O PROFESSOR PDE E OS DESAFIOSDA ESCOLA PÚBLICA PARANAENSE

2009

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

VOLU

ME I

COMBUSTÃO, FLOGÍSTICO E OXIGENAÇÃO: História e Mudança Conceitual em Alunos do PROEJA

Autor: Nelson Avila Simão¹ Orientadora: Eliana Aparecida Silicz Bueno²

Resumo É através da História e suas múltiplas dimensões temporais, bem como através de heranças legadas pelas gerações que se pode compreender a realidade na sua diversidade, destacando-se os compromissos e as atitudes dos indivíduos e de povos em geral, para a construção e reconstrução das sociedades e ter uma idéia da Química antiga contemplando as questões do fogo, chegando-se até o flogístico, combustão e oxigenação. A construção deste período significativo é que culminou para muitos autores na pedra angular da Revolução Química. Neste sentido, evidenciam-se as figuras de Stahl (1660-1774) e Lavoisier (1743-1794). Na questão do ensino, através da pesquisa, destaca-se a análise da mudança conceitual dos alunos do PROEJA, através de aula prática e leituras de texto histórico. Foi possível discutir idéias que foram objeto de estudiosos do século XVIII, onde Stahl e Lavoisier propuseram explicações diferentes para o fenômeno da Combustão. Conclui-se que tais conceitos básicos da Química evidenciaram sua relação com a estrutura conceitual da ciência, seu desenvolvimento histórico e as principais dificuldades e alternativas para o ensino, bem como a mudança conceitual dos alunos no que tange à aprendizagem significativa. Palavras chave: combustão; flogístico; oxigenação; mudança conceitual em alunos; PROEJA.

Introdução

O presente estudo é resultante de uma preocupação que se acentua, diante

dos altos índices de retenção e evasão escolar predominante no Ensino Médio,

agravados evidentemente, pelas condições sócio-econômicas da população e são

mais acentuadas em alunos do período noturno, nesse caso os alunos do PROEJA,

que trabalham durante o dia e vêm para a escola cansados e muitas vezes sem se

alimentar.

______________ ¹ Mestre em Ensino de Ciências e Educação Matemática, graduado em Química, Colégio Estadual Vicente Rijo - Londrina. ² Profª.Dra. UEL – Universidade Estadual de Londrina

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Pesquisas relatam que um dos principais motivos da evasão está relacionado

com o processo de ensino e de aprendizagem que os alunos são submetidos e que

não os motivam a aprender (DRIVER, pp.3 -15, 1986).

No intuito de mudar essa situação, faz-se necessário, atenuar o formalismo e

programar práticas que venham atender melhor aos reclamos das escolas e dos

alunos, que sempre se deparam com o estudo de Química, quase sempre na base

da memorização de fórmulas e conceitos, tais como se repetem na maioria dos livros

da disciplina.

Não se refutando as alternativas que são utilizadas como metodologia ou

recurso didático que é através da História da Química que se pode conduzir o aluno

a um processo estratégico para o ensino da citada disciplina. É pela História, em

particular da Química, que se pode entender a sociedade na sua diversidade e nas

suas múltiplas dimensões temporais, destacando os compromissos e as atitudes de

indivíduos, de grupos e de povos na construção e na reconstrução dessas mesmas

sociedades.

Para tanto, pretende-se dar uma idéia da Química antiga contemplando as

questões do fogo como fonte calórica e as técnicas utilizadas na antiguidade e

também reconstruir a História da Combustão, Flogístico, Oxigenação e a Lei da

Conservação da Matéria com quesitos de pré-teste. Posteriormente utilizar-se-á

como apoio, um texto histórico e em seguida aulas práticas no laboratório (pós-teste)

que venha contemplar a mudança conceitual dos alunos e a aprendizagem

significativa.

Assim, os alunos poderão reconhecer aspectos relevantes na interação

individual e coletiva do ser humano com o ambiente, bem como resgatar através da

história da Química os limites éticos e morais que podem estar envolvidos no

desenvolvimento da Química e da tecnologia.

Revisão Bibliográfica

Foi no século XVI e começo do século XVII que surgiu a idéia de que as

transformações químicas podiam ser consideradas como um assunto dentro do

conhecimento científico. Foi nessa época que se começou a distinguir o estudo das

substâncias individuais e suas transformações sob a influência do calor, dos

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solventes ou reagentes e de muitas outras transformações que ocorrem

naturalmente na natureza, como o comportamento das estrelas e as doenças do

organismo humano (DUMAS, In. TATUN, 1960, pp. 118-119).

Segundo Mathias (1974 p-15) Isto não significa que a Química não tenha uma história anterior a essa época; na verdade, em seus ramos tecnológicos, a química remonta aos tempos pré-históricos. A descoberta do fogo oferece a primeira oportunidade para se realizar operações químicas e o homem primitivo aprendeu, com seu auxílio, a preparar objetos de cobre, bronze e outros materiais acessíveis.

Essas operações químicas eram executadas através de um conhecimento

eminentemente prático. Os egípcios, por exemplo, estão incluídos entre os povos

capazes de preparar a liga metálica chamada bronze, cuja receita eles herdaram de

seus ancestrais. Segundo alguns historiadores, o bronze é a liga metálica mais

antiga de que o homem tem conhecimento. Sua descoberta provavelmente deve ter

sido acidental e realizada por alguém que observou sua formação quando da fusão

de minérios que continham, simultaneamente, cobre e estanho (VANIN, 1994, p.15).

Ninguém sabe quem descobriu o fogo, mas pode-se imaginar o sucesso

que ele fez. Acredita-se ainda que o domínio do fogo abrisse o caminho da

civilização, tendo sido a combustão uma das primeiras reações químicas

experimentadas pelo ser humano. Não existe desse período nenhum registro escrito.

