Medindo a luz: espectrofotometria

A espectrofotometria é uma técnica que mede a quantidade de luz absorvida por uma amostra em função do comprimento de onda, sendo estes correspondentes a região do visível e ultravioleta. É baseada no fato de que cada espécie molecular é capaz de absorver suas próprias frequências características de radiação.

Para esses princípios temos uma lei de absorção, chamada de Lei de Beer. Esta lei nos diz que a intensidade de absorção de uma amostra depende da concentração das moléculas absorventes e da extensão do caminho sobre o qual ocorre a absorção. Denominamos P₀ a energia incidente sobre a amostra e P a energia remanescente. A transmitância (T) é a razão de P sobre P₀, ou seja, a fração da radiação incidente transmitida pela solução. Normalmente expressamos a transmitância como absorbância (A). A absorbância é –log de T. Sabendo-se a absorbância, o caminho óptico (b) e a absortividade molar (ε), pode-se determinar a concentração de uma substância através da equação da lei de Beer²:

A= εbc = log (P₀/P)

Os espectrofotômetros são instrumentos capazes de medir absorbâncias em função do comprimento de onda. O registro dos dados é chamado de espectro de absorção. Normalmente esses instrumentos contem cinco componentes principais: fontes de radiação, monocromador, recipientes para conter as soluções, detectores e indicadores de sinal.

Experimentando química no facebook?

Salve, pessoas.

Com intuito de trazer mais conhecimento na área da ciências e suas tecnologias, nós do blog experimentando química, levamos o blog para o facebook também. A ideia é nos aproximarmos dos leitores e também facilitar a leitura das notícias e a comunicação leitor-escritor. 

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Obrigado por nós acompanharam e espero que curtam as publicações. 

Abraços, 

Gabriela.

Existe líquido que não molha?

As forças de coesão são responsáveis por manter moléculas e átomos de um mesmo material unidos, já a força de adesão é a atração que as partículas de um material exercem sobre partículas de outros materiais. Um líquido molha devido às forças de adesão presentes nele, ao entrar em contato com uma superfície essas forças fazem com que a superfície fique molhada. 
Mas se a força de coesão for maior do que a de adesão ocorrerá exatamente o contrário: a superfície não irá se molhar. É exatamente isso que acontece com o mercúrio que corre dentro dos termômetros, a atração entre as moléculas de mercúrio (coesão) não permite que se espalhem sobre determinadas superfícies, como a do vidro e das folhas de papel.
Demonstração: os átomos de mercúrio ao entrarem em contato com uma superfície de vidro, não são atraídos pelas moléculas de SiOH (hidróxido de silício presente no vidro), preferem se ligar entre si, ou seja, a força de coesão é maior do que a de atração. O mesmo não acontece quando moléculas de água entram em contato com superfícies de vidro, pelo contrário, elas se desfazem estabelecendo ligações O-H com as moléculas de SiOH, por isso então é que a água molha o vidro. 
Por outro lado, se uma bolinha de mercúrio for depositada sobre uma superfície de ouro, ela se desfaz, espalhando-se. O que nos leva a uma conclusão sobre a pergunta inicial: existe líquido que não molha? Existe sim, mas depende da composição química do líquido como também da superfície onde ele é depositado. O que determina é a disputa entre as forças de coesão e as forças de adesão. 

Fonte: http://mundoeducacao.bol.uol.com.br/quimica/existe-liquido-que-nao-molha.htm

Experimento Clássico: a descoberta de partículas alfa

O experimento citado é apresentado na animação à seguir:

Na animação é apresentado o experimento feito pelo químico neozelandês, Ernest Rutherford, em 1904.
Em seu experimento, Rutherford colocou uma substância que emite partículas alfa – por exemplo, o rádio ou o polônio – no interior de um bloco de chumbo (azul, na animação) fazendo-as colidir com uma fina lâmina de ouro (placa amarela). O bloco de chumbo impede que a radiação se espalhe por outras direções.
A lâmina de sulfeto de zinco (anteparo verde) emite luminosidade quando é atingida pelas partículas após emissão, facilitando a identificação de pontos.
Com esse experimento, ele verificou que:
• a maioria das partículas alfa atravessava a lâmina de ouro;
• algumas dessas partículas, ao atravessar a lâmina, eram desviadas;
• uma pequena parte das partículas alfa não ultrapassava a lâmina e retornava, como se elas se chocassem com algo muito denso.
Também foi possível concluir que o átomo não é uma esfera maciça e que ele possui núcleo carregado positivamente.

