Teaching and learning the chemical concepts of oxidation-reduction through the theme of cleaning and recovering jewelry
Enseñar y aprender los conceptos químicos de oxidación-reducción a través del tema de limpieza y recuperación de joyas
Vitória Maria da Silva (vitoriam1401@gmail.com)
Universidade Estadual da Paraíba (UEPB), Brasil
https://orcid.org/0009-0001-8520-754X
Jacqueline Pereira Gomes (jacquelinepereiragomes1993@gmail.com),
Universidade Estadual da Paraíba (UEPB), Brasil
https://orcid.org/0000-0002-3138-6845
Francisco Ferreira Dantas Filho (dantasquimica@yahoo.com.br)
Universidade Estadual da Paraíba (UEPB), Brasil
https://orcid.org/0000-0003-4151-545X
Resumo
Em consonância com o momento de reestruturação do ensino básico no Brasil, a partir de paradigmas educacionais, nos quais o aluno é motivado a protagonizar sua própria aprendizagem, o presente trabalho, tem como objetivo elaborar e aplicar uma Sequência Didática (SD) com a temática recuperação de bijuterias para ensinar o conteúdo de reações de oxirredução. Para tanto, realizou-se uma pesquisa de cunho qualitativo. O público-alvo foi uma turma da 2ª Série do Ensino Médio, de uma escola pública estadual do município de Queimadas–PB, totalizando 26 estudantes, os quais possuíam faixa etária entre 16 e 20 anos. O instrumento de coleta de dados partiu do desenvolvimento e aplicação de uma SD, a qual foi planejada para ser aplicada em 4 etapas, sendo elas: i. Aplicação da situação-problema; ii. Aula dialogada com os participantes; iii. Realização do experimento “Limpeza e recuperação de bijuterias e iv. Avaliação da SD aplicada. Para análise dos questionários, utilizou-se a técnica de análise de conteúdo de Bardin. Perante os resultados obtidos com a aplicação da SD foi possível compreender que houve a promoção e a interação dos estudantes durante as aulas, assim como o interesse dos mesmos pelo estudo dos conceitos científicos de química.
Palavras-chave:Ensino de Química; Experimentação; Educação Básica.
Abstract
In line with the moment of restructuring of basic education in Brazil, based on educational paradigms, in which the studentis motivated to lead their own learning, the present work aims to develop and apply a Didactic Sequence (DS) with the theme jewelry recovery to teach the content of redox reactions. To this end, qualitative research was carried out. The target audience was a 2nd grade high school class from a state public school in the city of Queimadas–PB, totaling 26 students, aged between 16 and 20. The data collection instrument started from the development and application of an SD, which was planned to be applied in 4 stages, namely: i. Application of the problem situation; ii. Class dialogued with participants; iii. Carrying out the experiment “Cleaning and recovery of jewelry and iv. Assessment of applied SD. To analyze the questionnaires, Bardin's content analysis technique was used. Given the results obtained with the application of SD, it was possible to understand that there was promotion and interaction among students during classes, as well as their interest in the topic at hand.
Keywords: Chemistry Teaching; Experimentation; Basic Education.
Resumen
En línea conel momento de reestructuración de la educación básica en Brasil, basada en paradigmas educativos, en los que el estudiante es motivado a liderar supropio aprendizaje, el presente trabajo tiene como objetivo desarrollar y aplicar una Secuencia Didáctica (DS) conel tema recuperación de joyas a Enseñarel contenido de las reacciones redox. Para ello se llevó a cabo una investigación cualitativa. El público objetivo fue una clase de 2º grado de secundaria de una escuela pública estatal de laciudad de Queimadas – PB, conun total de 26 estudiantes, conedades entre 16 y 20 años. El instrumento de recolección de datospartiódeldesarrollo y aplicación de un DS, elcual se planificósuaplicaciónen 4 etapas, a saber: i. Aplicación de la situación problemática; ii. Clase dialogada conlos participantes; III. Realización del experimento “Limpieza y recuperación de joyas y iv. Evaluación de SD aplicada. Para el análisis de los cuestionarios se utilizóla técnica de análisis de contenido de Bardin. Dado los resultados obtenidos com la aplicación de SD, se pudo entender que hubo promoción e interacción entre los estudiantes durante las clases, así como su interés por el tema tratado.
Palabras-clave: Enseñanza de la Química; Experimentación; Educación Básica.