Somente pela análise das armas e dos utensílios feitos pelo homem primitivo se

pode obter uma idéia dos métodos e materiais utilizados por ele. Como exemplo

pode-se citar os metais, usados para a fabricação de todo tipo de utensílio há muitos

séculos e que estes são obtidos por meio de transformações feitas pela metalurgia;

os alimentos sofrem uma série de transformações por meio do cozimento; os

processos de curtição da pele de animais transformam o couro para que ele possa

ser utilizado em vestuários; ferramentas são empregadas desde os primórdios de

nossa civilização; o tingimento de fibras envolve transformações que as fazem

absorverem as tintas que lhes conferem diferentes cores; os corantes são obtidos

por processos que envolvem várias transformações, inclusive químicas. Os egípcios

desenvolveram técnicas de extração de corantes de vegetais, e os fenícios, de

extração de tintas de moluscos. O desenvolvimento de técnicas de fermentação, que

consistem em transformações químicas processadas por microrganismos, propiciou

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a obtenção de vários tipos de bebidas onde se pode destacar o vinho como exemplo

(SANTOS, et al., 2003, p. 10).

Assim escreveu Ronan (1997, v.1, p.16): A chamada ciência, tal como a descrevemos, brilhou inicialmente há cerca de 10000 anos, ou mais no Oriente Médio. Teve início quando o homem começou a reunir conhecimentos, principalmente, mas não exclusivamente, para a sua vida diária. Coligiam-se particularidades de plantas, mesmo das que não tinham uso medicinal ou alimentício, e sua descrição devia-se puramente a seu interesse intrínseco.

O desenvolvimento de técnicas agrícolas, curtume de peles, invenção da

tecelagem, criação da cerâmica e fundição de alguns materiais (técnica da

metalurgia), vieram ao encontro das necessidades de sobrevivência e também

revelaram conhecimentos extraordinários.

Nos tempos pré-históricos, o homem descobriu o emprego das drogas

extraídas de ervas e, algumas vezes, adicionou outros materiais à sua farmacopéia

primitiva (CHASSOT, (1994, p. 15-16).

Porém o Egito pode ser considerado o berço da Química, quando se acata

que conhecia o douramento e fabrico do vidro, das tintas, do sabão, do vinagre, as

ligas servindo ao preparo das moedas e também o hábito da mumificação que

utilizava substâncias químicas conservantes e aromáticas.

Como fizeram os povos de outras civilizações, ao longo do tempo,

certamente, os chineses adquiriram uma enorme quantidade de conhecimento da

química prática, e esse conhecimento não deve ser desprezado. Eles formaram uma

base essencial sem a qual a ciência Química nunca se teria desenvolvido, isto é,

com suas técnicas e suas aplicações à medicina.

A Química chinesa primitiva ou talvez devêssemos chamá-la de

“protoquímica” (primeira química) ou “alquimia”, embora tenha ultrapassado esse

estágio – deu uma série de contribuições valiosas ao conhecimento básico daquilo

que viria a ser a Ciência Química. Começou provavelmente como em todos os

lugares, como um desenvolvimento da arte de cozinhar, mostrando-se um estudo

muito adequado ao taoísmo (ensinamento filosófico-religioso desenvolvido

principalmente por Lao-tsé “séc. VI a.C.”.); tinha um lado místico, pelo menos do

modo como a praticavam, e lhes permitia não só filosofar, como também usar as

mãos. A química nada mais é que uma ciência prática, de laboratório e o trabalho

prático que exigia, significava que os taoístas podiam demonstrar claramente o

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objetivo que era buscar a imortalidade física; procuravam meios que possibilitassem

impedir o envelhecimento (RONAN, 1997, v.2, pp. 60-61).

Os taoístas ao praticarem sua mística alquimia, estavam em sintonia com os

primeiros químicos ou alquímicos de Alexandria, da Índia e, na verdade, de todas as

civilizações em que se faziam tentativas não apenas de investigar a química das

substâncias naturais, mas também com a utilização do fogo, de transformar metais

vis e abundantes (como o ferro, por exemplo) em ouro, que não era só mais raro

como mais bonito (BENSAUDE; STENGERS, 1992, pp. 21-26).

Além disso, a química chinesa parece ter contribuído muito em matéria de

pesar e medir as proporções das substâncias que tomavam parte nas reações.

Assim, os chineses obtiveram alguma percepção daquilo que os químicos

modernos chamariam de combinação de pesos e proporções, importante aspecto da

pesquisa moderna. Além disso, sua preocupação com a precisão iria contribuir para

o nascimento da química moderna.

O conhecimento da Química na Índia deu-se com o aquecimento e como a

cerâmica era produzida. Com referência a assuntos puramente práticos, o

conhecimento na Índia, surgiu com direcionamento a esse aspecto. Os usos

primitivos da química, com mais significado foi à fusão do ferro, que provavelmente

começou na Índia entre 1050 e 950 a.C. Alguns pilares de ferro que se tornaram

famosos, foram efetuados através da fusão, pelos hindus, um milênio e meio depois.

Um deles, em Deli, que tem uma altura de mais de 7 metros, com outro meio metro

abaixo do solo e um diâmetro que varia de 40 centímetros; pesando mais de seis

toneladas, é feito de ferro forjado e sua fundição teria sido considerada impossível,

naquele tamanho. O interessante é que o mesmo encontra-se com ausência total de

oxidação (ferrugem). O motivo, não se sabe ao certo até hoje, embora pareça que

isso se deva à formação de uma camada de óxido magnético de ferro na superfície,

resultante do tratamento original da superfície.

Apesar de o interesse centrar-se puramente no produto, nada indica que

houve qualquer tentativa de pesquisa química; principalmente para a fusão do ferro,

a cerâmica, a tinturaria com a utilização dos pigmentos, a fabricação de vidro, a

manufatura de pigmentos e todos os outros usos práticos do conhecimento químico.

É oportuno ressaltar que para a realização dos conhecimentos acima, foi necessário

à utilização de uma temperatura elevada, sendo esta naturalmente o fogo. Não

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havia qualquer teoria em que eles pudessem se apoiar além de saber que o fogo

possibilita o aquecimento, a queima.

Enquanto na Idade Média pode-se observar que os grandes nomes da

“ciência” medieval – período tradicionalmente situado entre o término da Idade

Antiga (identificada com a queda do Império Romano do Ocidente, em 476) e o

surgimento do Renascimento (ou tomada de Constantinopla pelos turcos, em 1453,

ou, ainda, a descoberta da América, em 1492) -, que estão ligados a fatos de

alquimia pertencem, em sua maioria, a ordens religiosas, sendo muitos, inclusive,

santos canonizados pela Igreja.

