TCC - Química - Licenciatura

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ILACVN - Centro de Ciências da Natureza - Licenciatura em Química

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Caracterização do Substrato Exaurido do Cultivo de Pleurotus Ostreatus composto por Borra de Café e Gramíneas e Avaliação do Potencial Bioquímico de Metano
(2022) Lourenço, Emilene de Carvalho; Orientação
O Pleurotus ostreatus é um cogumelo com grande relevância gastronômica e nutricional, pois possui baixo valor calórico e quantidades elevadas de proteínas, vitaminas e fibras alimentares. Além disso, possui propriedades terapêuticas e farmacológicas, e é capaz de degradar materiais lignocelulósicos. O substrato exaurido pós-cultivo desse fungo, Spent Mushroom Substrate (SMS), possui potencial para utilização como adubo orgânico, ração animal, substrato para plantas e produção de biocombustíveis, como o biogás. A composição do substrato pós-cultivo pode variar conforme a espécie cultivada e a diversidade de biomassa utilizada. Por conter compostos orgânicos lignocelulósicos e células fúngicas, esse substrato pós-cultivo possui grande potencial para ser utilizado como matéria-prima em biodigestão anaeróbia. Dentre os substratos que podem ser utilizados para o cultivo estão a borra de café e as gramíneas, por serem ricos em nutrientes e em lignocelulose, os quais são compostos essenciais para o desenvolvimento de fungos da podridão branca. Em vista disso, este trabalho teve como objetivo a produção de Pleurotus ostreatus em resíduos de borra de café e gramíneas das espécies Zoysia japonica (grama esmeralda) e Cynodon spp. cv. Tifton 85 (feno), para posterior obtenção e caracterização do substrato residual utilizado no cultivo e execução de ensaios de Potencial Bioquímico de Metano (PBM), a fim de avaliar a produção de biogás e metano. O substrato S1, composto de 50,0% borra de café e 50,0% Zoysia japonica, obteve eficiência biológica (EB) de 106,6%, e resultou no resíduo de cultivo R1, o qual produziu 462,4±13,2 e 277,4±7,9 LN.kgSV-1 de biogás e metano, respectivamente. Enquanto que o substrato S2, composto por 50,0% borra de café e 50,0% Cynodon spp. cv. Tifton 85, apresentou EB de 103,7%, e produziu 339,2±20,7 e 196,8±12,0 LN.kgSV-1 de biogás e metano, respectivamente. Dessa forma, a utilização desses resíduos para a produção de energia limpa foi considerada uma alternativa que contribui para a economia circular e para alcançar os Objetivos do Desenvolvimento Sustentável (ODS) da Agenda 2030, especialmente os que versam sobre energia limpa e acessível (7), consumo e produção responsáveis (12) e ação contra as mudanças climáticas (13).
A Química Ambiental e sua Relação com a Agricultura como Ferramenta de Mitigação do Potencial Poluidor de Subproduto gerado por Biodigestão Anaeróbia
(2022) Kerkhoff, Sabrina; Orientação
O Brasil é um país com grande potencial no setor agropecuário e isso reflete em aspectos econômicos, sociais e ambientais. Nesse viés a química ambiental se configura como uma ferramenta capaz de mitigar os impactos ambientais de subprodutos provenientes do setor agropecuário. O objetivo do estudo foi avaliar a eficiência de tratamento de biomassa residual de suinocultura por meio de um biodigestor anaeróbico de lagoa coberta, com vistas à caracterizar as propriedades físicas, químicas, biológicas e nutricionais do digestato e estimar a sua aplicação como biofertilizante em cultura de milho e soja. As amostras foram coletadas em uma propriedade rural situada no município de São Miguel do Iguaçu (PR). Ao