INTRODUÇÃO
O ensino de Química nas escolas torna-se fadigado e pouco atrativo quando o seu ensino acontece de forma descontextualizada, sem ligação com os elementos que motivam a própria existência da ciência. Direcionar o ensino de Química para o fim social, tornando o conhecimento útil ao usuário por meio de vínculos com temas relevantes e imperativos, vinculados a problemas socioculturais da comunidade dos estudantes. Vogel (2014) explica que ensinar Química, atualmente, é um desafio, pois o professor e o estudante concordam que ensinar e compreender a química pode ser complexo dependendo da forma que os conceitos são ensinados.
De acordo com Gomes et al. (2024), é importante que as aulas de química não estejam pautadas apenas no que os livros didáticos abordam, sendo importante que sejam utilizadas ferramentas que auxiliem a sua utilização. Nesse sentido, seria possível trabalhar com os estudos dos metais, haja vista que eles estão relacionados ao ensino envolvendo algumas transformações no decorrer da história, de forma que o homem sempre esteve em constantes descobertas de como poderia dar sustentabilidade, firmeza e durabilidade a objetos comumente usados no seu cotidiano. Os metais estão envoltos em transformações e fizeram parte da evolução social com as eras passadas. Existiram três eras que fundamentaram o fim do período neolítico: idade do cobre, idade do bronze e idade dos metais. É importante estudar os processos envolvidos no ganho e perda de elétrons.
Partindo destas ideias buscando trabalhar esses conceitos com os estudantes de forma contextualizada com o seu cotidiano, a presente pesquisa buscou respostas que pudessem atender a seguinte problemática: É possível desenvolver e aplicar uma SD a partir da temática recuperação de bijuterias para oportunizar a compreensão sobre os metais e assim contribuir com o processo de ensino e aprendizagem dos estudantes? Como seria a aceitação dos estudantes por essa SD?
Sendo assim, essa pesquisa objetivou investigar o nível de conhecimento dos alunos de uma escola pública da Educação Básica sobre desgaste dos metais aplicada às bijuterias e sua sensibilidade diante de determinadas substâncias e reações de oxirredução através da aplicação de uma SD.
ENSINODOS METAIS NA EDUCAÇÃO BÁSICA
Em sua revisão bibliográfica, Duffus (2002) constatou que, nas últimas décadas, oconceito metal pesado tem sido usado em várias publicações e legislações como um grupo de metais e semimetais associados com contaminações e potencial toxicidade e ecotoxidade. Vê-se que quanto mais pesado for um metal, mais o seu nível de toxicidade poderá ser apresentado, e nesta via se pensa no quão isso é prejudicial ao meio ambiente quando o descarte incorreto acontece.
Um estudo realizado por Palácio et al. (2005), em água de rio, mostrou que uma concentração de 0,03 mg L-1 de Cu dissolvido provoca uma inibição de 40% no crescimentodas raízes de cebola. A mesma redução foi observada na presença de 1,00 mg L-1 de Zn dissolvido. Essa toxicidade dos metais pode ser um divisor no consumo de alimentos por conta da infertilidade do solo, bem como, na contaminação dos efluentes em que há consumo direto daquela água, além dos peixes que podem consumi-lo e assim o mesmo não poderá ser consumido, inviabilizando a comercialização em determinada área.
Pode-se facilmente pensar que o desgaste dos metais ocorre de forma recorrente e tãocomum quanto diversos acontecimentos cotidianos, e há casos onde portões e demais objetosmetálicos em uma residência oxidam e o meio mais prático e barato para conservá-lo, é a pintura. Segundo Pessoa (2023), a tinta mais resistente para ser aplicada em metal é a epóxi, haja vista que possuem alta estabilidade química, boa adesão e resistência. Essa opção traz em sua composição, propriedades que atuam para preservar pelo maior tempopossível a estrutura metálica em que ela está inserida. Dessa forma, é a melhor opção no que diz respeito a manutenção da vida útil das peças. Mas levando em conta o valor de determinadas tintas e alternativas, se recorre ao mais viável e barato, e assim acaba-se por consumir um produto não tão eficiente e posteriormente aquela superfície irá novamente apresentar seu desgaste sem recuo algum.
A corrosão é o processo de desgaste que vem após a oxidação, é por meio dela queocorre o desprendimento do metal onde há uma exposição mais intensa aos danos que venham a existir por conta do contato direto e lento com o ambiente. Apesar de estar diretamente associada aos metais, a corrosão também ocorre em materiais nãometálicos como concreto epolímeros (Gentil, 2003). Enquanto que a ferrugem é uma transformação posterior a oxidação e a corrosão quegeram o hidróxido de ferro (FeOH) dando ao metal a cor alaranjada que é vista de formaaparente, ela é o último processo de degradação ao qual um material de origem metálica tende a passar.
