SECUENCIA HISTÓRICA Y SIMBÓLICA DE LA OXIDACIÓN COMO CUESTIÓN SOCIOCIENTÍFICA

HISTORICAL AND SYMBOLIC SEQUENCE OF OXIDATION AS A SOCIO-SCIENTIFIC ISSUE

Resumo

This study analyzes the historical, epistemological, and symbolic evolution of the abstract concept of oxidation as a socio-scientific issue, with the aim of enriching the teaching and learning of chemistry from a critical and reflective perspective. Using an interpretive-hermeneutic design grounded in documentary, historical, and discursive analysis, and linked to theories of modeling and didactic transposition, an epistemological sequence was developed that highlights the paradigm shifts from the phlogiston theory to the modern electronic-level interpretation. Initially, four key moments were identified in the symbolic modeling of oxidation: oxygenic, anoxic, electronic, and algorithmic, which constitute the paradigmatic transition from qualitative macroscopic interpretations to quantitative submicroscopic experimentation. It is further argued that the redefinition of oxidation is intrinsically shaped by sociocultural factors and the symbolic complexity of each era. In the pedagogical field, the relevance of using historical models to enhance understanding, modeling, and critical examination of its teaching is emphasized. It is concluded that by integrating the historical-epistemological perspectives, contextualized and critical learning, and scientific thinking with innovative technological strategies from a social-constructivist perspective, it is possible to overcome conceptual obstacles and guide pedagogical practice toward a deeper, humanized, and meaningful scientific education.

INTRODUCCIÓN

Uno de los desafíos más significativos de los educadores de la química es abordar la enseñanza de conceptos abstractos,¹ esenciales para la comprensión de la naturaleza reactiva de la materia y el desarrollo de las competencias científicas de los educandos. La oxidación (OX) es uno de ellos, concepto central que a lo largo de la historia ha impulsado transformaciones significativas en la evolución del pensamiento científico. El cambio desde la crucial mirada interpretativa de la teoría del flogisto²-⁴ hasta el enfoque moderno de la estructuración de los procesos de transferencia de electrones,⁵ le ha significado a la química, en sus dimensiones científica y educativa, un cambio paradigmático profundo. Pese a ello, la simplificación didáctica del fenómeno ha llegado a la definición estática y algorítmica, omitiendo su evolución histórica y conceptual, desde la complejidad histórica-epistemológica. Al respecto, conviene indagar ¿Cuál ha sido el camino que transformó la concepción ontológica, y visión epistemológica, de la oxidación conjuntamente con las implicaciones simbólicas y metodológicas como proceso químico esencial?

En función de ello, la OX, como episodio historiográfico controversial entre el flogisto y el oxígeno, si bien goza de un estado investigativo privilegiado en los campos de la filosofía y la didáctica de las ciencias, constituye uno de los ejes medulares de la química, en tanto guarda una riqueza histórica y simbólica que se relaciona con numerosos procesos biológicos, químicos y tecnológicos, de interés para la sociedad moderna. Comprender su evolución, no secuencial sino interrelacionada, es reconocer la dinámica de la ciencia como construcción social,⁶ y trabajar en la problematización de la relación entre el saber científico, saber enseñado y las controversias sociales del mundo real.⁷ Al establecer el diálogo entre esta cuestión sociocientífica (CSC) y la noción conceptual de la noosfera de Chevallard, se hace posible la reflexión del camino seguido, históricamente, por los mecanismos de transposición didáctica desde el enfoque pedagógico sociocultural⁸,⁹ lo que significa una transformación del saber científico a un saber enseñado,¹⁰,¹¹ comprensible y revelador para el educando, particularmente desde la dialéctica entre el lenguaje cotidiano y el simbólico – científico – en la mediación del pensamiento científico promovido por la didáctica de la modelización química.

Históricamente, las aproximaciones teóricas han reconceptualizado este cambio en la materia, y el escenario educativo ha desempeñado un papel crucial en la epistemología de la química, en la medida que, como una CSC,¹² cuestiona su enseñanza y problematiza su consolidación, no lineal ni exenta de refutaciones.¹³ Así, el desarrollo conceptual de la OX tiene un trasfondo socio-histórico que se enriquece de las disertaciones entre los estudiosos de cada época.¹⁴ Por ende, estudiar la OX demanda explorar las disputas conceptuales, experimentales y simbólicas que han caracterizado su ruta de desarrollo hasta la contemporaneidad. Desde la perspectiva de las CSC, su análisis se fija en ilustrar cómo las teorías emergen, se consolidan, se debilitan, compiten o son sustituidas por argumentos que incluyen factores de fuerza en su sustentación.

