Concepções alternativas sobre reações químicas

Concepções alternativas sobre reações químicas

Seminário apresentado como avaliação parcial na disciplina de Ensino de Química I, sobre as concepções alternativas que os alunos possuem sobre o conceito de transformação química. Profª. Ms. Tathiane Milaré.

1 – O que são concepções alternativas03
2 – As concepções alternativas sobre as transformações químicas03
escola?06
Considerações finais07

1 – O que são concepções alternativas?

Pode-se considerar as concepções alternativas como o “conjunto de concepções sobre vários aspectos do mundo, mesmo antes de qualquer introdução à ciência escolar” (BORGES, 2002). De acordo com Peduzzi, Zylbersztajn & Moreira (1992), os alunos não são isentos de concepções sobre o mundo, e já chegam à sala de aula trazendo consigo ideias que diferem dos conceitos científicos aceitáveis, que constituem as concepções alternativas. Estas concepções “são encontradas em um grande número de estudantes, em qualquer nível de escolaridade; constituem um sistema conceitual coerente, com amplo poder explicativo; diferem das ideias expressas através dos conceitos, leis e teorias que os alunos têm que aprender; são muito persistentes e resistem ao ensino de conceitos que se conflitam com elas e não se debilitam mesmo frente a evidências experimentais que as contrariam”. Além disso, apresentam semelhanças com modelos historicamente superados e representam obstáculos para o aprendizado.

2 – As concepções alternativas sobre as transformações químicas.

Vários autores da área de Educação em Ciências e em Química já fizeram dos obstáculos epistemológicos, das concepções alternativas, dos erros conceituais, enfim, dos entraves para o desenvolvimento do pensamento científico seu objeto de estudo. Na realização deste trabalho, destacaram-se as pesquisas de Mortimer (1995) e de Schntetzler (1998), que apontaram concepções alternativas sobre transformações químicas mais comuns relatadas por alunos.

Schnetzler (1998) dividiu as concepções alternativas a respeito de reações químicas em cinco categorias específicas: desaparecimento; deslocamento; modificação; transmutação; e interação química. Cada categoria procura descrever o entendimento que o aluno possui a respeito de algumas transformações propostas.

A categoria “desaparecimento” engloba ideias que os alunos possuem e que apontam que, durante uma reação química, há o desaparecimento de alguma(s) substância(s). A questão proposta para os alunos (pesquisa realizada por Andersson e Renstrom (1983), com 2800 alunos e alunas, com idades entre 12 e 15 anos) e que permitiu a identificação desta concepção alternativa foi: “Um carro pesa 1000 kg. Ele é abastecido com 50 kg de combustível. O carro é dirigido até que o tanque de combustível fique vazio. O carro volta a pesar 1000 kg. Aproximadamente, qual é a massa dos gases de escape expelidos durante a perda de peso do carro?”. Cerca de 15% dos alunos entrevistados afirmaram que o combustível havia desaparecido, sem estabelecer qualquer relação com a ideia de transformação ocorrida e o destino da massa perdida.

A categoria “deslocamento” engloba concepções que exprimem a noção de que uma substância pode simplesmente desaparecer de um lugar e aparecer em outro simplesmente porque se desloca. Esta concepção foi detectada no trabalho de Shollum (1982), realizado com alunos de 1 a 17 anos. A questão proposta era a explicação a respeito da formação da ferrugem em um prego. Foram obtidas várias respostas, e uma das explicações, que se enquadra nesta categoria, foi a de que “a 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.”.

à combustão do etanol: “quando o álcool queima, há vapor de álcoolquando você

A categoria “modificação” abrange ideias que definem a reação química como apenas uma mudança de estado físico sofrida pela substância. Uma concepção que exprime esta noção foi obtida por Meheut e col. e citada por Andersson, com relação aquece água em um prato, há vapor de água”.

ocorrida com o combustível demonstra esta concepção: “parte do petróleo se

A categoria “transmutação” abrange ideias de transformação de uma substância em outra ou de transformação de matéria em energia e vice-versa. Algumas respostas obtidas para a questão que envolvia a massa do carro e a transformação transformou em calor e energia cinética”.

