o conceito de oxidação-redução nos livros didáticos de química

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45 QUÍMICA NOVA NA ESCOLA N° 20, NOVEMBRO 2004 O conceito de oxidação-redução nos livros de Química Organica O s professores têm estabe- lecido diferentes relações com o livro didático ao longo da história. Segundo Bittencourt (1997), no século XIX, quando existiam poucas escolas formadoras de professores para o ensino elemen- tar - as Escolas Normais - e não exis- tiam ainda os cursos de formação de professores secundários, que só fo- ram criados na década de 1930, os livros didáticos eram produzidos vi- sando basicamente os docentes. O livro era essencial para a preparação das aulas e seu uso era concebido como fundamental no ensino. Atualmente, os professores man- têm uma relação contraditória com os livros didáticos (Bittencourt, 1997). Para alguns, o livro é a aula. O plane- jamento é feito tendo como referência exclusiva o livro. Para outros, o livro didático é considerado um empecilho para o desenvolvimento das capaci- dades escolares dos alunos ao sim- plificarem temas, ao se constituírem como um produto que oferece um co- nhecimento sem questionamentos, A seção “Pesquisa no Ensino de Química” inclui investigações sobre problemas no ensino de Química, com explicitação dos fundamentos teóricos e procedimentos metodológicos adotados na análise de resultados. Neste número a seção apresenta dois artigos. PESQUISA NO ENSINO DE QUÍMICA Recebido em 22/10/03, aceito em 19/10/04 Rildo J. Mendonça, Angela F. Campos e Zélia M. Soares Jófili Considerando o livro didático como um recurso bastante utilizado como mediador no processo ensino-aprendizagem e a relevância do conceito de oxidação-redução para o entendimento de diversos fatos da Química, este artigo investigou como o conceito de oxidação-redução é abordado nos livros de Química Orgânica do Ensino Médio. Os resultados apontaram que a maioria dos livros-texto pesquisados se apresentam de forma pouco adequada em relação aos parâmetros investigados, manifestando uma forte padronização de características que, em nossa ótica, são desfavoráveis ao ensino-aprendizagem do conceito de oxidação-redução. livro didático, Química Orgânica, oxidação-redução uma verdade acabada. Estes fre- qüentemente recorrem a outros mate- riais. Independente- mente dessas duas ver- tentes, os livros didáti- cos são utilizados, com maior ou menor fre- qüência, na preparação das aulas dos profes- sores, tanto na organi- zação dos conteúdos como na seleção de exercícios e atividades para os alunos. Por ser um instru- mento mediador da aprendizagem, o livro didático precisa ser constantemente avaliado e deve cumprir sua parte na garantia de uma educação de qualidade para todos. Neste sentido, pesquisas realizadas por vários autores têm apontado diversos problemas em livros didáti- cos de Ciências e, em particular, em livros textos de Química do Ensino Médio: extrema uniformidade dos tex- tos (Fracalanza, 1992), erros concei- tuais (Tiedemann, 1998), desatuali- zação do conhecimento químico (Mortimer, 1988), utilização inadequa- da de analogias (Monteiro e Justi, 2000), presença de obstáculos epistemológicos (Lopes, 1992 e 1996), (Loguercio et al., 2001). É im- portante destacar que essas pesqui- sas têm contribuí- do para que haja reflexões, reformu- lações e renova- ções no material didático escolar. O conceito de oxidação-redução em Química A variedade de reações químicas que envolvem oxidação-redução no nosso cotidiano é surpreendente. Pa- rece que vivemos das pilhas e bate- rias que movimentam as calculado- ras, carros, brinquedos, lâmpadas, rádios, televisões e muitas outras coi- sas. Para combater a corrosão, poli- mos a prataria, pintamos as grades de ferro e galvanizamos os pregos. Circuitos de computadores são co- bertos por finas camadas de ouro ou Os professores mantêm uma relação contraditória com os livros didáticos. Para alguns, o livro é a aula. Para outros, é um empecilho para o desenvolvimento das capacidades escolares dos alunos ao simplificarem temas, ao se constituírem como um produto que oferece um conhecimento sem questionamentos

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QUÍMICA NOVA NA ESCOLA N° 20, NOVEMBRO 2004O conceito de oxidação-redução nos livros de Química Organica

Os professores têm estabe-lecido diferentes relaçõescom o livro didático ao longo

da história. Segundo Bittencourt(1997), no século XIX, quandoexistiam poucas escolas formadorasde professores para o ensino elemen-tar - as Escolas Normais - e não exis-tiam ainda os cursos de formação deprofessores secundários, que só fo-ram criados na década de 1930, oslivros didáticos eram produzidos vi-sando basicamente os docentes. Olivro era essencial para a preparaçãodas aulas e seu uso era concebidocomo fundamental no ensino.