En este sentido, se intenciona reflexionar la relación entre los aspectos cruciales que redefinen la secuencia histórico-epistemológica de la OX, precisando la reconfiguración multidimensional de los marcos conceptuales, su optimización y la ruptura de los procesos teóricos, desde la óptica de la modelización científica. Visión – operativa y contextualizada – que propende, a partir de la postura crítica de su enseñanza, plasmar una alternativa que integre la complejidad abstracta del concepto con los aportes históricos¹⁵ y sus implicaciones sociales, para ofrecer una visión más profunda y matizada de cómo acontece el cambio científico. La vigilancia epistemológica en torno al fenómeno paradigmático de la OX adquiere relevancia social, en tanto configura una mirada humanizada, profunda y contextualizada sobre la ruta evolutiva hacia modelos científicos robustos y sofisticados, dotando a los sujetos pedagógicos de herramientas conceptuales y críticas para reflexionar dialécticamente sobre los fenómenos naturales de su entorno de vida.

Finalmente, el concepto nodal de la OX no solo permea el análisis crítico de los aportes científicos, sino, además, da cuenta de las tensiones en el desarrollo curricular¹⁶ y los desafíos didácticos de la educación científica actual. Esta reflexión se dirige a reivindicar los procesos de enseñanza-aprendizaje de la química, paralelo a superar la brecha entre las prácticas innovadoras en la modelización de los fenómenos químicos – priorizando el conocimiento íntimo de las particularidades y las propiedades de la materia – y la práctica pedagógica de la cual deviene el saber pedagógico que, a su vez, se alimenta del rigor conceptual, la contextualización sociocientífica y la competencia experimental.

METODOLOGÍA

La metodología adoptada se inscribe en el paradigma socio-constructivista, desde el cual se reconoce al conocimiento científico, y pedagógico, como una construcción histórica, social y simbólica mediada por el lenguaje y los contextos culturales de la época.¹⁷,¹⁸ La visión del enfoque cualitativo, interpretativo-hermenéutico,¹⁹ orientó el estudio documental, histórico-discursivo,²⁰ a la comprensión en profundidad de los cambios paradigmáticos intrínsecos en la construcción del conocimiento científico y, por ende, de los significados que los modelos y los discursos científicos le dan a los cambios químicos, como la oxidación. Así, el análisis de contenido articulado a la interpretación crítica de la literatura científica, obtenida de las bases de datos académicas (Scopus, Scielo, Redalyc, WoS, Dialnet), sedimentó la información a través de la evaluación categorial y la triangulación teórica. En ese ejercicio, la selección de las fuentes tamizó los documentos que manifestaron una evidencia de transformación en la modelización de la oxidación; los criterios de búsqueda y selección intencionada incluyeron la representatividad paradigmática, la autoridad histórico-científica de los sabios y los momentos claves en la modelización. Organizada en matrices analíticas se contrastó los textos científicos y pedagógicos, dada su relevancia epistemológica y educativa, para identificar, no desde una cronología lineal, sino desde las rupturas y obstáculos epistemológicos, la estructuración conceptual desde las categorías: concepto de reactividad, modelos explicativos de la oxidación y resignificación pedagógica de los fenómenos químicos. Este análisis histórico-interpretativo, como proceso humano y dinámico, originó un diálogo reflexivo con los próceres históricos de la química, transitando de la lógica Stahliana hacia la rigurosidad algorítmica de los números de oxidación, panorama que llevó a develar y comprender el valor de cada modelo como la respuesta científica e innovadora, de la época, al problema complejo de la oxidación. Finalmente, el diseño metodológico amplió el campo visual y evolutivo de la oxidación, como una cuestión socio-científica, desde un proceso de indagación contextualizado que impacta a la educación química contemporánea, más aún a la resignificación de la práctica pedagógica para el proceso de enseñanza-aprendizaje de conceptos abstractos y complejos. El marco hermenéutico-interpretativo, al integrar la historia y el simbolismo propio de la química, visibilizó el cambio conceptual y la formación científica reflexiva, proceso dialógico que conecta al educando con la comprensión crítica, y re-significativa, del fenómeno de la oxidación como una representación del pensamiento humano que no es una acumulación lineal ni memorística, sino una dinámica progresiva de verdades significativas.

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

De Stahl a Lavoisier: una ruptura epistemológica

La teoría del flogisto de Stahl (XVII-XVIII) se encontró predominantemente marcada por el contexto histórico de las explicaciones metafísicas de la alquimia, la filosofía natural y la transición hacia la química moderna.²¹ Como sistema racional²² esta explicación precientífica evolucionó el estudio de las transformaciones en la materia²³ al reestructurar los conceptos de la química de Paracelso e introducir en la comunidad científica los supuestos del principio phlogiston (φ) como el agente, intangible e imponderable, responsable de la calcinación y combustión de la materia.²⁴ En uso de su método analítico conocido como “deflagración” – desde la combustión – Stahl define que los metales provienen de una composición binaria de flogisto (φ) y el producto de combustión [cal].²⁵ Este principio reactivo, al ser liberado en forma de gas por las sustancias combustibles causa una reducción másica del sistema material:

