Transforma

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LINGUAGEM QUÍMICA OBSTÁCULOS E ESTRATÉGIAS DE
APRENDIZAGEM
Prof. Dr. José Claudio Del Pino
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Objetos de estudo da Química
Propriedades
Substâncias e materiais
Constituição
Transformações
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Abordagem do conhecimento químico
Fenomenológico ( macroscópico)
Teórico (submicroscópico)
Representacional (simbólico)
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Algumas abordagens do conhecimento químico em
livros didáticos e em aulas de química
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Fenômenos Físicos x Fenômenos Químicos (reversibil
idade)
Dobrar uma barra de ferro ou rasgar uma folha de
papel, fenômeno físico ou químico? H2(g)
I2(g) 2HI(g) Reação Endotérmica
castanho incolor Essa transformação
representa um fenômeno físico ou químico?
Fenômenos Físicos x Fenômenos Químicos (variação
das propriedades macroscópicas das substâncias)
Vaporização da água ou dissolução do açúcar em
água, fenômeno físico ou químico? CuSO4(s)
5H2O(l) CuSO4.5H2O(s) branco
azul NaOH(s) HCl(aq) NaCl(aq)
H2O Dissolução Reação Hidratação de íons
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Rede Conceitual de Ácidos e Bases

• Ácidos são espécies que, ao reagirem com água,
  produzem como íon positivo apenas o H3O.
  (Arrhenius)
• Doadores de prótons. (Bronsted-Lowry)
• Receptores de pares de elétrons para formar uma
  ligação covalente. (Lewis)
• Receptores de elétrons (oxidante). (Usanovich)

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Rede Conceitual de Ácidos e Bases

• dissolução em água do cloreto de hidrogênio
  gasoso
• HCl9(g) H2O(l) H3O(aq) Cl-(aq)
• dissolução em água do cloreto de amônio sólido
• NH4Cl(s) H2O(l) H3O(aq)
  NH3(aq) Cl-(aq)
• hidrólise dos sais de alumínio, usada no
  tratamento de água bruta
• Al2(SO4)3(s) 12H2O(l)
• 2Al(OH)3(s) 6H3O(aq) 3SO42-(aq)
• reação da chuva com gases da queima do enxofre,
  gerando chuva ácida
• SO2(g) 2H2O(l) H3O(aq) HSO3-(aq)
• geração de oxigênio, ao qual se atribui o
  enfraquecimento das roupas deixadas em contato
  prolongado com soluções de cloro
• Cl2(g) 3H2O(l) 1/2O2(g) 2H3O(aq) 2Cl-(aq)

• dissolução da amônia
• NH3(g) H2O(l) NH4(aq) OH(aq)
• reação do óxido de sódio com água
• Na2O(s) H2O(l) 2Na(aq) 2OH-(aq)
• dissolução do cianeto de potássio
• KCN(s) H2O(l) HCN(aq) K(aq)
  OH-(aq)
• a vigorosa reação do sódio em água
• Na(s) H2O(l) 1/2H2(g) Na(aq)
  OH-(aq)