Atualmente, os professores man-têm uma relação contraditória com oslivros didáticos (Bittencourt, 1997).Para alguns, o livro é a aula. O plane-jamento é feito tendo como referênciaexclusiva o livro. Para outros, o livrodidático é considerado um empecilhopara o desenvolvimento das capaci-dades escolares dos alunos ao sim-plificarem temas, ao se constituíremcomo um produto que oferece um co-nhecimento sem questionamentos,

A seção “Pesquisa no Ensino de Química” inclui investigações sobre problemas no ensino de Química, com explicitaçãodos fundamentos teóricos e procedimentos metodológicos adotados na análise de resultados. Neste número a seçãoapresenta dois artigos.

PESQUISA NO ENSINO DE QUÍMICA

Recebido em 22/10/03, aceito em 19/10/04

Rildo J. Mendonça, Angela F. Campos e Zélia M. Soares Jófili

Considerando o livro didático como um recurso bastante utilizado como mediador no processo ensino-aprendizageme a relevância do conceito de oxidação-redução para o entendimento de diversos fatos da Química, este artigoinvestigou como o conceito de oxidação-redução é abordado nos livros de Química Orgânica do Ensino Médio. Osresultados apontaram que a maioria dos livros-texto pesquisados se apresentam de forma pouco adequada emrelação aos parâmetros investigados, manifestando uma forte padronização de características que, em nossa ótica,são desfavoráveis ao ensino-aprendizagem do conceito de oxidação-redução.

livro didático, Química Orgânica, oxidação-redução

uma verdade acabada. Estes fre-qüentemente recorrem a outros mate-riais. Independente-mente dessas duas ver-tentes, os livros didáti-cos são utilizados, commaior ou menor fre-qüência, na preparaçãodas aulas dos profes-sores, tanto na organi-zação dos conteúdoscomo na seleção deexercícios e atividadespara os alunos.

Por ser um instru-mento mediador daaprendizagem, o livro didático precisaser constantemente avaliado e devecumprir sua parte na garantia de umaeducação de qualidade para todos.Neste sentido, pesquisas realizadaspor vários autores têm apontadodiversos problemas em livros didáti-cos de Ciências e, em particular, emlivros textos de Química do EnsinoMédio: extrema uniformidade dos tex-tos (Fracalanza, 1992), erros concei-tuais (Tiedemann, 1998), desatuali-

zação do conhecimento químico(Mortimer, 1988), utilização inadequa-

da de analogias(Monteiro e Justi,2000), presençade obstáculosepistemológicos(Lopes, 1992 e1996), (Loguercioet al., 2001). É im-portante destacarque essas pesqui-sas têm contribuí-do para que hajareflexões, reformu-lações e renova-

ções no material didático escolar.

O conceito de oxidação-redução emQuímica

A variedade de reações químicasque envolvem oxidação-redução nonosso cotidiano é surpreendente. Pa-rece que vivemos das pilhas e bate-rias que movimentam as calculado-ras, carros, brinquedos, lâmpadas,rádios, televisões e muitas outras coi-sas. Para combater a corrosão, poli-mos a prataria, pintamos as gradesde ferro e galvanizamos os pregos.Circuitos de computadores são co-bertos por finas camadas de ouro ou

Os professores mantêm umarelação contraditória com oslivros didáticos. Para alguns,o livro é a aula. Para outros,

é um empecilho para odesenvolvimento das

capacidades escolares dosalunos ao simplificarem

temas, ao se constituíremcomo um produto que

oferece um conhecimentosem questionamentos

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QUÍMICA NOVA NA ESCOLA N° 20, NOVEMBRO 2004

Tabela1: Relação dos livros-texto analisados.