RECUPERAÇÃODEBIJUTERIAE A SUA RELEVÂNCIAPARAOENSINODEQUÍMICA
A recuperação de bijuterias é de grandeimportância para entendermos o que ocorre antesda sua recuperação e após. Asbijuterias têm preço mais acessível em relação a joias folheadas com ouro, prata ebronze. Tendo conhecimento dos processos pelos quais podemos mantê-las polidas e com aparência bem cuidada, facilita o menor consumo dos metais de bijuteria, evitando que eles venham a ser jogados no lixo demorando anos e anos para se decomporem nanatureza.
Aquímicaémuitomais do que adicionar-se sódio metálico em água e observar a mudança violenta e imediata de cor e estrutura, é incrivelmente belo, mas a química pode facilmente ser observada na texturade uma peça prateada desgastada pelo contato com água e o ar, e que ao ser polida apresentau ma nova versão de si que foi escondida pela oxidação e a consequente perda de elétrons para o meio. Para Hodson (1990), muitos professores utilizam o laboratórios em uma adequada reflexão, acreditando que o experimento possa ensinar aos estudantes sobre o que éciência e sua metodologia. Contudo, a experimentação tem o objetivo de chamar a atenção doaluno e aguçar sua curiosidade, porém exclusivamente motivacional, com único propósito de ensinar conteúdos (Cajas, 2001).
Lutfi (1988) propõe um olhar diferenciado e não reducionista sobre o cotidiano,procurando extrair dele suas características comuns, corriqueiras para estudo mais complexo embasado em conhecimentos sistematizados. O termo cotidiano há alguns anos vem se caracterizando por ser um recurso com vistas a relacionar situações corriqueiras ligadas ao dia a dia das pessoas com conhecimentos científicos, ou seja, um ensino de conteúdos relacionados a fenômenos que ocorrem na vida diária dos indivíduos com vistas à aprendizagem de conceitos (Delizoicov; Angotti; Pernambuco, 2002).
Adentrando-se nos aspectos químicos, a temática se permeia no conceito de reações deoxirredução pelo entendimento que se tem do processo reacional que ocorre numa superfície metálica. Quando Fe2O3é reduzido pelo monóxido de carbono, o oxigênio ali presente é removido do minério de ferro é adicionado ao monóxido de carbono, que é oxidado pela adição do oxigênio para formar o dióxido de carbono. Todo o processo em que o oxigênio é adicioanda a uma outra substância é uma oxidação. Podemos facilmente dizer que durante essa reação, éque o metal se mostra frágil e assim começa os processos de desgaste. Entender essas lacunasé fundamental para que as transformações observadas nas peças, seja compreendida e não seja nomeada como uma peça suja quando se trata ali de uma reação química espontânea. A cor original do metal altera-separa marrom e seu brilho também é perdido.
Sendo assim, trabalhar com o Componente Curricular Química é importante, por ela ser uma ciência que engloba a teoria e a prática. No entanto, é necessário contextualizar o Ensino da Química mediante temáticas presentes no cotidiano dos estudantes, promovendo na sala de aula debates e rodas de conversas sobre tais questões relacionadas ao cotidiano do estudante. Segundo Prsybyciem, Silveira e Sauer (2018), quando relaciona os processos de ensino e a aprendizagem ao cotidiano do estudante, é possível promover o seu protagonismo mediante a sua participação ativa e engajamento nas atividades em sala de aula.
METODOLOGIA
Para alcançar o objetivo proposto nesse trabalho, pela realização de uma pesquisa de cunho qualitativo, de forma que o autor Triviños(1997) explica que:
A pesquisa qualitativa tem o ambiente natural como fonte direta dos dados e o pesquisador como instrumento fundamental baseando suas conclusões nas descrições do real cultural que lhes interessa por tirar dele os significados que tem para as pessoas que pertencem a essa realidade e seus resultados são produtos de uma visão subjetiva, expressa por narrativas, declarações de pessoas e entrevistas (Triviños,1997,p.173).
O público-alvo foi uma da 2ª Série do Ensino Médio, de uma escola pública estadual do município de Queimadas-PB, totalizando 26 estudantes, os quais possuíam entre 16 e 20 anos de idade.
Para isso, foi desenvolvida e aplicada uma SD, a qual se encontra descrita no Quadro 1.
Quadro 1- SD elaborada e aplicada com os estudantes do 2º ano do Ensino Médio.
