O Gurupi Isotherms Plot (GIP) foi um software desenvolvido por grupo de pesquisa que envolve pesquisadores da UFT e do IECT-UFVJM. O software em questão é gratuito e possui uma interface interativa e de fácil utilização. O mesmo foi desenvolvido para ser ferramenta para alunos de graduação e pós-graduação, uma vez que as análises de modelos isotérmicos envolvem cálculos complexos. Assim, sua divulgação nas comunidades acadêmicas é uma etapa importante pensando em sua popularização.

Ensino de Química, isotermas de adsorção, modelos isotérmicos, softwares gratuitos e intuitivos

A determinação de isotermas de adsorção é uma ferramenta usada para caracterizar adsorventes. No entanto, a interpretação correta das isotermas requer a avaliação de alguns fatores, tais como: tamanho dos poros, propriedades do adsorvato e sua afinindade com o adsorvente, entre outros (Kwiatkowski,et al 2014). Nesse contexto, a modelagem é importante para auxiliar na interpretação de resultados experimentais e útil para a determinação de propriedades (Knani et al, 2014). Investigações computacionais podem ser entendidas como um instrumento preditivo para a orientação de análises experimentais bem como auxílio na compreensão de resultados com o intuito de alcançar maior eficiência além de interpretar vários aspectos de um processo (Deka & Bhattacharyya, 2015). De modo a minimizar os esforços necessários para se realizar ensaios de adsorção, a utilização de ferramentas computacionais que possibilitam não somente a redução do tempo empregado como o aumento da praticidade no tratamento e análise de dados são de suma importância (Boulinguiez etal, 2008; Foo & Hameed, 2010). Pensando nisso, um grupo de pesquisadores do programa de Pós-graduação em Química da UFT e do IECT - UFVJM desenvolveram um software para o tratamento de dados de análises de modelos isotérmicos de adsorção, denominado Gurupi Isotherms Plot (GIP), com intuito de disponibilizar, de forma gratuita uma ferramenta computacional com interface gráfica intuitiva e amigável. Nessa primeira versão do software é possível calcular as isotermas a partir dos modelos de Langmuir, Freundlich, Dubinin - Raduskevich de forma rápida, simples e eficiente.

Os cálculos dos modelos isotérmicos, seja num contexto de aula de Físico-química, ou em diferentes projetos de pesquisa envolvem cálculos complexos, muitas vezes realizados a partir de regressões lineares em calculadoras. A regressão linear é, de fato, mais fácil de usar e interpretar, mas em contraponto pode não fornecer bons ajustes. Mesmo que a regressão linear possa modelar diferentes curvas, pode ocorrer de não se enquadrar de forma adequada a curva específica do diagrama de dispersão. O emprego de regressão não-linear, apesar de mais trabalhoso, pode fornecer resultados de ajustes mais precisos. Porém, relaciona-se a análises mais complexas. Uma alternativa a essa questão é a utilização de softwares que calculam esses modelos isotérmicos a partir das equações não lineares. No entanto, os softwares disponíveis no mercado são pagos. Com intuito de auxiliar nessa questão o Gurupi Isotherms Plot (GIP), foi desenvolvido. O software é livre, apresenta um interface de fácil uso e uma resposta rápida (na casa de segundos). Desse modo, o GIP apresenta-se como uma alternativa gratuita, rápida e eficiente para auxiliar alunos e pesquisadores em estudos de processos adsortivos. Apesar do software já ter sido registrado e um artigo sobre o mesmo ter sido publicado (Castro et al, 2021), etapas para sua divulgação e popularização são importantes. Assim, a proposição em questão tem por objetivo central apresentar o software para comunidade acadêmica da UFVJM, a princípio, a partir de um minicurso sobre análises de modelos isotérmicos de adsorção por softwares livres e calculadora.

OBJETIVO GERAL Desenvolver um minicurso sobre análises de modelos isotérmicos de adsorção por softwares livres e calculadora, com intuito de popularizar o Gurupi Isotherms Plot.

As metas propostas a partir do mini-curso são: - Apresentar os modelos de Langmuir, Freundlich e Dubinin-Raduskevich; - Realizar cálculos dos modelos de Langmuir e Freundlich na calculadora (a partir de equações linearizadas); - Realizar cálculos dos modelos de Langmuir, Freundlich e Dubinin - Raduskevich no Gurupi Isotherms Plot. - Aplicar questionários para um possível Feedback sobre o software; - Contribuir com a popularização do software como ferramenta importante para o Ensino de Físico-quimica.

