DA ESCOLA PÚBLICA PARANAENSE 2009€¦ · Saber química, não é saber meramente decifrar a...

O PROFESSOR PDE E OS DESAFIOSDA ESCOLA PÚBLICA PARANAENSE

2009

Versão Online ISBN 978-85-8015-054-4Cadernos PDE

VOLU

ME I

ESTUDO DA CONSTITUIÇÃO DA MATÉRIA A PARTIR DE

ATIVIDADES PRÁTICAS DENTRO DE UMA CONTEXTUALIZAÇÃO

HISTÓRICA DA QUÍMICA

LIZIANI APARECIDA SCARIOT1

VALDERI PACHECO DOS SANTOS2

RESUMO: Ensinar química é um desafio constante... “Devemos ensinar química para permitir que o cidadão possa interagir melhor com o mundo.” (Chassot, 1995). A presença da Química no cotidiano das pessoas justifica a necessidade do conhecimento sobre essa disciplina. Faz-se necessário na prática pedagógica, elementos que facilitem e resgatem o entendimento Químico. A química é produzida pelo homem em processo intelectual e o ensino dessa matéria deve permitir o acesso a essa realidade histórica. Cabe a nós educadores fazer rupturas epistemológicas, ruptura da simples reprodução de modelos de ensino,que se dá de forma tácita, com bases em crenças não refletidas e constituídas no ambiente sem que as posições do professor e do estudante sejam explicitadas. Nós enquanto educadores, devemos fazer com que a química perca seu caráter hermético, temos que criar situações de aprendizagem que levem o aluno a conceituar a disciplina de química de modo mais agradável e favorável ao ensino e aprendizagem, fazendo-o refletir criticamente e refazer a leitura de seu mundo. Neste trabalho, buscou-se a reflexão, discussão, socialização e contextualização do ensino de química, tendo por meta resgatar o conhecimento químico da disciplina, com ênfase na abordagem histórica desde a antiga Grécia, pontuando as Teorias Atômicas lançadas no decorrer dos tempos até os dias atuais, propiciando ao aluno a compreensão dos conceitos científicos relacionando-os com atividades práticas, para o entendimento do meio que o rodeia com possibilidades de mudança de atitudes em relação a este. Acredita-se que é através de um ensino de complementação da teoria com a prática, e não de forma empírica e dicotômica, que a aprendizagem será significativa.

PALAVAS CHAVES: “Ensino de Química”; “Atividades Práticas”;

“Contextualização Histórica”.

1 Professora PDE – 2009 docente no Colégio Estadual Orlando Luiz Zamprônio – Ensino Fundamental e

Médio - Santa Lúcia-Pr. E-mail: [email protected] e/ou [email protected] 2 Professor Orientador da Universidade Estadual Oeste do Paraná – UNIOESTE- Campus de Toledo.

Liziani Aparecida Scariot/PDE-2009

2

STUDY OF THE MATTER CONSTITUTION FROM

PRACTICE ATIVITIES ON AN HISTORICAL

CONTEXT OF CHEMISTRY

LIZIANI APARECIDA SCARIOT3

VALDERI PACHECO DOS SANTOS4

ABSTRACT: Teaching chemistry is a constant challenge ... "We must teach chemistry to allow the citizens can better interact with the world." (Chassot, 1995). The presence of chemistry in daily life justifies the need for knowledge about this discipline. It is necessary for pedagogical practice, elements that facilitate the understanding of Chemistry. The chemistry is produced by man in his intellectual process and teaching this discipline should allow the access to its historical reality. It is up to us as educators to make epistemological ruptures of the simple reproduction of models of teaching, which occurs implicitly, with bases in no beliefs reflected and incorporated in the free environment in which the positions of teacher and student are explained. As educators, we must make the Chemical loose its hermetical character, and must create learning situations that allow students to conceptualize the discipline of chemistry in a more pleasant and conducive to teaching and learning, in order to them make its critical reflect and re-read his world. The main aim of the present work is the reflection, discussion, socializing and contextualization of chemistry teaching, with the goal to rescue the chemical knowledge of this discipline, with emphasis on the historical approach since ancient Greece, scoring the Atomic Theories launched in the course of time until today, providing students with an understanding of scientific concepts, relating them to practical activities for the understanding of its environment, with the possibility of changing attitudes towards this. It is believed that significant learning occurs through the complementation of theory with practice, not by an empirical and dichotomous form.

KEYWORDS: “Chemistry Teaching", "Practice Activities", "Historical Context".

3 Professora PDE – 2009 docente no Colégio Estadual Orlando Luiz Zamprônio – Ensino Fundamental e

Médio - Santa Lúcia-Pr. E-mail: [email protected] e/ou [email protected] 4 Professor Orientador da Universidade Estadual Oeste do Paraná – UNIOESTE- Campus de Toledo.


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INTRODUÇÃO

Segundo Vanin (1994), o desenvolvimento da Química como ciência

acompanhou as etapas de progresso da cultura humana. Com o

aperfeiçoamento do estudo e o conhecimento da natureza, tornou-se possível a

superação das visões sobrenaturais, características dos períodos clássicos e

início da Idade Média, dando lugar ao raciocínio e à observação, e como

consequência, à descoberta do comportamento dos materiais, que hoje são

expressas na forma de leis, princípios, equações e propriedades gerais.