(1) $\text{metal}\to \left[\text{cal}\right]+\text{flogisto}\left(\varphi \right)$

De esta representación se infiere que toda sustancia combustible contiene el principio inflamable, flogisto.⁴ Así, todo óxido [cal], pobre en flogisto, se transforma en metal cuando el flogisto proveniente de sustancias ricas en él se combina causando la reacción identitaria (la reacción inversa también puede presentarse):

(2) $\begin{array}{l}\text{óxido metálico}\left[\text{cal}\right]+\text{carbón}\left[\left(\varphi \right)\right]\leftrightarrow \text{metal puro}\\ \text{pobre en flogisto}\left(\varphi \right)\text{rico en flogisto}\left(\varphi \right)\end{array}$

El flogisto, como promotor oxidativo esencial representó un primer intento significativo para justificar las percepciones empíricas de la época.²¹ Aunque débil teóricamente, al argumentar que el flogisto presentaba “peso negativo”,²² esta entidad imaginaria se mantuvo vigente bajo el supuesto de sustentar y dar sentido – desde la razón – a aquellos fenómenos que, social y culturalmente, eran comunes en la vida cotidiana.²³ Pese a que no existía una simbología química formal como idea abstracta, buscó consolidar un primer lenguaje o construcción simbólica (φ) para este fenómeno.²⁶ En términos de Stahl, la modelización de la OX, como descripción cualitativa para la combustión, podría representarse así:

(3) $\text{sustancia inflamable}\to \text{ceniza}+\text{flogisto}\left(\varphi \right)+\text{calor}$

(4) $\text{sustancia no oxidada}\to \text{sustancia oxidada}+\text{flogisto}\left(\varphi \right)+\text{energía}$

(5) $\text{ejemplo: hierro}\to \text{óxido de hierro}+\text{flogisto}\left(\phi \right)+\text{energía}$

A causa de ello, la sustancialidad del flogisto, que no pudo ser demostrado o refutado de modo fehaciente con experimentos de la época, no solo limitaba el pensamiento científico y la evolución conceptual, sino además se arraigaba a la dominancia de la alquimia que, solo, incorporaba razonamientos de otros flogistianos derivadas de metodologías empiristas racionalmente injustificables en su propia epistemología.²⁷ El legado de Stahl dejó una huella con postulados que, aunque injustificables experimentalmente en virtud de las inconsistencias conceptuales y representativas, lograron ofrecer – por primera vez en la historia de la química – una explicación que englobaba y unificaba en un conjunto teórico los fenómenos conocidos por la ciencia.²² Aun así, su significado histórico y estructura conceptual representó un paradigma limitado y subordinado culturalmente que no llegó a profundizar la simbología interpretativa y comprensiva de la OX.

La teoría Stahliana es, por tanto, el antecedente histórico-científico que expone un ejemplo de paradigma condicionado a la estructura social, política y científica en el que se gesta.²⁸ Coherente con la época, es un axioma que sustenta el dinamismo natural y evolutivo del conocimiento químico, al ilustrar cómo nacen los marcos teóricos de los principios químicos que logran abarcar los hechos conocidos por la ciencia. La propuesta de Stahl ofreció una base interpretativa que cumplió con una función epistémica al simplificar las observaciones empíricas en un período social. Sthal modelizó rudimentariamente las reacciones químicas que los científicos interpretaban textualmente. Así inició la ruta discursiva con la que se ha consolidado y fortalecido – por los avances científicos y las transformaciones socio-culturales – el marco teórico de un fenómeno que sigue en discusión.²⁹

Después de décadas del dominio epistemológico Stahliano, la inercia científica del flogisto fue cuestionada y llevó a las figuras científicas dominantes de la época a dudar su validez y juicio, esto exigía razonamientos rigurosos, convincentes y demostrables experimentalmente, distinguiendo las evidencias de lo hipotético y teórico.³ Hecho que fue alcanzado por Lavoisier. Su revolución derribó el enfoque cualitativo del flogisto cuando reveló la evidencia clave del aumento de las masas en las reacciones de calcinación/combustión,²²,²⁶ dato que transfiguró el paradigma que había aletargado el avance científico.²⁹

La transición a Lavoisier implicó un cambio ontológico significativo.²⁸ Un nuevo enfoque filosófico y científico giró la visión epistemológica para entender la combustión;²⁹ con ello se despertó una nueva realidad sobre la OX. Apoyado del trabajo de Priestley, quien aisló el oxígeno “aire deflogistizado” que activa la reacción, Lavoisier demostró que este cambio en la materia inflamable era una reacción donde el oxígeno se adicionaba al metal, haciendo que su masa aumente.²,³⁰ Contrario al postulado de pérdida de flogisto, con sus ensayos experimentales, al calentar el metal (hierro) en un recipiente cerrado, registró que, aunque la masa total del montaje no se altera, la masa de las cenizas (óxido) aumenta:

