrando a química no cotidiano do aluno. Tornando o que antes era distante em algo palpável. É de fundamental importância que os professores utilizem métodos que despertem o interesse dos alunos através de materiais didáticos que façam alusão ao seu cotidiano.

   
   

  AGRADECIMENTOS

   

  Expressamos os sinceros agradecimentos ao Programa Institucional de bolsas de Iniciação à docência (PIBID), ao Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) e a Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES). A experiência proporcionada foi de fundamental importância para o enriquecimento do nosso percurso formativo, aprimoramento das nossas habilidades pedagógicas e compreensão mais profunda do impacto da educação na transformação social. Agradecemos especialmente ao supervisor Paulo José, cuja expertise e comprometimento foram fonte de inspiração; ao coordenador Luciano Leal por sua liderança e visão estratégica, que são essenciais para o sucesso deste projeto. Logo, este trabalho é um reflexo do esforço colaborativo e do compromisso compartilhado com a educação de qualidade.

   
   

  REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 

   

  BORRE, Mariane Rafaela. O uso da “situação problema” como prática investigativa para o ensino de pilhas. Trabalho de Conclusão de Curso. Universidade Tecnológica Federal do Paraná, 2022.

   

  DE CARVALHO SILVA, João Pedro et al. Oficina Pedagógica De Eletroquímica: Compreendendo Conceitos Abstratos Através Da Prática. 2020 by Atena Editora Copyright© Atena Editora Copyright do Texto© 2020 Os autores Copyright da Edição© 2020 Atena Editora Editora Chefe: Profª Drª Antonella Carvalho de Oliveira, p. 176, 2020.

   

  FREITAS, Luiz Carlos de. Os reformadores empresariais da educação e a disputa pelo controle do processo pedagógico na escola. Educação & Sociedade, Campinas, v. 35, n. 129, p. 1085-1114, 2014.

   

  HIRAYAMA, Marcos Paulo; PORTO, Paulo Alves. Elementos de História e Filosofia da Química Segundo Professores do Ensino Médio: relações química/sociedade. Revista da Sociedade Brasileira de Ensino de Química, v. 2, n. 1, p. e022104-e022104, 2021.

   

• Palavras-chave
• Eletroquímica, ferramenta didática, pilha de limão, Ensino de química.
• Modalidade
• Pôster
• Área Temática
• Química, Ensino de Química e Tecnologias Aplicadas