O conhecimento químico criado até aqui, insere a humanidade em um

modelo modificado tecnologicamente. Nesta sociedade contemporânea, temos

uma disponibilidade de produtos tecnológicos sofisticados, proporcionando um

grande conhecimento científico sobre a natureza, mas por outro lado, temos

uma parte da população sem nenhum acesso a esse conhecimento, a qual se

torna incapaz de refletir sobre sua realidade à luz do conhecimento científico,

bem como sobre a importância da Química na sociedade.

Para Santos e Schnetzler (1997), com o avanço tecnológico da

sociedade, há tempos existe uma dependência muito grande com relação à

Química, que vai desde a utilização diária de produtos químicos até as

inúmeras influências e impactos no desenvolvimento dos países e na qualidade

de vida das pessoas, motivos que tornam necessário que os cidadãos

conheçam a Química, bem como suas implicações.

Saber química, não é saber meramente decifrar a simbologia, as

notações e representações, mas saber entender as especificidades

metodológicas da produção do conhecimento.

Chassot (1993) apud Maldaner (2003), vê na linguagem usada em

Química uma linguagem muito específica e ao mesmo tempo universal, ao lado

da matemática. Todos sabem que para o uso destas linguagens necessitamos

de uma iniciação. ”Mas esta universalidade tem um caráter hermético. Há o uso

de códigos que mesmo decodificados continuam herméticos para os não

iniciados” (CHASSOT, 1993, p.85).

Maldaner (2003) diz que a prática dos professores nas escolas é

seguida por uma sequência de conteúdos, e na maioria das vezes sem se


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preocuparem com as inter-relações que se estabelecem entre esses conteúdos

e com as questões da sociedade. Axt (1991) ressalta que as pesquisas

educacionais vêm revelando que os alunos possuem concepções prévias ao

ensino, isto é, concepções próprias, as quais frequentemente estão em

desacordo com a conceituação formal, então o professor precisa reformular o

conceito que o aluno desenvolveu, para que ele se aproprie do conceito

proposto pela ciência.

Para Maldaner (2003), o ensino de Química deve proporcionar uma

iniciação consistente e duradoura nos aprendizes, para que quando findem o

ensino médio estejam capacitados a participar, de forma comunicativa, na

problematização/resolução de uma situação prática, argumentando com base

nas teorias e por meio do pensamento químico constituído.

Conforme Chassot (2004), a ciência já não é mais considerada objetiva

nem neutra, mas preparada e orientada por teorias/modelos que, por serem

construções humanas com propósitos explicativos e previsíveis, são

provisórias.

Diante dessas breves colocações, consideremos que é possível

superar as propostas tradicionais do ensino de Química, que gira em torno de

conteúdos descontextualizados, onde a relação da teoria com a prática na

maioria das vezes não acontece. Para isto, precisa-se rever o nível de

conhecimento químico aprendido na escola e a forma como este conhecimento

está chegando aos educandos. Além disso, deve-se pensar na Química como

uma realidade produzida pelo homem em processo intelectual e que o ensino

dessa matéria permite o acesso a essa realidade histórica e contemporânea.

Aprender é um processo contínuo, no qual os aprendizes constroem e

reconstroem significados ativamente. Para ensinar Química, precisa-se levar

em conta uma visão diferente na prática pedagógica, uma visão que

desenvolve e modifica, e não aquela que simplesmente substitui as idéias dos

educandos. Chassot (2004) defende a idéia de que para haver mudança de

paradigmas, deve-se abandonar a transmissão de conhecimentos científicos

prontos para os educandos, considerados tábulas rasas, cujas mentes vazias

precisam ser preenchidas com informações. Chassot ainda ressalta:

É importante referir por que, para os alunos, suas concepções prévias são importantes, e elas algumas vezes, são tão resistentes à


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mudança que comprometem a aprendizagem de novas concepções que ensinamos: as suas concepções prévias determinam como eles entendem e desenvolvem as atividades que lhes apresentamos nas aulas. Sendo assim, a aprendizagem já não é mais entendida como uma simples recepção ou internalização de resultados recebidos de fora, isto é, apresentados pelo professor; mas trata-se de uma reorganização ou de um desenvolvimento ou uma revolução das concepções dos alunos (CHASSOT, 2004, p.63).

Portanto, atualmente, precisa-se de uma metodologia que ensine o

teórico relacionado ao prático, e conforme Axt (1991), a experimentação

contribui para uma melhor qualidade do ensino. É sabido que a compreensão

teórica é que dá propósito e forma aos experimentos, pois, os experimentos por

si mesmos não são suficientes para fornecer conhecimentos teóricos. Assim,

um deve complementar o outro.

O papel dos experimentos também contribui para a aquisição de

conhecimento e para o desenvolvimento mental dos alunos (Axt, 1991), sendo

um aspecto importante das ciências, pois desperta questões a serem

investigadas, além de aumentar a confiança e a autoestima dos alunos a partir

da manipulação e a investigação nas práticas experimentais.

No que se refere ao papel da experimentação, Axt (1991) ainda

contribui:

A idéia de que o trabalho com experimentação, como intermediário para ativar a ação mental, requer o uso de material concreto, não significa que o uso, por si só, desse material, leve à aprendizagem. O importante é a reflexão advinda das situações nas quais o material é empregado, e consequentemente, a maneira como o professor integra o trabalho prático na argumentação (Axt, 1991, p.80).