A categoria “interação química” abrange uma concepção dinâmica e corpuscular da matéria em uma reação química, e seria a concepção mais desejável. Porém, apenas uma baixa proporção dos alunos consegue pensar em uma reação química desta maneira (15% dos alunos nos trabalhos analisados por Andersson, e em alguns dos estudos apenas 2% dos alunos entrevistados).

Diferente de Schnetzler (1998), Mortimer (1995) aponta algumas das dificuldades gerais enfrentadas pelos alunos na compreensão do conceito de reação química. Uma delas é a extensão e generalidade do conceito, o que faz com que os alunos não consigam estabelecer reações entre processos diferentes, como a combustão de uma vela e a dissolução de um comprimido antiácido, mas que, ambos, igualmente, constituem uma transformação química. Outro obstáculo é o fato de os alunos costumarem basear seus conceitos apenas em aspectos perceptíveis; desta forma, não identificam produtos ou reagentes gasosos como participantes da reação, além de não atribuírem propriedades como massa a estas substâncias. De forma semelhante à Schnetzler, ao categorizar concepções alternativas como “modificação” e “transmutação” Mortimer também aponta a dificuldade em diferenciar reações químicas de mudanças de estado físico, e a ideia de que uma substância pode se transformar em outra ou se transformar em energia. Associada à ideia de transmutação também está a ideia de potencialidade, ou seja, uma substância tem a capacidade de se transformar em outra substância, ou uma substância tem a tendência natural a ser transformada em energia ou outra substância.

Mortimer (1995) também cita um tipo de concepção alternativa que tem uma base bachelardiana, geralmente conceituando-se como um obstáculo epistemológico: o animismo (MELZER et.al., 2009). Concepções animistas são aquelas nas quais se atribui comportamentos típicos dos seres vivos à objetos inanimados. Nesta perspectiva, as reações químicas não seriam processos que ocorrem devido às propriedades químicas das substâncias, e sim devido à “vontade” que estas substâncias têm de reagir. Ainda dentro deste pensamento, algumas pessoas atribuem status diferentes para os reagentes em uma transformação química, considerando uma substância como ativa e outra como passiva, como por exemplo, a ação de um ácido que “ataca” um metal. Neste caso, o ácido teria o papel ativo, enquanto que o metal tem status passivo na reação, o que não ocorre, já que para que a reação ocorra, é necessário que haja interações mútuas entre os reagentes.

Mortimer (1995) relaciona estas dificuldades que os alunos possuem em compreender os fenômenos de transformação química à dificuldade em perceber a conservação de massa. Se os alunos não concebem a massa inicial (dos reagentes) em uma reação química como sendo igual à massa final (dos produtos), também não conseguem admitir que um gás é um reagente ativamente participante em uma reação, como no processo de formação da ferrugem, ou podem julgar que a massa de uma amostra de metal não se altera após a reação com ácido clorídrico, pois há liberação de gás e “um gás não pesa nada”. Também envolvida com este último pensamento, acerca da massa (ou melhor, a ausência dela) de um gás, está a confusão entre a noção de massa e de densidade. Em uma reação em que há a formação de um precipitado, é comum que os alunos julguem que há aumento na massa do sistema, pois “um sólido sempre é mais pesado que um líquido”.

Deve-se destacar que não é somente no sistema de ensino brasileiro que se encontram tantas concepções alternativas e dificuldades de compreensão dos fenômenos químicos. Vários estudos, citados por Schnetzler, realizados por vários pesquisadores em diferentes países, apontam as concepções que os alunos possuem a respeito destes fenômenos, e que traduzem ideias cientificamente incorretas. Na Holanda, a pesquisa de De Vos & Verdonk (1985) com alunos de 14 e 15 anos identificou diversas concepções sobre algumas transformações, que relacionavam várias propriedades da matéria e energia, entre elas: “existe moléculas quentes e moléculas frias”, “a expansão dos objetos ocorre devido à expansão das moléculas” ou “uma substância macia não pode ser feita de moléculas rígidas”. Em Israel, Bem-Zvi e col. (1987) investigou 337 alunos de 13 a 15 anos, e identificou também que os alunos atribuíam as características dos corpos às características das moléculas e átomos, considerando que as partículas deveriam possuir as mesmas características observadas no corpo, como por exemplo, o fato de “o ouro ser dourado porque é feito de átomos dourados”. Estes e demais estudos citados pela autora apontam que um dos principais obstáculos encontrados pelos alunos na aprendizagem dos conceitos que envolvem reações químicas e as propriedades das substâncias é a dificuldade em transpor o nível macroscópico para o nível atômicomolecular; o raciocínio dos alunos para no que podem observar, e não costumam transcender para o nível microscópico, procurando compreender o que ocorre com átomos e moléculas durante uma transformação.