Referências

PINTO, Carlos Eduardo. O experimento de Rutherford. Editora do Brasil. Disponível em: <http://www.qrce.com.br/portal_educacional/fundamental2/projeto_apoema/pdf/textos_complementares/ciencias/9_ano/pac9_texto_complementar_O_experimento_de_Rutherford.pdf>. Acesso em: 27 de junho de 2017.

Como os Químicos Forenses Revelam Impressões Digitais?

Alguns dias atrás fizemos um podcast falando sobre o luminol, uma substância utilizada para detectar sangue em cenas de crimes. Seguindo o tema Química Forense, vamos abordar aqui outra substância muito usada na técnica de detecção de impressões digitais.
É bem simples a técnica. Ela se baseia em aquecer levemente, em um recipiente fechado alguns cristais de iodo e o material a ser examinado. Rapidamente, se forma uma névoa violácea de iodo na fase de vapor. O vapor interage com a impressão digital, por meio de uma absorção física, formando a imagem da impressão digital presente no material analisado, possibilitando o uso de outras técnicas para isolar e identificar a impressão.

O vapor de iodo entra em contato com os compostos gordurosos do suor, fazendo assim sua revelação.
Esta técnica sé pode ser utilizada para impressões recentes, visto que os compostos gordurosos desintegram-se rapidamente e o vapor de iodo por ser volátil, irá desprender-se, fazendo a impressão digital invisível novamente.
Para isso, o iodo, quando aquecido, sublima-se, gerando os vapores, que termina por sua vez, aderindo aos compostos gordurosos contidos na impressão digital.
O vídeo abaixo mostra melhor a experiência:

Referências

 FARIAS, Robson Fernandes de. Introdução á Química Forense. 1.ed. Campinas, SP: Editora Átomo, 2007. 100p.

Areia que não se molha?

Olá, pessoal!
Navegando pela internet você se depara com um certo gif que mostra o seguinte:

Ok, mas que bruxaria é essa? 
Esse pó azul é uma areia hidrofóbica. Areia hidrofóbica não é algo novo. Mas ver os efeitos dela em contato com a água é sempre impressionante. Você viu ela ir de areia para meleca metálica em instantes assim que chega na base do recipiente. O efeito é reversível e não menos impressionante: a meleca prateada voltando ao pó quando retirada da água.
A água é muitas vezes chamada de solvente universal, pois ela tem a capacidade de dissolver grande parte das substâncias ao nosso redor. As soluções químicas usadas em laboratório, por exemplo, são em sua maioria formadas pela dissolução de sais, ácidos e bases dissolvidos em água.

No entanto, em nosso cotidiano, existem algumas substâncias hidrófugas, que são aquelas que repelem a água e não se solubilizam nela, permanecendo intactas, sem se molhar. Uma substância hidrófuga bem conhecida é o óleo. Isso ocorre porque não há interação entre as moléculas de água e as moléculas dessas substâncias.

Esses produtos são usados no mercado para diversas finalidades, por exemplo, existe o aditivo impermeabilizante, que tem o aspecto de areia, usado para fazer caixas d'água, piscinas e alguns tratamentos para impermeabilizar paredes. Além disso, existem também repelentes de água ou impermeabilizantes líquidos que são vendidos principalmente para para-brisas de automóveis e na forma de spray hidrorrepelente que serve para se passar em barracas, sofás etc.

Essa areia foi inventada inicialmente com a finalidade de conter derramamentos de petróleo, para envolvê-lo e forçá-lo a afundar para depois ser recolhido junto à areia sem se misturar com a água. Entretanto, visto que a sua produção tem um custo elevado, essa finalidade está sendo abandonada e hoje a areia que não se molha é comercializada como um brinquedo, que é conhecido como “areia mágica”.