A explicação para a vinculação com a Igreja é simples: era nos mosteiros

que estavam os poucos letrados de então. São alguns nomes que podem ser

considerados como alquimistas ou protoquímicos, isto é, precursores da transição

da alquimia para a química. Dentre esses precursores, cita-se como exemplo Alberto

Magno (1206-1280), Doctor Universalis, Santo da Igreja, que era grande admirador

de Aristóteles, cuja filosofia desejava ver assimilada pelo pensamento cristão. É

considerado um pensador de mentalidade científica (valorizava a crítica e a

experiência) da Idade Média (CHASSOT, 1994, p. 74).

No período de 300 a 1.400 d.C. floresceu a alquimia. Seus praticantes, os

chamados alquimistas eram homens que, em geral, tinham o domínio das técnicas

metalúrgicas. Sabia obter diferentes metais de seus minérios e colocá-los na forma

final de utilização. O importante é que desenvolviam trabalhos em laboratório,

executando experiências e acumulando observações. A alquimia se desenvolveu a

partir de conhecimentos práticos existentes e fortemente influenciados por idéias

místicas (VANIN, 1995, p. 16).

Na verdade, os alquimistas foram muito mais importantes do que se imagina

ou do que se fantasia.

De acordo com Vanin (1995, p. 16). Graças às descobertas dos alquimistas muitas substâncias passaram a ser conhecidas, e procedimentos químicos artesanais foram aperfeiçoados. Além disso, eles contribuíram para que alguns remédios fossem desenvolvidos e também técnicas de purificação, comuns em laboratórios e indústrias como a destilação e sublimação que utilizam o fogo, foram aprimoradas pelos alquimistas.

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Deve-se a eles a descoberta do ácido acético, obtido do vinagre e do ácido

clorídrico, produzido pela reação do ácido sulfúrico com o cloreto de sódio, o

conhecido sal de cozinha.

Nessa época, existiram equipamentos para a destilação de ácido nítrico,

uma atividade alquímica quase industrial. Um uso importante do ácido nítrico

consistia em separar a prata e o ouro, uso este, utilizado por muitos, até os dias

atuais.

A contribuição do registro impresso na renascença possibilitou os trabalhos

de cunho científico que sem o advento da impressão provavelmente nunca teriam

aparecido. Com a disponibilidade da imprensa, surgiu uma forma simples de

trabalho de laboratório.

Ronan (1997, v.3, p. 29) descreve que: Eram livros práticos, como o famoso Buch zu Distillierem (‘Livro da destilação’), impresso e publicado em Brunswick, em 1519, o primeiro texto descritivo do assunto a surgir no Ocidente. A diferença entre um texto e um livro sobre alquimia era que, enquanto o texto alquímico seria, propositadamente, escrito de forma obscura, com forte base no simbolismo, o livro prático pretendia, acima de tudo, fornecer explicações claras. Um breve extrato dos dois tipos de textos mostrará a diferença. Uma descrição alquímica da sublimação – processo em que os cristais de uma substância ficam suspensos na parte superior, fria, de um recipiente, contendo materiais sólidos aquecidos em sua parte inferior – iria comparar essa ação, digamos, ao vôo dos cisnes ou de outras aves:

“Dissolva o fixo e faça o fixado voar”,

“O voador fixa-se e, então, viva feliz”.

Ao descrever a preparação de um remédio no Buch zu Distillieren, – uma

‘água boa’ para a paralisia – usando um Rosenhut (tipo de condensador de ar), o

autor, Ronan (1997, v.3, p. 29) descreve com notável clareza: Pegue semente de salsa, três onças; absintos verdes, dois moam mancheias; vinho destilado, três onças. Triture tudo e destile em um alambique ou em um Rosenhut comum, como está mostrado aqui.

O aparecimento de texto técnico simples foi um grande passo à frente em

relação à obscuridade do alquimista e do mago, que queriam manter seus segredos

longe dos olhares do vulgo. Termos que só podiam ser compreendidos, se o fossem,

por outro adepto. Mas o autor de textos técnicos tinha outra finalidade: seu propósito

era informar o leitor, adepto ou não. Outro famoso e importante livro dessa espécie

foi a Pirotecnia, um tratado sobre a química, a destilação, a manufatura da pólvora, a

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metalurgia e a moldagem de tudo, de fonte típica e medalhões a grandes estátuas e

canhões. O autor desse trabalho abrangente, foi Vannoccio Biringuccio (1480-1540),

lembra Ronan. (1997, v.3, p.30).

Durante a Renascença houve o crescimento da química prática como

resultado do desenvolvimento nas áreas da mineração e da metalurgia, da produção

da pólvora e do incremento da destilação. A mineração e a metalurgia também

conduziram a um estudo mais detalhado da mineralogia e ao início, no Ocidente, de

uma compreensão da crosta terrestre que, no século XVII, deveria se desenvolver

dando início à ciência da geologia (BENSAUDE; STENGERS, 1992, p. 35).

A imprensa impõe ao autor anunciar-se como tal, dirigir-se a um tipo de

leitor, inscrever-se num tipo de história. A imprensa transforma igualmente a relação

com a autoridade. Os textos antigos, logo que são impressos, tornam-se acessíveis,

podem ser confrontados e postos em rivalidade com os autores modernos, e isto

para um público alargado (BENSAUDE; STENGERS, 1992, p. 36).

O desenvolvimento da Química como ciência teve de acompanhar, além da

contribuição do Registro Impresso da Renascença, muitas outras etapas da cultura

humana. O saber do homem ampliou e chegou à forma atual à medida que o

pensamento dos filósofos, o estudo e o conhecimento dos fatos da natureza foram

aperfeiçoados, tornando possível a superação das visões sobrenaturais. Assim, as

explicações baseadas em numerosos agentes e forças sobre-humanas deram lugar

ao raciocínio e à observação, à descoberta de regularidades no comportamento dos

materiais, que hoje são expressas na forma de leis, princípios, equações e

propriedades gerais (VANIN, 1995, p.9).

Assim como a religião, surgia a Iatroquímica e a alquimia que eram

fundamentadas em “dogmas”, ou seja, em crenças assumidas sem muita discussão.

Para aceitar suas verdades preestabelecidas não era necessário, portanto, fazer uso

da experimentação sistemática. Com o Renascimento, no século XVI, essa maneira

de pensar foi mudando e uma nova forma de buscar o conhecimento surgiu: a

ciência experimental moderna (SANTOS, et al., 2003, p. 12).

