Rivayet Farklılıkları

O conceito de reações químicas, como modelo do objeto de estudo, se refere a todas as transformações que podem ser interpretadas, explicando os modelos teóricos estudados no Ensino Médio. Os estudantes devem seguir o caminho do abstrato ao concreto no estudo desse conteúdo, ou seja, do geral ao particular (na opinião de Vygotsky, de cima para baixo, e na opinião de Ausubel, dos conceitos inclusores para os mais específicos).

Dessa forma, os tipos de reações químicas se compreendem dentro de uma definição mais geral.

As transformações químicas da matéria são usualmente classificadas em três categorias, muito embora a separação entre elas seja bastante tênue (SEESP, 2012):

1. Transformações físicas: quando muda a forma, o tamanho, o movimento ou o estado de agregação da matéria. A energia envolvida e geralmente pequena. A identidade da matéria e mantida numa transformação desse tipo. No caso de um copo de vidro que é quebrado, os cacos de vidros são formados por matéria com a mesma composição da que formava inicialmente o copo, ou seja, mesma natureza da matéria.

2. Transformações químicas: quando se obtém uma nova substancia com propriedades diferentes das substancias iniciais. Um exemplo típico de reação química que ocorre em nosso cotidiano e a combustão da mistura de gás de cozinha (constituído principalmente por butano, formado por átomos de carbono e hidrogênio) e oxigênio do ar, usado em fogões domésticos. Os produtos gasosos da reação, geralmente dióxido de carbono e agua, embora tenham propriedades diferentes das dos reagentes, são formados pelos mesmos átomos de carbono, hidrogênio e oxigênio presentes inicialmente nos reagentes. As combustões são todas transformações exotérmica. A energia absorvida ou liberada é maior que no caso das mudanças físicas.

3. Transformações nucleares: quando se modifica a constituição de um núcleo atômico. Nesse caso, é frequente que um elemento se transforme em outro, num processo conhecido como “transmutação nuclear”. Um exemplo típico deste tipo de transformação é a desintegração natural do uranio-238, que emite uma partícula alfa (núcleo de um átomo de hélio), transmutando-se num núcleo de torio-234. A

quantidade de energia envolvida é enorme, milhares de vezes maiores que as das transformações químicas (SEESP 2012).

Andersson (1990) apresenta alguns modelos encontrados em suas pesquisas e que explicam uma transformação química no olhar de estudantes. Estes modelos estão resumidos a seguir:

a) A transformação química concebida como desaparecimento de produtos onde alguns alunos fazem menção de gases de escape.

b) Reação química imaginada como um deslocamento de matéria, em que os componentes da reação desaparecem do material original, reaparecendo em outro lugar. Além de a combustão de gasolina ou madeira (neste caso apenas queimar ou deslocar os componentes combustíveis da madeira) componente de madeira de combustível, também exemplificado dissolução água com açúcar desde que uma mistura homogénea.

c) Uma terceira categoria de reação química é a modificação no qual o material muda a sua aparência, mas ainda mantendo a sua identidade. Muda, no entanto, algumas propriedades iniciais como cor, odor e etc.

d) A quarta categoria é o processo químico de transmutação, como material de onde muitas subcategorias são agrupadas, por exemplo, as substâncias são transformadas em novas sem nenhuma relação com o original, a conversão de matéria em energia e energia em matéria, e assim por diante. Normalmente associamos esta idéia com uma analogia que tem registrado em sua memória, observando algum evento. e) Finalmente, a reação seguinte como a interacção substancial aceita pelo modelo

atômico daltôniano. Somente 2% dos estudantes que participaram da pesquisa utilizaram esse modelo.

Tradicionalmente, as reações químicas podem ser classificadas de acordo com o número de reagentes e produtos em cada lado da equação química que representa a reação:

a) Reações de síntese, composição, combinação ou adição; b) Reações de análise ou decomposição;

c) Reações de simples troca ou deslocamento; d) Reações de dupla troca ou metátese;

Também podemos classificar as reações em dois tipos, utilizando outra sistemática: a) Reações de oxirredução ou reações redox;

Através de tipos simples de reações, de combinação, de decomposição e de combustão, que são bastante frequentes, observaremos como é possível prever os produtos de algumas reações conhecendo apenas seus reagentes. O segredo de prever os produtos formados em determinada combinação dos reagentes é reconhecer padrões de reatividade para uma classe de substância.

O conceito de oxidação passou por algumas modificações e, atualmente, refere-se a perda de elétrons que são transferidos do átomo oxidado para o átomo reduzido estabelecendo o processo redox.

Um exemplo simples de reação redox e a que ocorre quando zinco metálico e adicionado a um ácido forte, por exemplo, o ácido clorídrico. Os elétrons são transferidos dos átomos de zinco (o zinco é oxidado) para os íons de hidrogênio (o hidrogênio é reduzido). A equação que representa a reação que ocorre é:

Zn s + H+ aq → Zn +aq + H g

As reações de oxirredução (redox) estão entre as reações químicas mais comuns e mais importantes. Elas estão envolvidas em uma grande variedade de processos importantes como a ferrugem do ferro, a fabricação e ação de alvejantes e a respiração dos animais. A figura 06 representa um esquema para os principais tipos de reações químicas.

