Um Método Simples Para Avaliar O Teor De Sacarose E CO Em .
Experimentação no Ensino de 27Um Método Simples para Avaliar o Teor deSacarose e CO2 em RefrigerantesAlexandre D. M. Cavagis, Elisabete Alves Pereira e Luciana Camargo de OliveiraO presente artigo descreve uma metodologia simples para avaliar o teor de sacarose em refrigerantes,baseada na pesagem comparativa entre o refrigerante açucarado e sua versão zero caloria. A quantidade deCO2, por sua vez, é determinada a partir da diferença entre massas de bebida, antes e após a eliminação dogás. Alternativamente, o conteúdo de açúcar nos refrigerantes pode ser estimado por meio de tratamento dedados, ilustrando a utilização de ferramentas básicas de estatística, tais como média e desvio-padrão, alémde trazer uma proposta de aula prática integrativa, que permitirá ao professor incentivar o envolvimentosimultâneo de todos os alunos na busca do mesmo objetivo coletivo. Os experimentos propostos ajudama demonstrar um uso prático da densidade a estudantes de ensino médio, bem como discutir conceitosrelacionados aos gases (especialmente o CO2), podendo ser perfeitamente adaptados à química geral experimental, dependendo das disponibilidades de material e tempo.refrigerantes, sacarose, gás carbônicoRecebido em 04/01/2014, aceito em 26/02/2014Os refrigerantes sempre foram muito populares e oconsumo desse tipo de bebida aumentou consideravelmente nas últimas décadas. Para se ter umaideia, entre os anos de 1975 e 2003, o consumo per capitade refrigerantes saltou de 1,29 para 7,65 litros (Estima etal., 2011). Além de possuírem sabor agradável ao paladarda maioria das pessoas, a mudança nos hábitos familiaresao longo dos anos também contribuiu bastante para esseenorme acréscimo no consumo de refrigerantes. Muitosleitores vão se lembrar de que houve uma época em queo refrigerante de cola mais vendido no mundo era servidonas mesas das famílias brasileiras em uma versão de 1 litro(garrafa de vidro retornável), apelidada em algumas regiõesdo Brasil de família, justamente por atender plenamente aoconsumo de uma família de quatro ou cinco pessoas. Nosdias de hoje, no entanto, existem versões em PET de até3,5 litros que, muitas vezes, são insuficientes para atenderao consumo cada vez maior dessa bebida, sobretudo entre apopulação mais jovem.A seção “Experimentação no ensino de Química” descreve experimentos cujaimplementação e interpretação contribuem para a construção de conceitos científicospor parte dos alunos.Quím. nova esc. – São Paulo-SP, BR.É inegável o prazer de saborear um copo de refrigerantebem gelado em um dia de bastante calor, mas raro é encontrarpessoas que não se deliciem só por imaginar esse tipo desituação. No entanto, o consumo exagerado de refrigerantespreocupa principalmente pelo fato de a versão preferidapela população ser aquela que contém açúcar, de modo quea maioria dos consumidores, muitas vezes, não percebe aquantidade elevada de açúcar presente nessas bebidas. Parase ter uma ideia, uma única latinha de refrigerante podechegar a conter 40 gramas de açúcar, que correspondem acerca de 11% da massa do refrigerante (Lima; Afonso, 2009).Isso também equivale a oito colheres de chá ou oito sachêsdaqueles que utilizamos para adoçar um cafezinho (contendo5g de açúcar em cada). O alto consumo de açúcar, por suavez, é preocupante, pois contribui muito para o aumentonos casos de obesidade e diabetes entre a população. Dessamaneira, a temática, que serviu de base para a presenteproposta metodológica, também pode servir como eixo parauma abordagem interdisciplinar do assunto, principalmenteno que diz respeito à saúde pública.Quando seguramos, em uma de nossas mãos, uma latinhade refrigerante zero caloria – que aqui chamaremos simplesmente de zero – e, na outra mão, uma latinha da versãoUm Método Simples para Avaliar o Teor de Sacarose e CO2Vol. 36, N 3, p. 241-245, AGOSTO 2014241
