Design and development of green chemistry laboratory activities for basic and secondary education

Dissertação de mestrado em Ciências - Formação Contínua de Professores (especialização em Física e Química)O ensino das ciências com recurso a atividades práticas que requerem a ação efetiva do aluno, física e intelectual, dá sentido e complementa os conceitos em estudo, na medida em que, fazendo por si mesmo o aluno não só poderá valorizar a sua capacidade de preparação, autonomia e análise crítica, como poderá transformar as observações banais do dia-a-dia em observações com significado. Porque é que há frutos vermelhos, verdes e de várias outras cores? E as pétalas? Azuis, violeta, amarelas, vermelhas, o que é que as torna tão bonitas e tão coloridas? Este trabalho teve como objetivo o desenvolvimento de novas atividades laboratoriais no âmbito da química dos pigmentos naturais que, para além de apresentarem um grande impacto visual, são concordantes com os princípios da Química Verde. O trabalho laboratorial realizado envolveu a extração, identificação e separação dos carotenoides presentes num concentrado de tomate e dos carotenoides, flavonoides e antocianinas presentes nas pétalas de flores. A identificação dos pigmentos fez-se por cromatografia em papel e a sua separação foi realizada por cromatografia em coluna, com recurso a seringas descartáveis e materiais adsorventes de fácil aquisição. Com base nos resultados obtidos na investigação realizada foram elaboradas duas propostas de atividades laboratoriais que validam toda a execução laboratorial. As atividades apresentadas permitirão aos alunos a aquisição de maiores competências na prática laboratorial e na compreensão de conceitos químicos, como a polaridade, ligações intermoleculares, solubilidade, miscibilidade de solventes, hidrocarbonetos e sustentabilidade.The teaching of the sciences with the use of practical activities requiring the effective action of the student, both physical and intellectual, gives meaning and complements the concepts under study. By doing himself, the student can value his capacity of preparation, autonomy, and critical analysis, and can also learn how to turn everyday banal observations into meaningful observations. Why are there red, green, and various other colorful fruits? And, what about the colors of petals? Blue, violet, yellow, red, what makes them so beautiful and so colorful? The objective of this work was to develop new laboratory activities in the field of the chemistry of natural pigments, aiming to achieve great visual impact and according with the principles of Green Chemistry. The laboratory work performed involved the extraction, identification and separation of the carotenoids present in a tomato concentrate and of the carotenoids, flavonoids and anthocyanins present in the flower petals. The pigments were identified by paper chromatography and separated by column chromatography using disposable syringes and readily available adsorbent materials. Based on the results obtained in the research carried out, two proposals of laboratory activities were elaborated that validate the entire laboratory execution. These activities will allow students to acquire greater competences in the laboratorial practice and theoretical concepts in chemistry, such as polarity, intermolecular bonds, solubility, miscibility of solvents, hydrocarbons and sustainability