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Representações das Reações Químicas as Equações
Químicas
As classificações Que tipo de reação química
representam as equações? Zn0
CuSO4(aq) ZnSO4(aq) Cu0 NaOH(s) HCl(aq)
NaCl(aq) H2O Qual a extensão
desta reação química? NaCN H2O HCN NaOH
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Algumas compreensões errôneas Se um átomo de
determinado elemento químico possui sua camada de
valência incompleta ele pode capturar um ou mais
elétrons para completá-la. Essa captura leva o
elemento a um estado de maior estabilidade e é
efetuada com liberação de energia e
conseqüentemente formação de um ânion. Ao perder
um elétron, o átomo de sódio se transforma no
cátion 11Na, que possui a mesma configuração
eletrônica do gás nobre neônio 10Ne. Desse modo,
adquire estabilidade. As propriedades ácidas e
básicas são consideradas intrínsecas ao H e ao
OH-. NaHSO4 é um sal ácido pela presença do H.
H3PO4 é mais ácido que o HCl por ter mais
hidrogênios. O HCl é um líquido
amarelado. Considerando-se que o zinco tem uma
tendência espontânea para perder elétrons...
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Concepções implícitas/ espontâneas/alternativas
dos estudantes
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Transformação Química
Idéias dos alunos sobre transformação
química Desaparecimento ocorre simplesmente o
desaparecimento de uma substância o combustível
do carro simplesmente desaparece, sem fazer
qualquer suposição sobre a massa perdida ou sem a
transformação ocorrida. Deslocamento ocorre
mudança de espaço físico da substância, ou seja,
ela pode desaparecer de um dado lugar
simplesmente porque deslocou, dando lugar a novas
substâncias. Ferrugem é uma espécie de
química. Ela surge na umidade e fica no ar todo o
tempo, e quando algum metal é umedecido, ela se
propaga e o ataca. É uma espécie de
fungo. Modificação ocorre mudança de estado
físico ou de forma durante a transformação. Qua
ndo o álcool queima, há vapor de álcool. Quando
você aquece a água em um prato, há vapor de
água. Com a mistura das soluções aconteceu uma
reação química que solidificou uma parte da
substância.
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Transmutação ocorre transmutações como energia
e matéria e vice-versa, ou mesmo matéria se
transformando em outro tipo de matéria, o que é
permitido nas leis químicas. ...parte do
combustível se transformou em calor e energia
cinética. Interação Química do ponto de vista
dos processos de ensino e aprendizagem, é a mais
desejável, indicando uma concepção dinâmica e
corpuscular da matéria. Reação Química é uma
mistura de duas ou mais substâncias que formam
alguma coisa. No motor do carro a gasolina se
mistura com a faísca da vela, fazendo o motor
funcionar e formando os gases que saem pelo
escapamento. Na Reação Química formam-se novas
ligações entre as partículas. Muitos
estudantes concebem o nível atômico-molecular
como se fosse uma extrapolação do nível
fenomenológico. As partículas mudam de forma,
tamanho, cor, estado físico, exatamente como
acontece com as substâncias. Assim ocorrem, por
exemplo, confusões entre transformação química e
mudança de estado físico ou como uma simples
mistura.
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Modelo didático referenciado na história da
química
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• Contribuições da história da química
• Na construção dos diversos modelos atômicos há a
  contribuição de muitos cientistas, que com os
  resultados obtidos nos seus trabalhos de pesquisa
  influenciaram às proposições de tais modelos.
  Neste sentido é importante contextualizar suas
  construções. Por exemplo, há estreitas relações
  entre
• a determinação das leis ponderais, o
  desenvolvimento da química pneumática e o modelo
  de Dalton
• as contribuições de Avogadro e Gay-Lussac para a
  proposição do modelo atômico-molecular
• o conhecimento da natureza elétrica da matéria,
  principalmente pelas contribuições da área da
  física, Coulomb, Ampére, Faraday, Crookes e
  Goldstein com estudos de descargas elétricas em
  tubos contendo gases a baixas pressões, e a
  proposição do modelo de Thomson
• os estudos de radioatividade de Becquerel,
  Pierre e Marie Curie e o modelo nucleado de
  Rutherford
• os estudos dos espectros de emissão por Balmer,
  a teoria quântica de Planck e a proposição do
  modelo de Bohr.
• Esta seqüência histórica da construção dos
  modelos atômicos poderia se constituir também na
  organização da apresentação destes modelos nas
  aulas de química.

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Modelo didático referenciado nas concepções e
interesses dos estudantes
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• Possibilidades didáticas para o ensino de
  química
• Uma das formas de lidar com essas dificuldades e
  promover uma mudança nas concepções dos alunos é
  discutir as explicações que eles fornecem a
  algumas transformações químicas bem simples, que
  podem ser realizadas numa sala de aula comum,
  utilizando-se questionamentos sobre os fenômenos
  que estão sendo estudados.
• Ao explicitar o conhecimento implícito dos
  alunos, os professores podem proporcionar um
  ensino direcionado para uma mudança conceitual
  com diferentes alternativas didáticas que
  procurem
• abordar temas ou assuntos que propiciem a
  explicitação dos saberes implícitos dos alunos
• desenvolver o currículo de acordo com as
  dificuldades reais dos alunos e não com as
  dificuldades que nós professores pensamos que
  eles têm
• selecionar atividades de aprendizagem que se
  relacionem diretamente com os problemas
  conceituais espontâneos dos alunos, organizando
  questões que problematizem os seus conhecimentos
  implícitos e, ao mesmo tempo, lhes concedam
  razões plausíveis para eles considerarem os
  conceitos científicos.