242açucarada (que também para simplificar chamaremos denormal), é possível notar que, no conjunto, a latinha de refrigerante normal é ligeiramente mais pesada que a latinha derefrigerante zero. Isso ocorre, essencialmente, pela presençade açúcar na versão normal, que faz com que esse refrigeranteaçucarado seja um pouco mais denso que o refrigerante zero,fato que pode ser constatado pelas diferentes flotabilidadesdas duas latinhas em água: a latinha de refrigerante zero flutua um pouco mais, pois seu conteúdo líquido é ligeiramentemenos denso que o refrigerante normal. Também podemosnotar essa diferença de massas nos sucos industrializados,quando comparamos uma embalagem da versão açucaradacom sua correspondente light.Por meio de diferentes pesagens, realizadas com refrigerantes obtidos em diferentes locais e em diferentes dias,aleatoriamente, verificou-se que a diferença de massas entreuma latinha de refrigerante normal e outra de refrigerante zero, frequentemente, fica entre 12 e 16 gramas. Essadiferença, por si, já torna perceptível a maior densidadedo refrigerante normal em relação à versão zero e seráconsiderada para obter o conteúdo de açúcar (sacarose) norefrigerante normal. A estimativa da quantidade de açúcarem sucos industrializados também pode ser feita da mesmaforma, desde que se disponha das duas diferentes versões:com e sem açúcar.Propostas experimentais para avaliar o teor de sacarose emrefrigerantes1. Abrindo as latas e utilizando volumes fixos de refrigerante apóseliminação do CO2Caso se disponha de vidrarias em quantidade suficiente, uma das formas de avaliar o conteúdo de sacarose norefrigerante açucarado consiste em partir da diferença dasmassas de volumes fixos dos refrigerantes normal e zero,medidos, por exemplo, em uma proveta após eliminaçãodo gás. Exemplo: em uma proveta de 500 mL, foram colocados 350 mL de refrigerante de cola normal (aqui, pormera opção, usamos o refrigerante de cola da marca maisconhecida no mercado). Após cuidadosa eliminação do CO2,a massa desse volume de refrigerante foi medida em umabalança semianalítica da marca Gehaka, modelo BK3000,e o mesmo procedimento realizado com o refrigerante zero.Para esse volume de 350 mL, a diferença de massas – mNormal- mZero – foi de 13,98 g.CálculosPara simplificar, o refrigerante foi considerado comosendo constituído basicamente por água carbonatada (zero)e água carbonatada açucarada (normal). Embora tambémhaja adoçantes no refrigerante zero, além de sódio em maiorquantidade que no refrigerante normal, a massa dessescomponentes adicionais do refrigerante zero é insignificante em relação à massa total, por isso, será desconsideradanos cálculos. Dessa forma, a diferença entre as massas deQuím. nova esc. – São Paulo-SP, BR.refrigerante normal (mNormal) e zero (mZero) pode ser relacionada matematicamente da seguinte maneira:mNormal - mZero mSacarose - mÁgua carbonatada(Equação 1)Perceba que a diferença nas massas não fornece diretamente a massa de sacarose, pois não se deve esquecer deque, no refrigerante zero, em lugar da sacarose, haverá águacarbonatada ocupando o volume correspondente. Assim,apesar de o refrigerante se tratar de uma mistura líquida,aplicou-se o conceito de volume parcial, mais comumenteutilizado para gases, a fim de se tentar chegar à massa aproximada de sacarose contida no refrigerante normal, adaptandoa Equação 1 da seguinte forma:m Normal - m Zero dSacarose x VSacarose - dÁgua carbonatada x VÁgua carbonatada(Equação 2)onde VSacarose e VÁgua carbonatada representam, respectivamente,os volumes parciais desses componentes no refrigerante.A 30 oC, os valores aproximados de densidade da sacarosee da água carbonatada correspondem, respectivamente, a1,59 g/mL e 0,98 g/mL (University of Alaska Anchorage,2012). Também para simplificar os cálculos, será consideradaa aditividade de volumes, levando-se em consideração que:VSacarose VÁgua carbonatada. Substituindo na Equação 2, tem-seque:m Normal - m Zero 1,59 g/mL x VSacarose - 0,98 g/mL x VSacarosePara uma diferença de 13,98 g (entre os 350 mL de cadarefrigerante), obtém-se:13,98 