Desvanecidas pouco a pouco as esperanças dos alquimistas, a química

entrou em uma nova fase, passando ao serviço exclusivo da medicina. – “O fim

próprio da química não é fazer ouro, é preparar remédios”, dizia Paracelso.

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Já a Mudança de Paradigma conhecida também como Revolução Química,

sendo o novo jeito de fazer ciência nasceu a partir dos trabalhos de Lavoisier, como

pesar, testar e provar, foi uma das primeiras grandes mudanças de paradigma da

História da Química. Paradigma é o padrão ou modelo que norteia nosso modo de

viver, trabalhar, fazer ciência. É por meio dessa mudança que a ciência se

desenvolve.

Conforme Kuhn (1978, pp. 145-146),

O historiador da ciência que examinar as pesquisas do passado a partir da perspectiva da historiografia contemporânea pode sentir-se tentado a proclamar que, quando mudam os paradigmas, os cientistas adotam novos instrumentos e orientam seu olhar em novas direções. E o que é ainda mais importante: durante as revoluções, os cientistas vêem coisas novas e diferentes quando, empregando instrumentos familiares, olham para os mesmos pontos já examinados anteriormente.

É como se a comunidade profissional tivesse sido subitamente transportada

para um novo planeta, onde objetos familiares são vistos sob uma luz diferente e a

eles se apregoam objetos desconhecidos (KUHN, 1978, pp. 145-146).

De acordo com Bensaude e Stengers (1992, p.67):

No fim do século XVII, a Química surge como disciplina no sentido exato de ‘matéria ensinada’, estando esta matéria, na sua maior parte, estreitamente ligada à medicina e a prática artesanais como a metalurgia, a perfumaria, a medicina, [...]. No fim do século XVIII, a Química é reconhecida como uma ciência completa, autônoma, legítima, assentada sobre bases sólidas e fonte de aplicações úteis ao bem público.

Assim relatou Chassot (1994, p. 119):

Quando a Química chega ao século XVIII, ainda marcada pela alquimia (ainda hoje ela é considerada por muitos como um produto da magia), ocorre outra revolução, conhecida como Revolução Química. Com o estabelecimento de um novo paradigma, celebra-se a definitiva transição da alquimia à Química: o mágico cede lugar ao científico: a Química ascende ao fórum das Ciências.

Sendo assim, a teoria do flogístico é um verdadeiro progresso sobre os

conhecimentos mais ou menos desconexos dos alquimistas e dos iatroquímicos.

Stahl, médico alemão, inicia este período, procurando dar razão do fenômeno da

combustão.

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A doutrina do flogístico aproximava-se de um ponto de vista segundo o qual

todos os combustíveis conteriam uma substância que perdiam ao arder. Esta era

essencialmente o enxofre dos árabes e dos paracelsianos, mas recebera novo

ímpeto através de Bécher (1635-1682) e do seu discípulo Stahl (1660-1734), que o

batizaram de flogisto e só veio a ser aceito em meados do século XVIII (PAULING,

1966, pp. 129-130).

Quando olhada do ponto de vista da sua sucessora imediata – a teoria da

combustão e oxidação – podem-se ser tentados a tratar a teoria do flogístico como

um absurdo; na realidade, porém, foi uma teoria extremamente valiosa e ajudou a

coordenar grande número de fenômenos químicos. Aos melhores químicos de

meados do século XVIII, ofereceu uma excelente base de trabalho, e muitos deles

se lhe mantiveram fiéis até ao fim, incluindo o homem cujas experiências mais

contribuiriam para destruir o flogístico, Joseph Priestley (BERNAL, 1976, p. 633).

Os químicos precedentes a Stahl, de muito haviam notado que certos

metais, quanto suficientemente aquecido, transformavam-se em corpos diferentes.

Ao resultado da combustão, que hoje chamamos óxido, davam o nome de cal: o

chumbo aquecido era “cal de chumbo”. Hoje o termo cal designa apenas o óxido de

cálcio (CaO).

O hidrogênio foi imaginado ser flogisto, quando Scheele começou a estudar

essa teoria, queimando em ar contido acima de água, causando a diminuição do

volume do ar. Chegou também à conclusão de que o volume de água parecia

inalterado e que o flogístico se havia combinado com um constituinte do ar, “ar de

fogo” e formado “calórico” (calor), que através das paredes de vidro do recipiente

esse calórico se escapara. Foi sugerido que na reação de calórico com uma

substância que possuísse grande afinidade por flogisto, como a pirolusita, cuja

nomenclatura oficial é dióxido de manganês ou uma outra substância, por exemplo,

o óxido vermelho de mercúrio ou óxido de mercúrio (HgO), o flogisto era removido

por estas substâncias, que eram combinadas com ele, e poria o ar de fogo em

liberdade. Realizou as experiências e obteve o chamado ar de fogo (oxigênio).

A descoberta do oxigênio foi reivindicada por três químicos: o sueco Carl

Wilhelm Scheele (1742-1786), que gerou tal gás como ar do fogo, entre os anos de

1770 e 1773; o inglês Joseph Priestley (1733-1804), que preparou o gás, a partir de

óxido de mercúrio, conforme foi descrito por Linus Pauling, provavelmente sem

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conhecer o trabalho de Scheele; e o francês Lavoisier, que explicou a combustão

pelo oxigênio (SANTOS; MÓL CASTRO; SILVA; MATSUNAGA; FARIAS; OLIVEIRA

SANTOS; DIB; 2003, p. 14).

Sabe-se que o mais notável adepto e defensor da teoria do flogístico foi

Stahl que a expôs pela primeira vez em 1697, numa obra intitulada: Experimenta,

observationes, animadvertiones chymical et physical, que quer dizer: Experiências,

observações e reflexões sobre a química e a física. Nesta obra Stahl defende que o

flogístico ou “fogo princípio” (fogo originário) é um elemento imponderável contido

em todos os corpos combustíveis, tais como o enxofre, o carvão, os óleos vegetais,

a madeira, os metais, [...]. Afirma que os corpos queimados perdem a propriedade

da combustão, pois não mais contém o flogístico, que se desprendem destes corpos

durante a queima. Sendo assim, segundo os defensores dessa teoria, um corpo

perde o flogístico quando entra em combustão e um corpo que não queima não é

provido de flogístico.