Esquema 02 – Tipos de reações químicas

Fonte: o pesquisador REAÇÕES QUÍMICAS Combinação (Síntese) Precipitação Decomposição (Análise) Combustão Oxidação e Redução

As reações orgânicas ocorrem normalmente em etapas. Cada etapa tem uma energia associada a ela, para a ruptura e formação de novas ligações. Segundo Paiva (2004) para o entendimento da reatividade dos compostos orgânicos, alguns conhecimentos são essenciais, onde se destacam: a eletronegatividade, a acidez e basicidade, segundo a definição de Lewis, noções de nucleófilia e eletrófilia, a polarizabilidade, bem como o uso adequado das setas e curvas na representação dos dos mecanismos e dos tipos de reações dos compostos orgânicos.

Os hidrocarbonetos são compostos orgânicos formados somente por carbonos e hidrogênios e os alcanos são compostos que possuem somente ligações simples entre carbono e hidrogênio (saturado).

Alcanos não são muito reativos, mas sofrem vários tipos de transformações, eles não têm grupos funcionais e, portanto, não podem sofrer as reações eletrófilicas e nucleófilas típicas dos compostos funcionalizados (os grupos funcionais são o centro da reatividade das moléculas orgânicas). Esses processos como a combustão e a halogenação, são chamados de reações via radicais. Para a ocorrência da reação o processo se inicia com uma dissociação de uma ligação. A halogenação introduz um grupo funcional reativo na molécula original, transformando um alcano em um halogenoalcano, o que permite várias transformações químicas. Essas reações têm importante papel na química biológica, ambiental e industrial (VOLLHARDT, 2004)

Os mecanismos que envolvem radicais livres têm três etapas: iniciação, propagação e terminação.

A iniciação gera as espécies reativas, permitindo que as outras etapas aconteçam. As etapas que ocorrem depois da iniciação são autossustentadas ou autopropagáveis, isto todas as etapas intermediárias ocorrem sem a necessidade de agentes externos. As combinações entre radicais livres são chamadas de terminações.

Substituição nucleofílica em carbono saturado; Reações de eliminação; Reações de adição eletrofílica; Adição nucleofílica ao grupo carbonila; Reações de condensação; Adição a sistemas conjugados e Reações de substituição aromáticas são reações orgânicas importantes (VOLLHARDT, 2004).

As reações de substituição nucleófílica, SN1 e SN2, ocorrem quando uma espécie que contém um par de elétrons não compartilhados (nucleófilo) reage com um haleto de alquila (substrato) deslocando o seu halogênio. As reações de substituição são utilizadas na fabricação de pesticidas, clorofórmio, nitrobenzeno (SOLOMONS, 1982).

As reações de adição via radical a um alqueno é um radical alquila e os produtos finais tem regioquímica antimarkovnikov. A regra de Markovinkov é aplicada para prever os produtos nas reações de adição de hidretos de halogênios.

As principais reações com álcoois são: a esterificação, desidratação, oxidação e a fermentação. A desidratação é uma reação que envolve a perda de água. Essa perda de água pode ser intramolecular ou intermolecular. Ésteres podem ser sintetizados por reações de álcoois com ácidos carboxílicos, essas reações são chamadas de esterificação (SOLOMONS, 1982).

Os ésteres sofrem o processo de transesterificação na produção de éster a partir de outros ésteres. Essa reação é utilizada na produção do biodiesel. Sua hidrogenação produz gordura que são utilizadas industrialmente em receitas como a dos biscoitos recheados.

A fermentação é utilizada em larga escala para utilizar a grande quantidade de etanol necessário para produzir combustível (chamado de combustível verde), basea-se digestão celular de açucares (glicose). Os álcoois sofrem reações de: oxidação, redução e adições de organometálicos a aldeídos e cetonas.

Para entender a Química como ciência, como uns desafios intelectuais, não podemos olhar para uma transformação química representada por uma equação química e pensar que ali temos apenas de uma coleção de fatos sem sentidos e explica-los isoladamente, eles devem ser trazidos nas explicações dos estudantes como conceitos conectados formando um único sistema e como as questões para as quais foram solicitadas as respostas.

Para conseguirmos que nossos estudantes atinjam esse nível de entendimento precisamos fornecer uma verdadeira apreciação da extensão e limitações da capacidade humana de entender a natureza, preferencialmente através da sistematização de atividades, de uma organização dos conteúdos que nos propicie essas conexões e através das experiências pessoais dos alunos. Principalmente, eles devem ser encorajados a perguntar o porquê das coisas.

Como todos os conceitos científicos, definições de reações químicas provêm de um processo de classificação e abstração do mundo real. São uma construção humana, uma forma de aproximação da realidade que busca simplicidade dentro da complexidade. Seguramente, e apesar das dificuldades estas classificações das transformações químicas seguem sendo útil ao ensino (PALMER, TREAGUST, 1996).

3.2.2. Aspectos de uma reação Química: Qualitativos, Quantitativos, Energéticos,