g 1,59 g/mL x VSacarose - 0,98 g/mL x VSacarose VSacarose 22,92 mLAssim, a massa de sacarose no refrigerante pode ser calculada, a partir de seu volume parcial, da seguinte maneira:mSacarose dSacarose x VSacarose mSacarose 1,59 g/mL x 22,92 mL 36,44 gA informação trazida nas latas do refrigerante de colamais popular, em sua versão normal, demonstra que há 37 gde açúcar contidos em cada 350 mL da bebida, indicando quefoi possível chegar a um bom resultado (desvio de apenas1,5 %). Caso se deseje diminuir ainda mais esse desvio, éperfeitamente possível adaptar essa prática para vidrarias demaior exatidão, como a pipeta, ou medir a diferença de massasentre volumes maiores de refrigerante, desde que haja disponibilidade de material. Outra proposta metodológica consisteem pesar diferentes volumes de refrigerante, isento de gás, econstruir um gráfico de massa versus volume, cuja inclinaçãocorresponde à densidade da solução. A determinação também pode ser feita com uma curva de calibração (densidadeversus concentração de açúcar), obtida a partir de soluçõesUm Método Simples para Avaliar o Teor de Sacarose e CO2Vol. 36, N 3, p. 241-245, AGOSTO 2014
de açúcar previamente preparadas, pipetadas e pesadas paradeterminação de suas densidades (Henderson et al., 1998),ou mesmo com uso de um densímetro, já que se conhecendoas densidades dos refrigerantes normal e zero, praticamentese elimina o problema de variabilidade volumétrica. Dessaforma, a presente metodologia pode ser perfeitamente adaptada, a fim de atender aos objetivos que cada professor maispretenda explorar em sua aula.2. Com as latas fechadas, sem eliminação prévia do CO2 e pormeio de tratamento de dadosMesmo mantendo as embalagens (latas) fechadas, épossível estimar razoavelmente o teor de açúcar em refrigerantes. Embora leve a um desvio maior no resultado final,essa alternativa também pode ser relevante, pois permitedemonstrar de maneira simples a utilidade do tratamentoestatístico de dados em uma situação prática como, por exemplo, em uma aula de laboratório de química geral. Sugerese, nesse caso, uma aula integrativa, a qual permitirá que oprofessor estimule os estudantes coletiva e simultaneamentena busca de um resultado comum, além de ampliar o númerode amostras analisadas. Exemplo: realizou-se uma simulaçãode aula prática com cinco grupos de três alunos cada, demodo que cada aluno recebeu duas latinhas fechadas, umade refrigerante de cola normal e a outra da sua versão zero,totalizando 15 latinhas de cada tipo. As latas foram, então,numeradas de 1 a 15, antes de serem distribuídas aleatoriamente aos alunos. Assim como no caso anterior, as pesagensforam realizadas em uma balança semianalítica da marcaGehaka, modelo BK3000, e em temperatura ambiente, a fimde minimizar a influência da massa de água que naturalmentese condensa sobre as latas quando elas estão geladas. Osdados obtidos foram organizados na Tabela 1.Nesse caso, como serão utilizadas as médias, a numeração das latas não precisa necessariamente ser feita,desde que seja elaborada uma tabela de dados coletiva,com espaços reservados ao lançamento dos dados de todosos grupos. Observando a Tabela 1 com atenção, é possívelfazer algumas constatações importantes. Uma delas é queos desvios-padrão das massas das latas vazias (as quaisforam lavadas com água e devidamente secas antes dapesagem) são insignificantes se comparados aos desvios-padrão das massas de líquido presentes em cada lata. Alémdisso, considerando a diferença entre as massas médiasdos conjuntos (lata líquido) das duas versões, chega-seao valor de: 381,19 g - 368,24 g 12,95 g, praticamentea mesma diferença entre as massas médias dos líquidos:368,39 g - 355,43 g 12,96 g. Como o desvio-padrãodos valores de massa das latas cheias é significativamentemaior que os desvios-padrão das latas vazias e tambémmuito próximo do desvio-padrão das massas dos próprioslíquidos, conclui-se que a pesagem das latas vazias nãocontribui, significativamente, para uma