Portanto, o flogístico seria o constituinte comum de todos os materiais

combustíveis e, também, seria o responsável pela queima de toda a matéria

combustível.

A teoria de Stahl está centrada no flogístico. Mesmo Lavoisier reconhece a

importância desta descoberta e Kant, no prefácio da segunda edição da Crítica da

razão pura, considerará a possibilidade de transformar “os metais em cal e a cal em

metal, tirando-lhes ou restituindo-lhes qualquer coisa” (BENSAUDE; STENGERS,

1992, p.93).

Mais uma vez, a ciência dava um passo importante graças ao fogo. Não

sem relutância da parte de seus partidários, a teoria do flogístico teve de ceder

diante do gênio de um só homem: Lavoisier, o pai da Química moderna, com a

teoria da oxigenação.

A teoria da oxigenação foi o ponto de partida de novos progressos, sempre

devidos aos esforços de Lavoisier em colaboração com os grandes químicos de seu

tempo. Como exemplo: A lei da conservação da matéria (os resultados de seus

experimentos demonstraram que havia conservação de massa durante as reações e

permitiram que ele demonstrasse que a queima é uma reação com o oxigênio e que

a cal metálica da teoria do flogístico era, na verdade, uma nova substância), a

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nomenclatura da química, a composição do ar, do ácido sulfúrico, do gás sulfuroso,

do ácido nítrico e muitas outras substâncias.

Derrubando a teoria do flogístico, Lavoisier contribuiu de maneira

significativa para estabelecer um novo método de investigação que caracterizou o

nascimento da Química como ciência experimental, mostrando a necessidade da

utilização de balanças no estudo da Química.

Sendo assim, um novo jeito de pensar a Química como ciência experimental

foi a utilização da medição, da pesagem, o teste e a prova. Esse foi o novo jeito de

fazer ciência que nasceu a partir dos trabalhos de Lavoisier.

Foi, sem dúvida, uma das grandes mudanças de paradigma da história da

ciência ou do nascimento da química moderna como conhecemos.

Mudança conceitual dos alunos

Com relação à mudança conceitual do aluno, bem como à utilização de

alternativas que possibilitam a evolução dos processos que capacitam o sujeito a

mudar a suas concepções, é também significativo aclarar que a “Association for

Science Education” do Reino Unido, já em 1979, tinha publicado um documento –

“alternatives for Science Education”, no qual propõe e discute três modelos de

currículos de formação de professores de ciências. Dois incluem explicitamente a

História e Filosofia da Ciência como prioridade de estudo. O terceiro recomenda,

vivamente, a necessidade de uma conscientização dos professores nesta área do

conhecimento. A mesma associação recomenda também que, nos currículos de

ciências para os alunos se incluam dados de História e Filosofia da Ciência com

base no estudo do desenvolvimento das idéias, dentro de grandes temas científicos,

de forma adequada às diferentes idades (SANTOS, 1991, pp. 38-39).

Alguns aspectos gerais do raciocínio espontâneo do aluno de ensino médio,

com base em traços salientes de algumas das suas concepções alternativas são

segundo Santos (1991 p. 103-105): Tópico - calor e temperatura – traços salientes – tende a considerar que os objetos percebidos como quente e os objetos percebidos como frio não estão à mesma temperatura – tendência do pensar – propensão para só considerarem aspetos limitados e características particulares de uma dada situação problemática. Tendem a admitir, por exemplo, que o não observável não existe.

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Tópico – Oxigênio / Dióxido de Carbono – traços salientes – tendem a distinguir o Oxigênio do Dióxido de Carbono em termos de utilidade para o homem. Ao Oxigênio associam todas as virtudes possíveis e ao Dióxido de Carbono associa todas as características negativas – ‘o Oxigênio é uma vitamina’ e o ‘Gás Carbônico’ ar sujo – tendência do pensar – tendência para explicarem as regularidades da natureza em termos finalistas e artificialistas. Usam frequentemente explicações causais teleológicas, egocêntricas ou baseadas em pontos de vista humanos É suposto que os corpos e os materiais que os constituem fazem aquilo para que fossem feitos – concepções metafísicas de perfeição e desígnio. Tópico – combustão – traços salientes – tendem a admitir transformações de natureza diferente, segundo o material que arde. Assim consideram que um material arde, ou não, somente devido às suas propriedades e não em termos de interação com o Oxigênio (presença incerta do Oxigênio nos produtos finais) – tendência do pensar – propensão para interpretarem fenômenos em termos de propriedades absolutas ou qualidades intrínsecas ao objeto (lógica de atributos), em detrimentos de possíveis interações entre elementos do sistema (lógica de relações). Invocam frequentemente atributos absolutos de objetos ou materiais para prever e interpretar fenômenos.

Complementando as características gerais das concepções alternativas dos alunos, Driver (1986, p. 8) afirma:

Já que vivemos num meio com características físicas semelhantes, talvez não seja surpreendente que as estruturas conceituais que construímos para interpretar as nossas experiências sejam semelhantes e, incidentalmente, mostrem semelhanças com idéias que despontam ao longo da história das ciências.

Verifica-se assim, que as idéias de Driver são favoráveis a de Maria

Eduarda Vaz Monis dos Santos no que se refere aos aspectos gerais do raciocínio

espontâneo do aluno, pois acreditam que estes já trazem estruturados

conhecimentos de acordo com sua história de vida. Entre as estratégias que se

conciliam melhor com modelos de troca conceitual, dentre outras, destacam-se os

recursos: trabalhos laboratoriais para afirmar idéias prévias; pistas da história da

ciência para detectar obstáculos epistemológicos; situações que historicamente

serviram para superar obstáculos epistemológicos; discussão de todas as respostas

dos alunos e não apenas da resposta certa; tipos múltiplos de argumentação para

desmontar hábitos de pensar; [...]. (SANTOS, 1991, pp. 196, 197).

Desse modo, em qualquer dos casos (captura ou troca), há que levar os

alunos a refletir sobre os seus modos de pensamento. Também, em qualquer dos

casos, não nos parece legítimo pretender o monopólio de um dos modelos, captura

ou troca para toda e qualquer situação de aprendizagem.

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Nesse sentido o que mais importa é a Educação Química que compreende

uma postura onde se valoriza a construção de conhecimentos pelo aluno (que

elabora conceitos) e a extensão do processo ensino-aprendizagem ao cotidiano, a

prática de pesquisa experimental, o exercício da cidadania e o resgate da História da

Ciência como veículo contextualizado, humanizado e recurso instrucional

importante.