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ETAPAS |
CONTEÚDOS |
ITENCIONALIDADE |
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1ª Etapa (Nº de aulas: 02/100min) Aplicação da situação problema. |
Recuperação de objetos de prata; reações em meio aquoso. |
Verificar os conhecimentos prévios dos estudantes acerca do conteúdo oxirredução |
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2ª Etapa (Nº de aulas: 03/150min) Aula dialogada com os participantes. |
Reações de oxidação associada a processos de corrosão. Pilhas, nobreza dos metais, potenciais de redução. Reação de oxirredução; oxirredução; descartes de pilhas e baterias no meio ambiente. |
Oportunizar o processo de ensinar e aprender sobre os metais a partir da temática “Limpezaerecuperaçãode bijuterias”. |
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3ª Etapa (Nº de aulas: 02/100min) Realização do Experimento “Limpezaerecuperaçãode bijuterias” |
Número de oxidação, agente oxidante e redutor. |
Vincular o conceito de pilha ao experimento realizado. |
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4ª Etapa (Nº de aulas: 02/100min) Avaliação da SD aplicada. |
Aplicação de um questionário relacionado à SD aplicada. |
Avaliar se a aplicação da SD facilitou a aprendizagem dos conceitos científicos. |
Fonte: Dados da pesquisa, (2022).
A SD foi aplicada em 4 etapas, as quais totalizaram nove aulas de cinquenta minutos cada uma, e seu primeiro momento buscou saber os conhecimentos prévios dos estudantes acerca dos metais, mediante a apresentação de uma situação-problema envolvendo a limpeza de objetos de prata de modo que os estudantes realizassem a escrita de um texto para ser debatido em sala.
A segunda etapa volta-se para a introdução do estudo do conteúdo Eletroquímica. Para isso, foram utilizados os livros didáticos de Química dos autores Fonseca (2016)[1] e Feltre[2] (1990), preparando uma aula em slide sobre o conteúdo em questão e buscando oportunizar o diálogo, vinculando à temática “Limpeza e recuperação de bijuterias”.
A terceira etapa é demarcada pela realização do experimento“Limpeza e recuperação de bijuterias”, o qual tinha como objetivo apresentar o processo de reação de oxidação, onde os metais ficam desprotegidos, perdendo elétrons para o ar e para outras substâncias com que o mesmo está em contato.
A quarta etapa volta-se para a avaliação da aprendizagem e da SD aplicada, de modo que foi realizada a aplicação de um questionário voltado composto por 02 (duas) questões subjetivas sobre SD aplicada junto aos estudantes. De acordo com Gil (2007, p.144), por questionário entende-se como sendo um conjunto de questões respondidas por escrito pelo pesquisado.
Procedimento experimental do experimento “Limpezaerecuperaçãode bijuterias”
Os materiais e reagentes, utilizados na“Limpeza e recuperação de bijuterias”, encontram-se descritos no Quadro 2.
Quadro 2 - Materiais e reagentes utilizados na“Limpeza e recuperação de bijuterias”
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MATERIAIS E REAGENTES |
QUANTIDADE |
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Pasta de dente (adulto) |
1 Unidade |
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Colher de chá de bicarbonato desódio |
1 Colher de sopa |
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Copo de vinagre |
250 mL |
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Escova de dente |
1Unidade |
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Grãos de arroz |
10 gramas |
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Pano bemmacio |
1Unidade |
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Béqueres |
3 unidades de 500 mL |
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Detergente neutro |
1 Colher de sopa |
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Água |
1 Litro |
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Bastão de vidro |
1 Unidade |
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Papelalumínio |
1 Unidade |
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Espátula |
1 Unidade |
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Pisseta |
1 Unidade |
Fonte: Dados da pesquisa, (2022).
Mediante os materiais e regentes e as suas respectivas quantidades, deu-se início ao experimento, o qual foi sistematizado em três etapas, a saber:
Etapa 1: Adicionar água em um recipiente, neste caso um béquer de 500 mL. Em seguida, adicionar o vinagre, detergente, bicarbonato de sódio. Misturar os ingredientes com o auxílio do bastão de vidro. Em um béquer menor, adicionar a mistura e inserir as bijuterias cuidadosamente. Deixar em repouso com a solução por cinco minutos. Em seguida, retirar as bijuterias do béquer e fazer uma escovação suave para que se eliminem os resquícios da solução. Na etapa seguinte, enxaguar em água corrente e secar as bijuterias em todas as suas extremidades, até que se possa observar com exatidão as transformações adquiridas com a experimentação.