melhor acuracidadedos resultados, de modo que os cálculos podem ser feitosutilizando-se as diferenças entre as massas médias das latascheias, tornando a dinâmica do experimento mais fácil, jáque não é imprescindível a lavagem das latas e sua secagempara posterior pesagem. Também é possível constatar queas diferenças nas quantidades de líquido entre as própriaslatas de uma mesma versão de refrigerantes constituem oprincipal erro prático (e inexorável) dessa proposta metodológica alternativa. Para uma diferença média de massasigual a 12,95 g (obtida para as latas cheias), tem-se:12,95 g 1,59 g/mL x VSacarose - 0,98 g/mL x VSacarose VSacarose 21,23 mLTabela 1: Massas obtidas para refrigerantes de cola das versões normal e zero caloria.Refrigerante normalnúmero da lata massa do conjuntomassa da(lata líquido)/glata 82Médias381,1912,80Desvios-padrão3,340,13Quím. nova esc. – São Paulo-SP, BR.massa 15368,393,35Refrigerante zeromassa do conjuntomassa da(lata líquido)/glata 367,6012,90375,8812,52368,2412,814,460,17Um Método Simples para Avaliar o Teor de Sacarose e CO2massa 36355,434,56Vol. 36, N 3, p. 241-245, AGOSTO 2014243
Assim, sem mesmo abrir as latas, estima-se a massamédia de sacarose no refrigerante:mSacarose dSacarose x VSacarose mSacarose 1,59 g/mL x 21,23 mL 33,76 g244%, valor que pode ser considerado pequeno, especialmentelevando-se em consideração os objetivos que se pretendeatingir com a presente metodologia.Estimativa da quantidade de CO2 no refrigeranteEsse valor corresponde a um desvio de 8,76 %. NesseA quantidade de gás carbônico no refrigerante tambémcaso, mais importantes que a exatidão do resultado são aspode ser medida pela pesagem por diferença: antes de abrirreflexões às quais os estudantesa lata e após a eliminação do gás.podem ser conduzidos, especialNesse caso, evidentemente, alémEsse valor corresponde a um desvio demente com relação às variaçõesde se esforçar para liberar todo o8,76 %. Nesse caso, mais importantes queamostrais, tão frequentes emgás contido no refrigerante, há dea exatidão do resultado são as reflexões àsnosso cotidiano, reforçandose tomar cuidado com a perda dequais os estudantes podem ser conduzidos,a importância da estatísticaágua, que tende a espirrar duranteespecialmente com relação às variaçõescomo ferramenta fundamental.a liberação do CO2, levando a errosamostrais, tão frequentes em nossoUm conhecimento básico deexperimentais. Aqui, também foicotidiano, reforçando a importância daestatística é útil e importante autilizada uma balança semianaestatística como ferramenta fundamental.qualquer cidadão, uma vez quelítica da marca Gehaka, modelomédia e desvio são vistos tantoBK3000. Visando a minimizar osem pesquisas eleitorais e exames laboratoriais como emdemais erros, sugere-se a seguinte metodologia:dados demográficos, variações (mesmo que pequenas)- Corte uma garrafa plástica, por exemplo, uma garrafaem quantidades de produtos etc. Além disso, considera-sePET de 2 litros (ou 1,5 litro) com uma tesoura, numamuito promissora a ideia de colocar estudantes diante dealtura de aproximadamente 20 cm a partir de sua base.uma experiência real de trabalho em equipe, mostrandoA ideia aqui é que, no final, se obtenha uma espécie-lhes que o uso cooperativo de dados, para se chegar a umde copo plástico de PET, suficientemente alto pararesultado de interesse coletivo, pode ser bastante motivadorevitar que espirre água para fora durante a eliminaçãoe produtivo. Em nosso laboratório, também foi feita umado gás, mas que também seja leve para diminuir errossimulação com refrigerantes sabor laranja, mas com umainerentes à pesagem;amostragem menor (apenas três latas) de cada versão.