(6) $\text{hierro}+\text{aire deflosgistizado}\to \text{óxido}$

(7) $\text{hierro}+\text{oxígeno}\to \text{óxido de hierro}$

La cuantificación de Lavoisier justifica que, inversa a la reacción de descomposición Stahliana, una reacción de síntesis oxidativa sustenta la ganancia de masa. Para efectos de la contemporaneidad, con Lavoisier oxidar es equivalente a ganar oxígeno en la composición elemental de la sustancia. Sus hallazgos – la introducción del método científico y la ley de la conservación de la masa – establecieron las bases de la química moderna.³¹ Comparativamente, la Tabla 1 muestra como distan las dos teorías.

Tabla 1.
Perspectiva divergente de Stahl y Lavoisier

Criterio	Teoría
	Flogisto	Lavoisier
Principio de cambio	místico: flogisto	real: oxígeno “aire deflogistizado”
Simbología	φ	O
Acción sobre la masa	pérdida	aumento
Cambio	descomposición	síntesis
Sustancia inicial	material inflamable	metal
Sustancia final	metal	óxido

En consecuencia, la naturaleza reactiva del oxígeno reforzó esta gnosis y le dio el arma a Lavoisier para desestructurar el misticismo del flogisto¹⁴ y revelar sus incoherencias internas,² siendo el causante de los procesos químicos observados y el primer agente oxidante, protagonista por excelencia de los procesos combustibles. El oxígeno evolucionó la episteme química y la comprensión de los procesos oxido-combustivos.³⁰ Con Lavoisier inicia la química cuantitativa, pues su rigor y prestigio experimental le llevó a precisar los cambios de masa.²⁹ A partir de la cuantificación de las masas de reactivos y productos, obtenidos al quemar sustancias elementales, formuló la ley de la conservación de la masa,³² demostrando que los elementos no desaparecen ni se crean, cambian de naturaleza con el desarrollo de las reacciones:

(8) $\text{metal}+\text{oxígeno}\to \text{óxido metálico}\left(\text{actual: 4Fe}+3{\text{O}}_{\text{2}}\to 2{\text{Fe}}_{\text{2}}{\text{O}}_{\text{3}}\right)$

La masa perdida por el aire reactante corresponde a la masa fijada por el metal durante la formación del óxido al causar una transferencia – equivalente – de materia “aire deflogistizado” o “principio oxígeno” de una sustancia reactiva a otra, con ello el aire poseedor del oxígeno reduce su volumen.² En conclusión, la herramienta conceptual de “desflogistización” precedió a la definición de “oxidación” bajo los factores descritos en la Tabla 2.

Tabla 2.
Preconcepción de oxidación desde Stahl y Lavoisier

Factor	Teoría
	Flogisto	Lavoisier
Principio experimental	empírico	metódico
Representación matemática	ausente	existente
Ecuación química	no definida	rudimentaria
Acción sobre la masa	no cuantificable	cuantificable
Conservación de materia	no	si
Evaluación del cambio	cualitativo	cuantitativo
Aporte conceptual	descriptivo	predictivo

La ley de conservación de masa de Lavoisier permite inferir que el oxígeno no desaparece del medio reactivo, solo se reorganiza para conformar los óxidos. En proyección a la modernidad, Lavoisier aporta que la masa de oxígeno y metal que ingresa como reactivos debe estar presente en una misma cantidad, pero en sustancias distintas de diferente masa, como óxidos formados.

De la masa a las partículas: de lo clásico a lo moderno

Bajo la evaluación macroscópica, la OX continúo siendo el fenómeno que altera las propiedades organolépticas de la materia. Paradigma que se modificó con los aportes de John Dalton, al teorizar a las reacciones químicas como procesos espontáneos donde se da un reordenamiento atómico.³³ En conjugación, la conceptualización del átomo como partícula indivisible,¹³ diferenciada por su masa y naturaleza del elemento, representó el primer sistema simbólico, en el campo icónico. El patrón simbólico daltoniano, de círculos diferenciados que definen la identidad del átomo,³⁴ permitió avanzar en la escritura y comprensión de los cambios químicos – no visibles – de la materia. En términos atómicos y moleculares la OX es:

(9) $\text{hierro}+\text{oxígeno}\to \text{óxido de hierro}$

(10) $\odot +\text{o}\to \odot \text{o}$

siendo, hierro () y oxígeno (○).