O mesmo experimento citado pode ser realizado nas mesmas etapas, mas ao invés de usar um béquer, usa-se uma folha de papel alumínio. As peças metálicas são inseridas no papel na parte de dentro do mesmo, e então adicionam-se os reagentes indicados. Deixa-se em descanso por cinco minutos e se retira para ser feita a lavagem em água destilada (ou água corrente). As peças devem ser secas para se observar as mudanças.
Etapa 2: Adicionar água em um béquer mediano, adicionar os grãos de arroz e o detergente. Deixar agir por 10 segundos. Enxaguar e em seguida secar a bijuteria.
Etapa 3: Adicionar uma pequena quantidade de pasta de dente sobre as cerdas da escova, em seguida, molhar a bijuteria da preferência com ajuda de uma pisseta. Inicia-se a escovação devagar, por todas as extremidades da bijuteria, a fim de que o processo seja eficaz. Enxágue em água corrente e seque com uma flanela ou pano macio.
Finalizado o experimento, os estudantes irão analisá-lo e responder aos seguintes questionamentos: I. O que foi observado nas bijuterias antes do experimento? II. Você conhece os materiais utilizados? III. Quais são os três estados do metal quando ele está exposto ao ambiente? IV. A oxidação foi removida totalmente? V. Como ficaram as bijuterias após os experimentos? VI. É rentável fazer a limpeza (polir) das bijuterias? VII. Qual o procedimento utilizado para retardar o processo de oxidação dos metais?
Para análise dos questionários, utilizou-se a técnica de análise de conteúdo de Bardin (2011, p.15), pois, “a análise do conteúdo é um conjunto de instrumentos de cunho metodológico em constante aperfeiçoamento, que se aplicam a discursos (conteúdos e continentes) extremamente diversificados”. A análise de conteúdo se apresenta como umconjunto de técnicas de análise das comunicações que procura fazer o uso de procedimentos sistemáticos e objetivos de descrição do conteúdo das mensagens.
RESULTADOS E DISCUSSÃO
A partir do estudo dos metais foi abordado contextos históricos e explicou-se o fator dos três estados de desgaste dos metais gerados pela exposição ao tempo e a determinadas substâncias que determinado corpo metálico pode estar sujeito a entrar em contato, pôde ser visto que os mesmos não sabiam muito sobre a temática e conforme ia se destrinchando os pontos importantes surgiam o impressionismo, viam a Química presente em contextos cotidianos.
Com a aplicação da SD os alunos se mostraram curiosos quando foi comentado sobre como o aspecto metálico muda durante essas trocas de elétrons, pois os mesmos só conseguiam imaginar ou até mesmo deduzir o porquê desses processos. Quando se fizeram no quadro as trocas de cargas oxidativas, a partir da reação do ferro com oxigênio, eles puderam efetivamente relacionar o que viam nos metais de suas próprias residências e os aspectos científicos.
Realização do Experimento “Limpeza e recuperação de bijuterias”
Situação-problema: As bijuterias de prata, com o passar do tempo, escurecem, pelaformação do Óxido de Cobre II. A luz do seu conhecimento químico, sobre os conceitos deoxidação, utilizando o vinagre que contém um ácido orgânico, escreva a reação completa para recuperação do objeto decobre.
Resposta esperada: Cu +O2→CuO
CuO +CH3COOH→ Cu(CH3COO)2
Ao iniciar da aula onde a situação problema foi imposta aos mesmos, eles puderam aos poucos responder sobre o escurecimento das peças e assimilar então a utilização do ácidoacético e bicarbonato de sódio reagindo entre si em uma reação de neutralização. Quando questionada sobre a reação esperada pela situação problema, grande maioria relatou corretamente e até se dispuseram a ir ao quadro escrever a reação explicando seu ponto de vista o que havia compreendido através das aulas teóricas. Contudo, alguns responderam que areação provocada seria a que aconteceria entre os reagentes que seriam utilizados na prática. Obviamente que haveria a reação do vinagre e bicarbonato, mas a base era compreender a reação dedesgaste de uma peça de prata como decorrer do uso e como a oxidação acontece de maneira espontânea.
Na realidade, o cobre tende a sofrer oxidação espontânea por conta do oxigênio presente no ar, formando uma película de óxido em sua superfície. Por conta disso, a bijuteria acaba adquirindo um aspecto feio sem o brilho e cor característico.
