Cálculo estequiométrico: rendimento escolar na resolução de problemas e exercícios com cálculos

Enviado por Carlos Alberto Rodrigues Pinto

1. Introdução
2. Descrição do estudo
3. Resultados colhidos
4. Considerações conclusivas
5. Bibliografia

Um estudo piloto junto dos estudantes dos 1º Ano dos cursos de Química e Física do ISCED-Lubango no período de 1999 a 2004

Quando ensinamos, desejamos que o nosso estudante aprenda e cresça como pessoa humana. Entretanto, ensinar não é o mesmo que aprender. Nem tudo o que se ensina se aprende. Esta realidade é o motivo da existência das metodologias de ensino, que fornecem ao professor os mecanismos mais adequados para consecução do supremo objectivo do ensino - que o estudante aprenda, e que aprenda significativamente.

Uma aprendizagem significativa é aquela que é duradoura, sólida, não apenas repetitiva ou simples reprodução, no dizer de Novaes (1992), mas sim aquela que permite ao indivíduo a busca do novo conhecimento com base no já aprendido e, também a utilização do mesmo conhecimento em aplicações futuras, a que Novaes chama reprodução ampliada.

Deve ser do interesse do professor saber se o seu estudante aprendeu e, para isso ele utiliza a avaliação como meio de recolha de dados indicadores tanto da mudança conceptual como da mudança comportamental do estudante, o que no sentido positivo, é sinónimo de aprendizagem.

A Química é sem dúvida a ciência das transformações. Em todas essas transformações cujo estudo e compreensão requerem a resposta a questões básicas, como:

• Que substâncias?

• Em que quantidade reage cada uma?

• Como reagem entre si?

A Química como disciplina escolar deve proporcionar os meios para que os estudiosos possam encontrar essas respostas.

Falando concretamente da segunda questão, "Em que quantidade reage cada uma?", estaremos a abordar um conteúdo químico com base matemática. Esta pergunta é respondida por uma parte da Química a que se deu o nome de ESTEQUIOMETRIA.

A estequiometria, no dizer de O'Connor (1977), refere-se a cálculos matemáticos baseados em equações químicas. Se qualquer procedimento químico pode ser considerado essencial para cada área da química, este uso quantitativo das relações químicas deve ser o principal. Por meio de procedimentos estequiométricos, o analista pode determinar a composição detalhada de amostras; o químico orgânico pode estimar a eficiência de uma nova síntese; o engenheiro pode planejar um processo económico para a produção a larga-escala de novas substâncias; o bioquímico pode seguir os processos metabólicos de um organismo; o cientista aeroespacial pode calcular a quantidade de combustível necessária para uma espaço-nave.

O suporte para estes cálculos estequiométricos são as proporções fixas entre as espécies (átomos, iões, moléculas) envolvidos nas reacções químicas. Nestes cálculos manipulam-se conceitos como: mole, massa molar, relação de combinação, factor gravimétrico, volume molar, rendimento da reacção; reagente limitante e outros. Estes conceitos devem ser suficientemente dominados pelo utilizador para que possa resolver os problemas químicos com cálculos baseados nesta temática.

Este conteúdo, no ensino da Química no ISCED está inserido primeira e primariamente na Unidade I - "Conceitos Fundamentais. Leis das Combinações Químicas" do programa da cadeira de Química Geral leccionada nos primeiros anos dos cursos de Química, Física e no Capítulo III - "Reacção Química. Cálculo Estequiométrico" na cadeira de Química Geral para os cursos de Geografia e Biologia.

No curso de Química as cadeiras subsequentes a Química Geral, quase na sua totalidade, aplicam as leis da estequiometria: A Química Inorgânica, utiliza amplamente nas preparações de substâncias no intuito de calcular as quantidades de produto, mas também no sentido de se evitar desperdícios de reagentes; a Química Orgânica, para a avaliar a eficiência de uma síntese; a Química Analítica só faz a análise quantitativa graças ao emprego das leis da estequiometria; a própria Química Física ao estudar o equilíbrio químico, a termodinâmica das reacções, os aspectos cinéticos deve aplicar as leis estequiométricas. O exposto apenas serve para por em evidência o quão é importante um bom nível de aprendizagem desta temática na cadeira precedente - a de Química Geral - como base para as outras cadeiras.

Muitas manifestações verbais e até comportamentais de alguns dos nossos colegas (quando estudantes) e de alguns dos nossos estudantes (quando docentes) revelaram-nos um certo desconforto dos mesmos ao abordarem a temática de Química referentes aos cálculos aplicando as leis estequiométricas. Os próprios docentes queixam-se das debilidades reveladas pelos estudantes nas cadeiras posteriores a Química Geral sempre que se confrontem com cálculos estequiométricos. Estas manifestações levaram-nos a decisão de fazermos um estudo sobre a aprendizagem deste conteúdo no ISCED-Huíla.