total foram duas coletas realizadas nos meses de março e abril de 2022 em três pontos (P1, P2 e P3). Os resultados demonstraram que a eficiência de remoção do tratamento foi significativa para os parâmetros de DQO (91%), ST (78%), SV (39%), SS (97%) e sulfatos (68%), P (59%) e K (19%). As propriedades do biofertilizante perfizeram DQO (3.221,0 ± 524,7 mg L‾¹), ST (5,7 ± 0,4 g kg‾¹), SV (464,4 ± 19,5 4 g kg‾¹), SF (535,6 ± 19,5 g kg‾¹), SS (15,5 ± 7,8 mL L‾¹), alcalinidade (6.997,0 ± 94,8 mg L‾¹), sulfatos (334,5 ± 33,2 mg L‾¹), coliformes totais (1,6 x 105 ± 6,4 x 104 UFC g‾¹), coliformes termotolerantes (2,9 x 105 ± 2,1 x 104 UFC g‾¹), N total (1.660,0 ± 28,3 mg L‾¹), P total (65,0 ± 0,0 mg L‾¹), K total (1.145,0 ± 21,2 mg L‾¹), Ca (221,5 ± 0,1 mg L‾¹) e Mg (73,9 ± 0,0 mg L‾¹). Os cálculos de adubação das culturas utilizando o biofertilizante em substituição ao respectivo adubo mineral apontaram que para o milho o volume de biofertilizante demandado para suprir a nutricionalmente a cultura foi de 87,5 m3 ha‾¹ para o N, 403,5 m3 ha‾¹ para o P e 76,3 m₃ ha‾¹ para o K. Analogamente, para a soja o volume de biofertilizante demandado foi de 302,6 m₃ ha‾¹ para o P e 117,5 m₃ ha‾¹ para o K. Portanto, o volume de biofertilizante a ser aplicado para suprir a demanda da cultura de milho e soja conforme prevê a Lei do Mínimo foi de 403,5 m₃ ha‾¹ e 302,6 m₃ ha‾¹ respectivamente. O estudo concluiu que o sistema de tratamento por biodigestão anaeróbica foi capaz de promover satisfatoriamente o tratamento dos dejetos provenientes da atividade de suinocultura e que as estimativas de aplicação do biofertilizante em substituição aos respectivos fertilizantes minerais são uma alternativa plausível na propriedade estudada, considerando a sua produção de biofertilizante e a disponibilidade de maquinário. Embora, sugere-se a possibilidade de uma adubação mista com vistas a aliar as vantagens do biofertilizante e dos adubos minerais e reduzir os efeitos das desvantagens pertinentes a cada uma das técnicas de adubação.
Uso de Casos Investigativos na Aprendizagem Química em Tempos de Pós Pandemia
(2022) Dias, Raquel Rodrigues; Francisco, Welington
O presente trabalho apresenta a aplicação de uma atividade que faz uso de casos investigativos (CI) como promotor da aprendizagem química, atrelados à relação com o saber, em um cenário pós pandemia. O objetivo foi investigar as fragilidades e defasagens dos estudantes em relação aos conhecimentos químicos causados pela pandemia de COVID-19 e quais conceitos e saberes puderam ser aperfeiçoados como o uso do CI. A metodologia escolhida foi a qualitativa, do tipo pesquisa participante (PP), a qual buscou o engajamento e o protagonismo dos estudantes. O caso foi aplicado em uma turma de segundo ano do ensino médio, em um colégio da rede pública de Foz do Iguaçu e o tema partiu do interesse dos próprios estudantes, sendo a temática Química forense escolhida por eles. Os estudantes foram divididos em dois grupos, foi realizada a leitura do caso e sequencialmente, houve a investigação dos laudos, análise e proposição da elucidação do caso. Feitas as análises sobre os dados coletados, foi possível concluir que houveram defasagens nos conteúdos químicos trabalhados durante a pandemia, já que os estudantes tiveram difculdades em transitar pelos níveis de conhecimento, ficando principalmente no nível de experiências. Além do mais, foi possível comprovar que o uso de casos investigativos proporcionam uma aprendizagem ativa e desafiante aos estudantes, os tornando protagonistas do seu processo de aprendizagem.
