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1.2:

O Método Científico

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Chemistry
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JoVE Core Chemistry
The Scientific Method

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O método científico é uma abordagem sistemática seguida por todas as disciplinas científicas. Segue seis passos principais fazer uma observação, fazer uma pergunta, desenvolver uma hipótese, realizar experiências, interpretar dados, e finalmente, chegar a uma conclusão. O método científico começa com uma observação e uma pergunta para ajudar a compreender essa observação.Por exemplo, o químico francês Antoine Lavoisier observou os fenómenos da combustão. Ele formulou uma pergunta para compreender o que acontece quando algo é queimado. Para onde vai a matéria?O terceiro passo do método científico é desenvolver uma hipótese uma explicação provisória para a observação em questão, que pode ser testada. Em resposta à sua pergunta de para onde vai a matéria? Lavoisier formulou a hipótese de que numa reação química, a matéria não foi criada, nem destruída.Uma boa hipótese também é testável e falsificável. Uma hipótese testável é uma hipótese que faz previsões que podem ser confirmadas por experiências ou observações. É falsificável quando pode ser refutada pela experimentação.O quarto passo do método científico é a experimentação e o recolhimento de dados. As experiências são observações ou medições realizadas sob ambientes controlados tais como temperatura, pressão ou volume. Este passo investiga até que ponto o mundo real se encaixa no previsto pela hipótese.Algumas experiências e observações são qualitativas descrevem como um processo acontece. Outras são quantitativas medem ou quantificam algo sobre o processo. Lavoisier testou a sua hipótese através do aquecimento do mercúrio num ambiente fechado.Isto levou à formação de uma substância avermelhada. As suas experiências foram quantitativas, por isso, registou cuidadosamente a massa de reagentes e os produtos no sistema fechado bem como separadamente. O quinto passo é a interpretação e análise de dados avaliar se os resultados apoiam ou refutam a hipótese e caso seja necessária mais experimentação.Lavoisier observou que a massa total do frasco e do seu conteúdo antes e depois da reação permaneceu igual, embora a massa do produto vermelho fosse maior do que o mercúrio original. O passo final é chegar a uma conclusão lógica e decidir se se aceita ou se rejeita a hipótese. Se os resultados apoiarem fortemente a hipótese, então é aceite.Também pode ser submetida a mais testes ou refinada, fazendo novas perguntas, e realizando novas experiências. A partir das suas experiências, Lavoisier concluiu que uma vez que a massa total do frasco permaneceu inalterado durante a reação, o oxigénio no frasco aliado com o mercúrio para formar o novo produto, agora conhecido como óxido de mercúrio Esta conclusão apoiou fortemente a sua hipótese sobre a conservação da massa que a massa total dos objetos permanece inalterada durante o processo de combustão. No entanto, se uma hipótese for refutada, então os cientistas podem formular uma nova hipótese aproveitando as pistas das experiências falhadas, e começarem de novo.Ainda que vejamos o método científico como uma série de passos, as novas informações ou ideias podem fazer um cientista ter de recuar e repetir passos em qualquer momento durante o processo. Desta forma, o método científico é um processo iterativo.

1.2:

O Método Científico

A química é uma ciência empírica. Os cientistas muitas vezes fazem perguntas para entender a química na vida cotidiana e procuram respostas para essas perguntas. Para alcançar este objectivo, os cientistas seguem uma série definida de passos que, em conjunto, constituem o método científico. Esta abordagem envolve fazer observações, fazer perguntas, criar uma hipótese, realizar experiências, analisar resultados, e formar uma conclusão. 

Observação e Pergunta

O primeiro passo no método científico é observar um fenómeno no mundo físico. Em seguida, coloca-se uma questão para compreender melhor esse fenómeno. Por exemplo, a pergunta poderia ser: “O que congela mais rapidamente, água pura ou água com adição de sal?”

Hipótese

O próximo passo é formular uma explicação para a observação específica. Esta interpretação provisória de um conjunto de observações que atua como guia para a compreensão do fenómeno observado é chamada de hipótese. Por exemplo, para a questão acima, uma hipótese poderia sugerir que a adição de sal altera o ponto de fusão da água pura.

Os cientistas muitas vezes usam estudos e literatura anteriores para iniciarem a sua investigação e formularem uma hipótese que poderia ser testada através de experiências. Uma hipótese forte é tanto testável como falsificável. É considerada testável se puder ser provada correcta, e falsificável se puder ser provada incorrecta—nesse caso, o cientista deve modificar ou descartar a hipótese. 

Experimentação 

O terceiro passo é projectar e realizar experiências para testar a validade da hipótese. As experiências são medições e observações efectuadas em condições controladas. Algumas observações e experiências são qualitativas (descrição de como um processo acontece), enquanto que muitas são quantitativas (medição ou quantificação de algo sobre o processo). Para testar a hipótese da água salgada, o cientista pode ter dois copos com quantidades iguais de água, à temperatura ambiente. Pode ser adicionada uma colher de sal a um dos copos, e ambos os copos colocados no congelador. O estado da água em cada copo pode ser observado a cada 15 minutos e o tempo necessário para cada copo de água ficar completamente congelado pode ser registado.  

O desenho experimental é um passo crítico no método científico. Deve-se ter cuidado para controlar o número de factores variáveis para que o efeito de um factor específico em questão possa ser monitorizado. 

Análise de Resultados e Conclusão

O próximo passo é analisar os resultados das experiências e concluir se esses resultados validam ou não a hipótese. Se a conclusão é que validam, então a hipótese é aceite e pode ser sujeita a novas experiências para responder a novas perguntas. Quando se prova que uma hipótese está errada, pode-se propor uma nova hipótese, e o processo continua. 

No exemplo da água salgada, os resultados indicam que a água salgada demora mais tempo a congelar do que a água pura. Isto fornece a conclusão de que a água com sal congela a uma velocidade mais lenta do que a água pura. Assim, os resultados validam a hipótese.

Este texto é adaptado de Openstax, Chemistry 2e, Section 1.1: The Scientific Method.