Desta forma, a experimentação permite que os alunos manipulem

objetos e idéias e negociem significados entre si e com o professor durante a

aula. É importante que as aulas práticas sejam conduzidas de forma agradável

para que não se torne uma competição entre os grupos e, sim, uma troca de

idéias e conceitos ao serem discutidos os resultados.

Nanni (2004) apud DCE de Química (2008) diz que a importância da

abordagem experimental está na caracterização do seu papel investigativo e de

sua função pedagógica em auxiliar o aluno na explicitação, problematização,

discussão, enfim, na significação dos conceitos químicos.


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METODOLOGIA

Este trabalho é resultante do projeto de implementação pedagógica, que

ocorreu com alunos do 1º Ano do Ensino Médio do Colégio Estadual Orlando

Luiz Zamprônio - Ensino Fundamental e Médio na cidade de Santa Lúcia,

Estado do Paraná.

Neste breve apanhado de informações, o objetivo é a socialização da

implementação pedagógica na escola, a qual fez parte do cronograma do PDE,

e se efetivou no retorno à escola durante o ano de 2010, quando se iniciou as

atividades. Essas atividades estão embasadas na pesquisa científica que foi

realizada para a produção do Material Didático Pedagógico, bem como dos

conhecimentos adquiridos nesse processo, segundo os objetivos propostos

pelo Projeto de Intervenção.

Para implementar o Caderno Pedagógico produzido, sob a orientação do

Professor Doutor da IES-Unioeste de Toledo, Valderi Pacheco dos Santos, cujo

titulo é o mesmo do presente trabalho, optou-se por trabalhar com as turmas do

1º ano do ensino médio, pelo fato do conteúdo pesquisado se tratar da

constituição da matéria, especificamente dos modelos atômicos.

A implementação desse trabalho iniciou-se com a apresentação do tema

à direção, professores e equipe pedagógica para que ficassem cientes dos

objetivos a serem alcançados, com o intuito de que os mesmos colaborassem

e participassem na realização da proposta.

Em sala de aula, realizou-se a explanação do trabalho, bem como, o que

foi desenvolvido no período de um ano de estudo e pesquisa, para que os

alunos tivessem consciência e fossem sabedores do que é o PDE e os

resultados deste na prática pedagógica.

O primeiro contato com os aprendizes ocorreu com uma

pesquisa/questionário partindo de situações problemas, indagações,

questionamentos direcionados aos educandos, sendo que esses quesitos

serviram de base para avaliar os conceitos tácitos de cada aprendiz, bem como

o conhecimento de cada um sobre os temas que estavam em questão. Desta

forma, aplicou-se as questões dirigidas para os referidos alunos envolvidos no


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projeto, com intuito de identificar o perfil de cada um, e o interesse pelas aulas

de Química, enfatizando as seguintes questões: - Qual é seu conceito sobre a

química? - Qual é a importância da química na nossa vida? - Aulas práticas de

laboratório são importantes para melhor compreensão da Química?

Após a reflexão e discussão dos comentários expressos pelos alunos,

aconteceu a inserção dos conceitos relacionados ao tema principal do trabalho.

Na sequência realizou-se uma introdução teórica, de forma oral e com

projeção em multimídia antes de cada capítulo, com o respectivo grupo de

atividades pedagógicas e experimentais, com o objetivo de despertar no aluno

o conhecimento do contexto histórico daquelas descobertas científicas,

buscando com isso, um maior interesse dos mesmos pelo assunto, e como

consequência, uma aprendizagem mais efetiva.

Ao final da atividade, aplicou-se novamente o questionário inicial a fim

de analisar a efetividade desta no processo de ensino-aprendizagem.


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DESENVOLVIMENTO

Com base no que foi exposto acima, dividiu-se em 06 tópicos os

principais períodos históricos da evolução da Química e da Filosofia que definiu

ao longo de milênios a nossa racionalidade.

1. OS GREGOS E SUA INFLUÊNCIA NA ESTRUTURA DO CONHECIMENTO

1.1 Século VI a.C - Os Jônicos

1.1.1 - Tales de Mileto (640-548 a.C) Propôs que a água é o princípio

formador de tudo.

1.1.2 - Anaximandro (610-547 a.C) Achava que nosso mundo seria

apenas um entre uma infinidade de mundos que evoluiriam e se dissolveriam

em algo que ele chamou de ilimitado ou infinito.

1.1.3 - Anaxímenes (588-524 a.C) Acreditava que a água seria ar

condensado e que o fogo seria ar rarefeito. O ar ("pneuma") constituiria a

origem da terra, da água e do fogo e que, por meio da rarefação e da

condensação, formaria todas as coisas.

1.1.4 - Empédocles (490–430 a.C) Dizia que nada no mundo era

criado ou destruído, e sustentou que todas as coisas consistiam em diferentes

combinações dos quatro elementos: água, ar, terra e fogo.

Essas idéias dos jônicos estão ainda presentes em muitas de nossas

concepções da natureza. Se substituirmos os termos “ar”,”água”,”terra” e “fogo”

por “gás”,”líquido”,”sólido” e energia, encontraremos a descrição do universo

feita por Anaxímenes (CHASSOT, 2004,p.40).

1.2 Século V a.C - Os Atomistas Gregos

De acordo com Chassot (2004) uma questão tratada com muita

relevância pelos gregos foi a natureza da matéria e sua divisibilidade. Vejamos:


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1.2.1 - Leucipo de Mileto: Considerado o criador do atomismo.

Afirmou já no ano 450 a.C, que deveria haver uma partícula tão pequena que

não mais poderia ser dividida, afirmava também que o universo é infinito,

possuindo uma parte cheia e outra vazia.