“Minerais em Kepler” Jogo Didático como Ferramenta no Ensino de Mineralogia: Perspectivas dos Alunos de Ensino Básico e Superior
(2022) Parra Sierra, Luisa Natalia
A mineralogia possui inúmeras vertentes e uma grande relevância na atualidade pelo fato que os minerais são de vital importância para o desenvolvimento do ser humano. Apesar de sua importância e dimensão multifacetada, o tema é pouco abordado no Ensino Básico e até no Superior. Nas práticas educacionais relacionadas à mineralogia, normalmente são apresentadas informações abstratas e complexas sem contextualização de temas de interesse para o aluno, podendo gerar assim desinteresse pelo tema. Os jogos didáticos de acordo com sua natureza metodológica ativa, podem apoiar processos de ensino e aprendizagem e torná-los mais interessantes e significativos. O objetivo da presente pesquisa foi o de analisar as percepções dos alunos sobre um jogo didático de tabuleiro elaborado como estratégia e ferramenta auxiliar dinamizadora para o ensino de mineralogia, aplicado através de uma intervenção pedagógica em diferentes níveis educativos, além de verificar as Representações Sociais dos alunos de acordo ao tema de interesse. Os lócus da pesquisa se centraram em 2 espaços formais educacionais, sendo o Colégio Adventista e a Universidade Federal da Integração Latino-Americana UNILA, localizados na cidade de Foz do Iguaçu no estado de Paraná. A pesquisa foi aplicada em sujeitos de diferentes níveis de educação, sendo alunos de ensino básico de 1° e 2° ano de ensino médio, alunos graduandos dos cursos de Licenciatura em Química e Desenvolvimento Rural e Segurança Alimentar. Os resultados mostraram que as Representações Sociais apresentadas pelos participantes de diferentes níveis educativos indicam que durante o processo de ensino poucas foram as relações estabelecidas entre os conhecimentos formais do tema e o cotidiano, possivelmente, por ausência de ensino de conteúdos desta área, poucas contextualizações e relações dos conteúdos abordados na mineralogia e o cotidiano destes grupos. Em relação ao jogo os resultados são promissores e demonstram que o uso de jogos didáticos no ensino de mineralogia é considerado útil como ferramenta de avaliação e reforço de conteúdos, além de dinamizar a aula e desenvolver interesse e coletividade aos alunos. Também se verificou que a intervenção pedagógica desenvolvida possui potencialidade educativa interdisciplinar com áreas como química, geografia e geologia. Porém, ainda é necessário aperfeiçoar diferentes âmbitos do jogo e da intervenção, como a complexidade do mesmo de acordo ao nível educativo, e o tempo de intervenção. Alguns estudantes demonstraram dificuldades na compreensão de conteúdos da mineralogia e sua importância na sociedade, indicando a necessidade de aprofundamentos sobre o tema de forma mais contextualizada. Salientamos que este tema deve ser ainda mais explorado em prol do ensino e aprendizagem ativo, contextualizado e de qualidade.
Estudo do Perfil Aromático de Cafés Arábica Gourmets dos Principais Estados Produtores do Brasil
(2022) Barboza Valdez, Aldo Sindulfo; Orientação
Os cafés gourmets representam um mercado em crescimento no Brasil, mercado exigente que busca excelência na qualidade do produto. Estes cafés apresentam características sensoriais mais complexas e peculiares, ainda pouco exploradas. Desta forma, o objetivo do presente trabalho foi caracterizar a composição volátil dos cafés brasileiros, provenientes das regiões de maior produção de café arábica no Brasil, Minas Gerais, São Paulo, Paraná e Bahia, a fim de determinar os compostos específicos que contribuem para o aroma da bebida. Para este fim, utilizou-se a metodologia de microextração em fase sólida (solid phase microextraction - SPME) e análise por cromatografia em fase gasosa acoplada a espectrômetria de massas (CG/EM). Foram identificados, no total, 92 compostos na fração volátil, sendo eles pertencentes às classes dos furanos (22), pirazinas (13), pirroles (10), cetonas (9), piridinas (9), ésteres (5) fenóis (6), ácidos carboxílicos (5), álcoois (4), aldeídos (2), pirano (1) sulfurados (2), hidrocarbonetos (1), éter (1) e anilina (1). Dentre estes, 11 compostos são comprovadamente de impacto para o aroma do café. No geral, os furanos foram responsáveis por 37% da concentração de voláteis, seguido pelas pirazinas com 14%. A concentração relativa média obtida foi de 1,50 gramas de voláteis por quilograma de café. A influência dos compostos no aroma do café foi determinada através do cálculo do coeficiente de atividade odorífera (Odor Active Value - OAV), assim foi verificado que 20 compostos estão em concentrações perceptíveis, sendo sugeridos como marcadores de café gourmet os compostos linalool, 2-acetato de oxopropila, 4-vinilguaiacol, 2,3-pentadiona e 2-metilpirazina. No geral não foi observado nenhum composto específico de uma determinada origem, mas observou-se variação significativa na concentração em comparação aos cafés de outras qualidades relatados na literatura. A análise de componentes principais (PCA) evidenciou agrupamento apenas das amostras do Paraná, que possuem menor quantidade de compostos voláteis.
Avaliação de potencialidade e limitações do jogo Alquímica
(2023) Nascimento, Henrique Chien Hua; Francisco, Welington
Este trabalho foi realizado com o objetivo de analisar as potencialidades e limitações do jogo “Alquímica”, criado com a intenção de ensinar o conceito de reações químicas com um enfoque histórico. O jogo foi projetado com design de jogos de tabuleiro modernos, aumentando os elementos de decisão e estratégia e reduzindo os elementos de sorte. Para isto utilizou-se do elemental tetrad (mecânica, estética, história e tecnologia) para produção do jogo, tendo em mente um jogo educativo enquanto realizava este processo. Para análise das potencialidades e limitações foi utilizado dois padrões em uma perspectiva qualitativa: (i) regras implícitas e explícitas, (ii) Intencionalidade lúdica. No primeiro padrão pode-se observar como a estrutura mecânica do jogo, a narrativa e estética escolhidas podem favorecer uma atitude lúdica, assim como a decisão de quem será o alquimista (condutor do jogo) apresenta algumas barreiras de jogabilidade aos estudantes. O segundo parâmetro nos permitiu entender como a tecnologia escolhida e as intenções de ensino de química nas regras agem quanto à interação destes elementos com os estudantes.
