53º Congresso Brasileiro de Quimica
Realizado no Rio de Janeiro/RJ, de 14 a 18 de Outubro de 2013.
ISBN: 978-85-85905-06-4

ÁREA: Ensino de Química

TÍTULO: Análise de uma sequência didática de eletroquímica desenvolvida a partir da História da Química

AUTORES: Freitas, L.A.B. (UFRPE) ; Moura, A.L. (UFRPE)

RESUMO: O presente trabalho se refere à aplicação de uma sequência didática sobre eletroquímica para alunos do curso de licenciatura em química da Universidade Federal Rural de Pernambuco (UFRPE). A sequência foi elaborada a partir do desenvolvimento histórico da eletroquímica, tendo como objetivo diminuir as dificuldades dos alunos no estudo da eletroquímica. Foram realizadas aulas práticas e discussões explorando conceitos de eletroquímica. Analisando as respostas do pré-teste e comparando com as respostas do pós-teste, os resultados obtidos sugerem que o objetivo foi alcançado na medida em que todas as cinco questões abertas propostas obtiveram no pós-teste média de acerto de 72% enquanto no pré-teste a média alcançou 32%.

PALAVRAS CHAVES: Sequência didática; Eletroquímica; História da Química

INTRODUÇÃO: Este trabalho tem a intenção de apresentar os resultados da aplicação de uma sequência didática (SD) para melhorar a aprendizagem dos alunos do curso de licenciatura em química da Universidade Federal Rural de Pernambuco (UFRPE) em relação ao conteúdo de eletroquímica. A SD foi fundamentada no desenvolvimento histórico da eletroquímica utilizando experimentos que permitem discussão dos conceitos, com a finalidade de contribuir com a inserção da História da Química no ensino, ainda pouco utilizada e diminuir as dificuldades dos alunos para o estudo da eletroquímica. O objetivo deste trabalho é verificar se a SD aplicada foi importante para melhorar a aprendizagem dos alunos em relação a alguns conceitos de eletroquímica: reação redox, metal nobre, eletrólise, pilha e bateria. Reação redox é uma reação em que há transferência de elétrons de uma espécie química para outra e, por isso, há modificação do número de oxidação de ambas as espécies. O agente redutor é o doador de elétrons e o agente oxidante é o receptor de elétrons (ATKINS & PAULA, 2010). Desde 1800, com a descoberta da pilha de Volta, foi construída a série eletroquímica (MAARS, 2011), que vem sendo aperfeiçoada com a inclusão de novas espécies químicas. Geralmente são representadas as semirreações de redução seguido dos valores dos respectivos potenciais padrão, tendo o eletrodo de redução do hidrogênio utilizado como referência para os demais (ATKINS & PAULA, 2010). A pilha galvânica utiliza reação redox espontânea para converter energia química em energia elétrica, se assemelhando a baterias, mas esta última é um conjunto de pilhas ou acumuladores elétricos. A reação oposta da pilha é a eletrólise que produz uma reação química não espontânea induzida por uma fonte de corrente elétrica (ATKINS & PAULA, 2010).

MATERIAL E MÉTODOS: A SD foi desenvolvida com 10 alunos do curso de licenciatura em química da UFRPE e foi iniciada com aplicação de um pré-teste contemplando cinco questões abertas sobre o conteúdo de eletroquímica: 1) O que uma reação redox? 2) O que você entende por metal nobre? 3) O que é uma pilha? 4) O que é uma bateria? 5) O que é eletrolise? A SD foi executada em um total de 12 horas, em três dias. No 1º dia, o funcionamento de uma pilha foi explanado a partir das construções de Volta e Daniell, fundamentando na História da Química. Em seguida, os alunos construíram a pilha de Volta (constituída por moedas) e a pilha de Daniell (constituída do par Zn/Cu), seguido da discussão sobre os resultados do experimento. Em seguida, foi montada uma bateria a partir das pilhas construídas montadas em série para permitir acender uma lâmpada de 2,5 volts. Nessa ocasião, foram discutidas a reação redox, o potencial eletroquímico das pilhas, bateria e a espontaneidade das reações (MAAR, 2011). No 2º dia, fazendo uso da História da Química, foi resgatado o uso da pilha por Berzelius e a sua teoria eletroquímica que divide as substâncias em eletropositivas e eletronegativas. Foi construída uma série eletroquímica e os alunos puderam propor novas pilhas com diferentes potenciais. Nessa ocasião foi identificando os metais que mais facilmente sofrem reações de oxidação e os metais denominados nobres em função da pouca reatividade, relacionando-os com a série eletroquímica. No 3º dia, a eletrólise foi abordada, a partir de sua utilização na obtenção de novos elementos por Berzelius e outros químicos do século XIX. Em seguida, foi realizado o experimento da eletrólise do iodeto de potássio (KI) a partir da pilha de Daniell. No ultimo dia foi aplicado um pós-teste.

RESULTADOS E DISCUSSÃO: Os resultados serão apresentados comparando as repostas dos alunos no pré-teste com o pós-teste. Na primeira questão buscamos identificar o conceito de reação redox, e consideramos correta a referência à espontaneidade e agentes envolvidos. No pré-teste, nenhum aluno respondeu corretamente e 50% apresentaram respostas incompletas. Por exemplo, o aluno A9:“reação na qual uma espécie sofre oxidação e outra redução”. Quatro alunos migram dessa categoria, para a considerada correta. O mesmo aluno, por exemplo:“reação espontânea de transferência de elétrons entre oxidante e redutor”. Na segunda questão consideramos correto: metal resistente à corrosão (oxidação). No pré-teste, cinco alunos foram classificados nessa categoria. Consideramos que a discussão foi importante na medida em que é possível observar evolução nas respostas. Nove alunos respondem corretamente no pós-teste, a exemplo do aluno A4:“um metal resistente à oxidação”. Na terceira pergunta, sobre pilha, 40% dos alunos não fizerem referência à espontaneidade, considerado incompleto. A resposta correta deve se referir à espontaneidade e a conversão de energia. Sete alunos respondem corretamente no pós-teste, como o aluno A5:“sistema que converte energia química em elétrica, espontaneamente”. Na quarta pergunta, sobre bateria,60% respondem apenas “Reserva de energia”, categoria incompleta. A resposta que consideramos correta deve relacionar a acumulação e a conversão de energia. 80% dos alunos respondem corretamente no pós-teste. A quinta pergunta, sobre eletrólise, obtivemos como resposta de 70% dos alunos “Reação espontânea”, considerada incompleta. A resposta que consideramos correta é a que relaciona a não espontaneidade com a passagem da corrente elétrica. 80% dos alunos respondem corretamente no pós-teste.

CONCLUSÕES: Os resultados sugerem que houve uma melhor compreensão dos conceitos químicos observados nas respostas do pós-teste em comparação com as respostas do pré-teste. Em termos quantitativos, os resultados obtidos às cinco questões abertas propostas, obtiveram no pós-teste media de acerto de 72% enquanto no pré-teste a media alcançou 32%. É importante também destacar que o desenvolvimento de novas didáticas, envolvendo a discussão da história favorece uma visão mais próxima da realidade da atividade científica, contribuindo para o ensino de química.

AGRADECIMENTOS:

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICA: ATKINS, P.; PAULA, J. Físico-química, v.1, 8. Ed. Rio de Janeiro: LTC, 2010. MAAR, J. H. História da Química – Segunda Parte: De Lavoisier ao sistema periódico. Florianopolis: Editora Papa-Livro, 2011.