1.2.2 - Demócrito (470–380 a.C): Discípulo de Leucipo, acreditava que

tudo eram formado por "pedrinhas minúsculas, invisíveis, sendo eterna,

imutável e indivisível". A estas unidades mínimas deu o nome de ÁTOMOS.

"Afirmava que se os átomos também fossem passíveis de desintegração e

pudessem ser divididos em unidades ainda menores, a natureza acabaria por

diluir-se totalmente".

2. ALQUIMIA E A CIÊNCIA NA IDADE MÉDIA

2.1 Influência Chinesa

Os chineses tinham uma teoria sobre a constituição da matéria

baseada em cinco elementos: metal, madeira, terra, água e fogo. Conforme

Strathern (2002), a alquimia Chinesa concentrou-se mais na medicina e na

salvação, desenvolvendo uma mescla desses dois aspectos na busca da

imortalidade. A medida que os elixires foram se tornando mais sofisticados,

eram também mais venenosos. E segundo o historiador Joseph Needham uma

série de imperadores chineses morreram envenenados pelos elixires.

Os alquimistas chineses queriam fabricar o ouro porque acreditavam

que, comendo-o, alcançariam a vida eterna e se converteriam em seres

imortais com poderes sobrenaturais. No final do século IV, a alquimia chinesa

foi abandonada as superstições e a magia, e já no século VI havia dois ramos:

a alquimia esotérica, que se ocupava das substâncias concretas, e a alquimia

esotérica, que operava sobre as almas de tais substâncias.

2.2 Influência Hindu

O desenvolvimento da ciência não estava entre as preocupações

capitais dos hindus. A química na Índia foi mais pragmática, relacionada com a

cerâmica e com a metalúrgica. As teorias budistas estimularam o surgimento


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de uma teoria atômica, com os quatro elementos associados a uma

quintessência de provável influencia grega.

2.3 Influência Árabe

Pode-se afirmar que a ciência árabe é, no seu início, um

prolongamento da ciência grega. No século VII, os árabes conquistaram a

Pérsia e o Egito, absorvem a cultura e surge a alquimia árabe, que foi adquirida

pronta. Seu interesse principal é o preparo de elixires para a cura de doenças.

Conforme Vanin (1994), os alquimistas árabes, entre os séculos VII e X d.C,

ampliaram as idéias gregas, propondo outra teoria da constituição da matéria,

que adicionava dois princípios aos quatro elementos, o mercúrio e o enxofre.

Para Chassot (2004), entendemos como ciência árabe produções de

meio milênio (séc. VII a XII), quando esses herdeiros dos gregos

impulsionaram o conhecimento. As escolas Árabes eram em geral locais de

pesquisa, mas não centros de profissionalização. Foram suas obras que

traduzidas para o latim, desencadearam no ocidente, a partir do século XII, um

novo renascimento científico.

As invasões dos turcos e dos mongóis e a expulsão dos árabes da

Europa no final do século XV decretaram a decadência da ciência árabe, que

foi a verdadeira ponte para que a estruturação da Ciência Moderna ocorresse

na Europa.

2.4 A Idade Média e a Alquimia

Com base em Chassot (2004) a Idade Média é o milênio transcorrido

entre o término da Idade Antiga e o surgimento do Renascimento.

Falar de Idade Media no Ocidente é falar da Europa. Durante toda a

Idade Média o ensino era privilégio da Igreja e acontecia nas escolas dos

mosteiros. È nessa presença da Igreja que está sua marca sobre o

desenvolvimento da ciência medieval, ou melhor, sobre o grande fracasso da

Europa em não fazer aumentar (e até perder) o acervo recebido dos gregos.

Acredita-se que a maioria dos textos clássicos de filosofia e ciência


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desapareceu do Ocidente nos repetidos saques a cidades, ou, provavelmente

destruídos para não contaminarem a doutrina cristã.

Os grandes nomes da ciência medieval que estão ligados a

experimentos de alquimia pertencem, em sua maioria, a ordens religiosas,

sendo muitos inclusive canonizados pela igreja. Entre eles estão:

2.4.1 - Alberto Magno (1206-1280/ séc.XIII), considerado o pensador

da mentalidade cientifica da Idade Média, pois relacionou conhecimentos

aristotélicos, judaicos e árabes sobre as ciências. Preparou a potassa cáustica

e foi o primeiro a descrever a composição química do cinabre, do alvaiade

(carbonato de chumbo artificial).

2.4.2 - Roger Bacon (1214-1292/ séc.XIII), dizia que os metais que

não tivessem o balanço perfeito deveriam ser tratados com remédios

adequados, para que obtivessem o equilíbrio e a perfeição do ouro. A alquimia

centrava-se na necessidade de curar o metal, para curar a vida humana na

busca de um elixir.

2.4.3 - Paracelso (1493-1541/ séc.XVI), médico suíço, considerado o

mais importante pensador alquimista do século XVI. Paracelso dizia não ver

utilidade nos conhecimentos acumulados anteriormente, porém adaptou o

conceito da quintessência. Para realizar suas curas, ele usava a alquimia, na

qual a transmutação era fundada no equilíbrio de enxofre e mercúrio. Foi o

primeiro a descrever o zinco (GLEISER, 2008, p.74). Após Paracelso, ocorre a

transição da alquimia para a química.