Determinação de Cloro Livre em Água Potável Empregando Métodos Colorimétricos e Aplicativo de Smartphone
(2023) Ccajma Mamani, Ruth Mery
O monitoramento da água potável é de suma importância para garantir a sua qualidade e assegurar o bem-estar da saúde humana. O método mais amplamente utilizado em sistemas de abastecimento é a cloração, com o intuito de remover e inativar microrganismos patogênicos, algas e bactérias. Neste trabalho, foi desenvolvida a metodologia para determinar a presença de cloro livre em água potável, baseando-se na reação com o N,N-dietil-p-fenilenodiamina (DPD). A utilização de celulares é de maneira significativa no nosso dia a dia, aproveitando esta vantagem na atualidade é aplicado como ferramenta para análise na química analítica, por meio dos aplicativos como é o PhotoMetrix PRO®. Foi utilizado o aplicativo de smartphone PhotoMetrix PRO® para o monitoramento da reação colorimétrica. Os valores determinados foram comparados com as análises obtidas com espectrofotômetro na região do visível. O método foi adaptado com enfoque na sustentabilidade em um laboratório de química, utilizando volumes reduzidos de reagentes para mitigação de resíduos e custo da análise. As curvas analíticas obtidas para o espectrofotômetro apresentaram R2 = 0,981 e para o PhotoMetrix PRO® R2 = 0,983. A aplicação do método foi realizada em quatro pontos de coleta da água da torneira. Os níveis de cloro foram consideravelmente satisfatórios. Em um desse pontos obteve-se o valor de 0,20 mg L-1 de cloro livre determinada no espectrofotômetro, e 0,35 mg L-1 no PhotoMetrix PRO®. Esses valores estão dentro dos parâmetros que estabelece a Portaria nº 888, de 4 de maio de 2021 do Ministério de Saúde. O aplicativo apresentou viabilidade para o monitoramento do cloro livre em água potável, devido à sua praticidade, portabilidade e baixo custo.
Utilização do lactossoro bovino como substrato na fermentação alcoólica
(2023) Gomes, Guilherme Pavão
O lactossoro bovino, um subproduto da produção de queijos, possui alto teor de proteínas, minerais e lactose (glicídio redutor). No entanto, seu descarte inadequado impõe desafios ambientais devido à alta demanda química de oxigênio (DQO) e demanda bioquímica de oxigênio (DBO) e ao significativo consumo de água em detrimento de seu descarte. A indústria de laticínios gera grandes volumes desse resíduo, causando impactos ambientais negativos quando este não é tratado de maneira adequada. Para mitigar essa questão, medidas incluem a valorização do lactossoro visando o aproveitamento de seus componentes, culminando no tratamento de efluentes e o uso na produção de energia. Essas abordagens visam a redução do impacto ambiental e a promoção da sustentabilidade na indústria de laticínios. O presente trabalho avaliou o potencial de produção de etanol a partir do resíduo de queijo minas frescal, lactossoro bovino, por meio da fermentação alcóolica de seus glicídios, previamente tratados com a enzima lactase. Para tal, se estabeleceu o controle de vários parâmetros, como monitoramento do pH do lactossoro in natura, além de determinar a concentração de açúcares redutores presentes no lactossoro, avaliar o consumo de açúcares durante todo o processo de fermentação pelo método de Lane-Eynon. Evidenciando o consumo total de glicídios redutores após os ciclos de fermentação. Os parâmetros avaliados foram a concentração de lactase utilizada e a concentração de levedura. Tendo como resultado, as melhores condições: concentração de 2,0007 g de fermento biológico Saccharomyces cerevisiae, 0,5 mL de lactase (5000 FCC ALU), a temperatura e tempo fixos de 30ºC e 24 horas. Estas condições proporcionaram uma concentração máxima de 6% (v/v) de etanol.
Teatro científico: uma avaliação da aprendizagem de conceitos de sólidos cristalinos.