En el ideal daltoniano, la OX es la combinación de los átomos de oxígeno con los átomos del elemento reactante. Interpretación clave para justificar, una vez más, el incremento en la masa de la sustancia producto de la reacción. Sin embargo, un hecho adicional fue aportado por Dalton, su Ley de las proporciones múltiples introdujo un marco cuantitativo que defiende la capacidad de los elementos para combinarse en proporciones sencillas y definidas.³² El desarrollo de la reacción no solo debe conservar la masa, como dijo Lavoisier, además, de manera íntima debe conservar el número de átomos. Al ajustar la conservación de la masa a su visión de la Ley de las proporciones se tiene:

(11) $2\odot +2\circ \to 2\odot \circ \left(\text{actual: 2Fe}+{\text{O}}_{\text{2}}\to 2\text{FeO}\right)$

(12) $4\odot +6\circ \to 2\circ \odot \circ \odot \circ \left(\text{actual: 4Fe}+3{\text{O}}_{\text{2}}\to 2{\text{Fe}}_{\text{2}}{\text{O}}_{\text{3}}\right)$

Por ende, la OX de un elemento puede conformar diferentes productos binarios al reaccionar con variadas proporciones de oxígeno. Hecho que, para la época representaba un nuevo desafío: ¿Cómo es posible la multicombinación atómica? Para Dalton es claro, las “proporciones fijas” demuestran que los átomos pueden constituir varios productos oxidados.

Como resultado, los postulados de Dalton marcaron la migración de la OX de un evento reactivo cualitativo a un proceso atómico cuantificable, punto de origen para el concepto de ecuación química y la valoración exacta de la materia desde dos dimensiones: másica-macroscópica y atómica-submicroscópica, eliminando de forma puntual la mística teórica de Stahl. En la Tabla 3 se presenta un resumen de los cambios conceptuales relacionados con OX.

Tabla 3.
Evolución conceptual del principio reactivo de la oxidación

Aspecto	Teoría
	Flogisto	Lavoisier	Dalton
Conceptualización	abstracta	macroscópica	microscópica
Oxidación	pérdida de flogisto	reacción con oxígeno	combinación de átomos (oxígeno-elemento)
Modelo	conceptual	representativo	icónico-atómico
Conservación de materia	no cuantificable	cuantificable en masa	cuantificable en átomos
Base de la cuantificación	ausente	masa de las sustancias	proporciones definidas desde los pesos atómicos

Posteriormente, la correlación entre la reactividad de los átomos, definidos y discretos, de Dalton con el estudio de los fenómenos eléctricos del siglo XIX condujo a que los científicos dudaran de la idea de Lavoisier; no todos los sucesos oxidativos eran provocados por la presencia de oxígeno. Conforme avanzó la experimentación con la electricidad se conoció un contexto teórico distinto,³⁵ un nuevo enfoque epistemológico gira en torno a la indagación sobre ciertas particularidades electrónicas de las que emergió la electroquímica, como experimentación de mayor rigurosidad.

Atómicamente, con las bases teóricas de Thomson la OX es definida en función de la movilidad corpuscular (electrónica)¹³,³³ y un agente protagónico aparece, el electrón.⁵ La OX es, ahora, debida a la partícula subatómica que, al tiempo de refutar la indivisibilidad del átomo, migra de una sustancia a otra. Con él, la OX macroscópica tiene un sustento submicroscópico procedente de los átomos, quienes se oxidan al desarrollar una reorganización electrónica entre el elemento oxidado y el oxígeno, hecho que, como se representa en la Tabla 4, conlleva una distribución en su carga al alterar la proporción de sus electrones.³⁶

Tabla 4.
Modelización oxidativa desde la visión de Thomson

Etapa	Átomo	Representación	Cambio atómico
Pre-oxidativa	elemento X		el átomo es neutro y la masa positiva contiene los corpúsculos (electrones) uniformemente localizados
	oxígeno O
Redistribución corpuscular			entre los átomos de X y O se evidencia la movilidad/redistribución corpuscular (electrones). Mientras que X pierde su carga relativa negativa, O la incrementa proporcionalmente
Pos-oxidativa			la modificación entre las cargas establece el vínculo entre elemento oxidado (X+) y el oxígeno (O –) formando el óxido (XO), neutro

Esta simbología reescribe la OX como el proceso que implica movimiento de partículas cargadas (electrones). Puntualmente, de la Tabla 5, la OX de una sustancia implica que sus átomos, iones o moléculas pierdan o cedan electrones, elevando su carga positiva. Al comparar la simbología de los autores se presenta la siguiente tabla.