Quando se adiciona a areia na água, formam-se filetes em que toda a água ao seu redor é repelida, formando um duto de alta pressão em torno deles, por isso, a areia vai para o fundo do recipiente com água. O ar também vai para o fundo, por essa razão, a areia, ao ser misturada, sobe, pois o ar que é menos denso sobe e leva consigo algumas partes da areia.

No caso das areias mágicas comercializadas como brinquedo, elas são impermeabilizadas com vapores de reagentes que contêm silício, cloro e grupos de hidrocarbonetos, um exemplo é o trimetilsilanol ((CH₃)₃SiOH). Os grupos Si-OH não interagem bem com a água. Já o repelente líquido é formado por uma solução de polímero de silicone dissolvido em álcool propílico, sendo que o álcool evapora e sobra um filme de silicone sobre o vidro. Eles não se atraem porque as interações entre as moléculas de água são muito mais fortes que as interações entre uma molécula de água e o polímero de silicone.

Abaixo segue um vídeo com um pouco mais detalhes sobre a areia mágica.

Fonte:

http://educador.brasilescola.uol.com.br/estrategias-ensino/experimento-areia-que-nao-se-molha-sala-aula.htm

http://gizmodo.uol.com.br/e-uma-diversao-observar-areia-hidrofobica-e-voce-pode-faze-la-em-casa/

Podcast 01 - Tema: Luminol

Finalmente saiu o tão esperado Poscast do Experimentando Química. O assunto tratado é o Luminol.
Confiram abaixo a novidade.

Um pouco mais sobre laboratório de química

Olá pessoal, 
Hoje estou trazendo pra vocês um pouco mais de informações sobre o laboratório. Parece bobo, mas é muito importante termos o conhecimento sobre as vidrarias e os equipamentos do laboratório para estarmos sempre tendo um bom resultado e rendimento dos experimentos. 

O químico é um profissional que investiga a composição das substâncias, as suas propriedades, suas transformações, os efeitos dessas transformações em novas substâncias e o desenvolvimento de modelos que possam explicar esses fenômenos. Além disso, ele atua no desenvolvimento de processos de análise, síntese de substâncias e materiais, bem como na separação de misturas.

Mas para realizar esse trabalho de modo eficaz, os cientistas dependem cada vez mais da construção de aparelhos e equipamentos que tenham a maior precisão possível. Entre esses equipamentos, os mais usados pelos químicos são as vidrarias, que recebem esse nome exatamente porque são feitas de vidro temperado, dessa forma aguentam temperaturas muito elevadas.

Cada vidraria é usada com uma finalidade específica. Já os mais estreitos, como as pipetas e os balões volumétricos, identificam facilmente a variação de pequenas gotas no volume do recipiente, sendo, portanto, mais precisos.

Veja as vidrarias mais usadas nos laboratórios de Química e suas aplicações:

      

	ALMOFARIZ   COM PISTILO
	Usado na trituração e pulverização de sólidos.

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	BALÃO DE FUNDO CHATO
	Utilizado como recipiente para conter líquidos ou soluções, ou mesmo, fazer reações com desprendimento de gases.

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	BALÃO DE FUNDO REDONDO
	Utilizado principalmente em sistemas de refluxo e evaporação a vácuo.

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	BALÃO VOLUMÉTRICO
	Possui volume definido e é utilizado para o preparo de soluções em laboratório.

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	BECKER
	É de uso geral em laboratório. Serve para fazer reações entre soluções, dissolver substâncias sólidas, efetuar reações de precipitação e aquecer líquidos.

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	BURETA
	Aparelho utilizado em análises volumétricas.

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	CADINHO
	Peça geralmente de porcelana cuja utilidade é aquecer substâncias a seco e com grande intensidade, por isto pode ser levado diretamente ao BICO DE BUNSEN.

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	CÁPSULA DE PORCELANA
	Peça de porcelana usada para evaporar líquidos das soluções.

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	CONDENSADOR
	Utilizado na destilação, tem como finalidade condensar vapores gerados pelo aquecimento de líquidos.

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	DESSECADOR
	Usado para guardar substâncias em atmosfera com baixo índice de umidade.

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	ERLENMEYER
	Utilizado em titulações, aquecimento de líquidos e para dissolver substâncias e proceder reações entre soluções.

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	FUNIL DE BUCHNER
	Utilizado em filtrações a vácuo. Pode ser usado com a função de FILTRO em conjunto com o  KITASSATO.

