Idioma:
  Português  
Logotipo
Navegação
ilustração rodapé
Busca Rápida
Use palavras-chave para achar o que procura.
ilustração rodapé
Estatísticas
UO
0 usuários on-line
VO
70 visitantes on-line
VI
2.851.842 visitas
(Ano 2014)
ilustração rodapé
Redes Sociais
redeSocial2
redeSocial1
ilustração rodapé
RSS
RSS
ilustração rodapé
Reações Químicas
ImprimirImprimir ImprimirEnviar para um amigo
Compartilhe: Delicious Facebook Twitter Digg Google Technorati Live Yahoo

Reações Químicas: fenômeno, transformação e representação

Química Nova na Escola, nov. 1995
Apoio: INCT Energia e Ambiente
Edição: Lígia Dávila Bozzi
Coordenação: Guilherme Andrade Marson

Em nossa linguagem cotidiana, fenômeno significa acontecimento extraordinário, não corriqueiro. Dentro do campo científico, fenômeno assume significado oposto: cientistas trabalham cotidianamente com fenômenos ou transformações variadas. E mais: a forma de concebermos o fenômeno científico associa-se diretamente a nossa própria concepção de ciência.

Quando consideramos fenômeno tudo aquilo que acontece na natureza, associamo-nos a uma concepção filosófica que entende o processo de fazer ciência como observar fenômenos, constatar suas regularidades, elaborar experimentos capazes de reproduzi-los, formular hipóteses e concluir leis que descrevam esses fenômenos e/ou teorias que os expliquem. Dentro dessa concepção, denominada genericamente empírico-positivista, a objetividade do cientista é tão maior quanto menor for sua interferência sobre o objeto de estudo, ou seja, quanto maior for a separação sujeito — objeto.

Na ciência contemporânea, essa concepção se modifica radicalmente. Cientistas já não são meros contempladores da natureza, aqueles e aquelas que estudam os fenômenos dados pela natureza. Hoje em dia, cientistas constroem fenômenos que sequer existem naturalmente, transcendendo ao objeto dado. Isso é facilmente constatado na química: químicos produzem substâncias sintéticas com propriedades completamente novas, constroem moléculas com características apropriadas e determinados fins. Esse processo de construção se faz por uma dupla via, instrumental e teórica: há um instrumento mediado a relação do sujeito — objeto e uma teoria capaz de permitir a compreensão do fenômeno e do instrumento.

Analisaremos neste artigo como essa concepção de fenômeno é capaz de nos fazer repensar as tradicionais classificações dos fenômenos físicos e químicos, evidenciando suas limitações, bem como permitindo a melhor compreensão das reações químicas e das formas como as representamos e classificamos.

Reações químicas

Alguns livros didáticos permanecem com uma classificação antiga, distinguindo os fenômenos em reversíveis (físicos) e irreversíveis (químicos). Isso porque os fenômenos físicos são considerados 'superficiais', transformações ligeiras, e os fenômenos químicos 'profundos', transformações mais definitivas.

Essa diferenciação mostra-se equivocada, porque a reversibilidade não é um critério científico de distinção dos diferentes fenômenos. Dobrar uma barra de ferro ou rasgar uma folha de papel, por exemplo, não são atos que impliquem a constituição de novas substâncias e tampouco são reversíveis. Por outro lado, a reação química:



H2 (g) + I2(g)

2HI (g)

castanho

incolor

tem sua reversão com a variação da temperatura facilmente observada, já que é endotérmica.

Outra forma que muitos livros didáticos utilizam para distinguir fenômenos físicos e químicos é a variação de propriedades macroscópicas das substâncias. Também aí podemos encontrar problemas. A vaporização da água e a dissolução de açúcar em água acarretam grandes diferenças nas propriedades macroscópicas e no entanto não costumamos classificar as mudanças de fase e as dissoluções como fenômenos químicos.

Se essas e outras formas de classificação se mostram equivocadas, porque nos predemos a elas? Deixamos de perceber que, mesmo do ponto de vista energético, os limites entre os fenômenos comumente classificados como físicos e químicos não são nada rígidos. Por exemplo, o processo de hidratação do sulfato de cobre, em que há passagem do branco ao azul intenso, é um fenômeno físico ou químico?



CuSO4(s) + 5H2O(l) CuSO4.5H20(s)
branco azul


Além do mais, de maneira geral trabalhamos com processos tradicionalmente classificados tanto como químicos quanto como físicos, muitas vezes acontecendo conjuntamente. Na reação do hidróxido de sódio sólido com ácido clorídrico aquoso há dissolução, reação e hidratação de íons. Em outros processos também ocorrem, paralelamente, mudanças de fase.