Tabla 5.
Análisis de las interpretaciones submicroscópicas de Dalton y Thomson

Aspecto	Teoría
	Dalton	Thomson
Naturaleza de la materia	atómica	corpuscular (electrónica)
Oxidación	combinación de átomos	movilidad electrónica
Conservación de la materia	si, como átomos	si, como electrones
Representación	simbólica	submicroscópica
¿Quiénes cambian?	las sustancias	los átomos
Aporte teórico	base para la conservación atómica desde las proporciones fijas	base para los números de oxidación desde pérdida/ganancia de electrones entre los átomos

Al contemplar la movilidad electrónica entre los átomos reactantes, Thomson apertura una base conceptual sobre los números de oxidación (NOx). Así, es posible estimar la coherencia condicional de que muchas reacciones de OX no involucran la mezcla reactiva con oxígeno. La direccionalidad del cambio se centra en el proceso submicroscópico de transferencia de electrones entre las especies químicas,¹⁰ definiendo con mayor precisión a la OX como el proceso derivado de la pérdida de electrones en los átomos de las moléculas reactantes. Con esta conceptualización, la reacción pasó de una comprensión descriptiva macroscópica a una abstracta submicroscópica de mayor amplitud, al justificar la combinación atómica desde la compleja reconfiguración electrónica, dando cobertura y ajuste a un mayor espectro de reacciones químicas.³³

Este viraje epistemológico aportó una definición que grabó el nuevo contexto de los conceptos planteados por la International Union of Pure and Applied Chemistry (IUPAC), a mediados del siglo XX. En esa secuencia teórica, la OX como CSC sugiere un método disyuntivo, el conteo de cargas (más adelante número de oxidación, NOx) para definir la formalización matemática algorítmica del proceso reactivo.

En un principio, en 1916, Lewis, con su teoría del enlace desde los pares electrónicos aportó la modelización simbólica de las uniones atómicas por movimientos electrónicos.³⁷ Al centrase en la interacción electrónica recíproca,³⁸ recopiló conocimiento de cómo éstos pueden ser cedidos durante un cambio químico (Figura 1). Su lógica, reafirma a la OX como el proceso de naturaleza submicroscópica que encierra interacciones donador-receptor, por ende, quien se oxida es la especie que pierde electrones.

Figura 1.
Simbología del movimiento electrónico entre átomos desde Lewis

Visión que se enriquece con las argumentaciones de Taube,³⁹ quien profundiza que en la interpretación submicroscópica de la OX tanto moléculas neutras como iones intercambian de manera directa sus electrones. La interacción entre los centros nucleares de las partículas reactivas, que los vincula temporalmente, esclareció los fenómenos electroquímicos y, por ende, los oxidativos, desde una cinética y mecanismo propio. Sobre esta noción, el concepto de NOx inició su desarrollo – mediado por propiedades como la solvatación y la coordinación para la estabilidad molecular redox – como la asignación del valor formal a las modificaciones electrónicas de los átomos cambiantes, concibiendo la pérdida de electrones como equivalente de OX. Por ello, hoy la OX se modeliza bajo la conjugación del nivel simbólico de los elementos con la del electrón (e^–), dentro de las ecuaciones químicas:

(13) $\text{Fe}\to {\text{Fe}}^{\text{+2}}+2{\text{e}}^{-}\left(\text{el atomo de hierro perdió dos electrones}\right)$

(14) ${\text{Fe}}^{\text{+2}}\to {\text{Fe}}^{\text{+3}}+{\text{le}}^{-}\left(\text{el catión hierro}\left(\text{+2}\right)\text{perdioó un electrón}\right)$

Ajustados estos principios a la base analítica moderna, el modelo redox reconoce que, independiente de la composición de los reactantes, al menos uno será la sustancia oxidada. En traslado a la definición de NOx de la IUPAC, como la carga teórica que un átomo adopta cuando sus enlaces se rompen heterolíticamente, se justifica la cuantificación de la pérdida de electrones y la distribución hipotética por transferencia de la sustancia oxidada. La OX como proceso reactivo pasa a ser un algoritmo que pondera la transferencia electrónica. Por ejemplo:

(15) $2{\text{Fe}}^{\text{0}}+3{\text{Cl}}_{\text{2}}\to 2{\text{Fe}}^{\text{+3}}{\text{Cl}}_{\text{3}}$

Dada la complejidad del algoritmo, los criterios de la electronegatividad de Pauling auxilian la operacionalización de la OX bajo la distinción de los índices de densidad electrónica de los átomos.⁴⁰ Así, desde la perspectiva reduccional de la concentración electrónica y la fuerza electrostática,⁴¹ en la sustancia oxidada el átomo de menor electronegatividad es el protagonista de la OX, expresando:

(16) $2{\text{Fe}}^{\text{0}}+3{\text{Cl}}_{\text{2}}\to 2{\text{Fe}}^{\text{+3}}{\text{Cl}}_{\text{3}}$

electronegatividad: 2Fe⁰ = 1,83 y 3Cl₂ = 3,16.

Modelizar estos procesos, aún en manejo único del nivel simbólico, significa un reto matemático que se envuelve de complejidad en cuanto suma la electronegatividad como aplicación de las propiedades periódicas. Conjuntamente, dominar algoritmos de métodos como el cambio en el NOx o ión-electrón precisa un nivel comprensivo y crítico del pensamiento abstracto.⁴² Per se, la estructuración de la simbología oxidativa (Tabla 6) compila un razonamiento lógico-algebraico que eleva su profundidad interpretativa al momento de asignar el NOx, juzgar el consecuente efecto en la reactividad por la movilidad electrónica e inferir la relación en los cambios cargas,⁴³ concretamente en moléculas poliatómicas o elementos de transición.

