Experimento didático para determinação de ferro em amostra de medicamento utilizando imagens digitais

A colorimetria é a ciência e a tecnologia usada para quantificar e descrever fisicamente a percepção humana das cores (OHNO, 2020). Tradicionalmente, a colorimetria pode ser dividida em colorimetria visual e colorimetria fotoelétrica. A colorimetria visual é usada para medir a concentração observando a mudança de cor da solução-alvo a olho nu (WU et al., 2017). Todavia, é difícil distinguir diferenças sutis de cor a olho nu, portanto, a precisão de medição da colorimetria visual é menor do que a da colorimetria fotoelétrica. Por outro lado, a colorimetria fotoelétrica utiliza aparelhos como o colorímetro fotoelétrico e o espectrofotômetro, que é mais preciso na resolução de mudança de cor e na determinação da concentração (CLYDESDALE, 1987), sendo amplamente aplicado em vários campos. Desta forma, métodos clássicos (baseados em espectrofotometria na faixa do visível ou fluorescência) ou mesmo reações propostas para análises qualitativas no campo podem ser usados de uma forma nova e fácil de usar (CAPITÁN-VALLVEY et al., 2015). A colorimetria é, de longe, a abordagem mais amplamente utilizada na análise química baseada em smartphones, com aplicações amplamente difundidas, como para cerveja (RICO-YUSTE et al., 2016), água natural e potável (HUSSAIN et al., 2016; PAPPIS et al., 2019), leite cru (HELFER et al., 2018), aguardente de cana-de-açúcar (BÖCK et al., 2018), urina (WANG et al., 2017), e macromoléculas biológicas (DUTTA et al., 2017; GUEDES et al., 2020). Na sociedade moderna, obter e compartilhar dados analíticos em tempo hábil no local está se tornando cada vez mais significativo. Assim, a colorimetria de imagem digital (DIC) torna-se um tópico de pesquisa emergente. A DIC refere-se a um método de análise colorimétrica baseado na digitalização de imagens coletadas por algumas ferramentas de aquisição de imagem, como telefones celulares, câmeras digitais, webcams, scanners e assim por diante (FIRDAU et al., 2014). A leveza e a portabilidade dos smartphones e câmeras digitais fazem com que o uso desses dois produtos digitais na DIC supere em muito o de webcams e scanners. Em comparação com as câmeras digitais, os smartphones são amplamente utilizados como ferramentas de aquisição de imagens em DIC devido ao seu rápido aumento de uso, melhoria notável das funções da câmera e uso generalizado de aplicativos móveis (APPs) (COSKUN et al., 2013). Para o procedimento de DIC, existem várias etapas, incluindo duas necessárias, aquisição de imagem com smartphone e quantificação de cores usando software específico de processamento de imagem (Adobe Photoshop, Image J, Studio etc.) sob espaço de cores adequado como RGB (vermelho, verde e azul), CMYK (ciano, magenta e amarelo), HSV/HSL (Matiz, Saturação e Brilho) (FAN et al., 2021). Os smartphones ganharam interesse como dispositivos analíticos porque estão totalmente disponíveis a um custo razoável e permitem a aquisição, armazenamento e processamento de dados no mesmo dispositivo. Além disso, eles permitem a comunicação sem fio em tempo real (por exemplo, através de Wi-Fi, Bluetooth ou comunicação de campo próximo) com computadores ou outros dispositivos para obter informações in situ (CAPITÁN-VALLVEY et al., 2015; GIORDANO et al., 2016). Portanto, várias operações analíticas podem ser realizadas usando smartphones; isso os transforma em uma ferramenta adequada para análise. De fato, com o avanço da tecnologia e o crescente uso de smartphones pelos estudantes, pode-se utilizar de metodologias de ensino ativas que aproximem o estudante do conteúdo e o torne ser pensante e criativo do processo. A atividade experimental, quando contextualizada, permite ao aluno relacionar o conteúdo científico com seu cotidiano. Ao contrário de uma atividade experimental técnica, que se baseia na experimentação como prova de conceitos teóricos, uma atividade experimental contextualizada pode facilitar debates sobre problemas do mundo real e estimular a investigação (LEITE, 2018). Os parâmetros curriculares nacionais do ensino médio reforçam essa ideia, enfatizando a contextualização, que ressignifica o conhecimento escolar, onde a aprendizagem é baseada na relação entre sujeito e objeto, possibilitando uma aprendizagem significativa (BRASIL, 1999). Diante desse cenário, este trabalho propõe uma metodologia alternativa para realizar a quantificação de ferro em amostras de medicamentos, permitindo a exploração de diferentes conteúdos e conceitos químicos.