3. SÉCULO XVII - O ILUMINISMO E O ADVENTO DA CIENCIA MODERNA

Esse é o “século das luzes”, são tempos de iluminismo, ou seja, de

esclarecimento. Kant citado por Chassot (2004) define o iluminismo como

aquilo que permite ao homem pensar por si mesmo e repensar as decisões dos

outros. O iluminismo se caracteriza como o período de uma filosofia laica que


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se recusa a servir à teologia. Dentre os grandes nomes ligados à evolução da

Química como ciência nesse período, pode-se citar principalmente:

3.1 Robert Boyle (1627-1691)

Considerado pelos ingleses “O Pai da Química”, Boyle conduzia seus

experimentos de maneira metódica. A marca Boyleana durante séculos no

ensino de química e também de física é a pneumática5 (Vanin, 2005).

Boyle em seu célebre livro O químico cético, apresentou sua idéia que

os corpos eram constituídos por elementos que, para ele era qualquer

substância que não pudesse ser decomposta numa substância mais simples

era um elemento. No entanto, o elemento boyleano não era o elemento

químico que conhecemos hoje, uma vez para ele a água (H2O) era um

elemento quase puro, enquanto que o ouro (Au), cobre (Cu), mercúrio (Hg) e

enxofre (S) eram compostos químicos ou misturas.

Juntamente com outros grandes nomes como Charles e Gay-Lussac,

Boyle enunciou as leis volumétricas, as quais, segundo Santos e Mol (2005), os

gases ideais obedecem. São elas: lei de Boyle (1627); lei de Charles (1787); e

lei de Gay-Lussac (1802). Essas leis descrevem o comportamento dos gases

em função de suas propriedades comuns (volume, pressão e temperatura).

Sugestão de atividade experimental 01: Lei de Boyle

Fig. 01: Fonte: Liziani Aparecida Scariot

5 Campo de Estudo iniciado no período helenístico que surge como ciência no século XVII tratando da

natureza, peso e pressão do ar e dos efeitos que os produzem.

Com esta atividade, pretende-se verificar a Lei de

Boyle e Mariotte, (transformação isotérmica – onde pressão e

volume são grandezas inversamente proporcionais)em aspecto

qualitativo.


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4. SÉCULO XVIII - O ADVENTO DA QUÍMICA MODERNA

4.1 Antoine Laurent de Lavoisier (1743-1794)

Conforme Strather (2002), Lavoisier adotou uma abordagem moderna

da química, essa era sintetizada por sua fé na balança. De inicio se inclinou a

teoria dos quatro elementos, convencido por indícios experimentais que fez

quando colocou água para ferver por horas a fio num balão, produzindo um

minúsculo sedimento. Em 1770 ferveu água em um recipiente hermético por

101 dias. Dentro dele o vapor da água entrava num tubo onde se condensava e

voltava ao ponto de partida. No final do processo, como antes, um sedimento

apareceu. Lavoisier pesou a água e constatou que ela pesava exatamente o

mesmo. Quando pesou o recipiente constatou que seu peso era ligeiramente

menor que antes, e a diferença era exatamente igual ao peso do sedimento.

Concluiu que: A “terra” não viera da água, fora extraída do vidro pela água

fervente. Com isso a última prova da teoria dos quatro elementos soçobrou

(STRATHERN, 2002, p.199).

Dois anos mais tarde Lavoisier voltou sua atenção para discutir o

problema da combustão. De acordo com Strathern (2002), ele aqueceu

chumbo num recipiente hermético com uma provisão limitada de ar. Na

superfície do chumbo formou uma camada de ferrugem. Segundo a teoria do

flogístico, o chumbo havia liberado seu flogístico para se tornar ferrugem, até

que o ar no recipiente absorvera tanto flogístico quanto podia então o processo

cessara, porque o ar estava saturado de flogístico. Pesando todo o

equipamento, ele constatou que pesava exatamente o mesmo que antes de ser

aquecido. No entanto o chumbo com a ferrugem pesava mais que o metal

pesado anteriormente. Mas, se o metal ganhara peso, alguma coisa deveria ter

perdido, só poderia ter sido o ar, e se o ar diminuíra deveria ter existência de

um vácuo parcial no recipiente no final do experimento. Ele contivera um vácuo

parcial.

Lavoisier também é responsável pela famosa Lei de Conservação das

Massas, uma das mais fundamentais da Química, na qual anuncia que em uma

reação química em um sistema fechado, a soma das massas dos reagentes é


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igual à soma das massas dos produtos: “nenhuma quantidade de massa é

criada ou destruída durante uma reação química”. (GLEISER, 2008, p.102)

Sugestão de atividade experimental 02: Aplicação da Lei de Lavoisier


5. SÉCULO XIX - O ATOMISMO ENTRA EM CENA NOVAMENTE

5.1 John Dalton (1766-1844)

Conforme Strathern (2002) ele é considerado o "Pai" da Teoria Atômica

sobre a qual assenta a química moderna. O início do desenvolvimento da teoria

atômica tal como a conhecemos deve-se a John Dalton, um químico inglês, na

primeira década do século XIX, por volta de 1808.

Os átomos de Dalton diziam puramente a peso, pois ele não tinha meios

de determinar o tamanho real dos átomos. Como o hidrogênio era o elemento

mais leve, Dalton fixou seu peso nocional relativo a um, calculando o peso dos

outros elementos relativo a esse número. Dessa forma organizou uma tabela

de pesos atômicos, listando cada elemento com seu peso em relação ao

hidrogênio. Até 1810 Dalton conseguiu estabelecer o peso atômico de 20

elementos (STRATHERN, 2002, p.213).