Tabla 6.
Bases estructurantes de la simbología oxidativa moderna

Criterio	Principio
	Estado de oxidación	Electronegatividad
Oxidación	aumento en el número de oxidación	reducción de la densidad electrónica
Base	reglas de asignación	diferencia energética
Interpretación	cuantitativa	cualitativa
Representación	numérica entera	numérica racional
Modifica	las sustancias	los átomos
Aporte teórico	balanceo redox desde la transferencia electrónica	comprensión de la teoría del enlace químico desde el flujo electrónico

Hasta este punto, el recorrido histórico de la modelización de la OX ha demostrado su evolución desde una interpretación empírica a la argumentación estricta de diversos enfoques teóricos que nutren el conocimiento pedagógico de los contenidos, particularmente en relación con la práctica pedagógica de enseñanza-aprendizaje de un tema con alta complejidad cognitiva.

La evolución de los modelos de la oxidación, una reflexión histórica de impacto para la práctica pedagógica

La enseñanza de la OX ha impactado a los educandos de distintos niveles educativos, de ahí que reflexionar las continuidades y discontinuidades de los hallazgos históricos de su modelización promueve una mayor eficiencia pedagógica y, conjuntamente, visibiliza las dificultades cognitivas y procedimentales de mayor recurrencia educativa como la humanización y desmitificación de la ciencia, la conexión con el contexto sociocultural, la producción colectiva del concomiendo científico y el desarrollo del pensamiento crítico en los sujetos educativos.

La luz argumentativa de su marco teórico no solo condensa los conceptos básicos con los modernos, además incorpora una base a la práctica pedagógica para la enseñanza-aprendizaje comprensivo de la OX como una CSC que se ha evaluado con los años. En el ámbito educativo, la secuencia histórica de las teorías subraya la trascendencia, científica y escolar, de una construcción conceptual⁴⁴,⁴⁵ que pasó de ser una observación macroscópica a una reflexión argumentativa submicroscópica, cuya comprensión no dogmática, con una visión más humanizada, exhibe las transiciones teóricas que presenta la evolución del pensamiento científico.⁴⁶ En efecto, el conocimiento de la evolución conceptual y representativa de la OX es crucial para mejorar el proceso de formación científica; su análisis histórico permite a los educandos tomar consciencia de las ventajas, usos y limitaciones de los conceptos, modelos y teorías científicas.

En ese orden, la ampliación y conjugación de los niveles representativos facilitan el análisis, la interpretación y la inferencia de la OX como un fenómeno habitual del mundo inmediato y complejo, que se estudia a través de la construcción de modelos explicativos, simplificados y funcionales, para la formación científica. La OX es un constructo teórico-práctico que la comunidad científica ha perfeccionado bajo el interés de comprender los fenómenos que acontecen en la materia circundante. Al tomar la figura de CSC su conceptualización no ha concluido; como construcción debate⁴⁷ las epistemes que compiten o se complementan estructuralmente en función de la flexibilidad o rigidez, de la coexistencia o sucesión, de los postulados que las instituciones científicas aportan para su enseñanza, más aún cuando se trata de un principio universal en la reactividad material, que se relaciona intrínsecamente con los sistemas químicos complejos, vivos y no vivos.

Por otra parte, el fundamento de la OX está ligado a la evolución simbólica, como modelos proposicionales o icónicos, que refleja una nueva nomenclatura y vincula directamente el lenguaje al conocimiento científico, marco que representa un avance crucial para apropiar un análisis profundo y la consolidación de un nuevo sistema, en tanto los nombres reflejan la composición de las sustancias. A lo largo de la historia, los diferentes enfoques teóricos han mejorado su enseñanza, en la medida que proporcionan modelos que favorecen la comprensión⁴⁴ y predicción del fenómeno abstracto. La complementariedad entre estos expresa la diversidad del análisis epistémico de la materia oxidante. En ese caso, el conocimiento histórico-epistemológico enriquece la práctica pedagógica al hacer del ejercicio áulico un espacio en contexto para la enseñanza-aprendizaje de un fenómeno o concepto que, por su complejidad, llega a ser frustrante para los educandos desde la pedagogía tradicional, además de ser malinterpretado por su alto nivel de abstracción.