Livro Título Autor(es) Local: Editora Ano

1 Química: Estrutura da matéria Vera L. Novais SP: Atual 1993e Química Orgânica

2 Química moderna 3: Geraldo de Carvalho SP: Scipione 1995Atomística, Química Orgânica

3 Química 3: Química Orgânica Usberco e Salvador SP: Saraiva 20004 Curso de Química: Antônio Sardella SP: Ática 1997

Química Orgânica5 Química: Química Orgânica Ricardo Feltre SP: Moderna 20006 Química: Da teoria à Carmo G. Neto SP: Scipione 1996

realidade. Química Orgânica7 Química: Química Orgânica Victor Nehmi SP: Ática 19948 Química: Química Orgânica Martha R. da Fonseca SP: FTD 19929 Química Orgânica: Júlio Gregório Filho SP: FTD 1993

Uma proposta de ensino10 Química: O homem e a Geraldo J. Covre SP: FTD 2000

natureza. Química Orgânica11 Química Orgânica Alceu T. Silveira SP: FTD 199112 Estudos de Química (v. 3) Luciano do Amaral SP: Moderna 197713 Química 3: Química Orgânica Antônio de Paula BH: Lê 199114 Curso de Química 3 Edson Braga e SP: Harbra 1992

Ronaldo H. da Silva15 Química (livro único) Utimura e Linguanoto SP: FTD 199816 Química: Realidade e Antônio Lembo SP: Ática 2000

contexto (volume único)17 Química: Na abordagem Tito Peruzzo e SP: Moderna 1996

do cotidiano (volume único) Eduardo Canto

O conceito de oxidação-redução nos livros de Química Organica

prata aplicadas por eletrodeposição.A revelação fotográfica utiliza reaçõesquímicas que envolvem transferênciade elétrons. As plantas transformamenergia em compostos através deuma série de reações chamadas decadeia de transporte de elétrons. Ostestes de glicose na urina, ou de ál-cool no ar expirado, são feitos combase em intensas mudanças de cor,através de reações que tambémenvolvem a transferência de elétrons.

Mecanismos de várias reaçõesquímicas são melhor compreendidosfazendo-se uso do conceito de oxida-ção-redução. Por sua vez, esse con-ceito é útil no entendimento de váriosaspectos da Química como, porexemplo, a estrutura molecular (liga-ção covalente e iônica) e a reatividade(deslocamento de metais, agentesoxidantes e redutores, potenciais pa-drão de eletrodo).

De um modo geral, os autores doslivros de Química Inorgânica do En-sino Médio enfocam as reações deoxidação e redução em termos datransferência de elétrons e explicamos conceitos de oxidação e reduçãosempre em associação com a varia-ção do número de oxidação (Nox)das espécies envolvidas (Mendonça,2000).

Considerando a importância do li-vro didático na mediação do proces-so ensino-aprendizagem e a relevân-cia do conceito de oxidação-reduçãono entendimento de diversos fatos daQuímica, este artigo busca contribuirpara a avaliação do livro didático deQuímica do ensino médio, anunciadaoficialmente pelo Ministério da Educa-ção (MEC), analisando como o con-ceito de oxidação é abordado nos li-vros de Química Orgânica do EnsinoMédio.

Aspectos metodológicosDentre uma quantidade significa-

tiva de compêndios disponíveis naslivrarias, direcionou-se a presenteanálise para os livros-texto mais co-mumente adotados nas escolas dePernambuco e outros que, emboraconhecidos, são usados apenas paraconsultas por professores e alunos.Foram selecionadas dezessete cole-ções, sendo 15 livros de Química Or-

gânica (volume 3 de coleções seria-das), e dois livros de Química do tipovolume único, cuja relação, por ordemde análise, encontra-se na Tabela 1.

Categorias de análiseForam estabelecidas quatro cate-

gorias para a análise dos livros-textoselecionados: (i) abordagem revisóriado conceito de oxidação; (ii) relaçãodo conceito de oxidação com númerode oxidação; (iii) contextualização naapresentação do conteúdo; (iv) rea-ções de oxidação sem o oxigênio.

A primeira categoria foi escolhidaporque consideramos que o conceitode oxidação-redução em QuímicaOrgânica deve ser uma extensão doconceito abordado em Química Inor-gânica, e não ser abordado de formadiferenciada e fragmentada. A segun-da categoria de análise justifica-sepelo fato de o número de oxidaçãoestar intimamente relacionado com oconceito de oxidação e ser impres-cindível para a identificação e balan-ceamento das reações de oxidação-redução. A contextualização do con-teúdo foi introduzida em uma catego-ria de análise por entendermos que anão contextualização da Química po-de ser responsável pelo alto nível de

rejeição ao estudo dessa ciênciapelos alunos, dificultando o processode ensino-aprendizagem (Lima,2000). A quarta categoria de análisefoi escolhida por ser fundamental queas reações de oxidação em QuímicaOrgânica não sejam vinculadas à pre-sença de oxigênio, uma vez que esseconceito é antigo e restrito a um únicotipo de reação. As quatro categoriasforam operacionalizadas segundotrês critérios: (a) faz referência; (b) fazreferência parcial; (c) não faz referên-cia. Essa classificação teve por obje-tivo enquadrar as análises em trêscritérios, não pretendendo reduzir osaspectos investigados a essas posi-ções, entre as quais certamente exis-tem situações intermediárias.