Dalton então compreendeu a necessidade de uma simbologia mais

simples, uma vez que visualizava o átomo como minúsculas entidades

circulares, optando por representar os elementos de forma circular. Citando, o

H era representado por um circulo com um ponto no meio; o enxofre tinha uma

cruz no circulo; o Hg tinha pontos contornando a circunferência interna... entre

outros.

Verificar a Lei de Lavoisier (Lei de Conservação das

Massas) através de uma reação de neutralização, onde a

soma das massas de substâncias reagentes é igual à soma

das massas de substâncias produzidas numa reação química.


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Em seu livro Novo sistema de Filosofia Química, Dalton apresenta a

famosa Lei das Proporções Múltiplas – Lei Ponderal: "Se dois elementos A e B

formarem mais de um composto, as massas de A que se combinam com a

mesma massa B, nos diferentes compostos, devem ter números inteiros

pequenos como razões entre elas". Apesar do seu sucesso para explicar e

predizer as leis da combinação química, a teoria de Dalton era incompleta, pois

não podia determinar os pesos relativos dos átomos.

Sugestão de atividade experimental 03: Eletrólise do Iodo


Conforme Chassot (2004), no século XIX a ciência consolidou-se e

passou a definir marcas no caminho da humanidade. À medida que a ciência

avança surge a necessidade de aprimorar os conceitos existentes ou até

mesmo substituí-los por outros. E complementando esse modelo, aparecem:

Thompson, Rutherford e Bohr.

...”os dias em que os átomos eram indivisíveis, ou simplesmente feitos de prótons, nêutrons e elétrons, eram coisa do passado...” (GLEISER, 2008, p.12).

5.2 Joseph John Thompson (1856-1940)

Conforme Chassot (2004), a identificação do elétron não foi o produto

de um ato de descoberta súbita e individual. No século XIX os cientistas

realizavam experiências sobre a condução da eletricidade com tubos de vidro,

os quais continham gases e duas placas metálicas (ânodo e cátodo) em cada

extremidade do tubo, no qual aplicavam altas voltagens. De acordo com Santos

e Mol (2005), no final do século XIX, J.J. Thompson através de um

experimento, verificou a carga do elétron (negativa) através de desvios de

Na solução de KI existem íons K+ e I–, provenientes da

dissociação do sal, e H+ e OH–, provenientes da auto-dissociação

da água. Devido a essa reação o meio fica básico com o aumento

da concentração de OH– em relação ao H+, a basicidade do meio

é verificada pela coloração vermelha que se forma na solução.


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campos elétricos e magnéticos, uma vez que eram sempre atraídos para o lado

positivo do campo elétrico. Thompson pegou um ímã e aproximou-o do tubo. A

mancha fosforescente deslocou-se, provando que os raios eram desviados.

Manejando o ímã, Thompson podia manejar a vontade os raios. Isso

mostrou que o raio catódico, descoberto pelo físico e químico W. Crookes em

1875 (SANTOS E MOL, 2005), é realmente formado por eletricidade negativa.

Thompson demonstrou que, qualquer que seja o gás rarefeito contido no tubo,

o comportamento do fluxo luminoso é o mesmo, permitindo concluir que os

elétrons ou raios catódicos são iguais para todos os átomos (GLEISER, 2008,

p.157).

Em 1904 (século XX) Thompson propôs o primeiro modelo atômico,

conhecido como o modelo do pudim de passas.

5.2.1 Um pouco mais sobre o elétron

Baseado em Gleiser (2008), o elétron é pertencente a uma família não

tão numerosa, a dos léptons (do grego leptos, que significa delgado, fino,

leve). São partículas de spin 1/2, sem cor, que podem ter carga elétrica

fundamental -1, ou não (neutrinos). Parecem ser partículas verdadeiramente

elementares, pois nenhuma delas aparenta ter uma estrutura interna. O elétron

é o lépton mais familiar, mas além dele existem o múon (µ), o tau (τ) e três

neutrinos (neutrino do elétron, neutrino do múon e neutrino do tau).

Sugestão de atividade experimental 04: Pilha de Limão


Sempre que metais de reatividades diferentes são

imersos em soluções que contêm íons, é possível observar que

no sistema se estabelece um circuito elétrico e o sentido da

movimentação dos elétrons é do metal mais reativo – o redutor -

para o menos reativo - o oxidante.


17

5.3 Ernest Rutherford (1871-1937)

Com base em escritos de Strathern (1999), em 1911 Rutherford

realizou um experimento que levou a sugerir um novo modelo para o átomo, o

Modelo Planetário, onde, o átomo teria um núcleo positivo, que seria muito

pequeno em relação ao todo, e, ao redor deste, os elétrons, que descreveriam

órbitas circulares em altas velocidades, para não serem atraídos e caírem

sobre o núcleo. A eletrosfera - local onde se situam os elétrons - seria cerca de

dez mil vezes maior do que o núcleo atômico, e entre eles haveria um espaço

vazio.

Segundo a teoria do eletromagnetismo toda partícula com carga

elétrica submetida à certa aceleração origina a emissão de uma onda

eletromagnética. Aí se encontra a falha desse modelo.