Assim sendo, torna-se muito mais importante que os alunos compreendam a multiplicidade de fenômenos com que trabalhamos, sabendo reconhecê-los, descrevê-los e explicá-los com base em modelos científicos, ao invés de se prenderem a classificações mecânicas (o artigo apresentado na seção "Aluno em foco", neste número de Química Nova na Escola, apresenta outros argumentos que reforçam essa conclusão).

Com esses pressupostos, podemos compreender que na ciência contemporânea a reação química não é apenas o fenômeno químico que ocorre naturalmente, produzindo novas substâncias: é também um programa artificial de produção de novas substâncias. O químico pesquisa quais reações serão capazes de produzir substâncias com as propriedades desejadas. E o processo reacional só pode ser compreendido mais claramente se associamos as transformações das substâncias às transformações energéticas, de forma dinâmica, evitando a abordagem mecânica - mero jogo de armar que normalmente conferimos ao ensino das reações através de suas representações: as equações químicas.


Representação das reações químicas: as equações

A equação molecular tem sido ensinada a nossos alunos dos níveis fundamental e médio quase como uma profissão de fé: ela é a base para as usuais classificações das reações em síntese, análise, dupla troca e simples troca (ou deslocamento). Mas por que assim procedemos, se comumente trabalhamos com reações em solução aquosa?

Algumas pistas para responder a essa questão encontramos na origem histórica desse modelo. Em 1812, Berzelius apresenta uma concepção, influenciada pelo mecanicismo newtoniano que visa comparar a força da afinidade química com a força mecânica. Seu objetivo maior era um dia poder expressar as afinidades dos elementos nas substâncias tal como se expressavam forças mecânicas.

Berzelius desenvolve o sistema dualístico dos compostos químicos, tendo por base sua visão de afinidade e sua teoria eletroquímica. A ligação química é concebida como tendo natureza elétrica, e as substâncias são representadas por pares em que uma das partes é eletricamente positiva e a outro eletricamente negativa. Exemplo: Na2SO4 era o Na2O.SO3, cujas unidades podiam ser mais uma vez divididas em componentes eletropositivo e eletronegativo.

Com essa teoria, Berzelius explica claramente as reações de dupla troca


(AB + CD = AD + BC)


ou de deslocamento


(AB + C = CB + A),


nas quais a polaridade elétrica se encontra mais bem neutralizada nos produtos. Como ele estabelecera uma escala de eletropositividade1 das substâncias, a partir de experimentos eletrolíticos, podia-se concluir logicamente quais reações deveriam ocorrer.

Hoje, quando utilizamos as equações químicas e suas respectivas classificações indistintamente para meio aquoso e não-aquoso, estamos simplesmente seguindo Berzelius, sem atentar para desenvolvimentos posteriores de química, como por exemplo a teoria da dissociação eletrolítica de Arrhenius e as teorias da ligação química.

Senão, vejamos: a reação de neutralização do NaOH pelo HCl é considerada de dupla troca, quando em solução aquosa deveria ser considerada como síntese da água, a partir do hidrônio2 e hidroxila. Isso porque a solução aquosa de NaOH é uma solução contendo íons Na+ e OH- dissociados e a solução aquosa de HCl é uma solução contendo íons H3O+ e Cl-. Assim sendo, a reação se da apenas entre hidrônio e hidroxila. Os íons Na+ e Cl- permanecem dissociados.

Da mesma forma, a reação de deslocamento entre o Zn0 e CuSO4 deveria ser considerada uma oxi-redução em solução aquosa, uma troca de elétrons entre o metal zinco e os íons Cu2+, formando Zn2+ e cobre metálico. Os íons sulfato não participam de reação, permanecendo dissociados.

Em resumo, não há 'trocas' ou 'deslocamentos' quando tratamos de íons dissociados em solução aquosa. E mesmo que no nível fundamental não trabalhemos com teorias de dissociação, perde o sentido nos preocuparmos com classificações que não têm utilidade nem na vida prática nem no campo científico.

Com isso, não apenas mantemos nossos alunos com um conhecimento obsoleto, mas dificultamos sua compreensão das espécies iônicas e dos processos de equilíbrio. Por exemplo, quando repetimos o grande erro de muitos livros didáticos ao expressarem equações como:



NaCN + H2O HCN + NaOH

Nesse caso, os livros didáticos levam alunos a pensar nesse processo como sendo uma possibilidade deformação do NaOH. A dissolução em água do cianeto (comumente conhecido como cianureto, veneno letal que origina o gás cianídrico, utilizado nas câmaras de gás para execução de condenados) expressa dessa forma desconsidera que este é a soma de dois processos com extensões diversas:


a dissolução do sal NaCN (tendendo a 100%)


NaCN (s) + H2O (l) Na+ (aq) + CN (aq)



e a protonação3 do cianeto pela água (extensão mínima)


CN(aq) + H2O (l) HCN (aq) + OH (aq)



Considerações finais

Em face das discussões apresentadas acima, percebemos que precisamos nos preocupar menos com certos formalismos que enfatizam as classificações em detrimento do desenvolvimento dos conceitos.