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	FUNIL DE SEPARAÇÃO
	Utilizado na separação de líquidos não miscíveis e na extração líquido/líquido.

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	FUNIL DE HASTE LONGA
	Usado na filtração e para retenção de partículas sólidas. Não deve ser aquecido.

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	KITASSATO
	Utilizado em conjunto com o FUNIL DE BUCHNER em FILTRAÇÕES  a vácuo.

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	PIPETA GRADUADA
	Utilizada para medir pequenos volumes. Mede volumes variáveis. Não pode ser aquecida.

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	PIPETA VOLUMÉTRICA
	Usada para medir e transferir volume de líquidos. Não pode ser aquecida pois possui grande precisão de medida.

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	PROVETA OU CILINDRO GRADUADO
	Serve para medir e transferir volumes de líquidos. Não pode ser aquecida.

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	TUBO DE ENSAIO      Empregado para fazer reações em pequena escala, principalmente em teste de reação em geral. Pode ser aquecido com movimentos circulares e com cuidado diretamente sob a chama do BICO DE BÜSEN.

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	VIDRO DE RELÓGIO
	Peça de Vidro de forma côncava, é usada em análises e evaporações. Não pode ser aquecida diretamente.

Essa são as principais vidrarias encontradas em laboratório e com suas determinadas funções. 

Se quiser saber e aprender mais sobre vidrarias existe um aplicativo de celular desenvolvido por um aluno e um professor do IFRJ sobre diversas vidrarias de uso comum em laboratório de Química. O aplicativo se chama Vidraria e está disponível apenas para o sistema Android.

Fonte:

http://www2.fc.unesp.br/lvq/prexp02.htm

http://alunosonline.uol.com.br/quimica/vidrarias-laboratorio.html

Mudanças de Estado Físico e a Naftalina

A naftalina, também chamada de naftaleno, é um hidrocarboneto aromático, cuja molécula é constituída por dois anéis benzênicos condensados. Na temperatura e pressão ambiente, é um sólido cristalino em forma de lâminas, com odor degradante.
Em seu estado físico sólido, a naftalina possui uma característica interessante, que é a de sublimação. Aos poucos, suas moléculas transformam-se em gás, devido à temperatura ambiente, pressão e umidade, que realizam a evaporação de seus elementos. Isso ocorre pois as ligações entre as moléculas de naftaleno não são muito fortes. Sendo ela uma ligação não muito forte, não é necessária temperatura muito elevada para se atingir o ponto de fusão.
Mas o que é o ponto de fusão?
Ponto de fusão, nada mais é, do que a temperatura em que uma substância passa do estado sólido passa o estado líquido. Em contrapartida, entende-se por ponto de ebulição a temperatura em que uma substância líquida passa para o estado gasoso, à determinada pressão.
Temos quatro tipos de mudanças de estado físico: condensação, fusão, vaporização e sublimação. A condensação é a passagem da substância do estado gasoso para o estado líquido. A vaporização é o contrário, ou seja, é a passagem do estado líquido para o gasoso. A fusão é a passagem o estado sólido para o líquido. Já a sublimação é a passagem do estado gasoso para o sólido, ou virse-versa.
No vídeo abaixo, é mostrado as mudanças de estado físico da naftalina, quando aquecida.

O que acontece se levar cloreto de potássio ao fogo?

O que acontece se eu levar cloreto de potássio ao fogo? Primeiramente: não explode antes que se pergunte. Mas não fique triste, porque o cloreto de potássio na chama libera uma coloração violeta bem legal. Mas você sabe o porquê dessa liberação de cor?

Considerando o átomo de potássio, onde ₁₉K = 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s¹, o elétron 4s¹ é o mais externo, sendo que este pode ser facilmente elevado para o 4p, ocorrendo a excitação eletrônica. O elétron excitado apresenta tendência a voltar a seu estado normal, 4s¹, emitindo um quantum de energia (fóton), que é uma quantidade de energia bem definida e uniforme. Neste caso obtemos uma coloração violeta da chama.