Cu(s)+ ½O (g)➝CuO(s)
Sendo o número de oxidação do cobre e do oxigênio zero, o cobre oxida, tendoseu nox modificado de zero para 2+, e oxigênio reduz, tendo alterado seu nox de zero para 2-.Ao adicionar uma bijuteria na mistura de vinagre e bicarbonato de sódio, ela ganha umacoloração mais clara. Ocorre pelo fato de o vinagre ser um ácido (ácido acético ~4,2%) e ele limpar a moeda da “sujeira” ou simplesmente do desgaste aparente que ela adquire com o passar do tempo de uso. De acordo com a teoria de ácido-base de Bronsted-Lowry, os ácidos tendemaliberarumpróton,H+,logo ocorreumareaçãoaoadicionaras bijuterias asolução:
CuO(s)+2H+(aq)➝Cu(s)+H2O (l)
O sal presente na solução atua como um catalizador,acelerando a reação observada. A Figura 1, apresenta alguns registros em que os estudantes estavam realizando o experimento“Limpeza e recuperação de bijuterias”.
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(b) |
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Fonte: Dados da pesquisa, (2022).
Figura 1 - Observações do experimento recuperação de bijuterias
Na Figura a, nota-se que as peças estão sem brilho e a cor original está desgastada, já que neste ponto, a oxidação, como sendo a primeira fase do desgaste metálico, já está em atividade, removendo qualquer resquício de beleza que a peça tinha.
Na Figura b, em um recipiente aberto para que a passagem de oxigênio pudesse ocorrer de maneira efetiva, adicionou-se duas colheres de sopa de bicarbonato de sódio e 100 mL de ácido acético. Assim que o ácido carbônico passou a reagir com o sólido, se observou a formação da espuma branca como se observa na imagem ao lado. Em seguida, foram adicionadas duas colheres de detergente neutro e as bijuterias foram inseridas no recipiente para que pudessem ficar em repouso na solução. Obtive-se aqui a reação de neutralização do meio, formando água e acetato de sódio, além de observarmos uma efervescência (devido à formação de CO2).
Na Figura c, conforme os segundos iam
passando e a reação acontecia de maneira espontânea, era possível observar que
a espuma produzida inicialmente ia diminuindo aos poucos,ia sendo
possível observar as bijuterias imersas. Das peças se via desprender os
resíduos de sujeira das extremidades, mas também o próprio desgaste. Sabe-se
então que a solução apresentou pH alcalino, o que pode faciliar a limpeza de
certas superfícies.
Na Figura d, após o fim da reação inicial, a
espuma efervescente sumiu por completo, restando apenas a solução já que o
acetato (sal formado) é solúvel por completo em meio aquoso, logo o sal estaria
solubilizado na água já presente no meio. A cor da solução estava em tons de
verde e amarelo, indicando que os resquícios de resíduos das peças
estavam sendo realmente desprendidos da superfície metálica. Houve,
de fato, a remoção da camada de óxido das peças, que é justamente o gerador da
coloração escura observada.
Na Figura e, ao fim da experimentação, foi possível constatar que a recuperação teve resultados satisfatórios. Embora as peças não tenham apresentado um aspecto semelhante quando compradas, se vê nelas um ganho de brilho e coloração. A recuperação não evita que a oxidação ocorra permanentemente, mas atua como um retardante para ocorrer posteriormente. Ao fim da prática, o que restou ao fundo do recipiente foi analisado. Houve a remoção da sujeira como anteriormente mencionado, todavia, o efeito abrasivo é feito por um sal solúvel em água, logo, não deixou manchas na superfície após o enxágue com água.
Os estudantes foram questionados sobre o tipo de reação que estava envolvida no processo de recuperação das bijuterias, e as respostas atribuidas por eles encontram-se expostas no Quadro 3.
Quadro 3- Respostas dos estudantes acerca da reação química envolvida no experimento.
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Categoria1:Que tipo de reação ocorreu? Justifique. |
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Subcategorias |
Nº deFalas |
Respostas |
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1.1. Os estudantes falam da reação entre o bicarbonato de sódio e o vinagre. |
13 |
“A reação que ocorreu durante a experimentação foi entre o vinagre e o bicarbonato de sódio, e como um é ácido e o outro é básico, acaba acontecendo uma neutralização, no fim eles produziram um sal, gás e água.”(Aluno14)
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1.2. Os estudantes remetem à alcalinidade presente na reação. |
7 |
“Essa reação faz a solução se tornaralcalina, quando o meioé alcalino a gente consegue ter um pH nem ácido e nem básico, é como se fosse um meio termo.” (Aluno 17) |
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1.3. Os estudantes justificam que acontece uma reação de neutralização. |
5 |
“A reação entre o vinagre e o bicarbonate é de neutralização porque um ácido e outro básico, então quando eles estão juntos tem que neutralizer a solução porque um tem um pH abaixo de 7 eoutro tem acima.” (Aluno22) |
Fonte: Dados da pesquisa, (2022).