Em seus primeiros contatos coma química, uma aluna ou um aluno precisa compreendê-la como o estudo das reações químicas, reações essas que definem as propriedades químicas das substâncias. É importante, não só para o entendimento da química mas também para a formação do pensamento científico de alunos e de alunas de maneira mais ampla, desenvolvermos a noção de propriedade como fruto de uma relação entre substâncias,como foi discutido no artigo “O mito da substância”, no primeiro número desta revista.

Para tanto, a conceituação de fenômeno, sem considerar classificações limitadas em fenômenos físicos e químicos, permite que encaremos a transformação no sentido mais amplo; não apenas natural, não apenas observável, mas produzida, programada, construída pela via experimental e teórica.

Talvez seja difícil mudar — é assim que fomos ensinados e é assim que pensamos até hoje, mas a clareza racional e a melhor aprendizagem de nossos alunos certamente compensarão as dificuldades iniciais.


Notas

1. Trata-se de um conceito que se diferencia de nossa atual concepção de eletropositividade. Para Berzelius, a eletropositividade era medida a partir de processos eletrolíticos, estando mais próxima do conceito que hoje temos para potencial de eletrodo. Para conhecer com mais detalhes essa escala de eletropositividade de Berzelius, bem como sua teoria eletroquímica, sugerimos a leitura do livro de Rheinboldt, citado na bibliografia.

2. O hidrônio é representado simplificadamente como H3O+, mas o próton atrai mais moléculas de água, podendo formar o H9O4+.

3. Protonar significa receber o próton, o íon hidrogênio (H+), da água ou de outra espécie que atue como ácido de Bronsted-Löwry.