A partir de experiências simples e interessante, onde se procede a queima

de uma vela, uma folha de papel, palhinha de aço e fita de magnésio, com a

utilização de uma balança de precisão previamente zerada, foi possível discutir

idéias que foram objeto de estudiosos no século XVIII.

Stahl e Lavoisier propuseram explicações diferentes para o fenômeno da

combustão. Um dos aspectos de maior importância no que se refere às reações

químicas, no estudo de Química no Ensino Médio (PROEJA) é a compreensão da

Lei de Lavoisier.

Tem-se verificado que, em geral, os alunos acreditam que dominam este

assunto; contudo, ao se depararem com uma situação prática em que é necessário

aplicar o conhecimento da lei, eles apresentam grandes dificuldades.

Considerações Metodológicas

As etapas para o desenvolvimento do trabalho foram:

> Aplicação do pré-teste: através de um questionário, onde os alunos

registraram suas previsões antes da leitura do texto e das reações de combustão..

> Aplicação do pós-teste: foi trabalhada com o texto reproduzido “Stahl ou

Lavoisier”, e algumas questões que seriam úteis para o entendimento do assunto.

> Após a aplicação do pós-teste, os alunos foram para o Laboratório de

Química, onde reproduziram os experimentos.

> Análise das respostas

15

Resultado e Discussão

O trabalho foi feito com os alunos do PROEJA do período noturno do

Colégio Estadual Vicente Rijo – Londrina e as respostas do questionário aplicados

no pré-teste e pós teste foram assim analisadas:

Presenciando o experimento, porque uma vela se apaga ao ser coberta por

um copo?

Sobre a não continuidade da combustão 34% dos alunos responderam

afirmativamente a esse fenômeno atribuindo a falta de oxigênio a não continuidade

da combustão da vela. Isto leva a crer que as idéias dos alunos apontam para o

encontro com as idéias de Priestley, que notou quando em ocasião da combustão

em atmosfera desse gás, substâncias entravam em combustão mais vigorosa que

no ar.

Outro resultado importante com uma taxa de 48% afirma que o ar acabou.

Isso diz respeito ao fato de que a combustão se efetua na presença de um ar,

conforme as idéias de Scheele, que descobriu o ar de fogo em 1773, sem

0,0%

10,0%

20,0%

30,0%

40,0%

50,0%

Porc

enta

gem

de

Alu

nos

Valor

Quesito 1

Faltou Oxigênio

O ar acabou

Não tem relação com o quesito

16

especificar o tipo de ar. 18% dos alunos apresentaram resultados desconexos que

não tem nenhum tipo de relação com o quesito.

Utilizando a balança previamente zerada e se for queimada uma folha de

papel sobre ela, o peso vai aumentar ou diminuir?

Os resultados mostram que 32% dos alunos acreditam que o peso vai

aumentar conforme descreveram, enquanto a maioria com 62% acreditam que o

peso vai diminuir. Enquanto 6% afirmam que o peso ira permanece o mesmo.

Estes resultados mostram a insuficiência de conhecimento para lidar com a

questão da conservação das massas. Apesar do resultado ser favorável à

diminuição de peso, é necessário também, conhecimentos específicos sobre

propriedades e composição do papel e o que é passível de volatilização durante a

queima. Ex. água, ácido pirolenhoso e gás carbônico que se volatilizam, também

não foram aclaradas pelos alunos.

Qual o resultado que a balança apresentará se for queimada a palhinha de

aço (ferro)? Porque?

0,0%

10,0%

20,0%

30,0%

40,0%

50,0%

60,0%

70,0%

Porc

enta

gem

de

Alu

nos

Valor

Quesito 2

O peso vai aumentar

O peso vai diminuir

O peso ira permanecer o mesmo

17

Os resultados mostram 13% dos alunos que acreditaram que a palhinha de

aço iria aumentar de peso, porém sem dizer a causa.

Este grupo, composto por 65% dos alunos responderam que o peso vai

diminuir, com alguns argumentos que passamos a relatar: “O peso vai diminur,

porque elimina o gá do meio que antes era a palhinha de aço”; Porque ela vira pó”;

“O peso diminui, evaporando substâncias”.

32% dos alunos, declararam que o peso não se altera. Algumas

argumentações registradas através dos alunos como justificativa. “O peso se

mantém constante, pois a quantidade de palhinha que será queimada, será igual a

quantidade de cinza formada”; O peso não se altera, não sei porque”; “Será

constante pois a queima elimina um gás, mas também absorve uma substância, nõ

sei o que é”.

Essas estruturas seriam basicamente diferentes das idéias científicas por

sua forte dependência do contexto, em oposição à universalidade das idéias

científicas; e pelo significativo grau de diferenças pessoais conforme pode ser

analisado atrvés dos resultados, oposto a uma visão altamente socializada da

ciência, conforme Driver & Easley (1978, v. 12, pp-7-15) mostra em análises

semelhantes.

0,0%

10,0%

20,0%

30,0%

40,0%

50,0%

60,0%

Porc

enta

gem

de

Alu

nos

Valor

Quesito 3

O peso vai aumentar

O peso vai diminuir

O peso não se altera

18

Colocando uma vela sobre a balança, perguntou-se: O que ocorrerá se

deixar que a vela se queime por algum tempo?

Uma minoria, ou seja 5% dos alunos responderam que o peso vai aumentar,

não foram solidários com os demais, pois 42% descreveram que o peso iria diminuir

e isso ocorreria devido à saida da fumaça. Esta fumaça era traduzida pela maioria

como substância (sem especificar a substância ou o estado físico). Este percentual

de alunos apresentam características, citada por Santos (p. 105, 1991), com

propensão para interpretarem fenômemos em termos de propriedades absolutas ou

qualidades intrínsecas ao objeto (lógica dos atributos), em detrimento de possíveis

interações entre elementos do sistema (lógica de relações). Invocam, atributos

absolutos de objetos ou materiais para prever e interpretar fenômenos.

Outros 40% responderam que a vela manteria o peso constante, sem levar

em conta a volatilização do pavio e dos gases que se formam e se volatilizam

quando queimamos a vela.