Essa emissão, na física Clássica, pelo Princípio da conservação da

energia, faria com que o elétron perdesse energia cinética e potencial, caindo

progressivamente sobre o núcleo, fato que não ocorre na prática. Esta falha foi

corrigida pelo Modelo atômico de Bohr (STRATHERN, 1999, pg.48).

5.4 Niels Henrick David Bohr (1885-1962)

Conforme Gleiser (2008), baseado na concepção de Rutherford, para

Bohr, havia um mistério em relação ao modelo proposto: a razão para a

estabilidade dos átomos. Por que os elétrons não caiam sobre os núcleos

atômicos?

Outra questão era intrigante no modelo sugerido por Rutherford: Se

cargas elétricas de mesmo sinal, sofrem repulsão, e o núcleo atômico é

composto por cargas positivas, o que o mantinha coeso? Era óbvio que agia aí

uma força atrativa mais potente do que a repulsão elétrica.

Segundo Strathern (1999), a teoria orbital de Rutherford encontrou uma

dificuldade teórica resolvida por Niels Bohr: no momento em que temos uma

carga elétrica negativa composta pelos elétrons girando ao redor de um núcleo

de carga positiva, este movimento gera uma perda de energia devido à

emissão de radiação eletromagnética constante. Num dado momento, os


18

elétrons deveriam se aproximar do núcleo num movimento em espiral até cair

sobre ele.

De acordo com Gleiser (2008), Bohr em 1920, estudando o átomo de

hidrogênio, unificou a teoria atômica de Rutherford e a teoria da mecânica

quântica de Max Planck. No início do século XX, Max Planck mostrara que

todas as radiações eletromagnéticas comportavam-se como se fossem

compostas por minúsculos pacotes de energia denominados fótons. De acordo

com Max Planck, quando uma partícula passa de uma situação de maior

energia para outra de menor energia ou vice-versa, a energia é perdida ou

recebida em "pacotes" que recebe o nome de quanta (quantum é o singular

de quanta).

Bohr imaginou ser possível, utilizando a teoria quântica de Planck,

criar um novo modelo atômico, capaz de explicar a forma como os elétrons

absorvem e emitem energia radiante. Esse fenômeno era visível na analise dos

espectros luminosos produzido pelos elementos.

Fundamentado em Strathern (1999), Bohr estudando

experimentalmente o espectro do átomo de Hidrogênio, através dos

resultados, concluiu que o hidrogênio não possuía radiação espectral contínua

assim como se achavam, as experiências indicavam um espectro discreto de

emissão. Assim, quando excitados por um agente externo, átomos irradiam

apenas em certas frequências bem definidas. Em caso contrário, átomos não

irradiam.

Conforme Strathern (1999) o método utilizado por Bohr, não servia

para átomos de outros elementos, com mais elétrons, somente para o

hidrogênio.

Arnold Sommerfeld em 1916, analisando os espectros emitidos pelos

átomos, verificou que as linhas espectrais, apresentavam uma estrutura fina,

isto é possuíam varias outras linhas próximas àquelas visualizadas, indicando

assim que para cada estado estacionário de energia, deveriam existir subníveis

de energia. Propôs também através de cálculos matemáticos que os elétrons

deveriam descrever orbitas elípticas. Esse novo modelo ficou conhecido como

Bohr-Sommerfeld.


19

Sugestão de atividade experimental 05: Teste de Chama

Fig.05: Fonte: Liziani Aparecida Scariot

6. SÉCULO XX - A TEORIA QUÂNTICA E O MODELO ATÔMICO ATUAL

Com base em Chassot (2004), o modelo atômico contemporâneo

deriva, em grande parte, de conceitos oriundos da teoria quântica.

O átomo é atualmente entendido como um sistema quântico, assim

sendo, os elétrons do átomo possuem valores discretos de energia. Esse

modelo não descreve os elétrons em órbitas circulares em torno do núcleo,

mas em regiões de maior probabilidade de encontrá-los, denominadas orbitais

ou nuvem eletrônica.

A estrutura conceitual, conforme Santos e Mol (2005), que define o

modelo quântico para o átomo é composta por cinco noções: sua orientação;

seu comportamento dual (onda/partícula); movimento sem trajetória definida; a

representação do estado por uma função de onda; e caráter probabilístico do

seu comportamento.

Com base nestas cinco principais descobertas, a saber: a orientação

magnética dos elétrons (o orbital); o campo magnético do elétron (spin); o

princípio de exclusão de Pauli; a Regra de Hund; e o Princípio da Incerteza,

elabora-se um novo modelo atômico, o modelo quântico. Neste modelo pode-

se definir quatro números quânticos a respeito de um elétron.

Para que um sistema seja considerado como quântico deve possuir

alguma propriedade cujos valores sejam discretos e variem descontinuamente.

Portanto ai estava o novo modelo atômico para o átomo, o Modelo Quântico.

O Teste de Chama é um procedimento

utilizado na Química para detectar a presença de

alguns íons metálicos, baseado no espectro de

emissão característico de cada elemento.


20

6.1 As novas descobertas subatômicas: os Quarks

Conforme Gleiser (2008), em 1963 Murray Gell-Mann sugeriu que

prótons e nêutrons fossem compostos por partículas ainda mais fundamentais,

os quarks. Os primeiros a serem descobertos foram designados por up (u) e

down (d). No próton há a combinação de três quarks “uud” enquanto que no

nêutron há “udd”.

Mais tarde o número de quarks descobertos foi aumentando, logo

aparece o strange (s), o charm (c), e o beauty (b). Em 1995 descobre-se o

sexto quark, o top (t).

