A Química é uma Ciência presente no cotidiano. Sendo assim, mostrar a importância de se utilizar uma situação-problema pode despertar o interesse do aluno para buscar as respostas das questões prévias apresentadas com relação aos conteúdos dessa ciência.

O processo ensino-aprendizagem deve ser desenvolvido considerando as concepções prévias dos alunos, possuindo dessa forma um caráter somativo. A utilização de perguntas durante o aprendizado promove um instinto investigativo, não de forma tradicional, mas com questões objetivas que conduzam o aumento da capacidade científica do aluno.

Para ensinar ciência por meio da investigação, é fundamental dominar o conteúdo, conversar com os alunos, sempre percebendo a dificuldade em relação ao conteúdo abordado.

No caso de aulas experimentais, de natureza técnico-científica, é necessário identificar variáveis relevantes, selecionar os instrumentos necessários para realização e/ou interpretação dos resultados, fazer analogias e comparações a fim de se facilitar o aprendizado.

Um ensino que vise a aculturação científica deve ser tal que leve o estudante a construir o seu conteúdo conceitual, participando do processo de construção e dando oportunidade de aprender a argumentar e exercitar a razão, em vez de fornecer-lhes respostas definitivas ou impor-lhes seus próprios pontos de vista, transmitindo uma visão fechada da Ciência.

A Química estuda a composição, estrutura e propriedades das substâncias materiais, suas interações e os efeitos produzidos sobre elas, ao se acrescentar ou extrair energia em qualquer de suas formas.

Desde os tempos primitivos, os seres humanos observaram a transformação das substâncias (a carne cozinhando, a madeira queimando, o gelo derretendo) e especularam sobre as causas dessa transformação.

Os primeiros processos químicos conhecidos foram feitos pelos artesãos da Mesopotâmia, do Egito e da China. A princípio, trabalhavam com metais como o ouro e o cobre, às vezes encontrado em estado puro na natureza; mas rapidamente aprenderam a esquentar os minérios com madeira ou carvão de lenha para obter os metais. A maioria dos artesãos trabalhava nos mosteiros e palácios, fazendo artigos de luxo. Nos mosteiros, especialmente, os monges tinham tempo para especular sobre a origem das mudanças que viam. Suas teorias se baseavam freqüentemente na magia, mas também elaboraram idéias astronômicas, matemáticas e cosmológicas, que utilizavam em suas tentativas de explicar algumas mudanças que hoje são consideradas químicas.

Na Grécia, desde os tempos de Tales de Mileto, cerca de 600 anos a.C., os filósofos começaram a fazer especulações lógicas sobre o mundo físico, em vez de confiar nos mitos para explicar os fenômenos. Tales acreditava que toda a matéria procedia da água, que podia solidificar-se para formar a terra ou evaporar-se para formar o ar. Seus sucessores ampliaram essa teoria na idéia de que o mundo era composto por quatro elementos: terra, água, ar e fogo. Aristóteles acreditava que a cada um desses elementos correspondiam quatro qualidades: calor, frio, umidade e secura; e que a combinação de elementos e qualidades em diferentes proporções resultava nos componentes do planeta. Portanto, mudando-se as proporções, podia-se transformar um elemento em outro, bem como as substâncias materiais formadas por eles, por exemplo, o chumbo em ouro. Tais idéias resultaram na alquimia que dominou boa parte da Idade Média.

Ao final do século XVIII, Lavoisier demonstrou, com uma série de experiências brilhantes, que o ar continha cerca de 20% de oxigênio e que a combustão devia-se à combinação deste elemento com uma substância combustível. Definiu os elementos como substâncias que não podem ser decompostas por meios químicos, preparando o caminho para a aceitação da lei de conservação da massa. Isto abriu o caminho da química moderna. Um passo importante foi, em 1803, a teoria atômica química do cientista inglês John Dalton, que atribuiu arbitrariamente ao hidrogênio a massa atômica 1 e logo calculou a massa atômica relativa dos elementos até então conhecidos. Em 1811, o físico italiano Amedeo Avogadro sugeriu que, a uma temperatura e pressão dadas, o número de partículas em volumes iguais de gases era o mesmo e introduziu a distinção entre átomos e moléculas.

Os estudos dos espectros de emissão e absorção dos elementos e compostos começaram a adquirir importância, tanto para os químicos como para os físicos, culminando no desenvolvimento do campo da espectroscopia. Além disso, iniciou-se a pesquisa básica sobre os colóides e a fotoquímica. Ao final do século XIX, todos os estudos deste tipo foram englobados em um campo conhecido como físico-química. Nesta época ainda, chegou-se à descoberta da radioatividade. Os métodos químicos foram utilizados para isolar novos elementos, como o rádio, para separar novos tipos de substâncias, conhecidas como isótopos, e para sintetizar e isolar os novos elementos transurânicos.