De forma simplificada, observa-se que quando um elétron recebe energia ele salta para uma orbita mais externa. E a quantidade pacote de energia absorvida e bem definida (quantum) que é equivalente á diferença energética entre as camadas. E quando um elétron esta no estado excitado ele volta para a sua orbita estacionaria ele libera energia na forma de ondas eletromagnéticas (luz) de frequência característica do elemento desse átomo. Bohr então propõe que o átomo só pode perder energia em certas quantidades discretas e definidas, e isso sugere que os átomos possuem níveis com energia definida. Essas teorias de Bohr hoje são comprovadas a partir de cálculos e experimentos. Entre eles esta o teste da chama.

O Teste da Chama é um importante método de identificação, principalmente de cátions metálicos, utilizado na análise química. Neste ensaio, ocorrem as interações atômicas através dos níveis e subníveis de energia quantizada. Quando um objeto é aquecido, ele emite radiação, que pode ser observada através da sua cor. 

E não é só o potássio que libera essa cor legal, tem vários outros elementos. Segue uma tabela com alguns exemplos abaixo:

E aqui vai mais alguns exemplos de elementos aplicados ao teste de chama:

Agora você também sabe como são feito os fogos de artifício. São esses elementos que constituem os fogos de artifício e dão aquela corzinha bonita no céu. O processo é o mesmo que o do teste de chamas. 

 Referencias bibliográficas:

http://www.infoescola.com/quimica/teste-da-chama/

O que acontece quando se mistura ácido acético e bicarbonato de sódio?

O ácido acético está presente no vinagre e possui fórmula química CH₃C₂OOH. É um líquido, de cheiro irritante e gosto azedo.

O bicarbonato de sódio é um composto químico, sólido e solúvel em água, de fórmula NaHCO₃, usado como antiácido, para neutralizar os ácidos presentes no estômago, como o ácido clorídrico.

Quando dissolvidos em água, o ácido acético apresenta caráter ácido e o bicarbonato de sódio, caráter básico (ou alcalino). Mas o que é uma substância ácida? E uma básica?

Para entendimento do que ocorre quando se mistura esses dois compostos é necessário abordar alguns conteúdos químicos. Os conceitos de ácidos e bases envolvem duas importantes teorias (Arrhenius e Brönsted-Lowry), que serão abordadas a seguir.

ARRHENIUS: TEORIA DA DISSOCIAÇÃO ELETROLÍTICA

Segundo Arrhenius, os ácidos são substâncias que liberam íons H⁺ quando solubilizados em água, e bases são substâncias que liberam íons OH^- quando dissolvidos em água. Desta forma, podemos dizer que substâncias ácidas e básicas, quando dissolvidas em água, aumentam a concentração de íons H⁺ e OH^-, respectivamente.

O ácido clorídrico (HCl) é um ácido de Arrhenius, pois em solução aquosa se ioniza gerando íons H⁺ e íons Cl^-:

O hidróxido de sódio (NaOH) é uma base de Arrhenius, pois em solução aquosa dissocia-se em íons OH^- e íons sódio (Na⁺):

A teoria de Arrhenius aponta para as propriedades de muitos ácidos e bases comuns, mas apresenta limitações, ela se restringe as soluções aquosas e substâncias que possuem hidrogênio e hidroxila em sua constituição. 

TEORIA DE BRÖNSTED-LOWRY

Segundo Brönsted-Lowry, um ácido é qualquer substância (molécula ou íon) que pode transferir um próton (íon H⁺) para outra substância, ou seja, ácidos, são espécies doadoras de prótons, e base é qualquer substância que pode aceitar um próton (H⁺), ou seja, bases são espécies receptoras de prótons.

Reações de ácido e base são tidas como reações de transferência de prótons. Só haverá um ácido se outra substância comportar simultaneamente como uma base seja em uma reação direta (para direita) ou inversa (para esquerda). Numa reação ácido e base haverá a formação de um par, um ácido e uma base conjugada, isto é, sempre o ácido terá a sua base conjugada, e a base sempre terá o seu ácido conjugado. Se um ácido é simbolizado por HA e a base por B, então pode-se escrever uma equação generalizada:

Na reação direta, HA é um ácido de Bronsted-Lowry por doar H⁺, e B, uma base de Bronsted-Lowry por receber o próton. Na reação inversa o íon BH⁺ doa seu próton para o íon A^-, logo BH⁺ é o ácido e A^- é a base. Também, A^- é a base conjugada de HA e BH⁺ é o ácido conjugado de B. O termo conjugado significa “estar conectado com”, e implica que qualquer espécie química e sua espécie conjugada estão relacionadas com o ganho ou perda de prótons, formando um par ácido e base conjugado. 