O grupo formado por 13% dos alunos apresentaram resposta sem relação

com o quesito. Isto pode ser explicado, que os avanços de conhecimento obtidos ao

longo das etapas da sua formação, sobre a percepção no desenvolvimento das

noções de conservação das massas, parecem não ser ainda construidas.

0,0%

10,0%

20,0%

30,0%

40,0%

50,0%

Porc

enta

gem

de

Alu

nos

Valor

Quesito 4

O peso vai aumentar

O peso vai diminuir

O peso não se altera

Não tem relação com o quesito

19

Utilizando 2 gramas de fita de magnésio (que tem um efeito pirotécnico)

perguntou-se: Se for queimada a fita de magnésio, o peso vai aumentar ou diminuir?

Porque?

33% dos alunos, afirmaram que o peso do magnésio iria aumentar.

Descreveremos as respostas de alguns alunos para esta questão: “O peso aumenta,

porque aumenta o calor”; “Aumenta, porque a queima de substâncias precisa

absorver massa”; “O peso aumentará porque ele se estufa , e se concentra”; “O

peso vai aumentar porque a maior parte dele não queimará”.

As respostas mostram que a maioria dos alunos tendem a admitir

transformações de natureza diferente segundo o material que arde, ou não, somente

devido às suas propriedades e não em termos de interação com o oxigênio

(presença incerta do oxigênio no produto final).

O número maior de 62%, descreveram que o peso iria diminuir e isso

ocorreria devido a saída da fumaça.

Este número maior de alunos apresentam características, citadas por

Santos (p.105, 1991), descritas no quesito de número quatro. Com a taxa de 5%, as

respostas destes alunos não tem nenhuma relação com o que foi questionado.

0,0%

10,0%

20,0%

30,0%

40,0%

50,0%

60,0%

70,0%

Porc

enta

gem

de

Alu

nos

Valor

Quesito 5

O peso vai aumentar

O peso vai diminuir

Não tem relação com o quesito

20

No impresso, contendo os quesitos do pós teste, os alunos registraram as

respostas conforme suas previsões.

Segundo a teoria vigente, porque uma vela se apaga ao ser coberta por um

copo?

O gráfico mostra que 88% dos alunos responderam afirmativamente que

faltou oxigênio apresentando justificativas satisfatórias, enquanto 6% responderam

que faltou ar e estas respostas diz respeito ao fato de que a combustão se efetua na

presença de um ar, conforme idéias de Scheele “adepto do flogístico”, que descobriu

o ar de fogo em 1773 sem especificar o tipo de ar conforme já descrito em quesito

anterior. As respostas dos demais 6% dos alunos não apressentaram nehuma

relação com o quesito.

Percebe-se através das respostas que a Química não deve ser entendida

como um conjunto de conhecimentos isolados, prontos e acabados, mas sim uma

construção da mente humana, em contínua mudança.

0,0%

20,0%

40,0%

60,0%

80,0%

100,0%

Porc

enta

gem

de

Alu

nos

Valor

Quesito 1

Faltou Oxigênio

Faltou Ar

Não tem relação com o quesito

21

Segundo a teoria do flogístico, porque uma vela se apaga ao ser coberta por

um copo?

Após as aulas e a leitura do texto histórico Stahl ou Lavoisier, as maiorias

dos alunos responderam de acordo com a descrição da teoria do flogístico que

explicava porque a combustão cessa num recipiente fechado. Destacam-se algumas

das respostas dos alunos sobre esta questão; “Cessa porque o corpo queimado

perde a propriedade da combustão”. “O flogístico que compunha o corpo que se

queimou foi para o ar e assim, o ar ficou saturado de flogístico”; “O flogístico que

estava no corpo que se queimou foi para o ar, que ficou saturado, porém, certa

quantidade que comporta apenas uma quantidade de flogístico, e como está

saturada a combustão acaba”; “A combustão cessa porque o flogístico que

compunha a vela que se queimou foi para o ar, assim o ar ficou saturado de

flogístico”.

Algum dos alunos do grupo menor que deram resposta não relacionado com

o flogístico, assim o fizeram: “Porque não impedimos completamente a circulação de

ar”; “Quando cobrimos uma vela acesa de maneira a impedir a circulação do ar, a

vela se apaga”; “A vela ao ser coberta, o fogo aquece o ambiente”.

Percebe-se que estes grupos de alunos transitam facilmente de um

significado para outro sem disso se aperceberem – associam ou diferenciam

conceitos com base linguística. Tendem a usar indiscriminadamente representações

0,0%

20,0%

40,0%

60,0%

80,0%

100,0%

Porc

enta

gem

de

Alu

nos

Valor

Quesito 2

Responderam de acordo com a descrição da teoria do Flogístico

As respostas não tem vínculo com a teoria do Flogístico

22

diferentes para situações que exigem a mesma representação para situações que

necessitam ser diferenciadas numa perspectiva científica.

O que seria o flogístico, na opinião dos seus defensores?

Os resultados mostram que o texto histórico contribuiu significativamente

para o entendimento das opiniões dos defensores do flogístico. Esta grande maioria,

apresentaram através das respostas, tendências para explicar as regularidades dos

fatos em termos artificialistas e finalistas, conforme previsto por Stahl, na Teoria do

Flogístico. Uma minoria dos alunos apresentaram discordância com respostas que

não tem vínculo com a teoria dos defensores do flogístico, considerando essa teoria

com um poder mágico, desvinculando-a quase que totalmente da realidade de

Stahl.

O ferro após a queima, pesa mais do que antes de ser queimando? Porque?

0,0%

20,0%

40,0%

60,0%

80,0%

100,0%

Porc

enta

gem

de

Alu

nos

Valor

Quesito 3

Responderam de acordo com os defensores do Flogístico

As respostas não tem vínculo com a teoria dos defensores do Flogístico

23

O gráfico mostra que a maioria responderam afirmativamente, apresentando

justificativas satisfatórias.

Demonstração de algumas respostas: “Sim, porque antes da queima a

balança só pesou a massa do ferro e após a queima é icorporado ao ferro o peso do

oxigênio”; Sim, porque o ferro incorpora o oxigêncio atmosférico, formando óxido de

ferro”; Sim, existe aumento da massa do material, porque o ferro incorpora o

oxigênio atmosférico, formando óxido de ferro que é sólido com elevado ponto de

fusão”.