3 – Como trabalhar as concepções alternativas sobre transformações químicas na escola?

Mortimer (1995) orienta algumas formas de se trabalhar as concepções alternativas na escola, de modo a superá-las e levar os alunos a pensar de forma cientificamente adequada. Uma delas é promover a evolução das concepções dos alunos, discutindo suas concepções e algumas transformações químicas bem simples, que podem ser realizadas mesmo na sala de aula, em diferentes condições, como: a queima de uma vela em sistema aberto e em sistema fechado; a formação da ferrugem; a precipitação do iodeto de chumbo a partir de soluções aquosas de iodeto de potássio e nitrato de chumbo; a reação entre ácido clorídrico e zinco em um sistema fechado e em um sistema aberto; a dissolução de um comprimido efervescente em sistema aberto e em sistema fechado; a queima de um pedaço de lã de aço, utilizando-se questões a serem respondidas em cada fenômeno:

Que substância ou substâncias se transformam? Esta pergunta auxilia na identificação das substâncias envolvidas e também pode contribuir para o entendimento das correspondências entre as evidências das mudanças perceptíveis e as mudanças que ocorrem a nível atômico e molecular.

De que para que elas se transformam? Esta pergunta estimula o aluno a pensar sobre o que ocorreu durante a reação.

Por que ocorreu a transformação? Esta pergunta ajuda a explicitar os tipos de explicação que o aluno aplica sobre as transformações ocorridas.

A massa do sistema antes da transformação é maior, igual ou menor que a massa do sistema depois da transformação? Por que?

Esta pergunta permite a identificação dos raciocínios de conservação usados pelos alunos e a discussão das relações entre evidências macroscópicas e as de nível atômico-molecular.

O autor julga desejável que as hipóteses levantadas sobre a conservação da massa possam ser testadas.

Nesta linha de trabalho, tem-se as hipóteses dos alunos como foco inicial, e as mudanças nos conceitos devem acontecer pela mediação do professor, pois os alunos não são capazes de organizar sozinhos as explicações científicas, mas, à medida que os alunos demonstrarem serem capazes de aplicar os raciocínios de conservação da massa por conta própria, a mediação do professor deve ir diminuindo, de modo a torna-los mais autônomos.

Considerações finais

Percebe-se, através dos resultados de vários estudos, que o conceito, as ideias acerca das reações químicas não são bem claras para os alunos, e muitas vezes o aluno tem uma concepção errônea sobre os fenômenos, que acredita ser correta e que, mesmo frente a evidências de que esta concepção não é correta, o aluno tem dificuldades em muda-la. O professor pode tentar mudar estas concepções através de experimentos que contestem as concepções dos alunos, procurando refletir sobre os resultados juntamente com sua turma.

Referências BORGES, A. T. Novos rumos para o laboratório escolar de ciências. Caderno Brasileiro de Ensino de Física. vol. 19, n. 3: p. 291 – 313. Dez/2002.

MELZER, E. E. M. et. al. Modelos atômicos nos livros didáticos de Química: obstáculos à aprendizagem? Trabalho apresentado no VII Enpec – Encontro Nacional de Pesquisa em Educação em Ciências. ISSN: 21766940. Florianópolis, 2009.

MORTIMER, E. F.; MIRANDA, L. C. Transformações: concepções de estudantes sobre reações químicas. Química Nova na Escola. n 2. Nov / 1995.

PEDUZZI, L. O. Q.; ZYLBERSZTAJN, A.; MOREIRA, M. A. As concepções espontâneas, a resolução de problemas e a história da ciência numa sequência de conteúdos em mecânica: o referencial teórico e a receptividade de estudantes universitários à abordagem histórica da relação força e movimento. Revista Brasileira de Ensino de Física. Vol. 14, n. 4: p. 239 – 246. 1992.

SCHNETZLER, R. P.; ROSA, M. I. F. P. S.; Sobre a importância do conceito transformação química no processo de aquisição do conhecimento químico. Química Nova na Escola. n 8. Nov/1998.

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