A reação de neutralização explicada pelos estudantes esteve realmente fundada aocontextoreacionalqueseobservanareaçãoproduzidaaoseterumabasecomooNaHCO3eum ácido como o CH3COOH. O dióxido de carbono (CO2) gás que é produzido durante areação, é liberado quando se mistura vinagre comercial com bicarbonato de sódio, é um dosprodutos gerado na reação de neutralização do ácido acético, presente no vinagre, pelo bicarbonato de sódio. O equilíbrio deionização doácido acético:
H3CCOOH(aq)+ H2O(l)⇌H3O+ (aq)+ H3CCOO–(aq)
Há um deslocamento pela adição do íon acetato, na forma de acetato de sódio aquoso. O deslocamento desse equilíbrio, em que reduz a concentração da água protonada H3O+ (aq), pode ser demonstrada através da reação do ácido com a base.
HCO3 – (aq) + H3O+ (aq) ⇌ CO2 (g) + H2O (l)
Se considera que quanto maior for a concentração do cátion, mais rápida será essa reação. Um dos questionamentos que surgiram foi como houve a efervescência na mistura, e o fator decisivo para seu surgimento é simplesmente o fato do gás carbônico ser liberadodurante a reação e uma dada quantidade de água também ser liberada provocando umaumento de liquido.Alguns alunos insistiam em dizer que a reação era uma substância, toda via sabe-se que substância é formada por um único tipo de componente (átomos, moléculas ou aglomerados iônicos) e possuem propriedades constantes e definidas. ParaFurió, Solbes e Carrascosa (2012), a dificuldade observada nos estudantes está em fazer adiferenciação entre solução e substância, podendo estar relacionada ao fator dos dois termos serem usados como sinônimos na linguagem cotidiana e a qual os mesmos estão acostumados.
Deste modo, foi explicado devidamente que se tratava de uma mistura, então assim não houveram mais concepções errôneas. Não houve alteração no volume, porém houve a presença da água pela reação dos reagentes utilizados. Mortimer e Miranda (1995), verificaram que os estudantes por vezes confundem transformações químicas com mudanças de estado físico. Os alunos também foram questionados sobre que seria o agente redutor da reação e conforme as respostas sinalizadas indicaram que seria o Oxigênio.
Avaliação da aplicação da SD pelos estudantes
A primeira pergunta se referia a opinião pessoal sobre as explicações descritas ao decorrer da aula e se haviam gostado de maneira geral, e em sua grande maioria, os discentes descreveram gostar das explicações como também dos exemplos feitos na lousa interligando a reações de oxirredução a experimentação que seria posteriormente realizada. Pode ser observada abaixo os comentários de alguns alunos sobre os referentes aulas teóricas, encontram-se expostas no Quadro 4:
Quadro4 – Percepção dos estudantes acerca da aula
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Categoria1:Oquevocêachoudasaulas? |
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Subcategorias |
Nº deFalas |
Faladosalunos |
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1.1. Os estudantes acharam que as aulas foramboas. |
14 |
“Eu achei a aula muito boa, entendi quea oxidação é o início do processo de degradação do metal edeve ser tratada logo que surge, para não dar origem à corrosão e a ferrugem.”(Aluno 04) |
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1.2. Os estudantes falaram que as aulas foram úteis |
7 |
“Achei muito útil e bastante interessante, sem contar com a limpeza que funciona como conhecimento para uma limpeza melhor sem desgastar demais o metal. (Aluno 18) |
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1.3. Os estudantes justificam a aula comocompreensiva. |
3 |
“Eu gostei muito! A maneira que foi ensinado para nossa turma foi de uma super compreensiva e de fácil entendimento, além de ter sido uma aula muito divertida e diferente do que a gente estava acostumado.” (Aluno23) |
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1.4. Os estudantes afirmam que o conteúdo édifícil,porém, asaulasforamessenciais. |
2 |
“Achei interessante a ideia de como a oxidação e o desgaste ocorrem com tanta facilidade em peças de bijuteria. O assunto é difícil, mas com as aulas eu consegui entender.”(Aluno 25) |
Fonte: Dados da pesquisa, (2022).