De um modo geral, verifica-se através das respostas apresentadas as

afirmações alternativas que fazem recordar concepções históricas da ciência. Os

alunos sugerem conceitos científicos que vigoram até os dias atuais, através da Lei

de Lavoisier, também conheida classicamente como a Lei da Conservação das

Massas. Nota-se que os alunos atribuem aos fatos experimentados, teorias que os

explicam.

0,0%

20,0%

40,0%

60,0%

80,0%

Porc

enta

gem

de

Alu

nos

Valor

Quesito 4

O peso vai aumentar

O peso vai diminuir

24

O magnésio, após ser queimado pesa mais que antes da queima? Por quê?

88% dos alunos responderam que o peso iria aumentar e justificaram de

acordo com as idéias apresentadas no texto, enquanto os 7% dos alunos

responderam que o peso iria diminuir sem justificativa, enquanto 5% dos alunos não

responderam.

A maior parte, ou seja aqueles 88%, mostram que as noções de

conservação da massa se dá através da incorporação do oxigênio atmosférico.

Verifica-se que esta idéia evolui passo a passo com as idéias de Lavoisier,

que predominam até os dias atuais. Assim, a conservação da massa está associada

a uma atribuição da qualidade do material em ser um metal.

0,0%

20,0%

40,0%

60,0%

80,0%

100,0%

Porc

enta

gem

de

Alu

nos

Valor

Quesito 5

O peso ira aumentar

O peso ira diminuir

Não responderam

25

Como se explica a diminuição de massa da folha de papel após a queima,

sem a utilização da campânula?

Para testar mais uma vez a eficácia dos pós-teste, foi planejado este

experimento e a pesquisa mostra conforme os registros da maioria dos alunos, a

idéia de que a Lei da Conservação das Massas estabeleceu a mudança conceitual,

quando 88% dos alunos relacionaram a diminuição da massa com a perda parcial

dos materiais gasosos, firmando argumentações próximas das que se seguem por

alguns alunos: “A massa diminui sem a utilização da campânula porque muitas

substâncias se volatilizam ao passarem para o estado gasoso e se dispersam na

atmosfera”; “Se não usar a campânula os gases voláteis como o gás carbônico,

dissipam no ar, diminuindo a massa”; “Porque os gases voláteis como o gás

carbônico, ácido pirolenhoso e outras substâncias voláteis existentes no papel,

dissipam-se no ar, diminuindo a massa apresentada na balança”.

Considerações finais

No que se refere à História, admite-se como evidente que há uma História

da Química. A separação do conhecimento em disciplinas impõe-se como se fosse

0,0%

20,0%

40,0%

60,0%

80,0%

100,0%

Porc

enta

gem

de

Alu

nos

Valor

Quesito 6

O peso ira aumentar

O peso ira diminuir

Não tem relação com quesito

26

uma necessidade. Parece perfeitamente natural porque, no mundo fechado das

disciplinas escolares, apresentam-se ciências pré-divididas, fechadas num total

isolamento, onde não se deve apegar, pois possibilitaria somente as evidências e

não nos arriscaríamos a passar ao lado dos problemas essenciais, que são

frequentemente os mais interessantes conforme se pode perceber, através da

História da Química. De fato, disciplinas como a Química não existiram desde

sempre, mas, pelo contrário, constituíram-se pouco a pouco, e com vários percalços

ao logo da sua evolução. Através das leituras, percebeu-se que a Química não tinha

lugar nos antigos programas escolares. Em compensação conseguiu um bom lugar,

em meados do século XVIII, nas academias, nas universidades e junto do público

esclarecido.

A Química tornou-se uma ciência, libertando-se dos conhecimentos do

senso comum e dos saberes oculto. A ruptura com o passado das tradições

artesanais e da alquimia determina a origem da sua nova história. Verificou-se que

as opiniões dividem-se sobre as datas dos acontecimentos que marcaram a ruptura.

Esta ruptura, também conhecida como mudança de paradigma, conforme Thomas

Kuhn está situado no século XVIII, destacando-se Georg Ernst Stahl com a teoria do

flogístico e Antoine-Laurente Lavoisier o anti-flogísitico, considerado o “pai da

Química Moderna”. Através dessa ruptura é que houve uma mudança significativa

no curso da História da Química.

Assim, o estudo da Química a partir de uma perspectiva histórica contribui

para tal aproximação. Contudo, tal abordagem não pode ser ingênua e superficial

com caráter de amador. Não pode resumir-se à apresentação da biografia de

cientista ou àquele clássico capítulo de introdução nos livros didáticos. Deve, sim,

como já foi demonstrado, ser um recurso instrucional frutífero para a construção,

contextualização do conhecimento, aprendizagem significativa e mudança conceitual

dos alunos, neste caso os do PROEJA.

Os resultados mostram que esta é uma forma prática de se abordar

dialogicamente (estabelecendo um diálogo, não um paralelo ingênuo, entre a

construção do conhecimento pelo indivíduo/aluno – e construção coletiva do

conhecimento pela espécie humana, isto é, o esforço científico). A educação dentro

do enfoque histórico contribui para fugir do habitual, abrindo caminho para a crítica e

a reflexão, afastando-se de doutrinas que afirmam a existência de verdades certas e

27

que se podem provar indiscutível e também com relação da qualidade que as

questões científicas apresentam.

Feito assim, efetiva-se a contribuição que auxilia na Educação Química e

também para a ruptura com padrões tradicionais do Ensino de Química, que muitas

vezes revelam-se ineficazes. No pré-teste, os conceitos atribuídos através dos

alunos, mostraram-se nebulosos e estes não conseguiram na sua maioria clarificar

as suas concepções de acordo com o que foi mostrado no experimento.

De um modo geral, os resultados do pós-teste apontam para uma efetiva

compreensão dos fenômenos e um grande interesse nas aulas. Os resultados, a

partir deste estudo, mostram ser em geral encorajadores, no sentido de apontarem

para estratégias metodológicas de ensino, facilitadoras de mudanças conceituais em

alunos do PROEJA, com significado para os tópicos e situações específicas que

foram exploradas.

Sendo assim, verificaram-se também a possibilidade e discussão de

conceitos básicos da Química, evidenciando sua relação com a estrutura conceitual

da ciência, seu desenvolvimento histórico e as principais dificuldades para se

aprender.

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