La narrativa histórico-epistemológica encontrada marca cuatro momentos clave en la conceptualización y modelización de la oxidación: fase oxigénica (reacción con oxígeno), fase anóxica (reacciones sin oxígeno), fase electrónica (transferencia de electrones) y fase algorítmica (modificación en el número de oxidación), que hilvanan las proyecciones explicativas y dinámicas del conocimiento científico que, a su vez, sustentan los mecanismos oxidativos en compuestos orgánicos e inorgánicos. Este mismo, expone la necesidad de una práctica pedagógica basada en la historicidad conceptual y los modelos científicos que integren estrategias innovadoras como: analogías inferenciales que conecten los conceptos empíricos con las teorías actuales; simuladores, plataformas o software educativos que faciliten la integración de tecnologías y la visualización del fenómeno a nivel submicroscópico; y el aprendizaje a partir de la indagación como enfoque pedagógico que permita una formación activa – en contexto – donde los estudiantes deducen el concepto y el proceso reactivo oxidativo desde la experimentación.

Con estas adaptaciones, la educación científica deja de ser descontextualizada y la práctica pedagógica se enriquece de un marco histórico-epistemológico que esclarece la CSC de la OX desde el ejercicio de la transposición didáctica. Su enseñanza-aprendizaje estará nutrida de una gama de elementos que derriban las confusiones y superan los obstáculos conceptuales de un principio natural que, bajo la mirada del educando, es percibido como una verdad finalizada.⁷ La tarea del accionar del conocimiento pedagógico y la práctica pedagógica está en hacer del educando un agente constructor de conocimiento en un proceso dinámico de interacción con el otro y con su entorno, basados en discusiones epistémicas.

CONCLUSIONES

El estudio de la secuencia histórica de la controversia sobre la OX demuestra la importancia de cómo las CSC integran su evolución paradigmática y se debaten progresivamente, condicionadas por factores socio-culturales, epistemológicos y educativos, para establecer conceptos y principios químicos rigurosamente definidos a partir de la evidencia válida en ciencias. Su dinámica comprueba las limitaciones y desafíos en la desmitificación conceptual de los procesos de investigación normalizados en lo cualitativo y la aceptación de nuevas teorías emergentes de la aplicación de métodos cuantitativos. Factor transcendente que redirige la enseñanza de conceptos científicos complejos como proposiciones no absolutas, que exigen llevar a la química a un proceso de razonamiento cada vez más estricto.

El análisis realizado sustenta la premisa de que el debate en torno a OX, como una CSC, posibilita evaluar su huella, aportar a su construcción y a su comprensión epistemológica desde la dimensión histórica del saber científico, que se extiende, además del entorno químico centrado en la metodología científica, a los contextos educativos y tecnológicos desde una consistencia teórica con predominio de la evidencia cuantitativa. La reflexión pedagógica de esta CSC – desafiante para la historia de la química – dirige la práctica pedagógica hacia una comprensión crítica y una enseñanza de los conceptos químicos desde la claridad y solidez conceptual, el rigor metodológico y la naturaleza de la evolución científica.

Los hallazgos de la secuencia simbólica confirman que la integración de una nueva ontología para las sustancias químicas permite abordar el marco discursivo del saber científico de la OX para establecer relaciones y transiciones de principios cualitativos, como el flogisto, a constituyentes cuantitativos, como la masa y las partículas atómicas. Proceso que guía las relaciones lógicas entre las ideas y las evidencias del conocimiento científico como una construcción humana, histórica y colectiva, en la que no se debe juzgar las teorías pasadas con las actuales, sino valorarlas como posibilitadoras de una mejor teoría. Esto matizado a la atmosfera educativa promueve la motivación y el pensamiento crítico en el educando, toda vez que es él quien realiza la valoración y evaluación epistemológica de los enfoques en comparación con su contexto contemporáneo. El uso de los modelos históricos, como herramienta evolutiva, le conduce a ejercitarse en las competencias de resolución de problemas y modelizadora desde los distintos niveles de representación, desarrollar el pensamiento científico y superar los obstáculos conceptuales durante el aprendizaje de fenómenos y conceptos con alto nivel de abstracción.

La información refuerza la interpretación de que una educación química atenta de la dimensión histórico-social es fundamental en un currículo para la enseñanza crítica, contextualizada y pertinente con los desafíos contemporáneos de la formación científica. Esto es reconocer que la teoría del flogisto fue el catalizador para la evolución conceptual y metodológica de la química científica moderna, no solo orientó a los pensadores a observar y aislar sustancias, sino también sistematizó un marco explicativo que incitó la indagación hasta llegar al orden subatómico actual. Secuencia que subraya el vínculo estrecho entre la idea, el hecho, la evidencia, el lenguaje y la simbología de fenómenos que la química busca comprender. Así, futuras investigaciones pueden explorar cómo los docentes en la práctica pedagógica dominan su conocimiento pedagógico-científico y llegan a superar las barreras que surgen de la problematización y transposición del saber en el ámbito educativo.

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Editado por

• Editor Asociado responsable del artículo:
  Nyuara A. S. Mesquita

Datas de Publicação

• Publicação nesta coleção
  03 Ago 2026
• Data do Fascículo
  2026

Histórico

• Recebido
  20 Mar 2026
• Aceito
  22 Jun 2026
• Publicado
  30 Jun 2026