Este questionamento foi posto para de certa forma, compreender se os mesmos haviam se atentado aos detalhes e se a didática utilizada pôde auxiliá-los positivamente. A imagem tradicional do ensino como transmissão de conhecimentos privilegiava a amplitude e aprofundidade do conhecimento do docente relacionando-as diretamente com a qualidade da aprendizagem dos estudantes (Villani; Pacca,1997).
Houveram casos de alunos que não puderam responder a pesquisa digitalmente, mas que relataram presencialmente o quão interessante foi estudar a história dos metais, os processos oxidativos de cada espécie metálica e como tais fatores estão diretamente emaranhados as bijuterias que os mesmos utilizam. Foi imprescindível interligar ambos os contextos, pois facilitou o compreendimento ao decorrer dos processos, bem como, abrir suas mentes para a diversidade de conceitos científicos que possivelmente não fossem conhecidos. A cada parte que ia sendo realizada, eles pareciam maravilhados em poder atentar-se a algo novo, e os mesmos relataram isto de forma entusiasmada.
Um dos objetivos base da atividade experimental e da pesquisa produzida de um modogeral,era justamente proporcionar aos alunos do ensino básico uma atividade experimental em que os materiais e os próprios métodos estivessem mais aproximados do que os mesmos conheciam e pudesse assim ser aplicado em suas respectivas vivências. É enriquecedor de fato quando se tem em mãos um conhecimento científico que pode ser atrelado ao conhecimento proveniente do senso comum. Os alunos precisam estar inseridos em um ambiente onde possam utilizar suas ideias em outras situações, percebendo que o novo conhecimento é importante e útil, e que suas ideias anteriores precisarão algumas vezes ser (re)interpretadas com o auxílio dos novos conhecimentos (Teixeira, 1992).
Ao decorrer da aula, os alunos puderam ter um contato direto com as peças metálicas que estavam expostas, fazendo observações detalhadas e criando suas próprias perspectivas sobre o que seria feito diante de seus olhos. Partindo de uma questão problematizadora deinteressedoaluno,essas atividades podem permitir seu engajamento em discussões, no processo de elaboração de hipóteses, na análise dos dados, sempre apoiados pela mediação do professor, o qual conduzirá os alunos à construção dos conceitos (Carvalho et al., 1999).Isso se deu porque embora a experimentação não tenha sido realizada através do manejo dos alunos, era necessário que eles se sentissem aproximados da temática e assim levassem ocontexto químico para o que era comumente observado quando se menciona o tópico desgaste dos metais em suas mais variadas dimensões.
Por fim, os estudantes foram questionados sobre se eles conheciam os materiais utilizados na SD para a realização da experimentação e conforme as respostas atribuídas ao instrumento de coleta de dados foi possível observar que a maioria dos discentes reconhecia os materiais, sendo que foram feitas explicações relevantes sobre as propriedades que cada material e reagente tinham perante o processo experimental e químico que era proposto.
Pesquisas nessas perspectivas tendem a aproximar os estudantes do processo de ensino e aprendizagem da química, principalmente quando abordam uma temática cotidiana. Nessa mesma perspectiva os autores Gomes e Dantas-Filho (2023) realizaram um estudo intitulado “Descarte de pilhas como tema gerador no processo de ensino e aprendizagem Química na Educação de Jovens e Adultos” o qual objetivou estimular o processo de ensino-aprendizagem do conteúdo Eletroquímica por meio do tema gerador “Descarte de Pilhas no meio ambiente”, mediante a aplicação de uma proposta pedagógica e diante dos resultados obtidos, observou-se que o tema gerador pilhas aproximou os estudantes do seu cotidiano de modo a promover diálogos acerca do descarte de pilhas na natureza, assim como, socializar esses conhecimentos com os demais membros.
CONSIDERAÇÕESFINAIS
O trabalho realizado com o objetivo de avaliar uma SD para o ensino do conteúdo oxirredução através da abordagem da temática recuperação de bijuterias poderá contribuir na compreensão dos conceitos explorados no ensino de Química. De modo que as atividades foram desenvolvidas mediante um elo entre o que é aprendido em sala de aula e o que é vivenciado pelos estudantes em suas atividades diárias.
Portanto, espera-se que essa pesquisa sinalize a importância de temáticas relacionadas ao cotidiano dos alunos nas aulas de Química e que somem as metodologias docentes, para que ele possam utilizar recursos que vão além dos livros didáticos, e ir sempre em busca de experiências e saberes visando contribuir para a formação de cidadãos conscientes e ativos na sociedade.
Recebido em: 20/07/2024
Aceito em: 20/03/2025
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