  • Referências
    1. LOPES, ALICE R.C. Livros didáticos: obstáculos ao aprendizado da ciência química. Dissertação (Mestrado em Educação) Rio de Janeiro: IESAE, FGV, 1990.
    2. RHEINBOLDT, H. História da balança e a vida de J.J. Berzelius. São Paulo: Nova Stela/EDUSP 1988.
ImprimirImprimir ImprimirEnviar para um amigo
Compartilhe: Delicious Facebook Twitter Digg Google Technorati Live Yahoo
Login
ilustração rodapé
Tema
86153 visitas
Tema
52209 visitas
Tema
47756 visitas
Tema
43263 visitas
Tema
29404 visitas
Tema
27734 visitas
Tema
27175 visitas
Tema
26886 visitas
Tema
21167 visitas
Tema
19000 visitas
Tema
18763 visitas
Tema
18595 visitas
Tema
18354 visitas
Tema
18227 visitas
Tema
17852 visitas
Tema
16750 visitas
Tema
15338 visitas
Tema
14954 visitas
Tema
11672 visitas
Tema
11274 visitas
Tema
8457 visitas
Tema
8321 visitas
Tema
7848 visitas
Tema
7644 visitas
Tema
7574 visitas
Tema
7282 visitas
Tema
3459 visitas
Tema
3120 visitas
Tema
3007 visitas
Tema
2529 visitas
Tema
1589 visitas
Tema
1530 visitas
Tema
1073 visitas
ilustração rodapé
Conceito
70087 visitas
Conceito
64545 visitas
Conceito
47199 visitas
Conceito
46124 visitas
Conceito
43466 visitas
Conceito
33909 visitas
Conceito
32102 visitas
Conceito
32000 visitas
Conceito
25491 visitas
Conceito
24237 visitas
Conceito
23744 visitas
Conceito
22241 visitas
Conceito
16033 visitas
Conceito
15990 visitas
Conceito
15172 visitas
Conceito
14959 visitas
Conceito
14586 visitas
Conceito
13909 visitas
Conceito
13783 visitas
Conceito
13039 visitas
Conceito
12828 visitas
Conceito
11785 visitas
Conceito
10381 visitas
Conceito
9621 visitas
Conceito
9017 visitas
Conceito
7872 visitas
Conceito
6758 visitas
Conceito
5511 visitas
Conceito
3780 visitas
Conceito
3615 visitas
Conceito
3230 visitas
Conceito
2514 visitas
ilustração rodapé
Molécula
7953 visitas
Molécula
7031 visitas
Molécula
6316 visitas
Molécula
6197 visitas
Molécula
5413 visitas
Molécula
5257 visitas
Molécula
4861 visitas
Molécula
4545 visitas
Molécula
4507 visitas
Molécula
4420 visitas
Molécula
3922 visitas
Molécula
3870 visitas
Molécula
3834 visitas
Molécula
3793 visitas
Molécula
3713 visitas
Molécula
3699 visitas
Molécula
3634 visitas
Molécula
3593 visitas
Molécula
3588 visitas
Molécula
3518 visitas
Molécula
3504 visitas
Molécula
3371 visitas
Molécula
3350 visitas
Molécula
3233 visitas
Molécula
3166 visitas
Molécula
3081 visitas
Molécula
3060 visitas
Molécula
3057 visitas
Molécula
2997 visitas
Molécula
2971 visitas
Molécula
2948 visitas
Molécula
2938 visitas
Molécula
2902 visitas
Molécula
2896 visitas
Molécula
2895 visitas
Molécula
2835 visitas
Molécula
2816 visitas
Molécula
2785 visitas
Molécula
2722 visitas
Molécula
2681 visitas
Molécula
2678 visitas
Molécula
2652 visitas
Molécula
2601 visitas
Molécula
2598 visitas
Molécula
2588 visitas
Molécula
2579 visitas
Molécula
2575 visitas
Molécula
2505 visitas
Molécula
2491 visitas
Molécula
2432 visitas
Molécula
2428 visitas
Molécula
2427 visitas
Molécula
2424 visitas
Molécula
2419 visitas
Molécula
2384 visitas
Molécula
2360 visitas
Molécula
2309 visitas
Molécula
2294 visitas
Molécula
2249 visitas
Molécula
2221 visitas
Molécula
2211 visitas
Molécula
2203 visitas
Molécula
2147 visitas
Molécula
2138 visitas
Molécula
2125 visitas
Molécula
2120 visitas
Molécula
2067 visitas
Molécula
2059 visitas
Molécula
2058 visitas
Molécula
2043 visitas
Molécula
2043 visitas
Molécula
2037 visitas
Molécula
2031 visitas
Molécula
2009 visitas
Molécula
1998 visitas
Molécula
1950 visitas
Molécula
1946 visitas
Molécula
1916 visitas
Molécula
1901 visitas
Molécula
1889 visitas
Molécula
1880 visitas
Molécula
1874 visitas
Molécula
1851 visitas
Molécula
1834 visitas
Molécula
1826 visitas
Molécula
1825 visitas
Molécula
1802 visitas
Molécula
1783 visitas
Molécula
1773 visitas
Molécula
1768 visitas
Molécula
1738 visitas
Molécula
1708 visitas
Molécula
1708 visitas
Molécula
1692 visitas
Molécula
1685 visitas
Molécula
1644 visitas
Molécula
1639 visitas
Molécula
1632 visitas
Molécula
1590 visitas
Molécula
1562 visitas
Molécula
1556 visitas
Molécula
1546 visitas
Molécula
1506 visitas
Molécula
1468 visitas
Molécula
1456 visitas
Molécula
1443 visitas
Molécula
1438 visitas
Molécula
1402 visitas
Molécula
1393 visitas
Molécula
1383 visitas
Molécula
1369 visitas
Molécula
1298 visitas
Molécula
1281 visitas
Molécula
1270 visitas
Molécula
1223 visitas
Molécula
1212 visitas
Molécula
1139 visitas
Molécula
738 visitas
Molécula
623 visitas
ilustração rodapé
Sala de Aula
10496 visitas
Sala de Aula
10294 visitas
Sala de Aula
8752 visitas
Sala de Aula
7303 visitas
Sala de Aula
7131 visitas
Sala de Aula
6673 visitas
Sala de Aula
5923 visitas
Sala de Aula
4816 visitas
Sala de Aula
4699 visitas
Sala de Aula
4327 visitas
Sala de Aula
4303 visitas
Sala de Aula
4130 visitas
Sala de Aula
3880 visitas
Sala de Aula
3869 visitas
Sala de Aula
3829 visitas
Sala de Aula
3357 visitas
Sala de Aula
3334 visitas
Sala de Aula
3327 visitas
Sala de Aula
3316 visitas
Sala de Aula
3252 visitas
Sala de Aula
3175 visitas
Sala de Aula
3099 visitas
Sala de Aula
3008 visitas
Sala de Aula
2997 visitas
Sala de Aula
2976 visitas
Sala de Aula
2770 visitas
Sala de Aula
2577 visitas
Sala de Aula
2461 visitas
Sala de Aula
2415 visitas
Sala de Aula
2192 visitas
Sala de Aula
1958 visitas
Sala de Aula
1926 visitas
ilustração rodapé
ilustração rodapé
Materiais Associados
ilustração rodapé
Laboratório de Tecnologia Educacional
Departamento de Bioquímica
Instituto de Biologia - Caixa Postal n° 6109
Universidade Estadual de Campinas - UNICAMP
CEP 13083-970, Campinas, SP, Brasil

Política de Privacidade