(2024) Felts, Bruno Henrique
O teatro possui diversas características que o potencializa para divulgação científica e, consequentemente, pode proporcionar aprendizado ao público espectador. Nesse viés, o objetivo desta pesquisa foi analisar a aprendizagem química de estudantes do ensino médio que vivenciaram uma experiência de teatro científico. A avaliação da aprendizagem foi baseada em dois padrões de aprendizagem em ambientes informais, buscando correlações com os elementos do tripleto químico proposto por Talanquer (2011). O contexto da pesquisa se desenvolveu durante o evento Teatro Científico Tríplice Fronteira, a partir de uma peça teatral denominada “O Guardião dos Cristais” e teve a participação de 162 estudantes do segundo ano do ensino médio. A produção de dados se deu por meio de 84 respostas sobre a peça teatral e os conceitos de cristais obtidos por meio de um questionário (cartas) e a análise foi baseada na análise de conteúdo. Os resultados mostraram que houve aprendizagem química porque os estudantes apresentaram compreensão científica da peça ao identificar que o enredo se tratava dos cristais e suas composições químicas, assim como algumas propriedades (coloração e estruturas cristalinas). Os estudantes também questionaram, fizeram inferências e criaram hipóteses sobre os fenômenos observados. A maioria das respostas apresentou um grau cognitivo de lembrar e utilizar denconceitos científicos, com poucos momentos de explicação e argumentação sobre os modelos científicos.
Uso de caso investigativo, do tipo laboratório, como metodologia de ensino de química orgânica.
(2024) Drago, Amanda de Araujo
O ensino de química, por vezes, é realizado de forma mecanizada, no qual há a transmissão de conteúdos do professor para o aluno. Metodologias denominadas ativas estão sendo propostas como alternativa, no qual o estudante passa a ser o protagonista do seu aprendizado. O uso de casos investigativos durante o processo de ensino e aprendizagem é um exemplo, no qual envolve os estudantes, permitindo que sua curiosidade evolua para curiosidade epistemológica. Assim, o presente trabalho tem por objetivo verificar a capacidade dos alunos de graduação em resolver situações com métodos simples de laboratório e investigar a compreensão dos estudantes acerca das funções orgânicas, utilizando-se de caso investigativo, do tipo laboratório, com a temática medicamentos. O caso investigativo envolvia a investigação da contaminação cruzada em lotes de fármacos em uma empresa farmacêutica (fictícia). Trata-se de uma análise qualitativa participativa, na qual se utilizou de questionários e textos produzidos pelos estudantes como forma de produção de dados e, para análise dos dados, utilizou-se análise de conteúdo. Os estudantes ficaram envolvidos durante a realização da atividade, e pode-se observar nos dados obtidos que os mesmos conseguiram identificar a contaminação cruzada através de testes de grupos funcionais, ou seja, houve evolução de conhecimento acerca dos grupos funcionais presentes nos medicamentos utilizados (paracetamol, ibuprofeno, fluconazol e Buscopan). Além disso, houve a resolução do caso investigativo, com a identificação dos lotes contaminados e proposições de purificações.
Produção de sabão a partir de óleo vegetal de cozinha, com propriedades fitoterápicas e análise qualitativo dos produtos obtidos.
(2024) Almeida, Lilian Gissela Guillen
O meio ambiente tem sofrido os impactos causados pela ação humana e um deles é a eliminação inadequada dos óleos de fritura, tendo uma repercussão direta na natureza, causando sérios problemas, como o entupimento, mau funcionamento das estações de tratamento, poluindo mananciais e solos. A reciclagem é utilizada para aproveitar determinadas matérias primas para a geração de um novo produto, como exemplo, o óleo residual, onde o mesmo é aplicado na produção de sabão, detergente, sabonete, biodiesel entre outros. Em particular, o óleo vegetal residual, utilizado no processo de frituras de alimentos, encontra-se entre os resíduos que, infelizmente, não possuem um método definido para seu gerenciamento ou reaproveitamento, ao contrário do que se pensa. O sabão por si só não limpa coisa alguma. A capacidade de limpeza dos sabões e detergentes depende da sua capacidade de formar emulsões com materiais solúveis nas gorduras. Na emulsão, as moléculas de sabão ou detergente envolvem a "sujeira" de modo a colocá-la em um envelope solúvel em água, a micela. Partículas sólidas de sujeira se dispersam na emulsão. O objetivo deste projeto é produzir, a partir do óleo vegetal reciclado, utilizado na cozinha de residências e estabelecimentos comerciais como restaurantes, bares e outros, um sabão artesanal com propriedades e características diferenciadas em relação aos sabões comuns. A incorporação de plantas medicinais na composição do sabão é uma prática concreta nesse trabalho, pois além de conferir propriedades específicas ao produto final agrega valor medicinal para o uso nas atividades do dia a dia.

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