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Aluna 1 Qual você acha que está melhor? Aluno 3
Aquele da bolinha ali... Aluna 1 Eu acho que o
que está mais científico é o da bolinha. O que
está explicando o que aconteceu é o da
bolinha. Aluna 2 Acontece que o da bolinha que
está só assim... Então o que é este espaço vazio?
Na verdade o ar está aqui tudo, não está só onde
estão as bolinhas. Então tinha que ser tudo
colorido, é isso que eu acho. Aluna 1 Mas então
não é o da bolinha, é este outro aqui (aponta na
folha). Aluna 2 É a mesma coisa. Eu acho que a
gente tinha que colorir, assim ó você faz assim
clarinho... Aí na hora que você aperta ele vai
ficar mais escuro, por que está mais concentrado.
Aí não vai ter espaço em branco e não vai ter
dúvida. Aluna 1 Mas aí acontece que o ar não é
contínuo assim... O ar é formado de várias
partículas. Aluna 2 (dirigindo-se ao aluno 3)
Então dá a sua opinião.
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Aluno 3 (som confuso por algum tempo).. O ar,
igual ela falou, é partícula. Aluna 1 Eu fiz
assim. Como bolinha e espaço... Como é que a
gente pode fazer então... Desenhar fica difícil,
mas aqui no ar não fica não. Aluna 3 Mas aí fica
um vácuo? Aluna 1 Não, mas aqui não é só
partículas de ar, tem aquelas partículas de
oxigênio, tem nitrogênio, tem grãos de poluição,
sujeira, esse tanto de coisa.
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Aluna 1 Aconteceu que as partículas que
aumentaram de tamanho. Aluna 2 Aí as partículas
dilataram... Aluno 3 Dilataram? Aluna 1
(dirigindo-se ao aluno 4) O que você acha? Aluno
4 Nada, né? Aluna 2 A gente tem que explicar
aqui o ar quando aquecido dilata. Aluna 1
Dilata. As partículas do ar, quando aquecidas,
dilatam, porque existe o espaço vazio entre as
partículas. Aluno 3 É o ar que dilata. Aluna 1
Não é o ar que dilata, são as partículas que
dilatam... Aluno 3 As partículas do ar... Aluna
2 Mas a gente vai explicar que as partículas é
que dilatam! (Escrevem essa conclusão na
apostila).
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Aluna 1 Aqui, olha tem que escrever a
característica do número 1, qual a
característica? Aluno 3 Normal. Aluna 1 Normal!
As partículas estão no seu tamanho normal...
Agora no 2, elas aumentaram o tamanho, dilataram,
ocupando um volume maior, não é isso? Aluno 3 É.
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Recursos de linguagem para o ensino de química
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As metáforas e analogias ajudam? Uma análise
referenciada em Gaston Bachelard Os íons
positivos ou cátions caminham em direção ao polo
negativo os íons negativos ou ânions caminham
em direção ao polo positivo... (obstáculo
animista pág. 93, Química Fundamental vol.
Único, Ricardo Feltre). Duas tartarugas se
chocando são utilizadas como uma analogia
a colisões entre moléculas, obstáculo animista,
pág. 259, Tito e Canto volume 2
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Fazendo uma analogia, podemos dizer que um
elétron é localizado por seus quatro números
quânticos, da mesma maneira que uma pessoa é
localizada por seu endereço nome da rua, número
do prédio, andar e número do apartamento
(obstáculo realista - animista pág. 39, Química
Fundamental vol. único, Ricardo Feltre)
Exemplo de obstáculo realista pág. 164, Ricardo
Feltre, vol. Único - balança sendo utilizada
para pesar um átomo de flúor
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