Resultados e discussãoEm relação à categoria (i), a Tabela

2 mostra que apenas dois livros (n. 8e 10) apresentam revisão do conceitode oxidação antes de abordarem oestudo das reações de oxidação emQuímica Orgânica. A abordagem revi-sória pode fornecer os organizadoresprévios (Moreira, 1999) necessáriospara o estabelecimento de pontesentre os conhecimentos anteriores eos novos conhecimentos. É nesse

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momento que o professor deve exer-cer o seu papel mediador entre o livrodidático e o estudante, resgatando osseus conhecimentos prévios.

No que se refere à categoria (ii),apenas um livro (n. 3) relaciona, deforma razoável, o conceito de oxida-ção com o número de oxidação,quando se refere às reações de oxida-ção:

Nos produtos da ozonólise,o Nox pode variar entre 0 e +2nos carbonos que participamda reação. Por isso, essa rea-ção é considerada uma oxida-ção moderada. (livro 3, p. 358)

No livro 1, apenas no tópico refe-rente à oxidação enérgica de hidro-carbonetos é citada a relação entre areação de oxidação e o número deoxidação do carbono no compostoorgânico envolvido:

O Nox médio do C no bute-no-2 é -2. Com a oxidação, háformação do etanóico, em queo C tem Nox médio zero, ha-vendo uma variação de 2 uni-dades de oxidação por C e,conseqüentemente, de 8 uni-dades para os 4 carbonos dobuteno-2. (livro 1, p. 407)

As reações de oxidação são des-tacadas com o envolvimento, princi-palmente, de hidrocarbonetos insa-turados; todavia, são feitas alusõestambém à oxidação de álcoois e al-deídos. Entretanto, não são feitasrelações com o número de oxidaçãodo carbono. O livro 4 não faz mençãoem nenhum momento à relação exis-tente entre uma reação de oxidaçãoe o número de oxidação. Há apenasindicações numéricas mostrando oNox do carbono antes e após as rea-ções de oxidação branda e oxidaçãode álcoois, sem nenhuma explicaçãoanexa. O livro 6 faz uma pequena refe-rência no tópico oxidação de álcoois,

quando o texto mostra o estado deoxidação do carbono em uma reação.O livro 7 mostra as reações de oxida-ção de hidrocarbonetos e de álcoois,dando ênfase à importância dassubstâncias oxidantes nessas rea-ções. A relação entre as reações deoxidação e o número de oxidação émostrada em forma de observação:

A reação de um composto or-gânico com oxigênio (atômicoou molecular) é uma reação deoxidação do composto orgâ-nico, pois o número de oxida-ção (Nox) do carbono aumen-ta. (livro 7, p. 124)

No que diz respeito à categoria(iii), apenas dois livros (n. 3 e 10) dãoênfase à contextualização do con-ceito de oxidação por meio de textose fotos. É importante ressaltar que osenfoques utilizados por esses livros,na realidade, são mais voltados a si-tuações do cotidiano do que à contex-tualização do ensino de Química, querelaciona conteúdos de Química comtemas envolvendo questões ambien-tais, sociais, econômicas e éticas.Esses livros, ao relacionarem ques-tões como o azedamento do vinho, areação de oxidação-redução ocorridano bafômetro (Figura 1) ou um incên-dio como reações de oxidação com-pleta, na verdade estão exempli-ficando processos do cotidiano.

Entendemos que para se alcançaro objetivo de um ensino de Químicapara a formação do exercício da cida-dania torna-se necessário, além deum enfoque do cotidiano, discutir asdimensões sociais do conteúdo emfoco.