REAÇÃO

A reação do bicarbonato com o ácido acético é um exemplo de reação de neutralização, pois temos uma base e um ácido, respectivamente. Além da neutralização, ocorre um fenômeno que chamamos de efervescência, que é a formação de gás no interior do líquido, como mostra a seguinte imagem:

Fonte: http://educador.brasilescola.uol.com.br

Mas qual gás é formado na reação proposta?

Para responder a essa questão, vamos analisar quais produtos são obtidos da reação de neutralização. Olhando para a equação, vemos que os produtos da reação é um sal chamado acetato de sódio (NaH₃C₂O₂) e ácido carbônico (H₂CO₃):

NaHCO_3(aq) + H₄C₂O_2(aq) → NaH₃C₂O_2(aq) + H₂CO_3(aq)

Na reação o bicarbonato de sódio atua como base pois recebe um H⁺e o ácido acético atua como ácido pois a molécula doa um H⁺.

Porém, o ácido carbônico é instável, ele sofre decomposição resultando na formação de água e dióxido de carbono (CO₂). Logo, o causador de bolhas é o dióxido de carbono.

Esse fenômeno também é observado quando se assa bolo, ou pão, usando fermento químico. O fermento normalmente é feito de bicarbonato. O bicarbonato quando aquecido libera gás carbônico, fazendo com que o bolo "cresça".

Reação de decomposição do bicarbonato no bolo:

NaHCO_3(s) → Na₂CO_3(s) + H₂O_(L) + CO_2(g)

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

BROWN, Theodore L. et al. Química; a ciência central. 9 ed. São Paulo: Prentice Hall, 2005.

DAVIS, Susan. O que acontece quando se mistura bicarbonato de sódio e vinagre para inflar um balão. eHow. Disponível em: <http://www.ehow.com.br/acontece-mistura-bicarbonato-sodio-vinagre-inflar-balao-info_31029/>. Acessado em: 25 de abril de 2017.

DIAS, Diogo Lopes. Produção de Gás Carbônico de Forma Experimental. Brasil Escola. Disponível em:<http://educador.brasilescola.uol.com.br/estrategias-ensino/produzindo-gas-carbonico.htm>. Acessado em: 24 de abril de 2017.

Apresentando: Experimentando Química

OS EDITORES

Fabrício Alves Miranda é aluno do 7º período do curso de Licenciatura em Química na Universidade Federal do Triângulo Mineiro (UFTM), bolsista do Programa Institucional de Bolsas de Iniciação à Docência (PIBID), membro da Comissão de Acompanhamento do PIBID e presidente do Rotaract Club de Uberaba, instituição filiada ao Rotary International. Adora ler, ouvir música, fazer amigos, atividades ao ar livre e é fã de divulgação científica.

Gabriela Santoro Lima é aluna do 4º período do curso de Licenciatura em Química na Universidade Federal do Triângulo Mineiro. Apaixonada por ciências, cultura e tecnologia. Espera fielmente não explodir nenhum dos laboratórios da UFTM até o fim do curso. Também é fã de jogos, hqs, mangás e todas essas coisas nerds que existem. 

BLOG EXPERIMENTANDO QUÍMICA

O objetivo principal do Experimentando Química é mostrar didaticamente experimentos químicos relacionados a temáticas vistas no ensino básico. Para isso, iremos utilizar todas as ferramentas oferecidas pelo Blogger. Entendemos que a ciência química é quase inseparável da experimentação e ela é uma ferramenta poderosa para aprender química e entender como funciona a ciência de um modo geral.

Sabemos que a maioria das aulas de química brasileiras não dispõem de laboratórios de química para práticas experimentais. E quando tem, normalmente não se usa, devido principalmente ao tempo escasso para ministrar as aulas. Nesse sentido, propomos uma forma de melhorar o ensino de química apresentando experimentos e relacionando-os com conteúdos vistos na sala de aula.