- Dentro desse copo plástico, coloque uma lata deNesse caso, a diferença média de massas foi de 13,99 g erefrigerante fechada e uma bala mastigável de mentaa quantidade média de sacarose estimada em 36,5 g por(por exemplo, mentos ), certificando-se de que elaslata, valor bem próximo àquele declarado na embalagemestejam secas. As latas não podem estar molhadas oudo produto, que corresponde a 38,5 g de açúcar para cadageladas, pois o acúmulo de água por condensação na350 mL do refrigerante. Obviamente, quanto mais latassuperfície delas comprometeria as pesagens;forem pesadas, isto é, quanto maior for o número de itens- Pese o conjunto (copo plástico bala de menta latana amostra (espaço amostral), maior a probabilidade de selacrada) e anote o valor da massa inicial;chegar à quantidade média real de açúcar no refrigerante.- Em seguida, com muito cuidado para evitar perdas,Finalmente, uma questão que ainda pode intrigar algunsabra a lata e transfira todo o líquido para dentro doleitores é a validade do uso de volumes parciais para umacopo plástico e, bem devagar, mergulhe a bala desolução aquosa de açúcar, uma vez que fortes interaçõesmenta (seca) que você havia pesado com o conjunto.intermoleculares, como as ligações de hidrogênio, poderiamVocê poderá ver a liberação de bastante CO2 nessegerar distorções que inviabilizariam o uso desse modelo.momento. Uma excelente explicação sobre esse feEntão, para que se confirme a validade dessa abordagem,nômeno é dada por Pires e Machado (2013);considere novamente que o refrigerante normal seja uma- Cuidadosamente, com o auxílio de um garfo ousolução aquosa contendo aproximadamente 11% de sacarosecolher, faça movimentos circulares até que pra(Estima et al., 2011). A densidade de uma solução de sacaticamente nenhuma liberação de CO 2 seja maisrose de concentração 11% é aproximadamente 1,04 g/mL.percebida. Deixe escorrer bem qualquer líquido queDessa forma, 350 mL de refrigerante corresponderiam a umatenha ficado no garfo ou colher para dentro do copomassa de 364 g, sendo 40,04 g de sacarose e 323,96 g de águaplástico, sempre evitando perdas e, então, coloquecarbonatada. Com essas massas, calculam-se os volumesa latinha vazia sobre o líquido e pese novamente oparciais de sacarose e de água carbonatada, utilizando-se osconjunto (copo plástico bala de menta dissolvidarespectivos valores de densidade a 30 oC e obtendo-se: VSacarose líquido praticamente isento de CO2 lata vazia), 25,18 mL e VÁgua carbonatada 330,57 mL. Somando-se essesanotando a massa final.volumes, chega-se ao valor de 355,75 mL, a partir do qualA Tabela 2 mostra valores de massa, obtidos em nossose conclui que o erro aparente em assumir a aditividade delaboratório, para refrigerantes de cola das duas versões.volumes parciais nessa situação é de aproximadamente 1,6Analisando a Tabela 2, é possível constatar que aQuím. nova esc. – São Paulo-SP, BR.Um Método Simples para Avaliar o Teor de Sacarose e CO2Vol. 36, N 3, p. 241-245, AGOSTO 2014
Tabela 2: Estimativas das massas de CO2 em refrigerantes de cola normal e zero ,773,39Refrigerante normalmassamassa aproximadafinal/gde 72,13400,802,01403,772,003,300,11quantidade média de CO2 presente em uma latinha de refrigerante é de aproximadamente dois gramas. Também érelevante notar que, em média, há maior quantidade de gásno refrigerante zero do que no refrigerante normal. Esseresultado é de certo modo esperado se, mais uma vez, aideia de volumes parciais for aplicada: como não há sacarose no refrigerante zero, o volume que seria ocupado peloaçúcar acaba sendo completado com água carbonatad
O presente artigo descreve uma metodologia simples para avaliar o teor de sacarose em refrigerantes, baseada na pesagem comparativa entre o refrigerante açucarado e sua versão zero caloria. A quantidade de CO 2, por sua vez, é determinada a partir da diferença entre massas de b
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le gusta tanto repetirlo y con el gesto expresivo de imitación captan el mensaje de la palabra. El Juego: Para el pequeñito todo puede ser juego, con la etiqueta de juego, él puede imaginarse de todo y es capaz de intentar realizarlo. Todo juego que usted realiza debe cumplir un propósito con misiones, que es lo que queremos enseñar.
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