Analisando a categoria (iv), obser-vou-se que apenas dois livros (n. 8 e10) se referem a reações de oxidaçãosem a necessária presença de oxigê-nio. Na revisão feita sobre o conceitode oxidação, os autores comentam aexistência dessas reações sem a

presença de oxigênio:

Já sabemos que, quando nu-ma reação um mesmo elemen-to químico aparece com Noxdiferente no reagente e no pro-duto, isso significa que ocorreutransferência de elétrons. Casoestejam envolvidas substân-cias iônicas, a transferência deelétrons é efetiva. Se envolversubstância covalente, a trans-ferência de elétrons é aparente.(livro 8, p. 202)

Os demais 15 livros abordam essetipo de reação com a idéia de que ooxigênio é fator imprescindível. Diantedessa realidade, os alunos que nãocontarem com a intervenção do pro-fessor para contornar essa situaçãoseguramente terão dificuldades emcompreender que “reações de oxida-ção” em Química Orgânica não sãoreações que envolvem, necessaria-mente, a presença de oxigênio (Mor-timer e Miranda, 1995).

Entendemos que, para que hajauma melhor compreensão do con-ceito de oxidação-redução em Quími-ca Orgânica pelos estudantes, oslivros didáticos deveriam, no trata-mento desse tópico, registrar enfo-ques sobre: o fenômeno da transfe-rência de elétrons, a variação do nú-mero de oxidação no carbono nessasreações, a similaridade entre os fenô-menos de oxidação e combustão, aconservação dos elementos químicosem tais reações, além das discussõessobre suas dimensões sociais, am-bientais, políticas e econômicas. É defundamental importância que se des-vincule as reações de oxidação daobrigatória presença de oxigênio.

Considerações finaisOs resultados observados revela-

ram que a maioria dos livros didáticosde Química Orgânica se apresenta deforma pouco adequada em relaçãoaos parâmetros investigados. Elesmanifestam uma forte padronizaçãode características que, em nossa óti-ca, são desfavoráveis ao ensino-aprendizagem do conceito de oxi-dação-redução, contribuindo parauma confusão conceitual nos alunose professores de Química.

Tabela 2: Número de livros-texto que satisfazem cada critério nas quatro categorias.

Categorias Faz referência Referência parcial Não faz referência

(i) Abordagem revisória 2 0 15(ii) Relação entre conceitos 1 4 12(iii) Contextualização 2 1 14(iv) Abordagem atual do conceito 2 0 15

de oxidação

O conceito de oxidação-redução nos livros de Química Organica

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Abstract: The Oxidation-Reduction Concept in High-School Textbooks of Organic Chemistry - Considering the textbook as a resource quite used as mediator of the teaching-learning process andthe relevance of the oxidation-reduction concept for the understanding of several facts in chemistry, this article reports an investigation on how the oxidation -reduction concept is approached in high-school textbooks of organic chemistry. The obtained results show that the majority of the investigated textbooks are hardly adequate concerning the investigated parameters, manifesting a strongstandardization of characteristics that, from our point of view, do not favor the teaching-learning of the oxidation-reduction concept.Keywords: textbook, organic chemistry, oxidation-reduction

NotaInfelizmente, após seis meses da

defesa e aprovação de sua disserta-ção de mestrado pelo Programa dePós-Graduação em Ensino das Ciên-cias - UFRPE, o professor Rildo J.Mendonça faleceu. Este trabalho,realizado por ele, foi escrito em suamemória.

Rildo José Mendonça era engenheiro químico pelaUniversidade Federal Rural do Rio de Janeiro, Mestreem Ensino das Ciências pela Universidade Federal Ru-ral de Pernambuco (UFRPE), doutorando em Ense-

Referências bibliográficasBITTENCOURT, C.M.F. Livros didá-

ticos: Concepções e usos. Recife: SEE,1997.

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O conceito de oxidação-redução nos livros de Química Organica

Figura 1: Oxidação do etanol: um bafômetro muito simples, encontrado na p. 373 dolivro 3.

ñanza de las Ciencias do Programa Internacional deDoutorado da Universidade de Burgos (Espanha), emconvênio com a Universidade Federal do Rio Grandedo Sul, foi docente da Universidade de Pernambuco.Angela Fernandes Campos ([email protected]),química industrial e mestre em Química Inorgânica pelaUniversidade Federal da Paraíba, doutora em QuímicaInorgânica pela Universidade Federal de Pernambuco(UFPE), é docente do Departamento de Química daUFRPE. Zélia Maria Soares Jófili (jó[email protected]),bacharel em Sociologia pela UFPE, mestre emTecnologia da Educação pelo INPE e doutora emEducação - Ensino das Ciências pela Universidade deSurrey (Inglaterra), é professora associada ao Progra-ma de Pós-Graduação em Ensino de Ciências daUFRPE e docente do Departamento de Educação daUniversidade Católica de Pernambuco.