A química tem exercido uma enorme influência sobre a vida humana: desenvolvem-se técnicas para sintetizar, com grande economia, substâncias novas; criam-se novos plásticos e tecidos e ainda fármacos para todo o tipo de doenças. Ao mesmo tempo, teve início a união de ciências que antes estavam totalmente separadas. A criação de disciplinas intercientíficas, como a geoquímica ou a bioquímica, estimulou todas as ciências originais.

A química do cotidiano

As reações químicas ocorrem constantemente no ambiente, nas fábricas, nos veículos e em nosso corpo. Em uma reação química, um ou mais tipos de matéria se transformam em um novo tipo — ou em vários novos tipos — de matéria. Abaixo, mostram-se algumas reações comuns. A vida tal como a conhecemos não existiria sem esses processos: as plantas não poderiam realizar a fotossíntese, os automóveis não se moveriam, os músculos não teriam força, a cola não grudaria e o fogo não poderia arder.

Química do Músculo

Energia consumida

ATP à ADP + Pi

Ácido Láctico

CH3COCOOH à CH3CHCHCOOH

Química Indústrial

Fe2O3 + 3CO à 2Fe + 3CO2

Combustão

2C8H18 + 25 O2 à 16CO2 + 18 H2O

Química Atmosférica

Ozônio

3 O2 à 2 O3

Chuva Ácida

SO3 + H2O à H2SO4

Oxidação

4Fe + 3 O2 + 6H2O à 4Fe(OH)3

Bioquímica

Fotossíntese

6CO2 + 6H2O à C6H12O6 + 6 O2

Breve cronologia

Antiguidade

Egipto

  • Extração do ferro;
  • Fabricação do vidro;
  • Os egípcios conhecem a fermentação que permite-lhes produzir cerveja. Eles fabricam corantes utilizados sobretudo para maquiagens.

China

  • Fabricação da porcelana;
  • Utilização da Pólvora.

Grécia

  • Para Empédocles existem quatro elementos: a água, o ar, o fogo e a terra, que se atraem ou se repelem. Platão retoma mais tarde esta teoria associando estes quatro elementos a formas geométricas;
  • O filósofo Anaxágoras vê o mundo em mudança perpétua, sem criação nem destruição de matéria mas com reordenações das partículas elementares;
  • Leucipo, e depois Demócrito, acham que a matéria está composta de partículas elementares, os átomos.

Nascimento da alquimia

  • A alquimia nasce em Alexandria por volta do século IX a.C. Os alquimistas tentam conseguir ouro a partir de diversos metais. Seu objectivo é a fabricação da pedra filosofal, que transmuta os metais em ouro e permite a preparação da panacéia ou remédio universal. Os corpos classificam-se em sólidos, líquidos e vapores e segundo a sua cor. Eles interagem segundo leis de simpatia e de antipatia.

Idade Média

Civilização árabe

  • A civilização árabe conta alquimistas brilhantes. Procurando ouro, trabalham sobre outras matérias como por exemplo o ácido nítrico e aperfeiçoam a destilação.

Ocidente

  • A alquimia aparece no Europa com raiz em traduções de textos árabes. Além disso, adotam-se os numerosos termos árabes (por exemplo, álcali) que ainda hoje se usam.

Século XVI

  • Paracelso, através da sua prática da medicina e suas investigações sobre os medicamentos, é considerado como o precursor da química moderna.

Século XVII

  • Newton, que é alquimista além de físico, acha que existem forças entre as partículas, comparáveis às forças de gravitação.

Século XVIII

  • Descoberta do oxigênio por Scheele e Priestley;
  • Síntese da água por Cavendish;
  • Descoberta do princípio da conservação da massa por Mikhail Lomonosov (sem divulgação na Europa Ocidental);
  • Teorias de Lavoisier.

Século XIX

  • 1828: Síntese da ureia por Wöhler, demonstrando a unidade da química mineral e da química orgânica, anteriormente consideradas dois campos independentes (refutação do «princípio de vida»);
  • 1869: Mendeleiev publica a sua classificação periódica dos elementos.

Século XX

  • 1913: Bohr publica o seu modelo da estrutura do átomo;
  • 1926: Schrödinger publica o seu modelo da estrutura do átomo, modelo que se utiliza hoje;
  • 1953: Descoberta da estrutura do DNA por Watson e Crick.

Por: Rinaldo Ribela