O minicurso será planejado considerando 15 horas totais divididos em três encontros de 5 horas da seguinte forma: Encontro 1 - Introdução sobre os modelos isotérmicos de adsorção, com ênfase nos modelos de Langmuir, Freundlich e Dubinin-Raduskevich e apresentação do Gurupi Isotherms Plot; Encontro 2 - Análises dos modelos de Langmuir e Freundlich a partir de cálculos realizados em calculadoras científicas com base exercícios propostos em literaturas específicas; Obs.: O modelo de Dubinin-Raduskevich não será considerado nessa etapa por envolver uma equação complexa; Encontro 3 - Análises dos modelos de Langmuir e Freundlich e Dubinin-Raduskevich utilizando o GIP com base exercícios propostos em literaturas específicas

Boulinguiez, B.; Cloirec, P. L.; Wolbert, D.; Langmuir 2008, 24, 6420. Castro, D. A.; Milhomem, M.P.S.; Pereira, D.H.; Leal, P.V.B.; Química Nova, 2021, 44, 1028-1035. Deka, B. C.; Bhattacharyya, P. K.; Comput. Theor. Chem. 2015, 1051, 35. Foo, K.; Hameed, B.; Chem. Eng. J. 2010, 156, 2. Kwiatkowski, M.; Duda, J. T.; Duda, J. M.; Colloids Surf., A 2014, 457, 449. Knani, S.; Aouaini, F.; Bahloul, N.; Khalfaoui, M.; Hachicha, M.A.; Lamine, A. B.; Physica A: Statistical Mechanics and its applications 2014, 400, 57.

A intenção da divulgação do software é fomentar novas tecnologias do Ensino Aprendizagem para o Ensino de Química, com destaque para o Ensino de Físico-quimica e Química Ambiental, seja num contexto de Graduação e Pós-graduação, seja para alunos de Iniciação PIBIC-Jr que trabalham com adsorção. Além disso, estudos sobre o processos adsortivos, são pensados como estratégias que visam o Desenvolvimento Sustentável que perpassa pelo desenvolvimento ambiental, desenvolvimento social e desenvolvimento econômico. Assim, a proposição em questão, considera uma interação dialógica entre a comunidade acadêmica e a sociedade, seja no sentido de ser proposto para um público distinto, seja na busca de ferramentas que auxiliem com o Desenvolvimento Social.

Análises de modelos cinéticos de adsorção perpassam por diferentes áreas do conhecimento pois, como é pensada para o tratamento de efluentes, o enfoque do trabalho e consequentemente a área de atuação pode ser diferente. Como exemplo dessa interdisciplinaridade a referência Leal, et al 2021 pode ser citada. Onde os autores propuseram um adsorvente alternativo para remoção de eteramina (coletor catiônico na mineração de Ferro), nesse exemplo é possível identificar a interdisciplinaridade nas seguintes áreas: Físico-Química, Química Ambiental, Engenharia de Minas com destaque para Flotação, Engenharia de Materiais com destaque para o desenvolvimento de novos materiais. Assim, a divulgação do software além de contribuir para o desenvolvimento de novas práticas para o Ensino de Química, coloca à disposição de diferentes receptores, de diferentes áreas do conhecimento, um programa de fácil operação, interpretação e gratuito.

A proposição de estratégias que auxiliem com desenvolvimento de metodologias para o Ensino de Química, principalmente considerando Metodologias Ativas de Ensino, a partir da utilização de softwares contribuem de forma direta para a melhoria do Ensino. O software em questão pode fomentar e facilitar atividades de pesquisa e como é uma ferramenta gratuita, pode ser acessado por diferentes pesquisadores, de diferentes áreas do conhecimento. Além disso, proposições que contribuem para o desenvolvimento sustentável, tem uma relação direta com a sociedade, uma vez que esse Desenvolvimento Sustentável é a inter-relação entre Desenvolvimento Ambiental, Social e Econômico. Assim, uma relação direta com a sociedade. Desse modo, a indissociabilidade entre Ensino, pesquisa e extensão é atendida pela proposta.

O impacto é de grande contribuição no desenvolvimento do estudante, seja no bolsista ou seja nos participantes do curso, pois, a proposta parte de uma Metodologia Ativa para o Ensino de Físico-química, a partir de um software intuitivo e gratuito, que tem como objetivo central, gerar dados precisos, rápidos e de fácil interpretação.

Como abordado anteriormente, ferramentas que auxiliem com o Desenvolvimento Sustentável tem um impacto direto na transformação social uma vez que o Desenvolvimento Sustentável é a inter-relação entre Desenvolvimento Ambiental, Social e Econômico. Assim, uma relação direta com a sociedade.

A divulgação será feita pelos Instagram oficiais: do Bacharelado em Ciências e Tecnologia, da Engenharia de Materiais e da Engenharia de Minas do IECT/UFVJM, do Curso Química Ambiental e Programa de Pós Graduação em Química da UFT e de outras redes sociais oficiais das Universidades citadas, existindo a possibilidade.