Há uma grande surpresa nisto tudo. Embora estejam listados seis tipos

básicos de quarks, o Universo como o conhecemos hoje, ou seja para o estado

de energia atual, é formado simplesmente pelos quarks dos tipos u e d. As

outras partículas, formadas por quarks dos tipos s, c, b e t, só existiram no

Universo mais primordial, quando a temperatura (e portanto a energia) era

muito mais alta. Estas partículas hoje só surgem em experiências realizadas

nos grandes aceleradores de partículas6 que existem em laboratórios tais como

o CERN, na Suiça, o Fermilab, nos Estados Unidos, ou o DESY, na Alemanha.

Os quarks estão confinados dentro das partículas. Não é possível

detectar um quark livre, eles estão presos dentro de hádrons e de lá não saem

(GLEISER, 2008).

6 Acelerados de partículas são maquinas gigantescas, que aplicam forças elétricas e magnéticas sob as

partículas de massa grande que colidem em altíssimas energias.


21

RESULTADOS E CONCLUSÃO

Compreende-se que a forma como se faz a abordagem de conceitos

químicos no Ensino Médio é de suma importância para que seja efetivada a

compreensão e assimilação dos temas abordados. Entende-se também a

importância de estabelecer meios, para que estes possibilitem que os

educandos verifiquem as relações entre o conteúdo e as atividades práticas

sugeridas.

Nesse processo de ensino-aprendizagem, no qual se pretende utilizar o

conhecimento da História da Química para torná-lo mais eficiente, deve-se

observar que o mesmo vai além do simples estudo de datas e nomes; é

necessário que os educandos tenham em mente qual é o verdadeiro sentido

dessas descobertas, seus objetivos, limitações e em que contexto histórico

foram elaborados, fazendo um elo com as atividades experimentais voltadas à

contemporaneidade.

Durante a implementação do projeto, percebeu-se um maior interesse

por parte dos alunos durante as aulas. Acredita-se que esse estímulo seja

proveniente das estratégias utilizadas no desenvolvimento dos conteúdos, que

foram apresentados e trabalhados no laboratório de Química com a utilização

de slides e complementados com experimentos.

Em todas as atividades experimentais desenvolvidas estabeleceu-se

um constante diálogo, discussão e pesquisa com os estudantes, relacionados

aos temas trabalhados, favorecendo a reorganização das concepções

existentes e o acréscimo de outras, no sentido de auxiliá-los na construção e

reconstrução de conceitos.

Para avaliação da qualidade e aceitação das mudanças ocorridas nas

aulas de Química, antes e após as atividades pedagógicas aplicou-se um

questionário aos alunos com o intuito de analisar a eficácia desta no processo

de ensino-aprendizagem.

Os resultados são representados graficamente a seguir.


22

a. Respostas dos alunos antes da aplicação da atividade pedagógica:

Fig.1 Fonte: Liziani A. Scariot Fig.2 Fonte: Liziani A. Scariot

Fig.3 Fonte Liziani A. Scariot

b. Respostas dos alunos após a aplicação da atividade pedagógica:

Fig.4 Fonte: Liziani Scariot Fig.5 Fonte: Liziani A. Scariot


23

Fig.6 Fonte:Liziani A. Scariot

Com base nas questões respondidas pelos educandos e as

porcentagens apresentadas nos gráficos, antes e depois da implementação

desse trabalho, é notória a mudança de concepção dos alunos a respeito do

ensino de Química, bem como o entendimento da importância que esta

apresenta no nosso dia-a-dia. Verifica-se também o quanto eles se sentem

motivados e interessados pelas práticas laboratoriais, pois mesmo os que não

definiram satisfatoriamente as duas primeiras questões, quando se tratava das

práticas laboratoriais, participaram e argumentaram sobre a importância dessas

práticas no processo de ensino-aprendizagem, permitindo o enriquecimento

das aulas.

Diante do trabalho desenvolvido, verificou-se que através da inserção

dos conhecimentos históricos ligados a atividades experimentais, os

educandos conseguem fazer uma ponte de ligação entre o teórico e o prático

sem fragmentar os conceitos, sem ruptura de conhecimento. A metodologia

aplicada possibilitou aos estudantes, de forma geral, analisar e utilizar o

conhecimento cotidiano para o desenvolvimento e compreensão dos conceitos

químicos.

96%

3%1%

Aulas Práticas de Laboratório são

importantes para melhor

compreensão da Química?

Definiram

Satisfator iamente

Definiram

Parcialmente

Nenhuma

definição


24

REFERÊNCIAS

CHASSOT, A. Ciência através dos tempos. 2ª. ed. São Paulo: Editora

Moderna, 2004.

CHASSOT, A. Para que(m) é útil o ensino. 2ª. ed. Canoas: Ed. Da Ulbra,

2004.

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de junho de 2010.

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Disponível em: http://qnesc.sbq.org.br/online/qnesc20/v20a07.pdf. Acessado

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analogias para explicar os modelos atômicos: O ‘Pudim de Passas’ nos livros

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25

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SANTOS, W. L. P. MOL, G. S. Química e sociedade. Vol. Único. São Paulo:

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TV CULTURA. O discreto charme das partículas elementares (Vídeos)

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Paulo: Editora Moderna, 2005.

DA ESCOLA PÚBLICA PARANAENSE 2009€¦ · Saber química, não é saber meramente decifrar a...

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